16 feb. 2015

DISEÑO ERGONÓMICO Y ANTROPOMETRÍA

DISEÑO ERGONÓMICO Y ANTROPOMETRÍA

POSTED IN MÉTODOS ERGO
Si algo hemos aprendido de la ergonomía, es la importancia de diseñar adecuadamente los puestos de trabajo, las máquinas, herramientas, muebles, etc… con el objeto de reducir lesiones laborales, enfermedades, y por su puesto, mejorar la satisfacción de los usuarios y trabajadores y con ello la productividad.
Para hacer un diseño antropométrico adecuado debemos saber primero para quién o quiénes va dirigido:
  1. Para una persona específica,
  2. Para un grupo de personas, o
  3. Para una población muy numerosa

 DISEÑAR PARA UNA PERSONA

Diseñar para una persona específica es como hacer un traje a medida. Ergonómicamente hablando es la mejor de las opciones, pero también la más cara. Se debe actuar como un sastre o una modista, tendremos que tomar las medidas antropométricas del sujeto.
Sin embargo si el puesto de trabajo o herramienta que hayamos diseñado debe ser utilizado por más personas, el asunto se puede complicar más.

DISEÑO PARA UN GRUPO POCO NUMEROSO

Cuando se diseña para un grupo de personas deberemos tener en cuenta los 3 principios de diseño antropométricos siguientes:
  • Principio de diseño para extremos.
  • Principio de diseño para un intervalo ajustable.
  • Principio de diseño para el promedio.

PRINCIPIO DE DISEÑO PARA LOS EXTREMOS

preview html m5d82ac01Si tenemos que diseñar para un grupo de 10 personas la profundidad de una mesa de trabajo, lo ideal será escoger una longitud tal, que permita a todos alcanzar el borde final de la mesa sin esfuerzo. Por lo tanto, escogeremos de los 10 trabajadores aquél que tenga menor alcance de brazo (Amáx.B).
Siempre y cuando este mínimo no ofrezca un valor tan pequeño que ponga en crisis el diseño o provoque incomodidades al resto de trabajadores. En tal caso habría que buscar soluciones alternativas a este trabajador (otra mesa adaptada) o reubicarlo de puesto.
Sin embargo, si lo que pretendemos es diseñar la anchura de una silla, deberemos buscar el valor máximo de ancho de caderas (Ac) para que todos tengan la posibilidad de utilizar la silla.
Las preguntas que tenemos que responder para saber si diseñar para máximos o para mínimos son ¿quiénes tendrán dificultades para acceder al lugar?, o ¿para sentarse en una silla o pasar por un lugar estrecho?.

PRINCIPIO DE DISEÑO PARA UN INTERVALO AJUSTABLE

Este es el caso de una silla de un puesto de oficinas, un sillón de dentista, de peluquería o conductor de un vehículo. En todos estos casos, el número de personas que pueden acceder es tan variado que debe preverse en el diseño la posibilidad de ajuste.
Este es el diseño ideal, pues el trabajador ajusta el objeto a su medida, aunque por el contrario es el más caro por el mecanismo de ajuste.
En este caso, el problema reside en decidir los límites del intervalo de ajuste. En el caso anterior de un grupo de 10 personas, la altura se regularía en un intervalo que comprendería la altura poplítea (Ap) inferior y superior de forma que todos podrían ajustar el asiento a sus necesidades.

PRINCIPIO DE DISEÑO PARA EL PROMEDIO

El promedio, por norma general es engañoso, y más en ergonomía. Supongamos que la anchura de caderas de 5 personas es de 35, 37, 39, 42, 45 cm, con un promedio de 40 cm. Si diseñamos la anchura de la silla con el promedio, estaríamos limitando el uso de la silla a 2 de las 5 personas (es decir, el 40% de las personas no podrían usarla).
El diseño para el promedio solo se utilizan en contadas ocasiones cuando la precisión de la medición tiene poca importancia, su frecuencia de uso es muy baja, siendo cualquier otra solución muy costosa o muy cara.

PRINCIPIO DE DISEÑO PARA UNA POBLACIÓN MUY NUMEROSA

Cuando se trata de diseñar para una población muy numerosa, la cosa se complica, pues se hace imposible medirlos a todos. Es en estos casos cuando debemos hacer uso de la estadística: se selecciona a una muestra representativa de esa población. Es importante no utilizar tablas antropométricas sacadas de la bibliografía, pues existen notables diferencias entre poblaciones.  Lo mejor es utilizar una muestra interna de la población.
Para determinar la muestra mínima que debemos escoger, para que sea estadísticamente fiable, deberemos utilizar la siguiente expresión:
n = Z2 σ2 / e2
Donde:
σ: desviación estándar. Para conocer esta variable deberemos utilizar datos bibliográficos o bien hacer un cálculo con una pequeña muestra poblacional escogida al azar.
Z: es el nivel de confianza. Un nivel de confianza del 95% (α=.05 contraste bilateral) corresponde a un Z=1,96. Un nivel de confianza del 99% corresponde con un Z=2,57 pero el tamaño de la muestra aumenta considerablemente.
e: error admitido o precisión, si el margen de error que queremos es del 5%, pondremos entonces e = 0,05. Si el error admitido para el diseño de la anchura de una silla es de 5 cm, pondremos e=5. Aunque el método mejor aceptado es utilizar un valor equivalente a la mitad del intervalo de confianza: e = 1/2 · Z · (σ / √n) donde n es el tamaño de nuestra muestra piloto.
Los datos antropométricos siguen una distribución normal (curva de Gauss). Por lo tanto, conociendo la media y la desviación estándar de cada dimensión de la población, podemos hacer estos cálculos:
Una vez conocida la muestra representativa y analizados los datos, obtendremos para cada dimensión un valor promedio (μ) y su desviación estándar (σ).
Para el diseño antropométrico, utilizaremos los mismos criterios que para poblaciones pequeñas (intervalo ajustable o diseño para extremos), pero en este caso utilizando percentiles:
1-Para el diseño en un intervalo ajustable, utilizaremos el rango entre los valores de P5 y el P95.
2-En el diseño para extremos, seleccionaremos el P5 o el P95 según queramos diseñar para mínimos o para máximos.
Para el cálculo de los percentiles utilizaremos la siguiente expresión:
P = μ ± Z · σ
Donde Z es un valor estadístico del percentil. Para cubrir al 95% de la población Z = 1,645 (contraste unilateral)

BIBLIOGRAFÍA

  • CARMONA A. Aspectos antropométricos de la población laboral española aplicados al diseño industrial. Madrid: INSHT, 2003. ISBN: 84-7425-655-0.
  • KAPANDJI I.A. Cuadernos de fisiología articular. 4ª edición. Barcelona, Masson. S.A., 1987. ISBN: 9788431101596.
  • NOGAREDA C. et al. Ergonomía. 5ª edición. Madrid: INSHT, 2008. ISBN: 978-84-7425-753-3.
  • PANERO J., ZELNIK M. Las dimensiones humanas en los espacios interiores. Estándares antropométricos. México: Ed. G. Gili., 1991. ISBN: 968-887-328-4

EJEMPLO DE APLICACIÓN DEL DISEÑO DE UN PUESTO DE TRABAJO

Supongamos que tenemos que determinar las dimensiones de un asiento de una cabina de telesilla. El asiento consistirá en un banco de altura fija donde deberían caber hasta dos personas. Lo que se pretende obtener es la anchura y altura de este banco, con el objeto de que puedan caber dos personas con holgura (teniendo en cuenta la ropa que en estos casos es de invierno) y de que los pies no cuelguen para evitar compresión en la zona poplítea.
El diseño que debemos adoptar, es el siguiente:
  1. Altura del banco: diseño para extremos, escogiendo la altura poplítea (Ap) mínima. Teniendo en cuenta que el diseño está enfocado a una población muy grande, escogeremos el percentil P5.
  2. Anchura del banco: diseño para extremos, escogiendo la anchura de caderas (ACs) máxima, en este caso el P95 + holgura suficiente para la ropa.

CÁLCULO DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA

En este caso el tamaño muestral es muy grande. Anualmente las estaciones de esquí reciben hasta 6 millones de visitantes al año. Por lo tanto, se hace imprescindible escoger una muestra que represente a la totalidad de los visitantes. Para empezar, y dado que los datos bibliográficos antropométricos españoles más recientes son del año 1999, y estos no tienen por qué coincidir con nuestra población objeto de estudio, decidimos hacer nuestro propio estudio. Escogemos una muestra aleatoria de 100 visitantes (adultos mayores de 15 años) a los que realizamos mediciones de la altura poplítea (AP) y ancho de caderas (ACs) obteniendo la siguiente tabla de resultados:
 
VariableAcs (cm)AP (cm)
Min.30,035,0
Máx.60,055,0
Mediana44,543,0
Media (μ)44,044,3
SD (σ)8,36,0
 
 
Para calcular el tamaño de la muestra mínima con una confianza del 95%  (α=.05) corresponde a un Z=1,96 utilizaremos la siguiente expresión:
n = Z2 σ2 / e2
Donde la precisión (e) mínima que queremos es de 1 cm:
VariableAcs (cm)AP (cm)
Z (97,5%)1,961,96
SD (σ)8,36,0
e11
n (piloto)100100
n (calculada)265138
Por lo tanto, la muestra mínima que nos garantiza una fiabilidad del 95% y un error de ± 1 cm es de 265 individuos tomados al azar.

MEDICIONES ANTROPOMÉTRICAS Y DISEÑO FINAL

Una vez analizados 266 individuos tomados al azar obtenemos la siguiente tabla de resultados y percentiles:
VariableAcs (cm)AP (cm)
Min.30,035,0
Máx.60,055,0
Media (μ)44,044,3
SD (σ)44,044,3
P530,334,5
P9557,754,2
 El diseño que debemos adoptar, es el siguiente:
  1. Altura del banco: escogeremos el percentil P5 de la AP que se corresponde con una altura de 34,5 cm a lo que le deberíamos restarle una holgura debido a la ropa, pero en este caso concreto, no se le restará la holgura sino que se añadirá, debido a que los usuarios normalmente llevan botas de suela muy gorda. por lo que la altura final a utilizar será de 36 cm.
  2. Anchura del banco: escogeremos la ACs máxima, en este caso el P95  se corresponde con un valor de 57,7 cm a lo que deberemos sumarle la holgura correspondiente a la ropa (unos 5 cm) quedando una anchura mínima por usuario de 63 cm.
 

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