NTP1050: Alcance máximo en el plano sagital - Año 2015

Las NTP son guías de buenas prácticas. Sus indicaciones no son obligatorias salvo que estén recogidas en una disposición normativa vigente. A efectos de valorar la pertinencia de las recomendaciones contenidas en una NTP concreta es conveniente tener en cuenta su fecha de edición.

1. INTRODUCCIÓN

En el ámbito del diseño de los puestos de trabajo, deben tenerse en consideración las zonas de alcance, las alturas de las superficies de trabajo y los espacios necesarios para poder realizar las tareas, con el fin de evitar las posturas forzadas, así como cualquier otro riesgo para la seguridad y la salud de los trabajadores (INSHT, 2008). Tanto las posturas forzadas como aquellas que se mantienen durante períodos largos de tiempo en posición estática pueden suponer un aumento del riesgo de lesión para los trabajadores (HSE, 2002). 

Las posturas forzadas implican que una parte del cuerpo (bien sea un segmento o una articulación) se aleja más allá de la posición neutra y de la zona de trabajo recomendada. 

Los músculos son menos eficientes cuando las posturas son forzadas y, por lo tanto, deben realizar mayor esfuerzo físico para llevar a cabo las tareas. Este aumento de la fuerza contribuye a la fatiga y a la tensión músculotendinosa, a un aumento de la fricción y compresión de los tejidos blandos, así como a una disminución del torrente sanguíneo en los músculos y tendones afectados. 

El alcance repetido o prolongado, la torsión, la flexión, el trabajo por encima de la cabeza, las posturas de rodillas o en cuclillas son algunas de las posturas forzadas más típicas. Los efectos adversos para la seguridad y la salud pueden verse agravados si las tareas también implican la realización de movimientos repetitivos o la aplicación de fuerzas. Las posturas forzadas pueden estar causadas por: puestos de trabajo incorrectamente diseñados, herramientas, utensilios y prácticas de trabajo deficientes. 

En el ámbito del diseño de los puestos de trabajo, deben tenerse en cuenta las dimensiones antropométricas de la población trabajadora para que los elementos que conforman el puesto no impliquen alcances superiores a los límites de los distintos segmentos corporales. Por lo tanto, es útil desarrollar un modelo formal que permita estimar los alcances, tanto para diferentes poblaciones como para diferentes percentiles de estas poblaciones.

 

2. ALCANCE EN POSICIÓN DE PIE EN EL PLANO SAGITAL

En posición de pie, se pueden utilizar dos dimensiones antropométricas para estimar el alcance en el plano sagital: la altura de los hombros y la altura del tercer metacarpiano (figura 1). La definición de éstas, según Carmona (2001), es:

• Altura de los hombros. Es la distancia vertical desde la superficie de apoyo de los pies (suelo) al punto más elevado del acromión. Corresponde a la dimensión 4.1.4 de la norma UNE-EN ISO 7250-1:2010.
• Altura del tercer metacarpiano. Es la distancia vertical desde la superficie de apoyo de los pies (suelo) hasta la cabeza del tercer metacarpiano. La correspondencia más cercana en la norma UNE-EN ISO 7250-1:2010 es la altura del puño (eje del puño), que se define como la distancia vertical desde el suelo hasta el eje de prensión del puño (dimensión 4.4.4).

Los valores proporcionados por Carmona (2001) se muestran en la tabla 1, donde el número entre paréntesis indica la referencia de la dimensión en la norma UNEEN ISO 7250-1:2010. 

                                     

 

A continuación se desarrollan las expresiones para el cálculo de las coordenadas cartesianas correspondientes al alcance en posición de pie y en el plano sagital. La altura de los hombros y la altura del tercer metacarpiano se simbolizan mediante las variables h y m respectivamente. La ecuación 1 muestra el cálculo de las dos componentes cartesianas del alcance, que son función del ángulo θ de flexo-extensión del hombro.

Como las variables h y m tienen asociada una distribución de probabilidad, entonces el alcance, en sus componentes horizontal (Ax ) y vertical (Ay ), tendrá asociado un error en forma de desviación estándar. Teniendo en cuenta que el alcance es una combinación lineal de las variables h y m, la varianza puede calcularse siguiendo la propuesta de Kroemer et al. (2010).

La ecuación 2 muestra el cálculo de la varianza de la componente de abscisas del alcance, donde sh y sm son las desviaciones estándar de la altura de los hombros y la altura del tercer metacarpiano, respectivamente, covhm es la covarianza entre las variables h y m, y rhm es el coeficiente de correlación de Pearson entre dichas variables. Dado que las dimensiones antropométricas del cuerpo humano no son independientes unas de otras, esta covarianza es necesaria para contemplar la correlación entre las mismas, en este caso entre h y m.

La ecuación 3 muestra el desarrollo para la obtención de la varianza de la componente de ordenadas del alcance. En este caso es necesario realizar varios pasos intermedios, ya que el valor de Ay (ecuación 1) es una combinación doble de las variables h y m.

El coeficiente de correlación rhm expresa la relación lineal y la proporcionalidad entre las variables h y m. Carmona (2003) calculó los coeficientes de correlación para las diferentes dimensiones antropométricas de la población laboral española. La tabla 2 presenta los valores en hombres y mujeres para las dimensiones utilizadas en este texto (entre paréntesis se indica la referencia de la dimensión en la norma UNE-EN ISO 7250-1:2010). Según Carmona (2003), las dimensiones antropométricas de la población laboral española siguen una distribución normal y, debido a que el alcance calculado (ecuación 1) es una combinación lineal de dimensiones antropométricas, éste también tendrá una distribución normal de probabilidad. En esta situación, los percentiles del alcance se calculan según la expresión 4 (Kroemer et al., 2010).

donde z es una variable normal estandarizada cuyo valor es función del percentil que se quiere calcular. En la tabla 3 se muestran algunos de los valores más habituales de z.

Según Greene y Hechman (1997), los ángulos de rotación del hombro en función del plano de movimiento toman los valores que se muestran en la tabla 4.

                                                       

La figura 2 muestra una representación gráfica del alcance (ecuación 4) en el plano sagital y en posición de pie con los datos antropométricos (tabla 1) del percentil 5 de la población laboral masculina y del percentil 5 de la población laboral femenina. De esta forma, los objetos situados a estas distancias podrán ser alcanzados por el 95% de la población laboral masculina en un caso y el 95% de la población laboral femenina en el otro.

En la figura 2 se puede observar que, si bien el alcance para hombres y mujeres corresponde al de un arco de circunferencia, ambos arcos no son concéntricos debido a que la altura del hombro toma valores diferentes en cada caso.

 

3. ALCANCE EN POSICIÓN DE SENTADO EN EL PLANO SAGITAL

Para estimar el alcance en posición de sentado, es necesario emplear más dimensiones antropométricas que las utilizadas en posición de pie. La altura del hombro y la altura del tercer metacarpiano, definidas en el apartado anterior, son imprescindibles para calcular la longitud del brazo. No obstante, dado que no existe una altura medida desde el suelo hasta el hombro en posición de sentado, es necesario utilizar otras dos dimensiones —altura de los hombros sentado y longitud de la pierna (figura 3)— para estimar esta dimensión. Según Carmona (2001), su definición es la siguiente:

• Altura de los hombros (sentado). Es la distancia vertical desde la superficie horizontal de asiento hasta el punto más elevado del acromión. Corresponde a la dimensión 4.2.4 de la norma UNE-EN ISO 7250-1:2010
• Longitud de la pierna (altura del poplíteo). Es la distancia vertical desde la superficie de apoyo de los pies hasta la superficie inferior del muslo inmediata a la rodilla, con ésta doblada en ángulo recto. Corresponde a la dimensión 4.2.12 de la norma UNE-EN ISO 7250-1:2010.

El desarrollo de las expresiones matemáticas para estimar el alcance en posición de sentado es el mismo que en el caso correspondiente a la posición de pie, con la diferencia de que el número de variables es mayor en este caso.

Las componentes cartesianas de este alcance, parametrizadas en función del ángulo θ, se muestran en la ecuación 5. Se comprueba que la componente de abscisas no presenta variación alguna respecto a la calculada anteriormente, mientras que la de ordenadas adopta una forma similar, a pesar de ser función de cuatro variables en lugar de dos.

Las variables h y m son las mismas que en el caso anterior: la altura del hombro y la altura del tercer metacarpiano respectivamente. La variable s corresponde a la altura de los hombros sentado, mientras que la variable p es la longitud de la pierna (altura poplítea).

En relación con las varianzas, la componente de abscisas sigue siendo igual que la calculada en posición de pie (ecuación 2), mientras que la componente de ordenadas presenta una expresión diferente (ecuación 6).

Mediante la ecuación 4, y utilizando los datos antropométricos de la tabla 1, se puede calcular el alcance en el plano sagital para cualquier percentil de la población. La figura 4 muestra estos valores para la posición de sentado y los percentiles 5 de la población masculina y femenina.

Además, según Grandjean (1983), mediante una extensión de pies, piernas, tronco y hombros, los valores calculados pueden superarse en 15 cm, bajo la condición de que esta extensión tenga un carácter casual y no acarree un esfuerzo excesivo. La figura 4 muestra estos límites ocasionales, tanto para hombres como para mujeres, mediante líneas discontinuas

 

BIBLIOGRAFÍA