Antropometria y Ergonomia libro

Portada:

Lópx. Diseño y comunicación visual Tipografía y diagramación: Virginia Ramírez Moreno Ilustraciones: Isaac Avila Rodríguez D.R. © 2005, Universidad de Guadalajara Centro Universitario de Arte, Arquitectura y Diseño Centro de Investigación en Ergonomía Extremo Norte de la Calzada Independencia s/n., cp 44250 Guadalajara, Jalisco ISBN 970-27-0759-5 Fondos concurrentes del proyecto de investigación Num. 39996 de conacyt. Se prohíbe la reproducción, el registro o la transmisión parcial o total de esta obra por cualquier sistema de recuperación de información, sea mecánico, fotoquímico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia o cualquier otro, existente o por existir, sin el permiso por escrito del titular de los derechos correspondientes. Impreso y hecho en México Printed and made in Mexico

Reconocimientos Este libro es uno de los productos del Proyecto de Investigación 39996, apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (conacyt) y la Universidad de Guadalajara (udg), y realizado por el Centro de Investigaciones en Ergonomía del Departamento de Producción y Desarrollo, de la División de Tecnología y Procesos del Centro Universitario de Arte, Arquitectura y Diseño.

Agradecimientos Agradecemos a la Psic. Rosa Amelia Rosales Cinco por su apoyo en la recolección y organización de material bibliográfico para la elaboración del presente texo.

Índice

Introducción

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1. Antropometría en el diseño 1.1 Introducción 1. 2 Usabilidad 1.3 Definición de antropometría 1.4 Historia de la antropometría 1.5 Antropología física y antropometría clásica 1.6 Antropometría aplicada al diseño 1.7 Necesidad de generar datos antropométricos para el diseño 1.8 Antropometría en el diseño de productos 1.9 Antropometría en el diseño de espacios habitables y de trabajo 1.10 Antropometría en el diseño de ropa

9 9 10 11 11 13 17 18 19 21 23

2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

La variabilidad humana y antropométrica La variabilidad humana La variabilidad antropométrica Tipos de variabilidad humana Factores que determinan la variabilidad antropométrica Variabilidad a nivel mundial La variabilidad antropométrica en la estadística

27 27 28 29 30 33 35

3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.4

Métodos de medición antropométrica Introducción Métodos directos Métodos indirectos Body measurement system Conclusión

39 39 40 49 54 63

4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

Dimensiones antropométricas Introducción Tipos de dimensiones Tipos de definiciones de dimensiones antropométricas Posturas de medición Dimensiones en antropometría aplicada al diseño Dimensiones poco usuales Predicción de medidas antropométricas a partir de una dimensión conocida Dimensiones para el vestido

5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Lineamientos generales de adecuaciones antropométricas Introducción Adecuación antropométrica: términos y conceptos generales Tipos de adecuaciones antropométricas Pasos del proceso de adecuación antropométrica en el diseño industrial Conclusión

6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

Aplicaciones antropométricas al diseño de productos, espacios habitables y de trabajo Introducción Relación dimensión antropométrica/producto/espacio Estaciones de trabajo Tipos de estaciones de trabajo Espacios habitables Herramientas manuales Vestido Conclusión

Bibliografía

67 67 67 70 74 76 83 83 86 93 93 95 106 113 121 123 123 124 130 146 153 158 166 170 171

Introducción

El presente texto tiene la intención de colaborar al desarrollo, difusión y aplicación de la ergonomía en México y otros países de habla hispana. En el amplio campo de la ergonomía como ciencia aplicada, la antropometría ocupa un lugar importante que, sin embargo, es obviado en muchas ocasiones. Uno de los factores que inciden en este soslayamiento es la poca información que existe al respecto, sobre todo en español. Aun cuando la ergonomía tiene más de cincuenta años de existencia a nivel mundial, en nuestro país su desarrollo ha sido lento en parte debido a esta misma escasez de bibliografía, por lo que consideramos que este trabajo contribuirá en buena medida a abatir esta ausencia. Dada la importancia de los factores antropométricos en una gran cantidad de estudios ergonómicos, es necesario dilucidar los primeros y elementales conceptos teóricos, técnicos y metodológicos para su correcta comprensión y aplicación. Así, en el primer capítulo se habla de los conceptos generales de la ergonomía, en donde la antropometría tiene incidencia, así como de la historia de la antropometría, sus definiciones y sus diferentes campos de aplicación. En el segundo capítulo se revisan los conceptos de variabilidad antropométrica, uno de los conceptos centrales, sus factores determinantes y las diferencias somatométricas a nivel mundial. El capítulo 3 aborda los principales y más difundidos métodos para obtener datos antropométricos en poblaciones reales, incluyendo una descripción de los modernos sistemas de escaneo digitalizado del cuerpo entero, tecnología de punta utilizada actualmente en los países más desarrollados. El capítulo 4 representa la parte más técnica de la antropometría, pues incluye la terminología de las dimensiones, la descripción de las

posturas en que se realizan las mediciones en sujetos y algunos de los puntos anatómicos más utilizados en la definición de dimensiones y la toma de medidas, así como un método estadístico para la predicción de medidas a partir de una dimensión conocida. En los capítulos 5 y 6 se describen los principales términos y conceptos utilizados en antropometría aplicada al diseño, y el proceso de adecuación antropométrica completo, para terminar con descripciones de la aplicación concreta de los factores antropométricos en los ámbitos de la ergonomía ocupacional y la ergonomía del diseño, incluyendo algunas consideraciones sobre el vestido. Esperamos que estos materiales sean de utilidad tanto para el profesional del diseño en sus diferentes campos de aplicación como para los cursos de ergonomía que se imparten en las carreras profesionales de ingeniería, diseño y arquitectura.

1

Antropometría en el diseño

1.1 Introducción Desde la segunda mitad del siglo xx, se ha desarrollado una nueva interdisciplina científica: la ergonomía. La ergonomía tiene como objeto de estudio la actividad humana dentro del complejo de relaciones hombre-objeto-entorno, enfocado a la optimización de la eficiencia, la salud y la seguridad del trabajador y del usuario. La ergonomía es la ciencia que estudia cómo las personas interactúan con su ambiente, sus productos y herramientas, los edificios donde trabajan y viven, la información que reciben y la organización de todas esas actividades. Aún más importante, la ergonomía usa la información de estos estudios para mejorar todos los niveles de esta interacción, para mejorar la comodidad y satisfacción de las personas, la seguridad, usabilidad y efectividad de sus herramientas y productos. Sin información sobre las características y habilidades del ser humano no podríamos esperar que los productos y ambientes que producimos se adapten a los usuarios (Government Consumer Safety Research, 1998). En uno de sus campos clásicos de investigación y aplicación, se han realizado estudios dirigidos a la obtención de datos antropométricos cuya utilización coadyuva a la consecución de los objetivos de la ergonomía. Los datos antropométricos son el punto de partida para desarrollar una gran cantidad de productos diseñados para el uso humano. En este sentido, en el presente capítulo se examina el concepto de usabilidad, como uno de los objetivos de las adecuaciones antropométricas en el diseño. Así mismo, se revisará el concepto de antropometría, su desarrollo histórico, la diferencia entre la

Capítulo 1 • 10 •

antropometría clásica y la antropometría aplicada al diseño, así como un panorama general de sus aplicaciones en el ámbito del diseño.

1. 2 Usabilidad Informalmente, los problemas de usabilidad pertenecen a cómo se puede usar un producto más fácilmente, tiene que ver con lo amigable de los productos. La iso (International Standard Organization) define la usabilidad como “...la efectividad, eficiencia y satisfacción con la cual los usuarios pueden lograr objetivos específicos en ambientes particulares” (iso dis 924111; citado por Jordan, 2001). La efectividad se refiere al grado con el cual se logra un objetivo o tarea. La eficiencia se refiere a la cantidad de esfuerzo requerida para lograr un objetivo. Mientras menos esfuerzo se requiera, más alta es la eficiencia. El esfuerzo puede medirse en términos de la cantidad y el tipo de acciones necesarias, el tiempo utilizado y del número de errores cometidos. La satisfacción se refiere al nivel de comodidad que el usuario siente cuando usa un producto y qué tan aceptable es éste para los usuarios como medio para lograr sus objetivos. Es un aspecto más subjetivo de la usabilidad que los dos anteriores, por lo que es más difícil de medir; sin embargo, no es menos importante que los otros dos. Para que los productos diseñados tengan un buen coeficiente de usabilidad será necesario, entre otras cosas, tomar en cuenta las características físicas del grupo de usuarios. Ejemplos de características importantes pueden ser la estatura, el alcance o la fuerza. Obviamente, el objetivo debe ser diseñar un producto que sea utilizable por una gran proporción del grupo de usuarios. En el caso de los productos en los que las características físicas de los usuarios son importantes, significa colocar los exhibidores a una altura donde la mayoría de las personas puedan verlos o leerlos, colocar los controles donde puedan alcanzarlos y hacer productos lo suficientemente ligeros para que la mayoría pueda levantarlos sin riesgos ( Jordan, 2001).

Antropometría en el diseño • 11 •

1.3 Definición de antropometría La antropometría es la rama de las ciencias humanas que trata de la medición del cuerpo (Pheasant, 1996). Se puede definir, en términos generales, como la técnica antropológica que mide el cuerpo humano. La medición se puede realizar de hecho en un solo individuo, en un grupo o en una población; el significado o la conclusión que se derive de cada uno de estos planteamientos será lógicamente diferente, sobre todo considerando la intención con la que se realiza la evaluación en particular. Según Roebuck (1995), la antropometría es la ciencia de la medición y el arte de la aplicación que establece la geometría física, las propiedades de la masa y las capacidades de esfuerzo del cuerpo humano. El término se deriva de anthropos, que significa humano, y metrikos, que significa estar relacionado con una medición. El medir a los seres humanos puede ser importante para muchas aplicaciones de la vida diaria como el diseño de mobiliario, automóviles, espacios habitables; del mismo modo, puede ser importante en aspectos especializados como la criminología, la práctica médica y la selección de personal.

1.4 Historia de la antropometría La antropometría se remonta a épocas remotas. En el siglo I a. C. Vitruvio (figura 1.1), un arquitecto romano, estaba ya interesado por las proporciones del cuerpo y por sus implicaciones metrológicas (Panero y Zelnik, 1983). La idea de que el tamaño físico de una persona se encuentra de algún modo relacionado con su habilidad para funcionar en el mundo es tan antigua que es sorprendente cómo con frecuencia el concepto se ha descuidado actualmente en el pensamiento popular. Aun en los tiempos bíblicos había un reconocimiento de las diferencias de tamaño y constitución, haciéndose evidentes en los relatos de “gigantes” y en comparaciones de tipos de cuerpo, tales como los hermanos Jacob y Esaú. Los artistas de Grecia y Roma estudiaron las dimensiones del cuerpo para desarrollar estándares de las proporciones del cuerpo (figura 1.2).


Los griegos obtuvieron de los miembros del cuerpo humano muchas de sus unidades de medición, tales como la pulgada, el palmo, el pie, el codo, etc. (Panero y Zelnik, 1983). Nótese que inclusive los nombres de muchas unidades en uso actualmente se derivan de segmentos del cuerpo. Drillis (1963; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975) puntualizó que le pied y le puce en francés, il piede e il pollice en italiano, y peda y pirkst en lengua de Letonia, tuvieron el mismo significado como unidades de medida que foot y thumb tienen en inglés. También hace notar que “durante la Edad Media, el thumb-ell ”, era una medida de distancia basada en la extensión de la mano hasta la punta del pulgar (14-18 cm), y fue utilizada en las agarraderas de la espadas, limas y jarros (figuras 1.3 y 1.3a ). El desarrollo de las armas y armaduras basadas en los principios de la ingeniería militar tienen una historia rastreable y útil que continúa en el presente. La producción de ropa y el desarrollo de alojamientos y medios de transportación son otras importantes líneas heredadas combinadas con los principios de la ingeniería concernientes a las dimensiones humanas. Éstos, desde luego, fueron desarrollados a través de las matemáticas y sus derivados estadísticos, apoyados por la Edad de la Razón y el método científico. La Revolución Industrial centró estas actividades en las medidas de los mercados masivos y de la salud por la necesidad de aplicar mediciones al hombre para diseñar artículos para la producción en serie. La noción de “normalidad” en proporción y tamaño fue gradualmente remplazada con tablas y gráficas estadísticas.

Figura 1.1 Hombre universal de DaVinci, basado en el de Vitrubio.

Figura 1.2 Venus del Milo.

Figura 1.3 Empuñadura

Figura 1.3a Asa de vaso

de espada medieval.

del medioevo.


A partir del periodo 1940-1970 hubo un incremento significativo en la necesidad de obtener datos acerca de las dimensiones del cuerpo humano en muchos campos industriales. La tendencia ha sido particularmente fuerte en la ingeniería del diseño en la industria de la aviación, donde el peso y el tamaño llegan a ser fundamentales en el desempeño y la economía de los aviones. En tanto que el hombre entró a la era espacial, estos factores han llegado a ser aún más críticos (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). La antropometría es una extensión o ramificación técnica de la antropología física. Se concibió hace más de 200 años, fue utilizada tentativamente para distinguir razas y grupos étnicos de seres humanos, identificar criminales y ayudar a hacer diagnósticos médicos.

1.5 Antropología física y antropometría clásica En el mundo occidental, el origen de la antropología física como ciencia comparativa y descriptiva es frecuentemente atribuido a Marco Polo quien, al final del siglo xiii, describió las variaciones de tamaños y conformación de los cuerpos que él vio en sus viajes alrededor del mundo. Linné (17071778), Buffon (1707-1788) y White (1728-1813) inauguraron la ciencia que más tarde fue llamada antropometría racial comparativa, mostrando que había diferencias en las proporciones del cuerpo de varias razas humanas (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Blumenbach (1752-1840) reportó por primera vez datos antropométricos completos disponibles en su tratado On the Natural Differences in Man-kind. Al estadístico Quetelet (1796-1874) se le ha considerandolo como el fundador de la ciencia e inventor del término “antropometría”. Él condujo la primera investigación somatométrica a gran escala. Humphrey, en 1838, hizo cuidadosas medidas del húmero, radio, fémur y tibia en 25 esqueletos del hombre blanco y del negro. Calculó los índices de cada longitud individual dividida entre la altura del sujeto con el propósito de tener números que fueran comparables directamente. El siguiente avance fue la comprensión de que muchos de los huesos largos podían ser medidos en sujetos vivos, obteniendo su punto de terminación por medio de


Figura 1.4 Equipo antropométrico de Broca.

Figura 1.4a Calibrador de Broca.

la palpación. Otros rasgos sobresalientes (pezón, ombligo) fueron también encontrados de valor en el estudio de las proporciones. Broca (1824-1880), fundador de la Escuela de Antropología de París, influyó en el surgimiento de la antropología las influyó a través de su investigación teórica también inventó muchas técnicas de medición y aparatos (figura 1.4 y 1.4a). En 1914, Martin publicó la primera edición de su famoso Lehrbucfh der Anthropologie, el cual permaneció como un libro de texto estándar por algunas décadas. Los últimos años del siglo xix y los primeros del xx vieron el desarrollo de un amplio interés en el estudio detallado de la vida humana y de los restos esqueléticos de los primeros hombres, en los cuales la antropometría física jugó un papel importante. Martin (1914) y Hrdlicka (1939) describen el desarrollo y las principales contribuciones con algún detalle. En los Estados Unidos, las actividades de la antropometría arrancaron con la comparación de muchas reliquias de hombres antiguos con dimensiones modernas del cuerpo y por las diferencias antropométricas observadas entre los ciudadanos norteamericanos conformadas a partir de una multitud de orígenes nacionales, raciales y étnicos. En 1912, los Gilbreth inician sus importantes contribuciones al estudio científico del movimiento como técnica de manejo para mejorar la eficiencia del trabajo industrial (Barnes, 1979). El reconocimiento del valor del lugar de trabajo, junto con fáciles alcances del operador, condujeron al estudio de las dimensiones espaciales máximas y normales de trabajo. Taylor y los Gilbreth, con orientación hacia la producción, estuvieron involucrados en aplicaciones, más que en el estudio del hombre por el bien del hombre o por curiosidad científica. Muchos estudios sistemáticos de


las dimensiones del cuerpo humano fueron realizados durante los últimos años del siglo xix y en los primeros del siglo xx con varios propósitos relacionados con la producción comercial, los registros médicos y la selección militar (Baxter, 1875; Gould, 1869; Davenport y Love, 1921; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Sin embargo, es dudoso que los investigadores se consideraran a sí mismos como parte de una nueva disciplina. Muchos investigadores antropológicos militares han sido devotos de lo que se refiere al establecimiento de efectos de las dimensiones del cuerpo y su constitución en el diseño y uso de equipo militar (Randall, 1948). Estos estudios han ayudado eventualmente a la convergencia de disciplinas tales como la psicología, la antropología, la fisiología y la medicina con la ingeniería, una síntesis que posteriormente llegó a ser conocida como ingeniería de los factores humanos en los Estados Unidos, y ergonomía en la mayoría de los demás países. Una rama de este trabajo incluía las dimensiones del cuerpo, la cual fue llamada antropología física aplicada (Randall, 1948; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). La integración de las disciplinas científicas de la vida para las aplicaciones de ingeniería fue llevada a cabo a través de la centralización de problemas. En adición a tales problemas, como definir las dimensiones de la ropa para las tropas de la Armada, gran número de accidentes en el entrenamiento y las operaciones de aviones hicieron necesario estudiar sus causas básicas. Los psicólogos a los que se les pidió que estudiaran las acciones del hombre bajo el estrés de vuelo encontraron que la complejidad del equipo militar moderno estaba fuera del alcance de las habilidades del hombre para operarlos (Damon y Randall, 1944; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Aunque podían utilizarse entrenamientos para conseguir el mayor desempeño del hombre, esta aproximación fue costosa y requería mucho tiempo. Aun con el mejor entrenamiento, había equipos que no podían ser operados con la máxima eficiencia debido a la pobre igualación del control humano con las habilidades perceptuales y con las características con las que la maquinaria había sido diseñada. Entre otros problemas, se encontró que las cabinas eran demasiado pequeñas para muchos pilotos, de manera que estorbaban o detenían ciertos movimientos del piloto. El estudio de las dimensiones adquirió un renovado interés


cuando se encontró que existían muy pocos datos confiables sobre el tamaño de los pilotos militares para ayudar a resolver estos problemas. Se llamó a antropólogos físicos para que midieran a los pilotos y la tripulación de vuelo y así definir criterios de diseño para futuros aviones y criterios de selección para máquinas comunes (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Después de la Segunda Guerra Mundial, el énfasis en la adaptación de las máquinas al hombre llegó a ser mayor en agencias tanto comerciales como militares, por lo que continuó el estudio de las dimensiones del cuerpo y los requerimientos del espacio de trabajo con los factores fisiológicos y psicológicos incluidos. Por ejemplo, Hooton examinó 3,867 hombres adultos y mujeres en Boston y Chicago en estaciones de trenes para obtener las dimensiones para los asientos de ferrocarriles (Hooton, 1945; citado por (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Otros estudios similares y relacionados con ellos fueron continuados en la Escuela Harvard de Salud Pública durante los últimos años de la década de los cuarenta, para mejorar la seguridad en el uso de todo tipo de equipos. Las evaluaciones fueron hechas en camiones de transporte de carga y urbano así como en automóviles, desde el punto de vista de la ingeniería humana, y antropométricamente en particular. Cerca de 300 conductores de camiones de transporte de carga y urbanos fueron medidos; en conjunción con estos estudios, se establecieron dimensiones tales como altura del asiento, altura del ojo, alcance del brazo y longitud de la pierna, así como las dimensiones interiores de los vehículos (Damon y McFarland, 1953; Damond, Stoudt y Mc Farland, 1966; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Desde los años cuarenta, el flujo de datos antropométricos han llegado a los laboratorios de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos a la Base Wright-Patterson, cerca de Dayton, Ohio, y el uso de estos datos se ha incrementado a todo el campo de la industria de la transportación y la industria aérea. Entre las primeras aportaciones notables de este trabajo están las de Randall, Damon y Benton. Posteriormente, H. T. E. Hertzberg, dirigió estos estudios (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975).


1.6 Antropometría aplicada al diseño Aunque muchos de los trabajos de aplicaciones de ingeniería y diseño usaron técnicas de los primeros antropólogos físicos, han habido muchos cambios en las aproximaciones, los tipos de datos inferidos y los instrumentos especiales para la medición del cuerpo humano con el surgimiento de las necesidades prácticas. En particular, se desarrolló la necesidad distintiva de establecer relaciones espaciales en coordenadas tridimensionales como característica de las aplicaciones de la antropometría aplicada al diseño. Es decir, los ingenieros y diseñadores debieron conocer no sólo la longitud de partes del cuerpo sino también dónde se localizan durante la actividad humana. En adición a ello, muchos de los usuarios de los datos antropométricos, tales como diseñadores, ingenieros y especialistas en ergonomía, no fueron entrenados en antropología originalmente sino en campos tales como la física, la ingeniería o el diseño y retomaron algunos conocimientos de la antropología y la antropometría clásicas exclusivamente con fines de aplicación al diseño. Parece conveniente, entonces, clasificar su trabajo en otro campo especializado de la antropometría aplicada la cual es llamada aquí como antropometría aplicada al diseño, definida como sigue: La antropometría aplicada al diseño es el uso de métodos de medición física científica a los sujetos humanos para el desarrollo de estándares de la ingeniería y del diseño y con el propósito de asegurar la comodidad, eficiencia y seguridad de estos productos y espacios habitables y de trabajo para la futura población usuaria. ¿Por qué es diferente la antropometría aplicada al diseño de la antropología física clásica? Para contestar esta pregunta es necesario considerar también cuáles son los propósitos de esta última y compararlos con los de la antropología aplicada al diseño, mencionados en la anterior definición. Los objetos de la antropometría clásica son de acuerdo con Hrdlicka (1939; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). 1. Obtener datos de medidas del cuerpo que describan confiablemente las características del grupo, la raza o la población que se esté estudiando. 2. Publicar los datos en forma tal que puedan ser usadas confiable y seguramente en comparaciones antropológicas y deducciones.


Se observa claramente que los propósitos difieren y, por lo tanto, en la antropometría aplicada al diseño interesan ciertas dimensiones que en la antropometría clásica, no tienen utilidad tales como capacidades de alcance, áreas de trabajo de uso normal y máximo, ángulos de confort, distribuciones de peso, volúmenes, diámetros máximos, etcétera. Recientemente, la antropometría aplicada al diseño se ha vuelto útil en el diseño de espacios habitables, administrativos e industriales y es identificada con el desarrollo de requerimientos para el diseño de ingeniería, la evaluación de vehículos modernos, estaciones de trabajo, equipo y ropa.

1.7 Necesidad de generar datos antropométricos para el diseño La función primordial de la antropometría es ofrecer datos, la materia prima, a diferentes profesionales para que logren cometidos particulares cada uno en su campo. Los métodos antropométricos se encuentran entre las herramientas básicas de los profesionales en ergonomía, ingeniería y diseño, las cuales sirven para el análisis y desarrollo de requerimientos para el diseño ergonómico. Sus consideraciones incluyen un amplio rango en tallas, proporciones, esfuerzos y otros factores que definen físicamente a los humanos. Las capacidades sensoriales y de desempeño humanas están relacionadas en parte con tales características físicas, por eso lo relativo a la antropometría tiene influencia en muchos aspectos de los factores humanos relacionados con la fisiología y la psicología del confort y la percepción. Por ejemplo, la antropometría ayuda a los especialistas en ergonomía a describir la ubicación de los ojos a fin de determinar el campo visual y por lo tanto, identificar las obstrucciones que limitan la visión y causan errores. La antropometría ayuda, entre otros, aspectos a: 1. Evaluar posturas y distancias para alcanzar controles. 2. Especificar holguras para separar el cuerpo de peligros como los equipos que se encuentran a su alrededor. 3. Identificar objetos o elementos que restrinjan los movimientos.


La antropometría también está relacionada con cantidades relativas a los análisis biomecánicos de fuerzas y torques que se presentan durante el manejo manual de materiales, la ubicación y/o ajuste del operador en un vehículo, la comodidad de la distribución de los elementos dentro del sistema y en general el desempeño humano. La antropometría puede ayudar en el diseño de herramientas y manerales que puedan ser tomados y operados fácilmente. También puede ayudar a los diseñadores de ropa a producir vestimentas con mejor ajuste, a la vez que facilita a los compradores de ropa a los encargados de los cuarteles militares a decidir la talla y cantidad de las prendas que se van a comprar (Roebuck, 1995). En suma, la antropometría es el componente mayor o distintivo de que hubo una buena práctica ergonómica en la configuración de un sistema total. Por lo tanto, cuando se diseñan objetos y ambientes para el uso del ser humano, las dimensiones y características de los usuarios deben ser adecuadamente consideradas para el logro de una confortable, segura y satisfactoria combinación entre el artefacto y el usuario. Para lograr esta armonía es necesario identificar las características de la población de usuarios y registrar las dimensiones físicas. Esto se consigue a través de la investigación antropométrica, la cual busca obtener datos de las dimensiones del cuerpo humano de determinadas poblaciones para caracterizar sus peculiaridades dimensionales. A continuación se mostrará un esbozo de la aplicación de la antropometría en estos campos del diseño. En el capítulo se profundizará con mayor detalle en estos temas.

1.8 Antropometría en el diseño de productos En cualquier entorno donde se desarrolle una actividad humana están presentes sillas, mesas, otros muebles, herramientas, otros objetos y ayudas que el hombre tiene que utilizar. Las ayudas incluyen objetos clasificables como objetos manuales, tales como los controles de operación manual, por ejemplo: disparadores, botones de presión, interruptores rotatorios y otros dispositivos operados o sujetados por la mano como picaportes, palancas,


volantes, perillas, etc. Un grupo paralelo a éste comprende dispositivos manejados por el pie: controles operados por el pie, pedales, soportes o descansos del pie, ciertas herramientas y peldaños. Un tercer grupo incluye dispositivos de comunicaciones como auriculares (teléfono), micrófonos, audífonos y varios instrumentos ópticos binoculares, microscopios y otros. Otro grupo incluye objetos relacionados con áreas especiales del cuerpo, específicas o combinando varias partes del cuerpo: cinturones, correas, arneses (aparejos), fundas, paquetes de contención o de carga, herramientas de servicio, manejo de instrumentos de aumento de potencia y otros muchos, bastante numerosos como para especificarlos. El éxito de la tarea dependerá en gran medida del grado en que estos objetos o “ayudas” se adecuen a las personas que los utilizarán, empezando por su adecuación antropométrica. (véase tabla 1.1). Tabla 1.1 Aplicaciones de la ingeniería antropométrica en productos de consumo

(adaptada de Roebuck, Kroemer y Thomson, 1975). Clase de dispositivo

Aplicación antropométrica

Aspiradoras

Lugar y medida del control, medida de la agarradera.

Equipo de comunicación

Dimensión del botón o la perilla y de la agarradera, esfuerzo de torsión, distancia del oído a la boca, dimensión y configuraciones de la cabeza.

Estufas, lavadoras y secadoras de ropa

Forma y medida de la agarradera, de las perillas de control y botones de presión (también relacionados con los principios de diseño del espacio de trabajo).

Tostadores

Asa para el dedo, botón de presión, forma, tamaño y fuerza de la agarradera.

Máquinas de coser

Tamaño y forma de las perillas, agarraderas y holguras de la mano (también relacionadoa con los principios de diseño del espacio de trabajo); pedales.

Dispositivos auriculares

Dimensiones del oído y factores de forma.

Refrigeradores y congeladores

Forma y tamaño de la agarradera, tamaño de las perillas de control y fuerza de torque, forma del picaporte, tamaños y resistencia (algunas aplicaciones del diseño de espacios de trabajo).


Cámaras y proyectores

Tamaño de las perillas vs. fuerza de torque, dimensiones de las yemas de los dedos, tamaños y resistencias, localizaciones y orientaciones de controles para un fácil manejo, localización del control de enfoque y otros ópticos en relación al espacio de la nariz.

Batidores y mezcladores

Tamaño de las perillas vs. fuerza de torque, controles de botón de presión, agarraderas y picaportes.

1.9 Antropometría en el diseño de espacios habitables y de trabajo Es difícil separar completamente la antropometría aplicada al diseño de objetos de la aplicada a espacios habitables y de trabajo, pues comparten los principios esbozados en líneas anteriores de manera general. Por otro lado, cuando se diseñan espacios, ya sean habitables o de trabajo, se considera el mobiliario o la maquinaria que se integrará al espacio, por lo que, también se deben analizar las adecuaciones antropométricas de estos mobiliarios, equipos o maquinarias. Por ejemplo, en un estudio de los aspectos antropométricos del diseño de estaciones de trabajo Pheasant (1987; citado por Botha y Bridger, 1998) examinó el diseño de equipo para hospital, las camas y el esfuerzo para levantarlas. Las enfermeras pasaban gran parte del tiempo agachadas, inclinándose sobre una superficie de trabajo demasiado baja, o inclinándose hacia adelante para salvar obstáculos; esta adopción de posturas inadecuadas produce fatiga, incomodidad y hasta lesiones. Así mismo, estas mismas posturas se observaron cuando realizaban tareas en las camas del hospital, tales como levantar y sujetar a los pacientes, cambiarlos e insertar cánulas. Como se puede observar, las posturas inadecuadas estaban determinadas en gran medida por las dimensiones de las camas, superficies o el acomodo de los mismos, de manera que se involucra aquí también el diseño de estos productos. Otros estudios de espacios de trabajo han prestado cada vez mayor atención a los efectos adversos causados por el uso continuo de pantallas de computadora, tales como cansancio visual, dolor de espalda, dolor de cuello, fatiga de brazos, etc. (Smith, Stammerjohn, Cohen y Lalich, 1980; Springer, 1980; Bronson, 1980; Eisen, 1980; citado por Miller y Sutter, 1983) y han


encontrado hallazgos significativos en cuanto a que estos problemas pueden ser el resultado de muchos otros factores, además de las pantallas mismas, tales como un asiento inadecuado del operador, tanto en su forma como en su dimensionamiento, alturas de pantalla y teclado inadecuadas, etc. (figura 1.5)

Figura 1.5 Alturas ideales de teclado y pantalla.

Figura 1.5a Alturas inadecuadas de teclado y pantalla.

Además del mobiliario y los objetos que se utilizan en el desarrollo de las actividades humanas, es necesario considerar el espacio mismo donde se colocan y realizar aplicaciones antropométricas para determinar las holguras adecuadas para pasillos, filas, etc. Específicamente, habría que considerar (Grandjean, 1973): 1. Espacio para las extremidades cuando el individuo está de pie o sentado. Este es un requerimiento anatómico y funcional del cuerpo humano, y comprende el radio de acción de los brazos, la espalda y las piernas (figura 1.6). 2. Espacio requerido por el cuerpo humano al operar el equipo. Los ejemplos incluyen el uso de instalaciones tales como estufas, baños y retretes, utilizando controles, presionando botones y poniendo las cosas dentro y fuera de espacios de almacenamiento como armarios y lugares similares. El espacio de trabajo, que es el espacio del suelo que debe mantenerse libre para estar de pie mientras se usa un mobiliario o equipo particular, es el espacio del suelo necesario para sentarse y ponerse de pie, para usar un horno, el espacio alrededor de una cama,


para abrir y cerrar un armario o para usar una cubeta del lavado u otro equipo sanitario (figura 1.7). 3. El espacio de circulación en los cuartos y corredores. Éste se basa en los estudios de movimientos del tránsito y del análisis del uso de corredores y pasajes (figura 1.8) 4. Los movimientos de las personas en las viviendas. Los estudios utilizados en este renglón son los relativos a las demandas que se originan en cada cuarto que incluye el análisis de flujos y recorridos (figura 1.9)

1.10 Antropometría en el diseño de ropa La adecuación antropométrica en el diseño de ropa es muy deficiente aun en países desarrollados. Es esta un área de aplicación que se ha desarrollado de manera desigual, en comparación con el diseño de productos o de espacios de trabajo, en los que se ha llevado a cabo mucha investigación para el establecimiento de lineamientos de diseño ergonómico. En el caso de México, es bien sabido que las tallas de ropa que se ofrecen en los establecimientos de venta al por menor sirven al público consumidor de manera deficiente. Aunque no se cuenta con estudios sobre la satisfacción del consumidor de ropa llevados a cabo en México, existen estudios en países desarrollados que indican que existe un problema similar al de nuestro país de insatisfacción con las tallas. Estudios realizados por la Universidad de Carolina del Norte en Greensboro, por otro lado, por Kurt Salmon Asociados (un consultor de ropa y textiles) indicaron que alrededor del 50% de la población norteamericana no está satisfecha con el tamaño de las prendas de los estantes. Los sistemas de tallas que se usan en la mayoría de las compañías de ropa en estadounidenses datan de 1950 ante la carencia de mejor información. En el caso de México, ya que no ha habido un estudio de tallas, lo más probable es que además de utilizar datos muy antiguos, se utilicen datos extranjeros, que no corresponden a la antropometría del mexicano. Las compañías textiles usan datos de venta para obtener retroalimentación sobre cuáles tallas están vendiendo y en qué proporción; pero los datos de


Figura 1.6 Espacios de almacenamiento que

Figura 1.6a Espacios más adecuados evitan malas posturas.

ocasionan posturas inadecuadas.

Figura 1.7 Espacio adecuado para pies y brazos.

Figura 1.8 Dejar espacio suficiente para dos personas.

Figura 1.9 Descripción de flujos en una cocina.

1. 1a. 1b. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Alacena (platos) Pretil Alacena (baterías) Estufa Alacena (plásticos) Alacena (cristales) Zona de trabajo Tarja Área de basura Varios Ollas Zona para comer Alacena de despensa Refrigerador Garrafón


venta nunca registran las pérdidas en ventas debidas al deficiente ajuste de la ropa a la variabilidad antropométrica. No sólo el consumo público es pobremente abastecido por esto, sino que el minorista y el fabricante pierden considerables volúmenes de ventas. Inevitablemente la gente se ve forzada a hacer arreglos a la ropa, lo que significa un costo, tiempo y esfuerzo extra, que no todo mundo está dispuesto a pagar, perder o hacer, por lo que algunos simplemente usan la ropa de tamaño inadecuado. El panorama general, por lo tanto, muestra ineficiencia de la industria, pérdidas de oportunidades de negocios y frustración entre los consumidores como resultado de la falta de tallas actuales y distribución de datos acerca de éstas entre la población de México. ¿Por qué ocurre esto? En el mundo de hoy, en que se cuenta con tecnología informática que permite que cualquier persona pueda encontrar datos ilimitados en un buscador de la Web, ¿por qué la industria del vestir no puede servir mejor al consumidor? El punto es que nunca se ha hecho un estudio concienzudo de la talla y las proporciones de la población civil de México. Históricamente, en México, casi todos los estudios antropométricos han sido hechos para evaluar crecimiento y desarrollo por antropólogos físicos (Ramos Galván, 1975; Faulhaber, 1976), siguiendo con algunos estudios antropométricos con un enfoque de ergonomía para el diseño industrial muy focalizados (Chen, Sánchez y Parga, 1999; Prado, Ávila, y González, 2001; Ávila, Prado y González, 2001). Por lo anterior, la necesidad de contar con estos datos sigue vigente en el campo de la ergonomía en México y muchas otras partes del mundo. De esta manera, la estrecha relación de la ropa con la forma del cuerpo representa un reto actual para la ergonomía. La determinación de la mayoría de las figuras básicas de los patrones requiere una multitud de decisiones dimensionales, y de la forma corporal en relación con el tipo de ropa que se va a diseñar. Los datos antropométricos pueden ser usados para determinar el número mínimo de las diferentes tallas (y dimensiones de cada talla) que se ajustarían a todos los usuarios. La producción en masa o grandes lotes hacen surgir economías de escala en el diseño de productos a través de la reducción en herramental y paros de producción. Usualmente la producción en masa obtiene beneficios económicos y demuestra por qué es importante


determinar el número mínimo de tallas que debe tener un producto para que la mayoría de los usuarios lo pueda utilizar. A escala industrial, el reto es tomar decisiones dimensionales colectivas tan amplias como se pueda para cubrir el espectro de variación anatómica del mercado objetivo. El proceso de desarrollo social está cambiando debido al desarrollo de tecnología de cómputo especializada que puede ser usada para ayudar en la medición corporal, el ánalisis antropométrico de datos, hacer bosquejos de patrones de ropa y el diseño y la manufactura de ropa. En tanto que la tecnología pueda facilitar la realización de estudios antropométricos a gran escala y el desarrollo de patrones mejor adecuados, así como la estandarización de tallas para la producción en masa, esto podría conducir a una mayor satisfacción del usuario, así como traer beneficios también para el fabricante o proveedor. Así mismo, el uso de las nuevas tecnologías ha propiciado la expansión de la producción de ropa personalizada que proporciona una mayor exactitud y un medio efectivo de costo-beneficio. Por ejemplo, en Estados Unidos e Inglaterra, la tienda Brook Brothers confecciona trajes y camisas para caballero a la medida. También Levis de Estados Unidos ha ofrecido este servicio a sus clientes. Como se pudo observar en este capítulo, la estructura y función del cuerpo humano ocupa un lugar trascendente en el diseño de sistemas hombre-objeto-entorno, aunque este aspecto frecuentemente ha sido relegado por diseñadores y arquitectos. Los datos antropométricos deben utilizarse cuidadosamente, de manera que la adecuación antropométrica permita establecer con precisión los requerimientos de diseño. En particular, el diseñador debe enfocarse en predecir las consecuencias de algún error en la adecuación antropométrica. La separación entre los barrotes de una cuna puede tener efectos mortales si permite que un infante introduzca su cabeza entre ellos. Algunos efectos no son tan dramáticos, pero sí ocasionan incomodidad, fatiga y baja de productividad, o desórdenes traumáticos acumulativos, traduciéndose todo lo anterior en grandes pérdidas económicas.

2

La variabilidad humana y antropométrica

En el capítulo anterior se revisó la relación de la antropometría con el diseño y por qué se requiere tener datos antropométricos para llevar a cabo adecuaciones de este tipo. En este capítulo se presenta información correspondiente a la variabilidad antropométrica y la importancia de contar con datos reales de los diferentes grupos poblacionales.

2.1 La variabilidad humana A diferencia de los entes inanimados, en los que se puede encontrar cierta uniformidad en sus estructuras, contenidos y comportamientos, el ser humano, así como otras especies biológicas, se distingue por su variabilidad. Un compuesto químico tiene un punto de disolución y un coeficiente de conductividad bastante estable en todos los lugares donde se encuentre. Los metales, plásticos y textiles pueden igualmente ser descritos en términos de propiedades relativamente fijas, con un comportamiento específico en condiciones externas dadas tales como calor, presión, vibración, estrés mecánico, etcétera. El hombre, por el contrario, es totalmente variado. Si tomamos, por ejemplo, una muestra de individuos del mismo sexo, misma edad, misma raza y misma condición socioeconómica y observamos sus características físicas, nos encontraremos con una variedad de formas, tamaños, proporciones, colores de piel, tipos de cabello, etc., tan amplia como amplia puede ser la propia muestra. Estas variaciones son producto de la evolución biológica y sociocultural del hombre, y tienen funciones muy particulares en esos mismos niveles de organización, que garantizan la continuidad de nuestra especie.


2.2 La variabilidad antropométrica Así pues, es ampliamente reconocido que las personas de todo el mundo difieren en tamaño y forma. Se ha sugerido que las variaciones en estatura han sido hasta cerca de 40 centímetros entre la media de estatura de los grupos de adultos más altos y los más bajos del mundo (Government Consumer Safety Research, 1998). Puesto que es obvio que las personas varían en tamaño, forma y fuerza, habilidades físicas y psicológicas y en preferencias personales, es importante determinar exactamente qué tanto varían las personas y cómo podría diseñarse para la mayoría de ellas; del mismo modo, si es necesario excluir a algunas de ellas, con qué criterios o parámetros de diseño lo haríamos. El uso de máquinas, espacios y bienes que no se adaptan a los usuarios, en términos del tamaño de su cuerpo, no sólo causa incomodidad y fatiga, sino que además es responsable de muchos accidentes industriales, domésticos, incapacidades, enfermedades, retrasos e ineficiencia. En los países en desarrollo, la falta de datos confiables del tamaño del cuerpo y la escasa importancia que se da a los principios de la ergonomía son las razones básicas del por qué las máquinas o los productos en general no son manufacturados o adaptados correctamente a las dimensiones antropométricas de los usuarios reales. Sin embargo, se han realizado diversos estudios con el fin de tener el conocimiento sobre la variabilidad antropométrica dentro de un contexto determinado. Por ejemplo, Mebarki y Davies (1990) reportan un estudio antropométrico en mujeres de Argelia, la medición fue realizada como parte de un estudio completo y fue escogida por su reelevancia para el diseño de muebles y los lugares de trabajo domésticos; Huang y You (1994) describen los resultados de investigación sobre medidas antropométricas de mujeres en Taiwán, para su uso en el diseño de pantimedias; Ray, Ghosh y Atreya (1995) realizaron un estudio antropométrico en India con niños de tres a cinco años, incluyendo 81 diferentes dimensiones; Kothiyal y Tettey (2000) reportan un estudio antropométrico en ancianos de Australia, de 22 dimensiones corporales relevantes para el diseño de instalaciones para la vida, equipo y espacios de trabajo para las personas ancianas; Kayis y Ozok realizaron un estudio antropométrico en niños escolares de Turquía. En el caso de México, se

La variabilidad humana y antropométrica • 29 •

han realizado los siguientes estudios: uno en la ciudad de México, en 974 conductores de autotransporte (Sánchez Monroy, s.f.); otro realizada en la frontera México-Estados Unidos a 110 mujeres trabajadoras de maquiladoras (Chen, Sánchez, y Parga, 1999), y uno llevado a cabo en 4,758 niños escolares en la Zona Metropolitana de Guadalajara, Jalisco (Prado, Ávila y González, 2001). Así mismo, investigadores de Chile, Colombia y Cuba cuentan con un acervo de datos antropométricos limitado. Recientemente fue publicado el libro Dimensiones antropométricas de población latinoamericana (Ávila, Prado y González, 2001) que agrupa en un solo volumen la principal información disponible en América Latina (figura 2.1).

Figura 2.1 Variabilidad antropométrica en adultos de la ciudad de Guadalajara.

2.3 Tipos de variabilidad humana Existen dos tipos de variabilidad humana: La variabilidad interna: representada por las variaciones que se dan al interior de un mismo grupo poblacional. La variabilidad externa: representada por las variaciones entre diversos grupos poblacionales.


2.4 Factores que determinan la variabilidad antropométrica La variabilidad antropométrica de una población está determinada principalmente por los siguientes factores:

2.4.1 La herencia genética Los diferentes grupos de la especie humana que se desarrollaron y evolucionaron en diferentes zonas geográficas del planeta durante su proceso de adaptación a las cambiantes condiciones ambientales, desarrollaron también diferentes características físicas que les permitían enfrentar las condiciones adversas de su medio ambiente. Así, por ejemplo, los nilotas, habitantes de las márgenes del río Nilo, desarrollaron una gran estatura, escasa adiposidad, pigmento oscuro en la piel y gran capacidad de sudoración, como elementos que les permitieron soportar las intensas radiaciones solares de esas latitudes. En cambio, los esquimales tuvieron que desarrollar la capacidad de acumular más grasa bajo la piel como una medida de protección ante las extremadamente bajas temperaturas árticas. En esto coinciden Crognier (1981) Froment y Hiernaux (1984; citados por Abeysekera y Shahnavaz 1989) al mencionar entre los factores de la variabilidad antropométrica los climáticos. Al extenderse las poblaciones de diversas partes del planeta y mezclarse entre sí, las características desarrolladas son transmitidas genéticamente aunque ya no sean funcionales a los nuevos ambientes. Esto se debe a que el período de tiempo transcurrido desde que los traslados masivos fueron posibles es insignificante comparado con el lapso de la adaptación al medio que determinó las diferencias.

2.4.2 Género Las diferencias en tamaño del cuerpo y proporciones existen principalmente entre los sexos durante la vida adulta. La estructura y composición esquelética y muscular del sexo masculino es diferente de la del sexo femenino, debido a los diferentes roles que juegan en la reproducción bioló-


gica. Aunque generalmente se acepta que el hombre supera a la mujer en dimensiones lineales, no siempre es el caso. Como rasgo característico, las estaturas de los hombres en general son mayores que las de las mujeres; en cambio, las anchuras de caderas y la flexibilidad articulatoria son mayores en las mujeres. Por lo tanto, cuando se diseñan productos y entornos que dan cabida y acomodo a poblaciónes de ambos sexos, los datos antropométricos que se van a utilizar deben examinarse cuidadosamente antes de usarse en forma automática el percentil 5 de mujeres y el 95 de hombres, como frecuentemente se sugiere en el diseño de productos para adultos. Sin embargo, hay ejemplos en los que esto no ocurre, como se mencionó líneas arriba; la anchura de cadera es mayor en la mujer que en el hombre, lo mismo vale para la profundidad de pecho.

2.4.3 La edad Las dimensiones del cuerpo humano no son estáticas, durante la vida del individuo se van presentando modificaciones que van desde el incesante incremento de estatura y longitud de los miembros del cuerpo durante el desarrollo (de 0 a 24 años de edad) hasta el incremento de las anchuras pasando los 24 años, y el pequeño descenso de la estatura luego de los 50 años de edad.

2.4.4 Las condiciones socioeconómicas Las diferencias antropométricas no son debidas sólo a diferencias genéticas, sino también a las diferencias en condiciones socioeconómicas dentro del mismo país. Esto es particularmente cierto en países en desarrollo, pero aún en países desarrollados existen diferencias antropométricas regionales. Debido al importante papel que juegan la alimentación, las actividades físicas, el cuidado de las enfermedades y los hábitos higiénicos, todos ellos fuertemente determinados por factores económicos y educativos, se han encontrado diferencias significativas entre grupos poblacionales de diferentes niveles económicos y educativos (Adultdata, 1998).


Con el propósito de que un estudio antropométrico sea realmente representativo de una población, deberá contar con todas las variables raciales, étnicas, demográficas y socioeconómicas que existen en esa población. Otros factores determinantes menos directos pero que en algunas ocasiones pudieran ser críticos son:

2.4.5 La ocupación Los puestos de trabajo mantenidos por períodos más o menos largos pueden afectar algunas dimensiones humanas; por ejemplo, los conductores de autobús tienden a engordar, mientras que los investigadores científicos tienden a adelgazar. También la selección o la autoselección influyen en las diferencias entre ocupaciones (Hiernaux y Hartono, 1980; citados por Abeysekera y Shahnavaz, 1989).

2.4.6 Las generaciones Los cambios generacionales en el tamaño del cuerpo y la tasa de crecimiento han ocurrido en la mayoría de los países industrializados durante el último siglo y han sido bien documentados. El aumento en la estatura adulta aún continúa en muchos países, aunque ha variado; en Noruega y Suecia se ha visto un cambio de 0.3 cm/década, y de 3 cm/década, en la República Checa, después de los años ochenta (Government Consumer Safety Research, 1998). El promedio generacional de aumento de estatura en Europa y Norteamérica ha sido de alrededor de 1 cm por década (Government Consumer Safety Research, 1998). En el Reino Unido, la media de estatura masculina aumentó en 17 mm y la media de estatura femenina en 12 mm de 1981 a 1995. Estos cambios pueden considerarse como indicadores de los cambios en el estado nutricional, higiénico y de salud de una población. Es importante, por lo tanto, considerar la fecha de recolección de los datos antropométricos y ver si ha habido algún cambio generacional en relación con la estatura u otra medición antropométrica. Como se pudo observar en la información anterior, las estaturas de los datos provenientes de investigaciones de más de diez años atrás tienden


a ser más bajas que las de los datos sobre poblaciones similares hechas en la actualidad; esto se debe al incremento de las posibilidades de mejor alimentación, educación, asistencia médica y hábitos físicos en comparación con épocas pasadas (Abeysekera y Shahnavaz, 1989). Nosotros hemos encontrado también diferencias entre estudios antropométricos hechos en población mexicana con 10 y 20 años de diferencia, en donde pudimos observar un aumento notable de peso, e incluso que el sobrepeso hace que algunos datos actuales distorsionen la distribución de la curva normal.

2.5 Variabilidad a nivel mundial Abeysekera y Shahnavaz (1989) realizaron un estudio en el que comparan datos antropométricos de diversos países del mundo para describir esta variabilidad. A continuación presentamos algunas de estas comparaciones.

2.5.1 Estatura Los valores de estatura de los grupos de diferentes países muestran que la gente más alta vive en Norteamérica, el continente europeo y Escandinavia, la gente de tamaño medio vive en África y Medio Oriente y la gente más baja vive en Latinoamérica, el sureste y parte mas oriental de Asia. Las diferencias en el tamaño del cuerpo que existen entre la población de los países industrializados y los países en vías de desarrollo es grande.

2.5.2 Medidas sedentes La altura de las personas sentadas muestra una tendencia similar a la de la estatura, a excepción de que los japoneses ocupan una posición más alta en la posición sentada que los suecos, italianos, iraníes, tunecinos y sudafricanos (quienes son más altos que los japoneses en estatura). Esto es debido a que los troncos de los cuerpos de los japoneses son más largos que sus extremidades. El análisis indicó claramente que aun en las medidas en po-


sición sedente existen amplias variaciones entre los países industrializados y los que están en vías de desarrollo.

2.5.3 Proporciones del cuerpo Como se demostró con el ejemplo de los japoneses, es importante conocer la diversidad en las proporciones del cuerpo entre las diferentes poblaciones. Tanner et al. (1982; citado por Abeysekera y Shahnavaz,1989) estudió las proporciones del cuerpo en niños y adultos japoneses, haciendo comparaciones con los británicos y japoneses americanos. Ellos encontraron que los japoneses ahora tienen una proporción del tronco y las piernas muy similar a la de estos europeos. Este no era el caso hace 20 años. Tomando la estatura, la altura sedente y las proporciones del cuerpo en conjunto, se observaron similitudes entre los grupos de países analizados. Por lo tanto, tomando estas dimensiones básicas, la población mundial puede ser convenientemente dividida en seis grupos étnicos principales, los cuales serían: caucásicos, arios, negroides, mongoloides, latinoamericanos y arios asiáticos/dravidianos.

2.5.4 Dimensiones de las manos Las dimensiones de las manos se han vuelto cruciales tanto para el diseño de maquinaria como para el diseño de herramientas manuales y otros artículos en los cuales la destreza manual es importante. Abeysekera y Shahnavaz (1989) compararon las dimensiones de las manos de las mujeres de diferentes grupos étnicos a partir de estudios previos. Al comparar los datos de personas de países industrializados con las personas de países en vías de industrialización las dimensiones de la mano parecen tener diferentes patrones que las estaturas y alturas sedentes. Mientras que las mujeres de los países industrializados tienen generalmente manos más largas, también las tienen las negroides de los países en vías de industrialización; ellas hasta tienen manos más largas que las europeas o las caucásicas (Davies et al., 1980; Courtney, 1984; citado por Abeysekera y Shahnavaz, 1989). Las mujeres de la parte más oriental de Asia, el Medio Oriente y el sur de Asia parecen tener las manos más pequeñas.


2.5.5 Dimensiones de la cabeza En el uso de ropa personal de protección, tanto el equipo de la cabeza, la protección de los ojos, la protección de los oídos y los respiradores la medida de la cabeza y de la cara son importantes. Un estudio antropométrico de la cabeza llevado a cabo en una muestra al azar de personas de Sri Lanka que vivían en Inglaterra (Abeysekera y Shahnavaz, 1987a; citado por Abeysekera y Shahnavaz, 1989) en comparación con las dimensiones equivalentes de los británicos (Hobbs, 1973; citado por Abeysekera y Shahnavaz, 1989) reveló diferencias significativas en esta parte del cuerpo humano. Los resultados indican que en 12 de 17 medidas, la diferencia de medias fue significativa. Por lo anterior, se puede afirmar que es necesario llevar a cabo estudios antropométricos focalizados en diferentes regiones que consideren los determinantes de la variabilidad en la recolección de los datos para poder diseñar ergonómicamente, de acuerdo con las características de los usuarios.

2.6 La variabilidad antropométrica en la estadística Debido a lo antes explicado, un grupo de usuarios presenta una variabilidad antropométrica que es necesario conocer con precisión para poder realizar las adecuaciones dimensionales de máquinas, herramientas, mobiliario y estaciones de trabajo que utilizarán la mayor parte de ellos. Calculando los límites de la variabilidad humana debemos ser capaces de poner límites al rango de las funciones físicas y psicológicas de las personas. Sin embargo, es imposible medir a todos, de manera que el rango de variabilidad de un atributo humano usualmente se predice por medio de la medición de una selección aleatoria de personas representativas del grupo para el que intentamos diseñar (población blanco). Dependiendo del tamaño de la muestra y del tamaño de la población blanco, puede especificarse la exactitud de las predicciones. La mayoría de los estudios de mediciones antropométricas usan muestras suficientemente grandes como para predecir la variabilidad de las dimensiones con precisión aceptable. Las mediciones no


antropométricas, como la fuerza, se recolectan frecuentemente como parte de una escala pequeña y algunas veces utilizan muestras pequeñas. Los límites de confianza pueden calcularse con base en el tamaño de la muestra. Suponiendo que la muestra de personas medidas es verdaderamente representativa de la población blanco, los datos recolectados pueden usarse para calcular el rango o variabilidad del atributo y los límites dentro de los cuales podríamos esperar cualquier porcentaje particular de la población. Si medimos a una muestra representativa de una población para recolectar información sobre estatura, por ejemplo alumnos de preparatoria del sexo masculino, y graficamos la frecuencia con que ella ocurre, los resultados podrían verse como se muestra en la figura 2.1. Esta gráfica muestra lo que en estadística se conoce como la curva estadística de distribución normal, que nos indica cuáles son los datos mayores, menores y en promedio de un grupo de mediciones, y el porcentaje de personas ubicadas en cada segmento de la curva (percentiles). Sujetos

80 60

40

20 0 1550

1601 P.5

1700 P.50

1830 P.95

1900

Estatura en mm.

Figura 2.1 Gráfica de distribución normal.

La desviación estándar o típica es el indicador del grado de dispersión que más se emplea y la estimación más confiable de la variabilidad de la población. Es un tipo de promedio de todas las desviaciones respecto de la media (Guilford y Frutcher, 1978). Su fórmula es la siguiente: õ=

∑ (x-x2)

N


La cual significa que la desviación estándar es igual a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las desviaciones de cada dato con respecto a la media dividida entre la cantidad total de datos. Frecuentemente, una adecuación antropométrica debe considerar que las dimensiones críticas del puesto de trabajo u objeto del diseño se adapten al 90% de la población que lo usará, esto es, el puesto u objeto debe poder ser usado, manipulado, operado, por personas altas y bajas, gruesas y delgadas, livianas y pesadas. Para ello es necesario basarse en los datos antropométricos de la población a la que pertenecen. En realidad se analizan los percentiles de cada dimensión por separado y esto no garantiza que el 90% de la población considerada sea incluida debido a que las personas no se ubican en el mismo percentil en todas sus dimensiones. La variabilidad antropométrica de un grupo poblacional generalmente se representa por medio de curvas estadísticas o tabulaciones de los datos obtenidos de éste. En estas tablas encontraremos los valores de las personas de menores dimensiones (percentil 5) y de las personas de mayores dimensiones (percentil 95). Si por razones prácticas y económicas se decide que las personas menores sean representadas por el percentil 5 y las mayores por el percentil 95, entre esos extremos se encontraría el 90% de la población. La escala percentil está dividida en 100 unidades. Si una persona tiene asignado un valor percentil de 95, ello significa que en una muestra típica de 100, superaría a otras 95 en esa dimensión. Otra persona con un valor percentil de 50 está por encima de las 50 personas inferiores entre 100 o sea que está por encima del 50% de los casos de la distribución. Retomando el ejemplo de la curva de la estatura (figura 2.1), la gráfica es simétrica a partir del punto medio, y este punto divide el área a la mitad de manera que el 50% de la población es más baja que este valor y el otro 50% más alta. Esto es el llamado valor del percentil 50. En el caso de la estatura, el percentil 50 es también equivalente en forma muy aproximada al promedio o media. Cuando esto ocurre, la gráfica tiene una distribución normal o de campana de Gauss y la estatura se dice que se distribuye normalmente. Cuando una variable se distribuye normalmente, es fácil predecir los límites del rango de cada variable, o calcular


un rango con el cual se especifique el porcentaje de las personas que tendrán un valor determinado. A continuación se presentan las fórmulas para obtener los percentiles 5 y 95, los cuales son los más usuales en las adecuaciones ergonómicas. Percentil 5 = x - [(1.65) (õ)] Percentil 95 = x + [(1.65) (õ)] Donde: x = media de los datos õ = desviación estándar El valor 1.65 es una constante de distribución normal.

3

Métodos de medición antropométrica

3.1 Introducción En el inicio del siglo xx, la antropometría había llegado a ser una rama importante de la antropología, expresada en un incremento de la literatura muy rápido y extenso. Sin embargo, los investigadores usaban diferentes métodos y medidas. Como resultado de ello, las comparaciones entre los resultados se dificultaban. Las medición del cráneo fue el primer intento de estandarización como un resultado del Congreso Internacional de Antropólogos efectuado en Mónaco en abril de 1906. Las mediciones de 38 dimensiones del cráneo y 19 de la cabeza en sujetos vivos llegaron a ser los estándares seguidos por los antropólogos en todos lados. Una segunda estandarización de mediciones sobre el cuerpo en individuos vivos (excepto la cabeza) aplicado principalmente en el esqueleto, resultó a partir del Congreso Internacional de 1912 que tuvo lugar en Génova. Martin hizo un gran esfuerzo por unificar estas técnicas de medición. Sin embargo, con el desarrollo de necesidades más prácticas, la necesidad de datos más claramente definidos y estandarizados (comparables) llegó a ser clara sólo en años recientes (Hertzber, 1968; Garrett y Kennedy, 1971; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Actualmente los métodos de medición directos establecidos por Hertzberg siguen vigentes aunque estamos en el inicio de una nueva era en los métodos de medición, al perfeccionarse los métodos indirectos a través del uso de medios digitales y computarizados. Los métodos de medición antropométricas se clasifican en dos: la medición directa y la indirecta, dependiendo de que el equipo de medición está en contacto con el cuerpo humano o no (Lee, Oh, Song y Lee, 1992).


En el presente capítulo se profundizará en estos métodos con la finalidad de caracterizar cada uno de ellos e identificar las ventajas y desventajas de los mismos, así como las perspectivas futuras en la investigación antropométrica.

3.2 Métodos directos La antropometría tradicional es un método de medición directa. Los procedimientos tradicionales para realizar las mediciones se basan en determinar las alturas, profundidades y anchos de las diferentes partes del cuerpo humano a partir de puntos anatómicos establecidos y determinados inicialmente por los antropólogos, teniendo en cuenta la biomecánica del movimiento humano. Para realizar estas mediciones hay que tener en cuenta una serie de principios teóricos y prácticos, para conformar lo que se denomina técnica antropométrica. La técnica antropométrica de óptima calidad tiene numerosos requisitos que van desde el dominio que tenga el antropometrista de ésta hasta la calidad de los instrumentos, las características del local de mediciones, el diseño del modelo de recogida de datos, etc. Son múltiples los factores que intervienen y todos deben ser atendidos adecuadamente para lograr resultados de calidad, confiables y verdaderos. Las mediciones tradicionales requieren algún conocimiento de anatomía, especialmente la localización, los nombres y las formas de los huesos y músculos, así como de la comprensión sobre cómo leer las escalas de medición, medir pesos y el manejo de instrumentos (Martínez Fuentes, 1997). Para algunas tecnologías de punta es necesario conocer principios de electrónica, láser, fotografía y sistemas de video. La mayoría de los estudios antropométricos representan muestras en un punto en el tiempo (encuesta de sección transversal); raramente son estudios en los que se utilizan individuos a quienes se les siga la pista con una serie de mediciones conforme envejecen (encuesta longitudinal). También existen muchos cambios significativos en las proporciones de diferentes grupos raciales o étnicos, encuestados en diferentes tiempos, que pueden afectar los promedios de las proporciones del cuerpo. Esos factores deben

Métodos de medición antropométrica • 41 •

ser tomados en cuenta no únicamente cuando se deciden los procedimientos de muestreo sino también cuando se evalúan la precisión y el significado de los datos antropométricos. Esto es especialmente importante si consideramos la categoría de edad debido a los cambios relativamente rápidos que ocurren durante la juventud o la edad extrema. De este modo, aconsejamos considerar siempre los siguientes aspectos: (Martínez Fuentes, op. at.) 1. Los instrumentos deben ser de buena calidad. En las etapas de medición serán atendidos diariamente, de modo que se mantengan limpios y correctamente calibrados. 2. Las mediciones deben realizarse y expresarse en unidades del sistema métrico decimal. 3. Seleccione con objetividad las medidas que vaya a realizar, incluyendo sólo aquellas que realmente van a ayudarle a cumplir sus propósitos. Cuando se diseña una batería antropométrica excesiva no solamente obtendrá datos que posiblemente irán al descanso eterno en una gaveta, sino que estará haciendo trabajar innecesariamente a la persona que realiza las mediciones. 4. Existen numerosos manuales de antropometría. Después de seleccionar las medidas que va a realizar, determine el procedimiento técnico que va a seguir en cada una y manténgalo sin variación. Éste comprende instrumentos, lado del cuerpo (en medidas pares), determinación y marcaje de los puntos antropométricos, sesión del día en que se efectuarán las medidas (preferiblemente en las mañanas), procedimiento de la medición, llenado de las cédulas, etcétera. 5. Nunca olvide en sus planes que el medidor es una persona, no una máquina, que puede cometer errores en su trabajo. Organícelo todo de modo que lo haga con la calidad que usted exige pero que trabaje alegre y con esmero, sin rutina ni monotonía y en un ambiente agradable. 6. Considere siempre cuántas personas realizarán las mediciones y el número de individuos que serán medidos en cada jornada. El mínimo aconsejable de antropometristas en un equipo es de dos, de modo que mientras uno realiza la medición el otro registra el dato en la cédula.


Ambos, lógicamente, estarán entrenados para medir, lo cual permite que alternen sus funciones de medidor-anotador. 7. Evidentemente lo más satisfactorio es tener un equipo integrado por varios medidores-anotadores y que cada pareja se especialice en un grupo determinado de medidas (así se contribuye a la calidad del resultado muy positivamente porque se reducen los movimientos del técnico, evita los cambios de instrumentos, etcétera). 8. Trate de realizar las mediciones en locales donde exista buena iluminación, bajo nivel de ruido, ventilación adecuada, amplitud, muebles apropiados y absoluta privacidad (pues la persona que se mide debe estar preferiblemente en ropa interior, pero como esto se logra en un rango de edades muy limitado, se indica que estén siempre con la ropa muy ligera y en cantidad mínima). No deben estar presentes en el local de mediciones personas ajenas a las que serán medidas. 9. El sujeto que es objeto de medición tiene todo el derecho a ser tratado correcta y amablemente, con cortesía. Evite comentarios, risas, etc., que el sujeto objeto de medición pueda pensar que estén dirigidas a él. Póngase en su lugar. 10. No olvide los controles de calidad. Cuando se les da el uso y la interpretación adecuada son generalmente útiles. Ellos nos muestran los errores cuyas fuentes principales son: mal estado de los instrumentos, inobservancia del procedimiento técnico, lectura errónea, anotación errónea, características microambientales del local, cansancio del medidor (número excesivo de individuos que medir, muchas medidas que realizar por individuo, diversidad de instrumentos, local, etc.), estado de salud del medidor, disposición y colaboración del sujeto que se va a medir, etcétera.

3.2.1 Criterios considerados en la selección de las dimensiones corporales Como se apuntó anteriormente, el principal objetivo de este tipo de estudios es la obtención de datos sobre las dimensiones corporales de los diferentes sectores de la población blanco, de manera que puedan ser aplicados a situaciones problemáticas en ergonomía. De aquí pues, que los


criterios aplicados en la selección de cada medida respondan más a este objetivo que a otros, lo que no quiere decir que esto invalide las posibilidades de utilización de los datos en otras áreas del conocimiento, ya que la localización de los puntos anatómicos debe realizarse de conformidad con los conocimientos y acuerdos antropométricos conocidos y aceptados internacionalmente.

3.2.2 Instrumentos • Antropómetro (tipo Martin). Compuesto de tres segmentos de metal que se articulan fácilmente. Tiene una amplitud de 210 cm y la precisión de un 1 mm, a lo largo del instrumento corre un cursor en el que se inserta una rama recta que sirve para la localización de los puntos antropométricos. Tiene también un tripié que ayuda a mantener la verticalidad mientras se toman las medidas y sirve como base cuando no está en uso (figura 3.1). • Balanzas. Existen diversos sistemas de balanzas. Las más indicadas son aquellas que poseen pesas de corredera, no se deben utilizar las que están construidas a base de resortes o con escalas automáticas. La precisión óptima es de 0.1 kg, pero pueden necesitarse balanzas de mayor sensibilidad cuando se realizan mediciones en niños, especialmente en recién nacidos. • Cinta métrica. Puede ser metálica, plástica o de fibra de vidrio. Su graduación debe ser en mm y la amplitud superior a los 150 cm. • Calibre pequeño (tipo Glissier). Consta de una regla metálica de 45 cm de largo con una precisión de 1 mm. En uno de sus extremos posee un brazo fijo de 20 cm de largo, otro igual corre a lo largo de la escala (figura 3.2). • Gran calibre. Calibre de gran tamaño, similar al Glissier, pero con una amplitud de medición de 70 cm y precisión de 1 mm. Sus brazos son de 25 cm. (figura 3.3). • Calibre de profundidad. Consta de una regla metálica de 53 cm de largo con una precisión de 1 mm. Posee un brazo que corre a lo largo de la escala.


Figura 3.1 Estuche antropométrico diseño y fabricación cie-u.deg.

Figura 3.2 Calibrador pequeño.

Figura 3.3 Calibrador grande.

3.2.3 Postas de medición Como se anotó en los principios generales de la técnica antropométrica, cuando se toma un número relativamente grande de dimensiones corporales, lo mejor es dividirlas de acuerdo con el instrumento con que se toman y con la postura en que van a estar los sujetos que serán medidos. Una vez hecho esto, cada grupo de medidas será tomado por dos personas, una que mide y otra que anota, las cuales podrán rotar sus lugares para evitar la fatiga.


A este sistema de división y agrupación de medidas por equipos de dos personas se le llama posta de medición, y es una manera muy eficiente y cómoda de realizar bastantes mediciones en un número aceptable de sujetos por día. (Martínez Fuentes, op. at.) De acuerdo con las dimensiones para diseño de productos y espacios que se van a recolectar con métodos directos, y que se describen en el siguiente capítulo, se pueden organizar las postas de medición de la siguiente manera: POSTA 1:

Llenado de datos generales de la cédula y peso

POSTA 3:

De la dimensión N 13 a la N 21 (anchuras y alcances)

POSTA 2: POSTA 4: POSTA 5:

De la dimensión N 2 a la N 12 (alturas de pie)

De la dimensión N 22 a la N 32 (alturas sentado)

De la dimensión N 33 a la N 50 (longitudes, anchuras de pies, manos y cabeza)

3.2.4 Cédula antropométrica La cédula antropométrica es la hoja donde se anotan los datos generales de cada sujeto que va a medirse y las diferentes dimensiones agrupadas de acuerdo con los siguientes criterios: 1. Por posta de medición. 2. En la secuencia más lógica desde el punto de vista de la menor cantidad de movimientos que tenga que realizar el medidor para localizar los puntos antropométricos, colocar el instrumento y tomar la lectura. 3. El diseño de la cédula es de vital importancia para la agilización de la toma de medidas y evitar de errores de anotación. La cédula debe considerar los siguientes datos mínimos: • Datos generales de la institución que realiza el estudio. • Nombre con dos apellidos, edad con meses, sexo y lugar de nacimiento del sujeto que se va a medir. • Número consecutivo del sujeto que se va a medir (por día). • Fecha de la medición.


5. Hora de la medición (mañana o tarde). 6. Lugar donde se realizó la medición. 7. Dimensiones que se van a medir. 8. Nombres de medidor y anotador (por cada posta).

3.2.5 Procedimiento general Una vez que se ha conseguido un local con las características recomendadas anteriormente, el equipo de antropometristas se colocará por postas a unos tres metros una de otra, en una especie de círculo o cuadrado, a fin de facilitar los movimientos de los sujetos en estudio de una posta a otra sin obstaculizar las actividades de ninguno de los medidores. Se recomienda colocar unas tiras de papel revolución o, si se puede, plástico o alfombra, entre las postas para que caminen por ellas los sujetos sin ensuciarse los pies, ya que deberán quitarse el calzado desde la primera posta, que estará al entrar al local de medición. Los integrantes de la primera posta serán los encargados de introducir a los sujetos al local de medición, instruirlos para que se despojen de la ropa externa y el calzado, tomar sus datos generales y pesarlos. Los sujetos deberán ser citados con un día de anticipación y se les pedirá traer bajo la ropa normal, un calzoncillo deportivo y camiseta interior, de preferencia sin mangas. A los sujetos de sexo femenino se les pedirá, de ser posible, traer el cabello sujeto hacia arriba, dejando al descubierto las orejas, la frente y la parte posterior de la cabeza. A la entrada del local estarán algunas sillas o bancas donde los sujetos colocarán sus pertenencias, y el piso estará cubierto con el papel o plástico para que se descalcen sin ensuciarse los pies. Una vez que hayan sido pesados, la anotadora entregará la cédula a cada sujeto y le pedirá que pase a la segunda posta, donde la anotadora correspondiente recibirá la cédula y colocará al sujeto en la posición necesaria. El recorrido de los sujetos por las postas deberá finalizar donde empezó, donde ellos podrán tomar sus pertenencias y abandonar el local de medición.


El coordinador del equipo de antropometristas supervisará todo el procedimiento y, con ayuda de un auxiliar, revisará cada cédula al finalizar la medición de cada sujeto a fin de identificar errores obvios y poder repetir alguna medida antes de que éste se retire definitivamente. Es necesario hacer notar que para el caso de dimensiones para el diseño de ropa hay algunos problemas adicionales. Las mediciones lineales, utilizando una cinta métrica, es la manera clásica de obtener las medidas corporales para hacer los bosquejos y para la modificación de patrones de ropa. En estas dimensiones hay numerosas dificultades asociadas al tomar las medidas de longitudes y circunferencias. Los métodos estandarizados de medición antropométrica han desarrollado técnicas para evitar algunos problemas, tales como el de las herramientas inexactas de medición, diferencias en las técnicas usadas por los expertos que miden, y variaciones en la terminología de la postura del cuerpo. Sin embargo, al realizar las mediciones para ropa, siguen existiendo dos problemas que no son fácilmente resueltos (Gazzuolo y col., 1992): la inestabilidad de la forma corporal y la abstracción del cuerpo. Con respecto a la inestabilidad, el cuerpo nunca está sin cambios y la masa corporal puede cambiar de medición a medición. Por lo tanto, una cantidad de puntos de patrones puede ser inexacta simplemente porque han sido determinados en un momento o en otro. Por ejemplo, si el sujeto está inspirando y tiene aire en sus pulmones, la medida tomada en el pecho será mayor que si está en proceso de expirar el aire. Como las mediciones para ropa deben ser más exactas que para el diseño de productos y espacios, esto representa un problema mayor. En cuanto al segundo problema, la abstracción de los problemas de la forma corporal se refieren a la relación entre la abstracción del cuerpo representado por la ropa y la abstracción que es producida por la medida. Ejemplos de ello son dimensiones tales como la cuesta del hombro, la curva de la sisa y el contorno lateral de la cadera, las cuales son sólo aproximaciones al tomarlas de manera lineal con los métodos directos. De esta manera, el efecto acumulativo de las dimensiones de numerosos individuos no puede reproducir la configuración tridimensional de los planos y las prominencias del cuerpo, mucho menos los planos de la ropa como ellos se moldean sobre la forma corporal. Por ello es que la mejor alternativa para obtener una base


de datos para el diseño de ropa es utilizando los métodos indirectos, que sí pueden proporcionar contornos y formas tridimensionales que se trasladen a los patrones.

3.2.6 Control de calidad Para garantizar la precisión y exactitud de las mediciones se recomienda establecer dos sistemas de control de calidad. Control interno. Una vez por semana, el equipo de mediciones repetirá las mediciones a un 5% de los sujetos medidos durante la semana, tomados al azar, y se compararán los datos para observar las posibles desviaciones, localizar las fuentes de error y hacer las correcciones pertinentes. Control externo. A fin de verificar la exactitud de las mediciones del equipo, una vez por semana, un experto (en este caso el responsable y un auxiliar de la investigación) seleccionará al azar tres sujetos ya medidos por el equipo de medición y comparará sus mediciones con las del equipo. Los resultados de ambos controles de calidad servirán para retroalimentar al equipo de mediciones y mantener la calidad del trabajo durante todo el proceso de medición.

3.2.7 Entrenamiento Es necesario que quienes midan sean entrenados con las técnicas apropiadas y que se les examine para asegurarse de que todos ellos utilizan las mismas técnicas. Para asegurar la consistencia entre los medidores se requieren horas de práctica y monitoreo consistente de los resultados. El investigador principal también necesita revisar que cada medidor obtendrá los mismos resultados cuando las medidas sean repetidas. El tiempo requerido para el entrenamiento dependerá del número de las destrezas que están siendo aprendidas y de la formación del personal. Con la tecnología de que disponemos actualmente, preparar un video de los métodos de medición es más sencillo y menos costoso que en el pasado, esto puede facili-


tar el entrenamiento. Los videos también sirven como elementos efectivos para escribir o documentar los métodos utilizados en la encuesta y pueden ser de enorme ayuda en la estandarización de los datos. Estos registros en video fueron usados en la encuesta del personal de la Armada de Estados Unidos en 1988 (Gordon et al., 1989a, 1989b; citado por Roebuck, 1995), y se recomiendan tales registros para todas las encuestas grandes.

3.3 Métodos indirectos La tecnología moderna ha hecho posibles métodos que registran las ondas electromagnéticas o las ondas sonoras que se reflejan o emanan del cuerpo, principio fundamental en el que se basan los métodos indirectos. Entre ellos tenemos principalmente los métodos de fotografía e imagen de video y los escáneres.

3.3.1 Fotografía y video Varias formas de fotografía e imagen de video son las más comunes y conocidas de los métodos indirectos, las cuales se han estado experimentando desde hace varias décadas. Por ejemplo, Gazzuolo y col. (1992) señala que los antropólogos físicos han usado ampliamente técnicas antroposcópicas, incluyendo fotografía, para determinar la forma corporal, haciendo referencia a los siguientes estudios: Skerlj y col. (1953) analizaron las variantes de la forma corporal por observación directa; Montagu (1960) acomodó la cámara sobre instrumentos somatométricos básicos; de acuerdo con Bayer y Bayley (1976), el valor primario de la fotografía es aquel que ofrece un recurso permanente de información que puede ser estudiado con ocio. Sheldon y col. (1940) encontraron que las mediciones de circunferencias tomadas por calibradores sobre fotos tienen menor variación que las medidas tomadas en el cuerpo actual. Tanner y Weiner (1949) obtuvieron resultados similares, concluyendo que la elección de dimensiones medidas es más grande que las medias (fotográficas y antropométricas).


En la actualidad, ya es conocido que para la mejor precisión antropométrica se requieren definiciones cuidadosas de la posición de la cámara y de la orientación requerida. Para registrar y extraer información numérica útil acerca de la forma y el tamaño del sujeto, se usa frecuentemente un número de escalas de medidas, enrejados o marcadores en el espacio en 3D donde está el sujeto. Una práctica común es colocar un plano vertical marcado con un enrejado bidimensional atrás del sujeto. Sin embargo, tal método puede conducir a errores de paralaje, como se muestra en la figura 3.4. Para evitar los errores de paralaje se requiere mayor número de cámaras u otros marcadores que deben colocarse en ubicaciones conocidas dentro del campo de visión. Sin embargo, si la ubicación de la cámara y la del sujeto son conocidas, los cálculos trigonométricos pueden usarse para corregir los errores de paralaje en gran cantidad (Roebuck, 1995).

Figura 3.4. Vista lateral. Errores de parelaje.

Un ejemplo de este tipo de medición es presentado por Meunier Yin (2000), quienes reportan un sistema basado en una PC, que incluye dos cámaras digitales de color Kodak DC120 (1280 x 960 píxeles) y un fondo azul con marcas de calibración. La calibración de las cámaras es realizada


por un algoritmo desarrollado por Tsai (1986; citado por Meunier y Yin, 2000). El sistema toma fotografías simultáneas de frente y de lado de individuos parados con los brazos derechos y levemente separados del cuerpo a los lados de éste. Tomando ambas fotografías de manera simultánea, la postura exacta en el espacio es capturada, y es posible recobrar las dimensiones del cuerpo en 3D.

3.3.2 Estereofotografía El uso simultáneo de dos o más cámaras es otro modo de triangular sobre los puntos anatómicos de referencia del sujeto en tres dimensiones. Esta es la base para la estereofotografía, que ha sido usada para las fotografías aéreas para desarrollar mapas de la tierra. El mismo proceso fundamental ha sido usado para contornos de caras, manos y cuerpos humanos completos (Burke y Beard, 1967; Herron, 1972, 1973; McConvill, Churchill, Kaleps, Clauser y Cuyzzi, 1980); Young y col. (1983; citado por Roebuck, 1995). Sin embargo, el proceso no es barato ni simple. Un posible método de ilustración de los datos resultantes de la estereofotografía es en la forma de mapas de contorno. Desafortunadamente, los datos frecuentemente carecen de precisión, aunque los contornos son útiles para muchos propósitos. Las dimensiones medidas a partir de estereofotografía (o cualesquiera otras fotos) no toman en cuenta la compresión de la carne contra el hueso correspondiente, como se puede hacer con la aplicación manual de antropómetros y calibradores. Otro problema con esta técnica incluye esquemas de digitalización insatisfactorios. Lo que se ha hecho con las cámaras, también se ha hecho con videocámaras. Un proceso para hacer este tipo de definición del contorno ha sido desarrollado por los laboratorios de la Armada norteamericana hace algunos años, pero aún no es usado ampliamente.

3.3.3 Métodos de escaneo Los escáneres del cuerpo dependen de tecnologías diferentes para obtener datos de 3D, y generalmente son clasificados por la luz o la radiación uti-


lizada para iluminar al sujeto. Actualmente, las categorías principales son: el láser, la luz infrarroja y la luz blanca. La salida básica de los escáneres del cuerpo de 3D que usan cualesquiera de estas categorías es una nube de punto de 3D (conocidos también como 3D Range Data) generada sobre la superficie del cuerpo. Surgen diferencias adicionales entre varios sistemas en la forma en que los datos son procesados después de la producción de la nube de punto de 3D. Láser. El láser es la base de algunas de las tecnologías más prometedoras en métodos indirectos para la moderna antropometría. En lugar de producir una imagen al recolectar externamente la luz reflejada de un objeto, los sistemas de láser emiten rayos extremadamente delgados de luz amplificada especialmente y detectan el tiempo que tardan los rayos en retornar. Esto puede proporcionar la distancia y la posición de los datos relativos al plano bidimensional. Aún más, todos los datos son en forma electrónica y pueden ser digitalizados directamente e interpretardos por computadora con un software apropiado. El software necesario para procesar la gran cantidad de datos recolectados con las técnicas de láser no se puede encontar fácilmente. Sin embargo, es probable que más y mejores software estén disponibles en un tiempo relativamente corto. Los métodos de láser tienen algunas limitaciones, y comparten con las cámaras algunos de ellos: no pueden “ver” áreas oscurecidas en las axilas o espacios entre las piernas o dedos o detrás de los oídos. Otra limitación de los métodos de láser es que generalmente son más lentos que las cámaras en capturar una imagen, aunque mucho más rápidos que los métodos manuales. Esto significa que el sujeto no debe moverse mientras se hace el registro. Como ocurre con cualquier fotografía, se requiere dar a los sujetos instrucciones especiales y hay que tomar precauciones para evitar la distorsión de la imagen. Los sistemas de láser pueden perder precisión al intentar medir grandes objetos, tales como un cuerpo humano, en una sola barrida de la cámara y el sistema de luz. Se requieren múltiples exposiciones de luz. Aun con las limitaciones anteriores, la precisión es posible y es mejor que la estereofotografía, y ciertamente éstos son más completos que los métodos que usan antropómetros manuales.


Quizás la consideración más crítica en el uso de sistemas con láser es el alto costo del sistema, incluyendo el equipo de software y computadoras, el cual rebasa la posibilidad de invertir tal capital por un grupo de especialistas en factores humanos. Sistema de perfilometría de fase. Otra forma de sensor con luz “estructurada” ha sido desarrollado para escanear formas humanas. Una de éstas es la llamada perfilometría de fases o pmf (Halioua, Liu, Bowins y Shih, 1992; Halioua, Liu, Chin y Bowins, 1990; citado por Roebuck, 1995). La figura 3.5 ilustra los elementos esenciales del arreglo. En otro sistema, se fijan seis cámaras alrededor del sujeto, y se proyecta una luz especial “estructurada” dentro de la superficie de la cara o de partes del cuerpo. Usando la información acerca del tipo de las líneas de luz a través de las cuales la luz brilla y la ubicación de las cámaras, el software determina la ubicación de los puntos sobre la superficie y crea un paquete de coordenadas x, y y z para estos puntos. No hay partes en movimiento, de manera que una ventaja significativa de este método es la rapidez con la que los datos se capturan.

Figura 3.5. Diagrama del sistema de escaneo Body Mesurement System de TC2.


3.4 Body measurement system 3.4.1 Antecedentes Una alternativa recientemente desarrollada, que reduce aún más el tiempo de procesamiento de la información, hace uso de un escáner para la medición de fase con luz blanca, evitando el uso riesgoso y costoso del láser. Esta tecnología usa el principio de pmf de la luz blanca para obtener una representación completa en tres dimensiones del cuerpo. La aplicación estructurada de la luz y de la pmf es muy adecuada para las mediciones corporales debido al corto tiempo de la medición, su precisión y bajo costo relativo. Este sistema se denomina Body Measurement System (bms), y fue desarrollado por la compañía Textile and Clothing Technology Corporation (TC2). El Centro de Investigaciones en Ergonomía de la Universidad de Guadalajara ha realizado investigación antropométrica aplicada al diseño de espacios, diseño industrial y de ropa con el bms. A continuación se describen las características del mismo y los requerimientos principales en cuanto a materiales y metodología para poder hacer una investigación antropométrica con este sistema. Este bms fue diseñado para alcanzar a la mayoría de la población con un volumen de escaneado de 1.2 m de ancho, 1.0 m de profundidad y 2.1 m de altura. Dado que el objetivo de las aplicaciones del bms es la fabricación de ropa, este sistema sólo toma medidas de pie, aunque ya está en etapa de prueba el software necesario para tomar medidas en posición sedente. El sistema usa cuatro sensores de superficie que son estacionarios, por lo que cada uno captura un segmento de área de la superficie. Los segmentos de área son combinados para formar una superficie integrada que cubre las áreas críticas del cuerpo necesarias para fabricar ropa. Los cuatro sensores están colocados en dos torres. Cada cabezal consiste en una estructura de perfiles de aluminio que sostiene rígidamente un proyector especial, una cámara comercial y los controles necesarios para ambos. Las cámaras y los proyectores son controlados por una computadora personal Pentium III con 256 mb de memoria ram y una tarjeta de control del movimiento. Un dispositivo electrónico contiene hardware adicional y el alambrado necesario para conectar la computadora a los cuatro cabezales.


Cada sensor consta de un proyector y una cámara que forman una triangulación vertical con el cuerpo. La cámara y el proyector están separados por una línea de base para formar la geometría necesaria para ubicar puntos sobre la superficie del cuerpo. El software fue desarrollado con el Developer Studio Visual C++ de Microsoft sobre Windows nt y realiza las siguientes funciones: interfaz gráfica con el usuario, control de la secuencia de entrada de datos, adquisición y almacenamiento de imágenes de trabajo, procesamiento de las imágenes, cálculo de los puntos resultantes y exhibición de salida gráfica (www.sizeusa.com). Para la extracción automática de medidas del bms, el proceso consiste en primero descubrir los principales puntos antropométricos (el punto de entrepierna, puntos de axila) en la nube de punto y segmentar el cuerpo. En este proceso, los datos son organizados, afinados, filtrados y comprimidos para crear un modelo de cuerpo en 3D (ver la figura 3.6). Una vez que los datos son organizados como un modelo de cuerpo en 3D se simplifica la extracción de medidas automática, la creación de un modelo con superficie de 3D (ver la figura 3.7), o la creación de un listado de medidas para imprimir para el cliente o fabricante (véase la figura 3.8). La extracción de dimensiones estimadas en el interior del cuerpo mediante la exploración manual es ilustrada en las figuras 3.9 y 3.10.

3.4.2 Materiales necesarios Vestidores. Se requiere fabricar vestidores desarmables, con estructura de aluminio y vestiduras de tela gruesa, para ser conectados a la cabina del escáner (ver Figuras 3.11 y 3.12), con un pasillo intermedio completamente cerrado para asegurar la privacidad de los sujetos participantes. Artículos y materiales diversos: Los artículos y materiales necesarios para llevar a cabo una investigación antropométrica con el bms son:


Figura 3.6 Figura en 3D (nube de puntos).

Figura 3.7 Figuras depuradas y con superficie.

Figura 3.8 Lista de medidas impresa.

Figura 3.9 Exploración manual de imagen.

Figura 3.10 Extracción manual de medidas.


• Encuesta con datos demográficos y otros de interés particular del estudio, así como el número de folio. • Ropa para el escaneo (brassiere y boxer para el sexo femenino y boxer para el sexo masculino). • Bolsas de plástico para que los sujetos se lleven la ropa del escaneo. • Contenedores de plástico para la ropa. • Pinzas, pasadores y ligas para el cabello, para que los sujetos femeninos con cabello largo se lo recojan. • Cajas de plástico para que los sujetos pongan sus zapatos y pertenencias personales tales como reloj, teléfono celular, etcétera. • Tablas para anotar la medición manual. • Lápices 4B para contestar la encuesta y anotar la medición manual. • Aspiradora para limpiar las alfombras del escáner y de los pasillos. • Calefactor para mantener una temperatura agradable en invierno en el cabina del escáner. • Mesa y sillas para que los sujetos contesten la encuesta. • Contenedores de plástico para transportar materiales y elementos del escáner desarmado.

Figura 3.11 Escanner.

Figura 3.12 Vestidores.


3.4.3 Procedimiento

Armado del escáner:

El armado del bms lleva aproximadamente cuatro horas (ver figuras. 3.13 y 3.14). Posteriormente, los sujetos llegan al local de medición, donde se encuentra la cabina que contiene el escáner y los vestidores para el cambio de ropa. Los pasos son los siguientes:

Figura 3.13 Armado del escáner.

Figura 3.14 Armado del escáner.

Introducción y establecimiento de rapport. Se les proporciona al sujeto una explicación del proceso de medición, asegurándoles el anonimato y la privacidad en el proceso de escaneo. • Una vez tomadas las medidas manuales, se pasa a la medición por escaneo, explicándosele el proceso del mismo. • El técnico les entrega el vestuario para la medición (ver la figura 3.15) y una ficha para el vestidor que se le asigne. En este momento se le instruye de que no debe pasar al escáner con lentes, aretes, pulseras, reloj y cabello sobre el cuello. Si es necesario se le prestan pinzas y pasadores para recogerse el cabello. • El técnico pregunta al sujeto si está preparado para el escaneo (cambiado de ropa) y lo instruye verbalmente sobre cuándo debe pasar al escáner, sin permitir contacto visual con el sujeto (desde afuera de la cabina del escáner).


• Una vez que el sujeto ha entrado a la cabina del escaner, se procede a escánear dos veces al mismo sujeto como mínimo, para asegurar la recolección de todas las medidas. • El técnico le indica cuándo puede salir del escáner y pasar nuevamente a su vestidor a cambiarse de ropa. • Cuando el sujeto se ha cambiado de ropa, el técnico lo instruye sobre cuándo puede salir del vestidor (para evitar que se crucen en el pasillo y haya contacto visual entre los sujetos participantes). • El sujeto sale del vestidor, regresa la ficha del mismo y las pinzas si es que se le prestaron, se le proporciona una bolsa de plástico para que guarde sus cosas y regresa la caja de plástico donde tenía sus pertenencias.

Figura 3.15 Ropa de medición.

Despedida. Se le agradece su participación y se le entrega una impresión con su imagen digital y sus medidas. Para agilizar el procedimiento, cuando las circunstancias lo permitan, pasarán grupos de seis personas cada 20 minutos; dos de ellas iniciarán con la medición manual, dos pasarán primeramente al escáner y dos iniciarán con la encuesta, intercambiando el orden de las tres etapas del proceso de recolección de datos.


Control de calidad. Un coordinador del equipo de medición debe supervisar todo el procedimiento. El sistema de escaneado debe calibrarse de manera completa cuando se arma y se instala el escáner por primera vez en alguna locación. Diariamente, antes de empezar, se revisan luces, cámaras y proyectores y posteriormente se calibra con un cilindro cuyas dimensiones, conocidas con anterioridad, se comparan con las dadas por el escáner. Se llevan a cabo dos escaneos como mínimo. Se configura un paquete de escaneado con una muestra representativa de dimensiones para revisar rápidamente el escaneado, y si se obtienen errores, se procede a repetir el escaneado cuantas veces sea necesario hasta obtener uno correcto. Procesamiento de medidas. Al final de cada día de escaneado, se respalda la información en un cd y en las oficinas se hace la extracción de medidas en el software. Estas extracciones se convierten a archivos de Excell por medio de un procedimiento incluido en el software del escáner llamado Batch, para posteriormente importarse al programa estadístico ncss (Number Cruncher Statistic Sistem), en el que se pueden realizar los análisis estadísticos. Exactitud y precisión. La compañía TC2 realizó un pequeño experimento, el cual fue diseñado para comparar la exactitud y la capacidad de repetición de las medidas manuales con las medidas tomadas con un escáner del cuerpo 3D. Se deseaba establecer: 1. La exactitud de la medición manual y la del escáner. 2. La capacidad de repetición de la medición manual y la del escáner. 3. El origen de las diferencias entre la medición manual y la del escáner. La comparación involucró cinco mujeres de varias tallas, desde la talla petite hasta la más grande y tres medidas. La prueba fue limitada a la medición de dos dimensiones antropométricas clave (circunferencia del busto y circunferencia de la cadera). Las dos dimensiones fueron definidas para


que fueran totalmente claras, tanto para las medidas manuales como para las del escáner. Las definiciones de las dimensiones fueron las siguientes: Circunferencia del busto. Medir la circunferencia del torso a la altura de la prominencia más grande del busto, manteniendo la medición paralela a la línea del piso. Circunferencia de la cadera. Medir la circunferencia del torso a la altura a la que se encuentra la circunferencia máxima entre el punto de la entrepierna y la cintura. Se les dijo a los tres medidores que era un “objetivo” de la prueba para las tres mediciones manuales que fueran tomadas de manera consistente con la definición, a fin de lograr una medida común entre los tres medidores. En cada caso quien medía era una persona experimentada en mediciones de sujetos para la confección de ropa y todos ellos tenían antecedentes significativos en el diseño y desarrollo de ropa. Cada medidor tuvo que medir a los sujetos en privado, de manera que no vieran medir u oyeran a los otros medidores. Se le proporcionó un espejo de ayuda adicional a quien medía para ver la posición de la cinta en el lado opuesto del sujeto desde donde estaban parados. Para las pruebas de consistencia de la medición con escáner, los sujetos fueron escaneados tres veces con un mínimo de un minuto entre cada escaneado. Los resultados de esta prueba demostraron y documentaron que incluso con los medidores entrenados, la diferencia entre las medidas manuales en medidas claramente definidas tales como busto y caderas se aproximan a dos pulgadas. La variación usando el bms con extracción automática de medidas fue del 55% menos en el caso de las medidas de busto, y el 75% menos en el caso de las medidas de la cadera. Las pruebas también demostraron incluso diferencias más grandes entre las medidas manuales y las medidas obtenidas por el bms. En cada caso se identificó la causa de la diferencia de la medida debido a la colocación incorrecta de la cinta en la medida manual.


Después de comparar los resultados, se les dio la oportunidad a los medidores manuales de ver la representación en 3D en un monitor, de cómo el escáner midió a cada sujeto. En este punto, se permitió a los medidores manuales repetir la medición. A través de este proceso fueron identificados varios errores respecto a cómo fueron tomadas las medidas manuales. Las causas de los errores incluyeron: 1. La causa principal del error de la medida manual de busto estaba en la habilidad del medidor para mantener la posición de la cinta paralela al piso. En la mayoría de los casos (pero no en todos), la posición de la cinta era más baja en la parte posterior que en el frente del cuerpo. Este error puede introducir un cambio drástico en la medida al bajar la cinta solamente 1-2 pulgadas. 2. Una causa secundaria del error de la medida del busto parecía estar en la compresión del cuerpo. En algunos casos, al tratar de mantener la cinta en la posición, el medidor aplicó en la cinta la tensión suficiente para comprimir levemente el tejido fino suave sobre la circunferencia del busto. 3. La causa principal del error de la medida de la cadera estaba en la identificación incorrecta del punto de la circunferencia máxima. La circunferencia máxima de la cadera puede estar determinada por la prominencia a nivel del abdomen, el trasero o el perfil lateral. En la mayoría de los casos en que la cadera fue medida incorrectamente, la medida de la cadera fue tomada demasiado arriba (con frecuencia en línea con la prominencia del trasero o del abdomen). Después de ver las imágenes 3D del cuerpo y cómo las medidas cambiaron con la recolocación de la cinta y con la ayuda de un segundo medidor, en cada caso del busto y de la cadera, la segunda tentativa en la medición manual obtuvo una medida dentro de un rango de 0.5 de pulgada respecto de la medida del bms. Por otro lado, nosotros analizamos la exactitud del sistema, comparando las medidas obtenidas por el escáner con las obtenidas con herramientas y técnicas antropométricas tradicionales medidas por medidores expertos


a cinco sujetos, con las siguientes dimensiones: altura al mentón, diámetro del cuello, longitud del pie, anchura del pie, perímetro del brazo, perímetro de la pantorrilla y altura maleolar. Las definiciones de las dimensiones fueron tomadas de un estudio antropométrico previo realizado con métodos tradicionales (Ávila, Prado y González, 2001). La mínima diferencia que encontramos entre la medida manual y la del escáner fue la longitud del pie, en donde fue de 0.3 mm, y la máxima, la altura al mentón de 8 mm.

3.4 Conclusión Aunque no se realizó un análisis exhaustivo con una muestra amplia de comparaciones entre mediciones manuales y obtenidas por el escáner, los resultados sugieren que este sistema es capaz de proporcionar medidas antropométricas muy comparables con las de los métodos tradicionales realizados por expertos en medición, ambas en términos de exactitud y repetibìlidad. A través de una revisión de la literatura y como se pudo observar a través del experimento de TC2, un gran número de factores juegan un papel importante durante la medición de individuos humanos, en los cuales pueden resultar en apariencia numerosas fuentes de error. Algunas de las más importantes fuentes de error incluyen la postura, identificación de puntos de medición y posición y orientación de los instrumentos de medición, presión ejercida por el instrumento de medición (Davenport et al., 1935; citado por Meunier y Yin, 2000). La dificultad para controlar todas las fuentes potenciales de error trae como consecuencia que los valores verdaderos raramente coinciden en los estudios antropométricos ( Jamison y Segura, 1974; citado por Meunier y Yin, 2000). La exactitud y preescisión de las medidas antropométricas están a merced de los que las tomen. Incluso si son medidas por observadores altamente entrenados, la comparación de dos mediciones pueden arrojar diferencias significativas (Bennett y Osborne, 1986; citado por Meunier y Yin, 2000). En un estudio comparativo rea-


lizado por Kemper y Pieters (1974; citado por Meunier y Yin, S, 2000), 50 muchachos de 12 y 13 años de edad fueron medidos independientemente por medidores experimentados en dos institutos. Ambos equipos de medidores fueron entrenados con las mismas técnicas y utilizaron las mismas herramientas de medición. A pesar de esto, fueron encontradas diferencias sistemáticas en nueve de las doce medidas tomadas. Se encontraron correlaciones de Pearson entre 0.872 (diámetro biacromial) y 0.996 (estatura) entre las medidas tomadas por los dos grupos. Aunque la variable con la menor correlación (diámetro biacromial) no presentó errores sistemáticos, sufrió errores de repetibilidad (errores de precisión). Los resultados de estos y muchos más estudios muestran la dificultad de medir humanos, incluso bajo condiciones de control y entrenamiento intensivo de los medidores. Por otro lado, también ha habido estudios que muestran que los métodos indirectos tienen una alta correlación en cuanto a la exactitud de las medidas, en comparación con las directas. Por ejemplo, Lee, Oh, Song y Lee (1992) al hacer ésta comparación en 36 sujetos, con el sistema de medición directa con instrumentos tipo Martin y con Datos en 3D obtenidos a partir de un Sistema de Interferometría Moiré, encontró que este último mostró la eficiencia y objetividad con 71.88 puntos de consistencia. Así mismo, Meunier y Yin (2000) compararon un sistema digital en 2D a partir de cámaras, encontrando que los resultados del sistema fueron comparados con los de los antropometristas entrenados, y puestos en perspectiva relativa con los requerimientos para la medición de tallas y los cambios corporales de corto plazo del cuerpo. Concluyeron que estos sistemas son capaces de proveer medidas antropométricas muy comparables con las de los métodos tradicionales (realizadas por expertos en medición), ambas en términos de exactitud y confiabilidad. Por último, es importante enfatizar que cada uno de los métodos antropométricos mencionados anteriormente, ya sean directos o indirectos tienen ventajas y desventajas. En los primeros los instrumentos de trabajo suelen ser menos sofisticados, se requiere de un mayor número de investigadores, es más lenta la obtención de datos y más difícil tomar medidas en forma directa en ropa interior, las cuales son imprescindibles para el diseño de ropa. En cuanto a los métodos indirectos, se requiere de un equipo con


cierta tecnología desarrollada para que los datos sean precisos y confiables. Aunque un equipo de esta naturaleza implica un costo alto, comparado con el de los instrumentos de medición directa, a la larga los costos de los medidores manuales pueden aumentar aún más el costo de una investigación antropométrica. Por otro lado, también es importante mencionar que el desarrollo histórico de estos métodos ha demostrado que con el paso del tiempo los costos han ido a la baja. Algunos de los primeros escáneres tenían un precio aproximado de 500,000 dólares y actualmente se pueden obtener por 50,000 dólares. Por otro lado, la limitante actual de este sistema de que aún no pueden tomar todas las medidas que se requieren para aplicaciones de diseño industrial, como son las medidas sedentes, está a punto de ser superada ya que el software necesario se encuentra en su última fase de prueba. Sin embargo, una gran ventaja es que el archivo de la imagen corporal se tiene a disposición para, en una etapa posterior de la investigación, poder continuar obteniendo medidas de diferentes dimensiones y, en un futuro no lejano, con el desarrollo de los softwares, será posible manipular la imagen corporal sin pérdida de la proporcionalidad del cuerpo, para obtener las medidas sedentes de que hoy en día carecemos con el bms. Actualmente, también existe la desventaja de que la postura que debe adoptar el sujeto en el bms no coincide con la postura de pie estandarizada para la medición de alturas con la metodología directa. Sin embargo, ya ha habido algunas reuniones académicas de expertos en el extranjero con el objeto de retomar el problema de las posturas en los métodos indirectos y hacer otro tipo de estandarización. Por lo tanto, las perspectivas futuras apuntan a la utilización cada vez más amplia de los métodos indirectos.

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Dimensiones antropométricas

4.1 Introducción Como toda técnica científica, la antropometría dispone de una terminología propia que le permite identificar los diversos elementos de su objeto de estudio y que es preciso conocer tanto para el desarrollo de investigaciones de campo destinadas a generar bases de datos sobre población real como para la aplicación de esos mismos datos a problemas de diseño. Desde los inicios de la antropometría aplicada, los especialistas lograron acuerdos internacionales para establecer un lenguaje común que permitiera comparar y compartir datos y estudios, que en la actualidad son reconocidos y utilizados ampliamente. De esta manera, se establecieron varios tipos de dimensiones, se utilizan reglas precisas para la definición de cada una de las dimensiones y se recomiendan puntos somatométricos particulares para estandarizar la toma de mediciones. Así mismo, fueron estandarizadas las posiciones del cuerpo del sujeto al momento de realizar las mediciones. Las modernas técnicas de medición digitalizadas han hecho posible prescindir de la utilización de los puntos somatométricos; pero no de las definiciones, pues aun cuando los programas computarizados permiten tomar medidas en casi cualquier parte del cuerpo, independientemente de los puntos somatométricos, es indispensable definir la dimensión a fin de tomar su medida a todos los sujetos de manera similar. En el presente capítulo se tratarán todos estos temas.

4.2 Tipos de dimensiones Las dimensiones del cuerpo humano que influyen en el desempeño de las personas son de tres tipos esenciales:


1. Dimensiones estructurales. Éstas se toman con el cuerpo de los sujetos en posiciones fijas, estáticas (McCormick, 1980). Son las dimensiones de las distintas partes o elementos estructurales del cuerpo, por ejemplo: estatura, longitud del brazo, longitud de la mano, perímetro de la cabeza y altura de la rodilla. 2. Dimensiones funcionales. Son dimensiones que incluyen el movimiento y la acción de segmentos corporales en el espacio de trabajo. Por ejemplo, la figura 4.1 muestra la zona de alcance funcional máximo de la mano y la zona de alcance de comodidad o de trabajo normal. 3. Datos antropométricos newtonianos. Bridger (1995) agrega ésta otra clasificación de datos antropométricos, los cuales son usados en el análisis mecánico de cargas en el cuerpo humano. El cuerpo es considerado como un ensamble de segmentos eslabonados de masa y longitud conocidas (algunas veces expresado como un porcentaje de la estatura y el peso corporal). También se proporcionan rangos de los ángulos apropiados que deben sostenerse en las articulaciones adyacentes para habilitar la definición de los rangos apropiados de posturas de trabajo. Estos datos no son muy frecuentes en los reportes antropométricos.

Máximo (izquierda) Normal (izquierda)

Área normal propuesta por Squires

Máximo (derecha) Normal (derecha)

Figura 4.1 Zona de alcance funcional máximo de la mano, zona de alcance de comodidad, zona de alcance mínimo.

Por su facilidad de medición, las dimensiones estructurales son las que aparecen con más frecuencia en las bases de datos disponibles. Sin embargo, la uti-

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lidad de las dimensiones funcionales es amplia puesto que en las actividades, ya sea domésticas o de trabajo, los miembros del cuerpo no operan independientemente sino en coordinación. Por ejemplo, el alcance brazo frontal de la mano no es igual a la medida de la longitud del brazo, ya que resulta afectado por el movimiento del hombro, la rotación parcial del tronco, la posible curvatura de la espalda y la función que debería llevar a cabo la mano. Un ejemplo de este tipo de estudios es citado por McCormick (1980) y trata de la medición de un grupo de 20 sujetos masculinos de la Fuerza Aérea de Estados Unidos, para determinar el espacio en el que podrían colocarse controles en operaciones en posición sedente. Se construyó un bastidor vertical con varillas de medición, apuntando hacia el cuerpo en la articulación del hombro derecho. El extremo de la varilla tenía un botón de mano que el sujeto debía asir entre el pulgar y el índice y moverla hacia afuera hasta que el brazo quedara completamente extendido sin apartar el hombro del respaldo del asiento. Las varillas estaban separadas cada 15 grados alrededor de una línea imaginaria de referencia vertical, que empezaba en el punto donde hacían contacto el sujeto y el asiento (ver figura 4.2).

Figura 4.2 Distribución física obtenida en un estudio antropométrico del espacio tridimensional que rodea a sujetos sentados. Fuente: McCormick, E., 1980.


4.3 Tipos de definiciones de dimensiones antropométricas Las medidas estandarizadas son necesarias para propósitos comparativos y análisis de tendencias y pronósticos. Las ideas acerca de qué dimensiones deben ser los estándares han cambiado gradualmente junto con los propósitos de las mediciones antropométricas. ¿Cuáles son los estándares aceptados para medir, nombrar, seleccionar medidas y metodología de medición? Una propuesta importante en los Estados Unidos fue reportada por Hertzberg (1968). Su artículo es lectura recomendada para aquellos interesados en este aspecto del campo; aunque fue escrito hace más de dos décadas, en la antropometría por métodos directos sigue vigente. Sin embargo, debido a las aplicaciones específicas en el diseño, hay algunas variaciones, pues más que puntos óseos, al ergónomo o diseñador le interesan los puntos más externos de las diferentes partes del cuerpo. Por otro lado, con el desarrollo tecnológico que ha producido los métodos indirectos, ya no se aplican estrictamente los estándares de Hertzberg. Debido a esto, ha habido ya reuniones para buscar consensos mayores en las medidas tradicionales y enfocar el impacto de los modelos humanos generados por computadora, uso de láser y otros sistemas de antropometría obtenida electrónicamente. Eventualmente, estas actividades pueden conducir a un nuevo congreso, con una representación mas amplia, que recomendará en todo el mundo estándares para las mediciones antropométricas. Por lo pronto, a continuación se presentarán los principios básicos de los estándares antropométricos tradicionales, basados en la Conferencia sobre Estandarización de Terminología y Técnicas Antropométricas (Hertzberg, 1968). En ella se estableció que existen dos tipos de definiciones para las dimensiones antropométricas: 1. Definiciones descriptivas. Describen los puntos entre los cuales se mide la distancia. 2. Definiciones instructivas. Implican una explicación más extensa que incluye la posición del sujeto, los puntos somatométricos, los instrumentos que se van a utilizar en la medición y la técnica para tomar la medida.


Se prefiere la definición instructiva, aunque la descripción de la técnica específica no sea tan detallada. En la misma conferencia (Hertzberg, 1968) se recomendó el uso de tres términos descriptivos con los cuales referirse a cada una de las dimensiones que se van medir: 1. Un orientador. Identifica la dirección de la dimensión, por ejemplo: altura, anchura. 2. Un localizador. Identifica el punto o puntos del cuerpo entre o a los que se va a hacer la medición, por ejemplo: exocantion, acromion. 3. Un posicionador. Identifica la posición del cuerpo requerida para tomar la medida, por ejemplo: de pie, sentado, sedente. Cuando no se indica el posicionador, se asume que es de pie, o que no es necesario; por ejemplo, en la longitud de la mano no es necesario indicar si se tomó de pie o sentado, ya que esto no afecta la medición. En la siguiente sección se detallará lo referente a la postura de medición. Ejemplo: Orientador Altura

Localizador de ojos

Posicionador sentado

Entre de los orientadores, se pueden definir los siguientes: 1. Alturas. Son distancias verticales medidas con el antropómetro desde el piso o una superficie horizontal (silla o asiento) hasta algún punto somatométrico. Por ejemplo, altura a la rodilla (ver figura 4.3). 2. Anchuras. Son distancias horizontales entre dos puntos del cuerpo, siguiendo la forma redondeada del mismo, pero no el contorno, sin cerrar. Se mide con cinta métrica o por medios electrónicos de imagen. Por ejemplo, la anchura de espalda (ver figura 4.20). 3. Diámetros. Son distancias horizontales en línea recta entre dos puntos del cuerpo. Se miden con un calibrador o por medios electrónicos. Por ejemplo, diámetro bideltoideo (ver figura 4.4).


Figura 4.3 Alturas en posición de pie.

Figura 4.4 Anchuras y alcances.

Figura 4.5 Dimensiones en posición sedente.


Figura 4.6 Dimensiones de cabeza, mano y pie.

4. Profundidades. Distancias anteroposteriores entre dos puntos del cuerpo. Por ejemplo, profundidad del tórax (ver figura 4.4); con excepción de algunas nomenclaturas en el diseño de ropa, como la profundidad de la sisa (ver figura 4.17). Se miden con calibrador o cinta métrica, o bien por medios electrónicos. 5. Longitudes. Distancias a lo largo del eje de un miembro o segmento del cuerpo, pudiendo ser recta o siguiendo la forma del cuerpo. En el primer caso, por ejemplo longitud del pie (ver figura 4.6), y en el segundo, la longitud cintura-cadera (ver figura 4.19). Se mide con calibrador, cinta o por medios electrónicos. 6. Alcances. Distancias a lo largo del eje del brazo en cualquier dirección. Por ejemplo, alcance brazo frontal (ver figura 4.4). 7. Perímetros. Distancias en un solo plano alrededor de un segmento o área del cuerpo, siguiendo la forma redondeada del cuerpo, pero no el contorno y cerrando. Se mide con cinta métrica o por medios electrónicos. Por ejemplo, perímetro de cabeza (ver figura 4.5). 8. Prominencias. Distancias en las cuales un punto sobresale de otro sobre la superficie del cuerpo. Por ejemplo, prominencia de nalgas (ver figura 4.16). Lo más adecuado es medirlo por medios electrónicos. 9. Contornos. Distancia entre dos puntos del cuerpo, o alrededor de una parte del cuerpo, siguiendo la forma del mismo. Puede cerrarse o no. Por ejemplo, un contorno sin cerrar es el contorno de hombros posterior (ver figura 4.20) y un contorno cerrado, el contorno del busto. Éste sólo puede obtenerse mediante instrumentos que capturen o conformen una imagen de la forma que se va a medir. Se puede medir con cinta métrica, aunque lo más adecuado es por medios electrónicos.


4.4 Posturas de medición A fin de medir correctamente, con precisión y confiabilidad las diversas partes del cuerpo, es preciso que el sujeto se encuentre en ciertas posturas estandarizadas y las mantenga durante todo el tiempo que dure la medición, ya que muchas de ellas están correlacionadas y un movimiento o inclinación del sujeto que está siendo medido ocasionaría errores importantes. Las posturas más comúnmente utilizadas en antropometría son la de pie y la sedente.

4.4.1 Postura de pie 1. El sujeto deberá colocarse sobre un piso completamente horizontal y plano, sin calzado y sin medias o calcetines (ver figura 4.7 y 4.8). 2. Cabeza mirando al frente en el plano de Frankfort (ver figura 4.9). - Hombros relajados y ambos a la misma altura. 3. Brazos descansando a los lados del cuerpo con las manos en estado de reposo (sin extender) y tocando suavemente los muslos. 4. Los talones unidos y las puntas de los pies separadas formando un ángulo de aproximadamente de 45 grados.

Figura 4.7 Postura de pie, vista frontal.

Figura 4.8 Postura de pie, vista lateral.


Figura 4.9 (*) Plano de Frankfort: Posición de la cabeza en la que una línea imaginaria entre el punto más alto del orificio auditivo externo y el punto más bajo de la órbita ocular se encuentra paralela al plano del piso o superficie sedente.

4.4.2 Postura sedente 1. El sujeto sentado sobre una silla de asiento plano completamente horizontal y de altura ajustable (ver figuras 4.10 y 4.11). 2. Tronco erecto conservando las curvas normales de la columna vertebral, sobre todo la lumbar. 3. Cabeza orientada al plano de Frankfort. 4. Hombros relajados y en línea horizontal. 5. Brazos flácidos a ambos lados del cuerpo y las manos apoyadas sobre el primer tercio de los muslos.

Figura 4.10 Postura sedente, vista lateral.

Figura 4.11 Postura sedente, vista frontal.


6. Los muslos formando un ángulo recto con el tronco y la zona poplítea separada unos cinco centímetros del borde del asiento. 7. Piernas formando un angulo de 90 grados con los muslos, ajustando la altura de la silla. • Los pies descansando completamente apoyados en el piso. • Conservar el alineamiento tronco-muslo-pierna-pie.

4.5 Dimensiones en antropometría aplicada al diseño En las figuras, 4.3, 4.4, 4.5 y 4.6 se pueden observar las dimensiones más frecuentemente utilizadas en adecuaciones ergonómicas en el ámbito del diseño de productos, espacios habitables y de trabajo. A continuación las definiciones descriptivas (Ávila, Prado y González, 2001): 1. Peso. Es la masa total del sujeto, pesada con báscula clínica en kilogramos y con una precisión de 100 gramos. 2. Estatura total. Distancia vertical máxima del vértex al suelo, estando el sujeto de pie con la cabeza orientada al plano de Frankfort. 3. Altura de ojos. Distancia comprendida del exocantion al suelo, estando el sujeto de pie con la cabeza orientada conforme al plano de Frankfort. 4. Altura al oído. Distancia comprendida del tragion al suelo, estando el sujeto de pie con la cabeza orientada conforme al plano de Frankfort. 5. Altura a la vertiente humeral. Longitud comprendida entre el punto medio de la vertiente humeral y el piso, estando el sujeto de pie. 6. Altura al hombro. Distancia comprendida entre el punto más alto y externo de la curvatura del hombro y el piso, estando el sujeto de pie. 7. Altura al codo. Distancia que va de la comisura articular húmero-radial al piso, estando el sujeto de pie. 8. Altura al codo flexionado. Distancia comprendida entre la cara inferior del olécranon y el piso con el antebrazo flexionado a 90 grados, estando el sujeto de pie. 9. Altura de la muñeca. Distancia desde el suelo al punto estilo-radial estando el sujeto de pie.


10. Altura del nudillo. Sujeto parado en posición normal, su brazo caído libremente con el puño cerrado, midiendo con el antropómetro la distancia del suelo al punto más bajo del puño. 11. Altura del dedo medio. Es la distancia desde el punto más inferior del dactilio iii al piso, estando el sujeto de pie con los dedos extendidos. 12. Altura de la rodilla. Es la distancia entre la parte central de la rótula y el piso, estando el sujeto de pie. 13. Diámetro bideltoideo. Es la distancia máxima entre los dos puntos deltoides. 14. Anchura máxima del cuerpo. Distancia horizontal entre los dos puntos más sobresalientes del cuerpo, en cualquier lugar que éstos se encuentren (brazos, codos, manos, etcétera). 15. Diámetro transversal del tórax (anchura posterior del tórax). Comprende la distancia máxima horizontal, entre los dos pliegues externos y superiores de las axilas, por la parte de la espalda, sin que el sujeto mueva los brazos. 16. Diámetro bitrocantérico. Distancia horizontal máxima entre los puntos laterales y superiores de los trocánteres mayores del fémur. 17. Profundidad máxima del cuerpo. Es la mayor distancia horizontal anteroposterior, entre los puntos más sobresalientes del cuerpo, dondequiera que se localicen. 18. Alcance brazo frontal. El sujeto de pie, con la parte posterior del cuerpo completamente recargada en la pared y el brazo derecho levantado en forma horizontal dirigido al frente, es la distancia comprendida desde la pared hasta el nudillo medio de la mano. 19. Alcance brazo lateral. Es la distancia entre el punto supraesternal y el nudillo del dedo medio, con el brazo completamente extendido lateralmente. 20. Alcance máximo vertical. Es la distancia máxima a la que llega el nudillo del dedo medio con el brazo completamente extendido hacia arriba con el cuerpo pegado a la pared. 21. Profundidad del tórax. La anchura máxima del tórax queda comprendida entre el punto mesoesternal y un punto equivalente en la espalda.


22. Altura normal (sentado). Es la longitud máxima del vértex al asiento con el sujeto sentado normal, con la cabeza orientada al plano de Frankfort. 23. Altura hombro (sentado). Distancia comprendida entre el punto más alto y externo de la curvatura del hombro y la superficie del asiento en posición sentado normal. 24. Altura al omóplato (sentado). Es la distancia que va del vértice inferior del omóplato al asiento con el sujeto sentado normal. 25. Altura del codo sentado. Es la distancia comprendida entre la cara inferior del olécranon y el asiento, con el antebrazo flexionado a 90 grados. 26. Altura máxima del muslo. Es la distancia vertical del asiento a la zona donde el muslo adquiere su mayor elevación. 27. Altura de la rodilla sentado. Es la distancia del punto patelar superior de la rodilla al piso. 28. Altura poplítea. Es la distancia comprendida desde el suelo hasta el punto poplíteo con el sujeto sentado normal. 29. Anchura de codos. Es la distancia entre las caras exteriores de las articulaciones derecha e izquierda del codo, con el brazo y el antebrazo a 90 grados y el sujeto en posición sedente. 30. Anchura de caderas (sentado). Es la distancia máxima comprendida entre la parte más lateral a nivel de la nalga de un lado hasta el punto contrario con el sujeto en posición sedente. 31. Longitud nalga-rodilla. Es la longitud mayor entre el punto más anterior de la rodilla y el punto más posterior de la nalga (glúteo-patelar medio) con el sujeto en posición sedente. 32. Longitud nalga-poplíteo. Es la distancia mayor comprendida de la parte más posterior de la nalga (glúteo) al encuentro del músculo bicep crural y el hueco poplíteo (punto poplíteo) con el sujeto en posición sedente. 33. Diámetro a-p cabeza (largo de la cabeza). Es la distancia comprendida entre el entrecejo (glabela) y el opistocráneo. 34. Anchura de la cabeza. Es la máxima distancia entre el parietal izquierdo y el derecho (puntos eurios).


35. Anchura del cuello. Es la dimensión mayor en la base del cuello, ubicada donde cambia de dirección su perfil para formar los hombros. 36. Longitud de la cara. Distancia limitada por el entrecejo (glabela) a la parte más inferior y anterior de la mandíbula (gnation). 37. Anchura de la cara. Es la distancia máxima que queda limitada entre el arco cigomático izquierdo y el derecho. 38. Diámetro interpupilar. Es la distancia comprendida entre la pupila izquierda y la derecha. 39. Longitud de la mano. Es la distancia limitada por el doblez más cercano a la región del metacarpo de la muñeca, al vértice del dedo medio (dactilion iii). 40. Longitud palma de la mano. Es la distancia del doblez más cercano a la región del metacarpo de la muñeca, a la base del dedo medio, sobre la articulación metacarpo-falángica iii. 41. Anchura de la mano. Es la distancia entre el borde externo del metacarpo (punto metacarpal radial) al borde externo (punto metacarpal cubital), incluido el dedo pulgar. 42. Anchura palma de la mano. Es la distancia comprendida entre el borde interno del metacarpo (condilo distal radial del segundo metacarpiano) al borde externo del mismo (condilo distal cubital del quinto metacarpiano). 43. Diámetro de empuñadura. Es la distancia máxima comprendida entre dos puntos cerrando un círculo con los dedos índice y pulgar de la mano derecha, se toma con el cono de empuñadura. 44. Longitud total del pie. Es la distancia desde el punto más anterior del mayor de los dedos del pie, acropodio, a la parte más posterior del talón, ternio (ternio-acropodio). 45. Altura del tobillo (maleolar). Es la distancia del vértice inferior del maléolo interno al piso. 46. Anchura del pie. Es la distancia comprendida entre el borde interior del pie y el borde exterior a la altura del tarso. 47. Anchura del talón. Es el grosor máximo de la cara interna del talón a la externa.


48. Perímetro de la cabeza. Es la circunferencia máxima tomando como referencia las protuberancias frontales y la parte más posterior de la cabeza, occipucio (del frontal al opistocráneo). 49. Perímetro del brazo (braquial). Circunferencia a nivel del punto mesobraquial, con el brazo colgando a lo largo del cuerpo pero ligeramente separado y relajado. 50. Perímetro de la pantorrilla. Es la circunferencia máxima sobre la parte más gruesa de la pierna. Se realizan dos o tres lazadas para encontrar la más grande, cuidando mantener la circunferencia perpendicular a la pierna.

4.5.1 Puntos somatométricos necesarios Los puntos somatométricos o antropométricos son aquellos que sirven de referencia para realizar las distintas mediciones. Aunque no siempre es así, la mayor parte de ellos coincide con relieves óseos. Pueden estar situados sobre la línea media sagital (planos anterior, posterior y coronal, ver capítulo 5) y son los llamados puntos impares. Los puntos pares o laterales se encuentran a ambos lados de la línea media sagital. En seguida se describen brevemente los principales puntos somatométricos, señalando entre paréntesis las abreviaturas con que se identifican convencionalmente (ver figura 4.12, 4.13 y 4.14). 1. Glabela (g). Punto más saliente hacia adelante del entrecejo, entre los Arcos supraorbitarios y sobre la línea media sagital. 2. Vértex (v). Punto más elevado del cuerpo en la línea media sagital sobre la sutura coronal, cuando la cabeza se orienta en el plano de Francfort. 3. Opistocráneo (op). Punto más saliente del occipital y más alejado de la glabela. Se determina por medición y está sobre la línea media sagital. 4. Eurio (eu). Punto lateral en la zona más saliente de la región temporal del cráneo. Se determina por medición.


Figura 4.12 Puntos antropométricos parte anterior del cuerpo

Figura 4.14 Puntos antropométricos en el cráneo.

Figura 4.13 Puntos antropométricos parte posterior del cuerpo


5. Supraesternal (mst). Punto medio del borde superior del esternón y la línea media sagital . 6. Ileocrestal (ic). Punto más saliente en sentido lateral de la cresta ilíaca. Es determinado por medición. 7. Supraileocrestal (suprailíaco) (sic). Sobre la cresta ilíaca en la línea media axilar (**). 8. Ileoespinal anterior (is). Punto más bajo situado en la espina ilíaca anterosuperior. 9. Subescapular (sue). Punto situado debajo del vértice de la escápula. 10. Acromion (ac). Punto más lateral y superior de la apófisis acromial del omóplato. 11. Radial (ra). Punto más alto en el borde superior de la cabeza del radio. 12. Estilion (sty). Punto situado en el extremo más bajo de la apófisis estiloidea del radio. 13. Metacarpal radial (mr). Punto más extremo en el borde radial del dedo índice, a nivel de la articulación metacarpo-falange. 14. Metacarpal cubital (mu). Punto más externo en el borde cubital del 5to. dedo, a nivel de la articulación metacarpo-falange. 15. Dactilio iii (daiii): Punto situado en el ápice de la yema del dedo medio de la mano. l6. Mesobraquial posterior (tricipital) (mbp). Situado en la mitad de la distancia entre el acromio (ac) y el olécranon en la línea media posterior del brazo. 17. Olécranon (ol). Punto situado en la apófisis, gruesa y curva del mismo nombre, del extremo superior del cúbito. 18. Mesobraquial anterior (bicipital) (mba). Al mismo nivel que el posterior, pero en la línea media anterior al brazo. l9. Acropodio (acro). Punto situado en el ápice del dedo mayor del pie. 20. Pternio (pt). Punto situado en la parte más proyectante hacia atrás del calcáreo. 21. Metatarsal medial (mtm). Punto más prominente de la cabeza del primer metatarsiano. 22. Metatarsal lateral (mtl): Punto más saliente de la cabeza del quinto metatarsiano.


4.6 Dimensiones poco usuales Existen dimensiones que generalmente no aparecen en las tablas de datos antropométricos, pero representan posturas que suelen ocurrir en las actividades laborales. Como ejemplo puede ser una posición arrodillada cuando se sostiene un objeto a 30-60 centímetros del suelo o doblando la parte de la espalda mientras se tienden las camas, o la postura que se adopta al acceder a un archivero en el cajón inferior (ver figura 4.15). Estas posturas no son deseables, pero frecuentemente son inevitables. Es importante, sin embargo, que las posturas corporales inadecuadas se eviten en lo posible. Ya que no se dispone de datos específicos de estas posturas, se pueden estimar aproximaciones de acuerdo con las medidas de otras dimensiones.

Figura 4.15 Postura inadecuada.

4.7 Predicción de medidas antropométricas a partir de una dimensión conocida Por otro lado, también hay fórmulas establecidas para poder calcular, aproximadamente, la medida de una dimensión de la que no se dispone, a partir de otra medida. Por ejemplo, Helmelrijk y Sittig (1966 citados


por Grandjean, 1973) investigaron la relación del alcance máximo con la estatura y llegaron a la siguiente fórmula: Alcance máximo vertical = 1.24 x estatura. En este sentido, también se han desarrollado ecuaciones de predicción que nos permiten, con un grado bastante aceptable de exactitud, a partir de la medida de una dimensión dada, predecir la medida de otra dimensión. Así, cuando dos conjuntos de medidas presentan distribución normal, una línea de relación define el valor promedio de la variable dependiente (Y) que toma los valores de la variable independiente (X). Comúnmente, estas ecuaciones de regresión retoman la estatura y el peso, relacionándolo con otras dimensiones en las que se presenta una correlación alta (mayor de 0.7). En general, las variaciones de cada dimensión del cuerpo se encuentran en conjunción con más de una u otra dimensión. Por lo tanto, puede ser posible y apropiado el desarrollo de ecuaciones de regresión múltiple que pueden intentarse con tres, cuatro o más variables (Harris, 1975; Meindl, Zehner, y Hudson, 1993; Mood, 1950; Zehner, Meindl y Hudson, 1993; citados por Roebuck, 1995). Varios estudios importantes de la fuerza aérea de Estados Unidos han incluido regresiones con dos variables independientes, estatura y el peso, para todas las medidas (Churchill y McConville, 1976; Clauser et al., 1972; citados por Roebuck, 1995). Otros reportes que han ido al extremo de estos límites han incluido tablas múltiples de coeficientes de regresión bivariadas y mantienen las fórmulas de regresión con variables múltiples (Cheverud, et al., 1990c, 1990d). Aunque estos análisis estadísticos son complicados, afortunadamente la tecnología computarizada actual y los software de estadística disponibles hoy en día auxilian en el análisis estadístico tanto en tiempo como en costo. Por otro lado, las ecuaciones de regresión no pueden ser aplicadas sin considerar la población de la que se sustrajeron dichas ecuaciones ya que, como se mencionó en el capítulo 2, existe una variabilidad antropométrica entre un buen número de factores. Es decir, no sería adecuado retomar una ecuación de predicción obtenida de una población europea para una población latinoamericana, ni


una ecuación del sexo masculino para predecir una dimensión del sexo femenino. Cuando las características de la población a la que se aplicará la ecuación son muy similares a las de la población de la que ésta se sustrajo, la predicción será muy cercana al dato obtenido por la medición real. Tal hecho fue comprobado en un estudio antropométrico realizado en niños mexicanos en edad escolar (Prado, Ávila y González, 2001). En este estudio se observó que hubo variaciones mínimas de entre 1 y 3 mm entre los dos datos, encontrándose incluso datos idénticos. En la Tabla 4.1 se muestran algunas de las ecuaciones de predicción de dicha investigación a partir del peso y otras a partir de la estatura. Nótese que con base en el valor de X1 y X2 (peso y estatura) se pueden obtener las medidas de Y (anchura máxima del cuerpo, profundidad máxima del cuerpo, etc.) para poblaciones similares o individuos de la misma población con proporciones corporales similares. Tabla 4.1. Ecuaciones de predicción para niños de ocho años de edad.

Clase de variable

Ecuación de predicción

Peso (X1) Anchura máxima del cuerpo

Y= 212.32 + 4.74 (X1)

Profundidad máxima del cuerpo

Y = 125.93 + 2.76 (X1)

Altura del muslo sentado

Y = 56.31 +1.74 (X1)

Anchura de cadera sentado

Y = 166.54 + 3.28 (X1)

Estatura

(X2)

Alcance del brazo

Y = -46.69 + 1.25 (X2)

Altura sentado

Y = 158.37 + 0.40 (X2)

Altura rodilla sentado

Y = -55.41 + 0.35 (X2)

Altura poplítea sentado

Y = 36.19 + 0.23 (X2)

Longitud nalga rodilla

Y =- 45.71 + 0.37 (X2)

Longitud nalga-poplíteo

Y = -45.99 + 0.31 (X2)

Fuente: Prado, Ávila y González, 2001.


4.8 Dimensiones para el vestido En lo que se refiere a las aplicaciones en el área del vestido, las dimensiones requeridas son diferentes, aunque es necesario aclarar que puede haber varias dimensiones que sirven tanto para propósitos de diseño de productos y espacios como para el diseño de ropa, tales como los perímetros de brazo y pantorrilla. A continuación se presentan las principales dimensiones utilizadas en el diseño de ropa que son obtenidas con el uso del escáner tridimensional Body Measurement System y que fueron utilizadas en una investigación antropométrica realizada por el Centro de Investigaciones en Ergonomía de la Universidad de Guadalajara en el período 2004-2005 a una muestra de 2,105 sujetos de entre 15 y 65 años de edad. Las definiciones fueron hechas tomando como base la Norma iso 8559:1989 para la investigación antropométrica para el diseño y la fabricación de ropa, y algunas recomendaciones de los fabricantes del escáner tridimensional, la corporación Textil and Clothing Teconology Corporation de Cary, Carolina del Norte, Estados Unidos, así como de la empresa C&A, (Figuras 4.16, 4.17, 4.18, 4.19 y 4.20). 1. Altura a la barbilla. Distancia comprendida de la parte más saliente del mentón al suelo, estando el sujeto de pie. 2. Altura frontal a la base del cuello. Distancia vertical entre el piso y el centro de la base del cuello. Por su parte frontal (punto supraesternal). 3. Altura de sisa. Distancia entre el piso y el nivel inferior de la axila derecha. 4. Profundidad de sisa desde el centro del cuello. Distancia medida verticalmente en el cuerpo, desde la 7a vértebra cervical al nivel de una línea que pase horizontalmente bajo las axilas. 5. Profundidad de sisa. Distancia entre el punto extremo del hombro (acromion) derecho en el contorno de sisa hasta el nivel de la axila derecha.


Figura 4.16 Alturas mayores y dimensiones de sisa.

Figura 4.17 Alturas de cintura, cadera tiro y contorno cuello-cintura

Figura 4.18 Longitudes pierna, entre pierna, cintura-cadera, brazo y cuello-cintura.

Figura 4.19 Perímetro de cuello y muñeca, anchuras y contornos.


Figura 4.20 Perímetro y anchuras de busto, cintura, caderas, pierna y rodilla y dimensiones del pie.

6. Perímetro de sisa. Circunferencia del hombro derecho medido desde el pliegue frontal de la axila, pasando sobre el punto extremo (acromion) del hombro, el pliegue trasero de la axila hasta alcanzar de nuevo la parte frontal de la axila. (tc2). Circunferencia de la sisa medido con cinta métrica pasando a través del punto medio de la axila (iso). 7. Altura de la cintura. Distancia vertical desde el nivel natural de la cintura hasta el piso, con el sujeto de pie en posición firme (iso). 8. Altura a la cadera alta (cresta ilíaca). Distancia entre el piso y el punto mas alto del hueso de la cadera. 9. Altura a la cadera media (espina ilíaca). Distancia entre el piso y el punto intermedio localizado entre la altura de la cadera alta y la atura de la cadera baja. 10. Altura de la cadera baja (trocánter). Distancia entre el piso y la parte más voluminosa de las nalgas. Distancia vertical desde las proyecciones trocantéricas hasta el piso, con el sujeto de pie en posición firme (iso). 11. Altura de la entrepierna. Distancia en línea recta entre la entrepierna y el piso, con el sujeto de pie con los pies ligeramente separados, y la masa del cuerpo distribuida equitativamente en ambas piernas (iso). 12. Tiro posterior recto. Distancia vertical entre el nivel de la cintura y el nivel de la entrepierna (iso). 13. Contorno cuello-cintura posterior. Distancia desde la 7a. Vértebra cervical siguiendo la silueta de la columna espinal, hasta la cintura.


14. Longitud cuello-cintura frontal. Distancia desde el lado derecho de la base del cuello pasando sobre el pezón entonces verticalmente a la cintura frontal. (iso). 15. Longitud cintura-cadera lateral. Distancia lateral a lo largo del cuerpo desde el nivel natural de la cintura a la cadera al nivel de la proyección máxima del trocánter, siguiendo la silueta de la cadera. 16. Longitud externa de la pierna. Distancia lateral del cuerpo de la cintura al piso haciendo la medición con cinta métrica, siguiendo la silueta de la cadera, y entonces verticalmente hacia abajo. 17. Longitud interior del brazo. Distancia del el punto medio de la axila a la parte interna de la muñeca al mismo nivel del hueso prominente de la muñeca (cúbito), medida con el brazo colgando de manera natural (iso). 18. Longitud del brazo (recto). Distancia desde la sisa derecha en su intersección con la línea recta del hombro hasta el pliegue de la muñeca inmediatamente abajo de los huesos prominentes de la muñeca. 19. Longitud total de la entrepierna. Distancia del centro del nivel natural de la cintura por el frente del cuerpo, pasando por la entrepierna, al centro de la espalda al nivel de la cintura (iso). 20. Perímetro del cuello. Circunferencia del cuello haciendo pasar la cinta métrica por debajo de la manzana de Adán y al nivel de la séptima vértebra cervical (iso). 21. Contorno de hombros posterior. Distancia horizontal más corta entre la parte trasera de los hombros siguiendo la silueta de la espalda. 22. Anchura trasera de hombros. (recto). Distancia horizontal entre el extremo del acromion derecho y el extremo del acromion izquierdo, medida con los brazos colgando de manera natural, siguiendo la curvatura de la espalda. (iso). 23. Anchura de espalda. Distancia horizontal por la espalda medida entre los niveles superior e inferior de la sisa, siguiendo la curvatura de la espalda (iso). 24. Anchura transversal frontal. La distancia horizontal entre los puntos mas altos de los pliegues de la axila siguiendo la silueta del cuerpo.


25. Contorno de la base del cuello. Contorno de la base del cuello que debe pasar sobre la base de la séptima vértebra cervical, los puntos cuello-hombro y los bordes superiores mediales de las clavículas izquierda y derecha, siguiendo la silueta del cuerpo (iso). 26. Longitud del hombro. Distancia desde la base lateral del cuello (punto del cuello) al extremo del acromion, medida con los brazos colgando de manera natural (iso). 27. Perímetro de muñeca. Circunferencia sobre el hueso de la muñeca medido con los brazos colgando de manera natural (iso). 28. Perímetro de pecho (mujer). Circunferencia máxima del pecho medida en el nivel del busto y la parte central de la espalda, pasando debajo de las axilas y arriba de los senos. 29. Perímetro de busto (mujer). Circunferencia máxima horizontal medida mientras se respira normalmente con el sujeto de pie en posición firme y la cinta métrica, pasando sobre los omóplatos, bajo las axilas y a través de los pezones (iso). 30. Perímetro de la parte baja del busto (mujer). Circunferencia horizontal del cuerpo justo por debajo de los senos. (iso). 31. Perímetro de la cintura. Circunferencia de la cintura, medida en el nivel en que la zona lumbar de la espalda se curva más hacia el centro del cuerpo (tc2). Circunferencia de la línea natural de la cintura entre la parte superior de los huesos de la cadera (crestas iliacas) y las costillas inferiores, medido con el sujeto respirando normalmente, de pie en posición firme y con el abdomen relajado. (iso). 32. Perímetro de la cadera alta (en cresta ilíaca). Circunferencia medida por arriba en la parte superior de la cadera. 33. Perímetro la cadera media (en espina iliaca). Circunferencia medida (a la mitad entre la cintura y la cadera alta). 34. Perímetro de la cadera baja (al trocánter). Circunferencia medida alrededor de las nalgas al nivel de la proyección trocantérica lateral máxima con el sujeto de pie en posición firme. Alrededor de la parte más prominente de las nalgas (tc2).


35. Anchura de la cadera espina ilíaca frontal. Dimensión horizontal por el frente al nivel de la parte media de la cadera entre el centro del lado derecho del cuerpo y el punto correspondiente en el lado izquierdo. 36. Perímetro del muslo. Circunferencia horizontal medida, sin constricción, en la parte más alta del muslo derecho con el sujeto de pie en posición firme (iso). 37. Perímetro de la rodilla recta. Medido alrededor de la rodilla derecha medido con la pierna recta. 38. Perímetro empeine-talón. Circunferencia más amplia medida alrededor de la parte trasera del talón derecho y diagonalmente arriba del empeine. 39. Perímetro de pie metatarso. Circunferencia del pie derecho medida arriba de los nudillos de los dedos. 40. Perímetro del tobillo. Circunferencia de la pierna medida al nivel del centro del hueso del tobillo con el sujeto de pie en posición firme (iso).

5

Lineamientos generales de adecuaciones antropométricas 5.1 Introducción Los datos antropométricos obtenidos a través de las investigaciones tienen el fin preciso de ser utilizados de manera práctica, por lo que debemos partir del punto de vista de que el esfuerzo y los recursos necesarios para llevar a cabo una investigación de este tipo redundará en beneficios que de alguna manera serán palpables. Para que esto suceda es necesario utilizar la información de manera adecuada. En el mundo del diseño se requiere de una interpretación especial de los datos antropométricos y hacer un uso por demás cuidadoso de los mismos, ya que existe la tendencia a generalizar (y aseverar erróneamente que con utilizar la media estadística se resuelven todos los problemas que incluyen dimensiones en el diseño) y a olvidar el principio de que en toda población existe variabilidad. Así, por ejemplo, hemos observado frecuentemente que diseñadores y arquitectos retoman “medidas antropométricas” de textos extranjeros (Panero y Zelnik, 1983; Dreyfuss, 1981; Croney, 1978, etc.) o y procedentes de muestras no representativas. Una prueba de esto es que, por ejemplo, de las llamadas “sillas ergonómicas” de oficina, esas de múltiples ajustes, con apoyo lumbar, apoyabrazos, etc., es bastante difícil encontrar aquellas cuyo asiento se pueda bajar hasta los 350 mm, lo que sería el percentil 5 de la altura poplítea de mujeres adultas en edad laboral en México, de acuerdo con sondeos realizados en diversas partes del país. Aun cuando, por la altura del calzado, pudiéramos decidir la altura del asiento en 400 mm, la mayoría de los asientos de las sillas ajustables sólo bajan hasta 420-450 mm. Lo anterior ocasiona que estas sillas no sean tan ergonómicas como debieran ser, y en este caso el grado


de afectación es bastante agudo porque la altura del asiento es uno de los principales factores responsables de la comodidad, buena postura, ausencia de sobreesfuerzos, isquemias etcétera. Otro ejemplo, vivido en las aulas de la carrera de diseño de interiores y ambientación, es la afirmación de los alumnos de que la altura de la superficie de trabajo de una cocina “debe ser” de 900 mm. Cuando se les pregunta el porqué de esta dimensión, la justificación es que el libro así lo dice; sin embargo, ese “estándar” fue obtenido a partir de los datos antropométricos de otra población, los cuales, obviamente, no son iguales a los de la nuestra. Por eso es necesario llevar a cabo el procedimiento de adecuación antropométrica para obtener el dimensionamiento de productos y espacios adaptados a la población usuaria y no retomar medidas preestablecidas que están basadas en datos antropométricos de otras poblaciones o, peor aún, en criterios de fabricación estandarizada. Por lo anterior, en el momento actual consideramos muy importante continuar con las investigaciones antropométricas de campo que darán como resultado, en el corto o mediano plazo, una base de datos completa del país y por zonas geográficas que permita a todos los diseñadores y productores, tanto de bienes de consumo como de capital, ofrecer productos adecuados a las características físicas de los usuarios reales y por lo tanto, productos más cómodos, eficientes y seguros. En este capítulo se describen los lineamientos y la terminología general para realizar adecuaciones antropométricas, así como un procedimiento de ellas. Tales lineamientos pueden ser aplicables al diseño de productos o de espacios. En el capítulo siguiente se presentarán recomendaciones particulares para diferentes casos de diseño de productos y de espacios. También es necesario aclarar que en lo que respecta a las aplicaciones antropométricas en el diseño de ropa, aunque es un campo de la ergonomía, tradicionalmente no se ha desarrollado ampliamente en éste, por lo que en este libro no se profundizará en el tema.

Lineamientos generales de adecuaciones antropométricas • 95 •

5.2 Adecuación antropométrica: términos y conceptos generales En ergonomía el concepto de “adecuación” significa hacer que las características del producto se adapten de manera armónica a las características del usuario (ver figura 5.1). Así, desde el punto de vista de la anatomía, la forma de un asiento debe considerar las curvas de los muslos, de las nalgas y de la parte posterior de la rodilla (hueco poplíteo). No se trata de que la forma del asiento sea un molde de estas partes anatómicas, sino de que las formas del asiento respeten la anatomía de las partes del usuario con las que van a estar en contacto, incrementando la superficie de contacto, permitiendo los movimientos y evitando fricciones.

Figura 5. 1. Propiedades y adecuaciones ergonómicas.

En este sentido, las adecuaciones antropométricas de los objetos y espacios son esenciales, pues son la base sobre la cual se pueden lograr las adecuaciones fisiológicas y biomecánicas. Una gran parte de estas adecuaciones fisiológicas y biomecánicas, e inclusive algunas psicológicas, se lo-


gran mediante la adecuación de las dimensiones de objetos y entornos a las dimensiones de los usuarios a través de las técnicas antropométricas. Aquí es necesario hacer algunas acotaciones conceptuales. En primer lugar, conviene aclarar que en ergonomía cuando se habla del “usuario” se habla no de una persona o individuo, sino de un grupo eventualmente numeroso de personas quizá de diferentes edades, sexos y condiciones económicas, dependiendo del objeto o sistema de que se trate. Asi el usuario de un mueble escolar para el nivel educativo básico son los miles de niños de entre los seis y los once años de edad, de ambos sexos, que asisten a las escuelas públicas o privadas de una determinada zona geográfica, y cuyas características antropométricas tienen una amplia variabilidad. Comenzar a considerar las dimensiones antropométricas de los usuarios en la etapa de modelos o prototipos puede ser demasiado tarde. Para que esto no suceda debemos tomar en cuenta la variabilidad antropométrica del usuario desde el principio del proceso de diseño. En segundo lugar, es necesario considerar que las adecuaciones antropométricas en el proceso de diseño ergonómico de un producto o sistema inician con el análisis de los componentes del mismo, que incluyen el perfil del usuario y las actividades que se van a realizar con el o los productos en un entorno determinado, con el fin de lograr ciertos objetivos. El análisis de las actividades considera las tareas y acciones concretas que los usuarios tendrían que realizar para cumplir con los objetivos del sistema y mostrar los posibles problemas que podrían presentarse durante el uso del mismo, que tendrían efectos negativos tales como malas posturas, errores, actos inseguros, fatiga, sobreesfuerzos, incomodidades, etcétera. Muchos de estos problemas pueden ser resueltos con una correcta adecuación antropométrica, y en este punto hay que aclarar cómo se logra. Para proceder a la adecuación es necesario partir de los principios ergonómicos aplicables a las tareas y actividades que se van a realizar. El primer problema ergonómico al que se enfrenta un diseñador de productos o espacios es el referente a las dimensiones del usuario que debe tomar en cuenta para darle las suyas al objeto de su creación. Fundamentalmente, debe conciliar las posibilidades que brinden tales dimensiones con las actividades, la satisfacción, la comodidad y la funcionalidad esperadas (Salvendy, 1997).


Algunos autores opinan que es conveniente considerar cuatro tipos de restricciones, las cuales pueden proporcionar lineamientos para la mayoría de los problemas diarios de la antropometría (y por lo tanto de buena parte de la ergonomía); los llaman los cuatro puntos cardinales de las restricciones antropométricas: holguras, alcances, posturas y esfuerzos (Pheasant, 1988). A continuación se exploran estos conceptos y algunos otros que es indispensable conocer y manejar en el proceso de adecuación antropométrica.

5.2.1 Holguras Las holguras son las tolerancias que permiten dar cabida a las diferentes partes del cuerpo, incluyendo en muchas ocasiones el cuerpo completo, movimientos o consideraciones de ropa o equipo especial del usuario. En el diseño es necesario proporcionar el espacio adecuado para la cabeza, los codos, las piernas, etc. El entorno debe proporcionar el acceso adecuado y espacio de circulación. Todas estas son consideraciones de holguras que afectarán el establecimiento de la dimensión aceptable en el objeto o espacio (Pheasant, 1996). Algunos ejemplos de holguras podrían ser la parte baja de un escritorio, donde es necesario el espacio para las piernas (ver figura 5.2). El ancho de un asiento necesita forzosamente una holgura, así como el asa de una maleta, donde los dedos y las manos completas de todas las personas deben

Figura 5.2 Ejemplo de holgura.


tener cabida. Si nos referimos a espacios para todo el cuerpo, podemos poner como ejemplo una cama, una puerta o un pasillo, en lo que debe tomarse en cuenta el ancho del cuerpo. En el rango más alto de la población la estatura debe ser tomada en cuenta al configurar la cama o determinar la altura del techo. También las consideraciones de ropa y calzado constituyen holguras cuando se realiza la adecuación antropométrica. Debe tomarse en cuenta toda la vestimenta, elementos tales como cascos, botas, tacones, guantes, así como ropa pesada de invierno, ya que este dato es obtenido con los sujetos descalzos y con ropa ligera, por lo que es necesario compensar esto, por ejemplo, al dimensionar aperturas por donde debe pasar el cuerpo, o bien diferentes alturas de trabajo. Si los datos antropométricos fueron recolectados sin calzado y con ropa ligera, antes de aplicarlos a cualquier diseño será necesario agregar una corrección apropiada para la ropa.

5.2.2 Alcances Podría considerarse que un alcance es la disponibilidad o facilidad con la cual podemos agarrar, sujetar o asir elementos u objetos en términos de distancia hombre-objeto, aunque también correspondería a la posibilidad de poder visualizar algo por encima de una obstrucción. Las más de las veces, el criterio al establecer una dimensión que involucre un alcance es asegurar que el usuario con el alcance más pequeño sea capaz de llevar a cabo la tarea (de asimiento, manipulación, sujeción, visualización, etc.). Algunos ejemplos de esto pueden encontrarse en el diseño de controles de automóvil, ubicación de interruptores de luz, alacenas en una cocina, centros de lavado, pasamanos o agarraderas en un autobús, escalones en el mismo autobús, la profundidad de los asientos, etcétera. En ocasiones, cuando se diseñan estaciones de trabajo o lugares donde el usuario tiene gran actividad con sus manos, es necesario definir lo que se ha denominado zonas de conveniencia o comodidad, las cuales son difíciles de definir porque el criterio no es absoluto (en el sentido de mínimo o máximo) y depende de la situación, el sujeto y la tarea. Las distintas “áreas de trabajo normales” aparecieron en los años cuarenta del siglo xx, nor-


Figura 5.3 El concepto de zona preferidas de trabajo de manos y pies. Fuente: Kromer, Kroemer y Kroemer-Elbert,1994.

malmente en forma de esferas parciales alrededor del codo o del hombro, son ejemplos de contornos de comodidad, basados en el hecho de que el trabajo debe de ser hecho dentro de un fácil alcance (ver figura 5.3), uno sólo tiene qué definir que significa “fácil” (Kromer, Kromer y KroemerElbert, 1994). En ocasiones puede ser necesario tratar de obtener resultados totalmente opuestos a lo deseado en el párrafo anterior (alcance fácil); en este caso nos referimos a poner fuera del alcance del usuario determinadas partes del equipo o sistema por considerarlo una zona de peligro. Para definir la zona de peligro es necesario establecer la determinación de la “distancia segura desde el punto de peligro. El punto de peligro es ese lugar peligroso de un aparato (como la prensa de un molde, un borde cortante o un punto de presión) que se encuentra cerca de una parte del cuerpo del operador (usualmente dedos de la mano o del pie). La distancia segura es la distancia en línea recta entre el punto de peligro y una barrera (un muro, una barrera de seguridad, el cercamiento de una entrada), para que el cuerpo del operador no pueda ir hacia el peligro. Por último, hay que considerar que las mediciones antropométricas funcionales, como los alcances, son tomadas usualmente en posturas estandarizadas y no se toma en cuenta el estiramiento o la rotación para aumentar el alcance. Aunque la mayoría de las dimensiones estáticas pueden aumentar por estiramientos o inclinaciones ocasionales, hay que considerar que si esto se vuelve una característica permanente de los espacios de trabajo, se producirá estrés físico en el usuario.


5.2.3 Postura La postura se refiere a la manera como se sostiene el cuerpo en el espacio. La postura en el trabajo se define como la posición del cuerpo que una persona adopta cuando desempeña una actividad (Karhu y col., 1981). Existe relación entre una buena y postura y la salud. La buena postura es aquella en la que se alinea el sistema musculoesquelético y todas sus articulaciones se encuentran en posición neutral y balanceada. La posición neutral es cuando se produce la menor cantidad de estrés y/o gasto de energía para mantenerla. En la postura anatómica la cabeza y la espina se encuentran balanceadas en relación con la línea de gravedad. Sin embargo, es necesario aclarar que aun teniendo buena postura, ésta puede ser estresante si se mantiene por un tiempo largo. Así mismo, una postura peligrosa puede sentirse cómoda si sólo se mantiene por un tiempo breve. La postura se mantiene mediante músculos. Para mantener el equilibrio, los músculos deben ejercer fuerzas iguales y opuestas. La postura adecuada requiere menos demanda de energía, y el costo de ésta depende de la cantidad de actividad muscular involucrada en la tarea. También hay que considerar que la postura no produzca estrés articulatorio que pueda ocasionar daño o lesión, o que no produzca presión en ciertas partes del cuerpo. Cuando ocurre esto último, puede producir isquemia. Un principio importante en la postura es que el diseño no permita que el usuario sufra isquemia. La isquemia es la reducción u obstrucción de la circulación sanguínea; cuando se produce una compresión en alguna parte del cuerpo por donde pasan arterias y vasos sanguíneos, se reduce el volumen de sangre que pasa por allí, lo cual ocasiona a su vez una reducción del oxígeno que sirve para eliminar ciertas sustancias responsables de la sensación de fatiga. Asimismo, la compresión ocasiona alteraciones en la conducción de impulsos nerviosos, y estos dos factores juntos son los responsables de efectos como el entumecimiento de las piernas y la sensación de hormigueo y calambres, propios de la incomodidad. ¿Porqué es importante hacer consideraciones de postura al tratar el tema de las adecuaciones antropométricas? Porque la forma en la que se relaciona el usuario con la estación de trabajo tiene efecto en la determinación de la postura.


Así mismo, deberá considerarse la naturaleza del trabajo que se esté realizando para determinar las dimensiones. Por ejemplo, la mayor parte del trabajo debe hacerse a la altura del codo, pero si el trabajo es de precisión o pesado debe también hacerse un ajuste hacia arriba o hacia abajo, respectivamente. De esta manera, si la altura de la superficie de trabajo es demasiado baja, el usuario tendrá que flexionar la espalda para realizar la tarea. Si es muy alta, el usuario tendrá que elevar los brazos y los hombros al llevar a cabo su trabajo. Ambos casos son igualmente indeseables, ya que pueden producir incomodidad, dolor y lesiones musculoesqueléticas en espalda, cuello y hombros. Otros elementos importantes que se deben considerar son las dimensiones de cualquiera de las herramientas o productos que se utilizan en la tarea, los cuales pueden afectar también la dimensión surgida de la elección de datos antropométricos hecha. Por ejemplo, la altura de una mesa de ensamble debe ser inferior en proporción a lo voluminoso del producto que se arma. Las principales partes del cuerpo afectadas por determinadas posturas se pueden apreciar en la tabla 5.1 reportada por Van Wely (1970; citado por Helander, 1997). Aunque se reconoce que esta tabla representa una excesiva simplificación, puesto que es difícil caracterizar el trabajo en términos de una sola postura, da una idea de los problemas que puede ocasionar determinada postura. Tabla 5.1. Posturas de trabajo y parte del cuerpo en el que ocasionan dolor

Postura

Parte del cuerpo

De pie

Pies, espalda baja

Sentado sin apoyo inferior en la espalda

Espalda baja

Sentado sin apoyo en la espalda

Parte central de la espalda

Sentado sin apoyapiés

Rodillas, piernas, espalda baja

Sentado con los codos en una superficie alta

Parte superior de la espalda, parte inferior del cuello


Brazos sin apoyabrazos y con alcance de brazos

Hombros, brazos

Cuello flexionado

Cuello

Tronco flexionado hacia adelante

Espalda baja, espalda central

Articulación en posición extrema

Articulaciones involucradas

Por último, para definir la postura es necesario manejar algunos términos. El plano sagital es el plano vertical que pasa a través del cuerpo en dirección anteroposterior, dividiendo el cuerpo en dos mitades simétricas a la derecha y a la izquierda. El plano transversal es un plano que divide el cuerpo en un segmento superior y otro inferior (ver figura 5.4). A partir de la posición anatómica pueden definirse los movimientos de extensión, flexión, abducción y aducción. A continuación se presenta un listado de términos relacionados con el párrafo precedente (Kromer, 2001; y Selan, 1994). 1. Abducción. Movimiento hacia fuera a partir de la línea media del cuerpo. Por ejemplo, la abducción del hombro se refiere al movimiento del codo hacia fuera del cuerpo, lo que resulta en un incremento del ángulo de la articulación del hombro (ver figura 5.5). 2. Aducción. Opuesto a abducción. 3. Anterior. En frente de, hacia el frente del cuerpo. 180

90

Transversal

75 Sagital

Coronal

Figura 5.4 Planos anatómicos de referencia para definir posturas. Adaptado de Khalily col., 1993.

Neutral

Figura 5.5 Abducción del hombro.


4. 5. 6. 7.

Coronal. Igual que frontal. Distal. Lejos del centro del cuerpo, opuesto al proximal. Dorsal. Hacia la parte de atrás o espina, opuesto a ventral. Extensión. Movimiento de una articulación que aumenta el ángulo de una articulación. La figura 5.6 muestra la extensión de la muñeca. 8. Flexión. Movimiento de una articulación que reduce el ángulo de una articulación (ver figura 5.7). 9. Frontal. Es un plano que corta el cuerpo en sentido antero posterior, igual que coronal. 10. Inferior. Abajo, hacia el fondo, opuesto a superior. 11. Medial. Es un plano que corta el cuerpo en mitades izquierda y derecha, lo mismo que medsagital. 12. Lateral. Hacia el lado, hacia fuera del medio. 13. Posterior. Atrás, hacia la espada del cuerpo, opuesto a anterior. 14. Proximal. Hacia el centro del cuerpo, opuesto a distal. 15. Sagital. Paralelo a medial (ocasionalmente usado como medial). 16. Superficial. Sobre o cerca de la superficie del cuerpo. 17. Superior. Arriba, hacia la cima, opuesto a inferior. 18. Transversal. En un plano que corta el cuerpo en secciones superior e inferior. 19. Ventral: Hacia el abdomen (ocasionalmente usado como anterior).

70˚

80˚

Figura 5.6 Extensión de la muñeca.

Figura 5.7 Flexión de la muñeca


5.2.4 Esfuerzos Tanto las dimensiones como los esfuerzos de un trabajador son perfectamente medibles y deben ser tomados en cuenta al diseñar las actividades que impliquen el control o la manipulación de equipo o piezas de ensamble. Las medidas de fuerza dependen de la postura adoptada para desempeñar la tarea, motivación y capacidad de los sujetos durante la medición. La postura también puede depender de las dimensiones del puesto de trabajo o producto con el que se trabaja. Si la fuerza es medida en una postura estandarizada, los resultados pueden ser más bajos que los que se pueden lograr en ambientes reales. Por ejemplo, la fuerza de empujar medida con un brazo en postura estática será mucho menor que si se usan los dos brazos y el peso del cuerpo (Pheasant, 1996). Buena parte de las situaciones en que sea necesario discernir la magnitud de determinado esfuerzo puede guiarse el criterio simplemente asegurando que el más débil sea capaz de hacer tal actividad . Las consideraciones concretas de determinadas posturas y sus efectos en el organismo y en la aplicación de fuerza se tratarán en el siguiente capítulo.

5.2.5 Psicoantropometría No sólo los aspectos físicos son importantes en las adecuaciones antropométricas, también es necesario considerar los aspectos psicológicos de los espacios en relación con los diversos espacios personales necesarios para los diferentes objetivos de la conducta humana. Los individuos perciben sus relaciones con otros en términos de la distancia entre ellos mismos y los que las personas pueden ver. De acuerdo con Hall (1966) citado por Cassidy (1997) y Woodson (1981), se pueden considerar tres categorías: 1. Distancia íntima. El área que rodea inmediatamente al cuerpo del individuo. Esta área es la más privada e inviolable de los individuos. 2. Espacio personal. Es el de las conversaciones con los buenos amigos, dependiendo del grado de amistad. 3. Distancia social. Es la necesaria para las transacciones comerciales.


Los límites de estos espacios varían por la influencia de muchos factores: las otras personas con las que se interactúa, por ejemplo si un extraño invade nuestro espacio personal nos sentimos molestos y asustados; la dirección del acercamiento, es decir, la distancia no es igual en todas direcciones, es mayor hacia delante y detrás del cuerpo y menor en los costados; el contacto visual también influye en la distancia preferida; la edad y el sexo de las personas que interactúan, así como su aspecto; los prejuicios, la cooperación o la competencia, y el estatus relativo también influyen; por último, las necesidades y los deseos de la persona en cuestión también influyen, por ejemplo si requiere conversar privadamente en voz baja, si desea interactuar íntimamente con el amado, si desea evitar el contacto físico con otra persona, si quiere ser un observador pero no participar activamente, etcétera. La invasión del espacio personal parece ser estresante, como lo han indicado mediciones objetivas de estrés psicológico tales como la respuesta galvánica de la piel. Sin embargo, el grado de estrés depende del contexto; la invasión del espacio personal en una biblioteca, por ejemplo, es mucho más estresante que en un autobús o elevador atestado.

5.2.6 Interrelación del sistema No sólo los seres humanos varían, sino también las situaciones de trabajo y las tareas. La interrelación entre las personas, la tarea, la superficie de trabajo, el asiento y los alcances pueden diferir de persona a persona y de tarea a tarea. Por ejemplo, en una estación de trabajo sedente, la interrelación en un puesto en donde hay que tomar en cuenta la altura de la superficie de trabajo, el espacio libre para las piernas, la altura de la silla, todas ellas están relacionadas y son críticas para la comodidad. La altura del asiento no debe ser mayor que la altura poplítea de los usuarios, de modo que ambos pies puedan descansar firmemente en el piso para soportar el peso de la parte baja de las piernas (de otro modo los tejidos blandos de la parte baja del muslo resienten el peso y se impide la circulación sanguínea como resultado de la compresión de esos tejidos). En segundo lugar, la altura del escritorio (o la fila media de las teclas de un teclado) debe coincidir con la altura del


codo del usuario. Puesto que la altura poplítea y la del codo en la práctica no tienen una correlación fuerte (Verbeek, 1991; citado por Bridger, 1995), es necesario que la altura del asiento y del escritorio sean ajustables.

5.3 Tipos de adecuaciones antropométricas A continuación se menciona las principales aproximaciones de aplicación de los datos antropométricos al diseño: diseño para promedios, diseño individualizado, para individuos extremos y diseño ajustable (McCormick,1980).

5.3.1 Diseño para promedios Con frecuencia se escucha que al diseñar los objetos y espacios, estos deben adaptarse al “promedio” de los usuarios. Esto está basado en una concepción errónea de los estadígrafos de la distribución normal. En primer lugar, desde el punto de vista técnico, el promedio es un dato teórico obtenido de la división de la sumatoria de todos los datos de una muestra entre el total de los datos, es decir, no es un dato real, y los datos reales que por casualidad resultan iguales son relativamente pocos. En segundo lugar, este dato “promedio” sólo indica que se agrupan todos los demás alrededor de él y nunca que la mayor parte de los datos son iguales a él. En tercer lugar, una adecuación a los datos promedio deja en graves problemas al menos al 45% de la población formada por personas mayores o menores que el promedio. Piénsese en la adecuación de la altura de una puerta al promedio de estatura de una población. La forma equivocada de hallar una solución para la mayoría de la población consiste en la selección de una figura basada en el promedio de las dimensiones. Si se diseña una puerta para la altura promedio, el 50% de la población podría golpearse la cabeza. Por último, debido a las tendencias de la evolución, en el futuro habrá mayor variabilidad antropométrica y menos gente que tienda al promedio.


Los tiempos modernos han propiciado la disminución de la selección natural a través de mejoras en el cuidado de la salud y en las condiciones de vida, lo que aumenta el rango de individuos en una población dada. En otras palabras, una población mostrará un aumento en su variabilidad conforme se vaya relajando la presión de la selección natural. Esto implica que el concepto de “señor y señora promedio” o un tipo de cuerpo ideal será menos válido cada día y los diseñadores deben esperar que los usuarios sean diferentes a ellos mismos. Esta incongruencia sugiere que continuará siendo importante medir el aumento de la variabilidad humana a fin de proporcionar la información necesaria a los diseñadores para que una población usuaria diversa tenga cabida en los diseños producidos (Bridger, 1995).

5.3.2 Diseño individualizado En el diseño de ropa y mobiliario escolar, una solución común es diseñar el mismo producto en diferentes tallas. Podría decirse que la talla en un producto es una forma en que el mismo se adapta a nosotros de una manera más personalizada, y es que existen productos que por su propia naturaleza no pueden ser ajustables ni diseñarse con criterios que impliquen holguras o alcances. Cuando pensamos en tallas tradicionalmente vienen a nuestra mente productos como calzado, pantalones chaquetas, blusas, sombreros, etc. Inclusive, si no podemos utilizar alguno de estos objetos debido a nuestro gran o pequeño tamaño, nos queda la opción de buscar lo que popularmente se conoce como tallas extras (para gente muy gruesa) o petite (normalmente mujeres de tamaño pequeño). El poder satisfacer las necesidades de las personas con respecto a las dimensiones de las tallas de la ropa que utiliza es una tarea titánica. Sin embargo, citar productos fuera del ámbito de la vestimenta puede resultar un poco más complicado. Algunos ejemplos de ello los tenemos en la silla Aeron Chair de Herman Miller (MR), la cual se vende en tres medidas o tallas distintas. Cabe aclarar que esto no significa que no exista el principio de ajustabilidad en su diseño, pero se parte del principio de que la comodidad será la óptima si existe una “talla” a partir de la cual parten los ajustes de las diferentes partes del asiento (ver figura 5.8).


Figura 5.8 Ejemplo de diseño en diferentes tallas o medidas.

Otro ejemplo de ello son las bicicletas, las que pueden encontrarse comercialmente en diferentes tamaños aun siendo del mismo estilo. Esta diversidad corresponde a edades, sexos o tallas específicas de usuario. Aún así existen ajustes dentro de la estructura y los sistemas que permiten optimizar su uso (por ejemplo, altura del asiento y el manubrio, apertura de palancas de frenos; el propio casco que utiliza el ciclista se fabrica en diferentes tallas y tiene también ajustes). Las muletas son elementos de ayuda importantes que es posible encontrar en diferentes tallas. También se pueden observar objetos y accesorios para niños que tienen diferentes tamaños los cuales varían de acuerdo con el periodo de desarrollo del infante, por ejemplo cucharas, vasos, platos, asientos, mesas, juguetes, crayones, etcétera.

5.3.3 Diseño hecho a la medida Un caso extremo del diseño individualizado es la personalización o diseño hecho a la medida. No es frecuente ni económico pensar en productos hechos a la medida de nuestro cuerpo, lo cual se debe a que objetos elaborados en esta modalidad necesitan ser procesados fuera de las líneas de producción tradicionales. Imaginemos por un momento que toda nuestra ropa debe ser hecha de acuerdo con patrones elaborados a partir de nuestro propio cuerpo, el precio de nuestra ropa podría incrementarse en 200% o 300%, o tal vez mas; por eso, disponer de productos totalmente personalizados es algo que


se circunscribe, por un lado, a deseos y posibilidades económicas personales (la sastrería es un ejemplo de esto) o bien a circunstancias sumamente especiales en que el resultado deseado depende de este nivel de especialización, por ejemplo en eventos deportivos de alto rendimiento donde el obtener una ventaja de unas centésimas de segundo puede ser un factor de vital importancia para ganar una competencia (algunos elementos hechos a la “medida” son bicicletas, arcos o armas para tiro al blanco, esquíes, inclusive trajes y calzado, etc.). Si el deportista muestra aptitudes contará con patrocinadores (privados o públicos) que hagan los gastos que esto origina. Los trajes espaciales también pueden ser incluidos entre el tipo de objetos que se necesita hacer a la medida. Aunque cabe aclarar que la tecnología puede facilitar parcialmente la labor de personalizar un producto, como es el caso de Levi’s (mr) que ofrece la posibilidad de fabricar pantalones vaqueros a la medida gracias al sistema de escaneo corporal tc2. Ejemplos como el anterior pueden llegar a desmitificar la figura del millonario excéntrico que sólo compra objetos de lujo hechos a mano y a su medida.

5.3.4 Diseño para individuos extremos Otra aproximación es el diseño para un extremo u otro. Por ejemplo, las puertas se diseñan para las personas altas (percentil 100) más una tolerancia para asegurar los casos mayores, muy poco probables. Así, cuando se determina que es conveniente diseñar para los percentiles altos, estamos seguros de que no habrá ningún problema para los percentiles más bajos y viceversa. Por ejemplo, si diseñamos la altura de las alacenas de una cocina con base en el percentil 5, no hay duda de que las personas del percentil 95 podrán alcanzarlas también. Consideremos otro ejemplo: supongamos que tenemos que especificar la altura mínima interior de un carro. El incremento en la altura de la capota aumenta la resistencia al viento y los costos de construcción, pero da holgura para la cabeza de los conductores altos. Por eso, hay costos y beneficios al construir autos con suficiente espacio para la cabeza de los ocupantes. Si la altura sedente del promedio de los hombres es de 891 mm con una desvia-


ción estándar de 31 mm, una altura del techo de 991 mm (medida desde el asiento) dará cabida al 50% de los conductores con una holgura de 100 mm para la ropa y el peinado (excepto sombreros). Un incremento de 31 mm en la altura de la capota dará cabida a un 34% más de los conductores, sumando así un total de 84%. Otro incremento de 31 mm dará cabida a un 14% adicional de conductores, haciendo un total de 98%. Sin embargo, un incremento de 31 mm más dará cabida únicamente a un 2% extra de los conductores de la población. Puesto que este 2% probablemente representa un número muy pequeños de consumidores potenciales, se vuelven significativos los costos adicionales para satisfacer sus requerimientos antropométricos dentro del diseño de cada carro que se construye. Puede ser más efectivo en relación con los costos excluir esos individuos en el diseño genérico, pero el producto se puede reajustar para dar cabida a esos dos compradores de talla extremadamente alta (por ejemplo, haciendo posible que el asiento baje un poco más). Este ejemplo debe ilustrar por qué frecuentemente se utilizan los percentiles 5 y 95 de las variables antropométricas para determinar las dimensiones de los productos. Usando esta aproximación se da cabida al 90% de los usuarios potenciales, y posteriormente algunos ajustes de talla darán cabida a un pequeño número de usuarios; así se ha alcanzado el punto en que se disminuyen las devoluciones. Sin embargo, hay situaciones en las que es inaceptable diseñar para abarcar sólo a la mayoría de la población y excluir a los extremos, las cuales son críticas y en ellas hay un riesgo claro de lesión. En este caso, deben usarse márgenes de seguridad para asegurarse de que toda la población sea tomada en cuenta. Por ejemplo, si una guarda de máquina es efectiva y segura, el diseño debe asegurar que ningún adulto pueda pasar sus dedos a través o alrededor de la guarda para alcanzar la máquina. Por medio de una combinación de reducir los espacios en la guarda con el aumentar la distancia entre la guarda y la máquina se elimina el riesgo de lesión aun en adultos con dedos pequeños. Siempre que se diseñen situaciones que involucren un riesgo real de lesión deben agregarse tolerancias de seguridad adicionales. Deben agregarse márgenes de seguridad a los percentiles extremos (percentiles 1 y 99 o 100).


Figura 5.9 Ejemplo de diseño que se ajusta a los extremos.

La figura 5.9. muestra un ejemplo de producto adecuado a los extremos, en este caso una puerta.

5.3.5 Diseño ajustable Una alternativa mejor para el diseño con adecuación antropométrica es manufacturar productos cuyas dimensiones críticas de uso pueden ser ajustadas por los usuarios mismos. De esta manera se asegura que se adecue perfectamente a la mayoría de la población. La ajustabilidad es la posibilidad de que el producto se ajuste a las medidas del cuerpo. Puede considerarse que es la mejor de las opciones ya que, dada la variabilidad en las dimensiones de las personas, permite “acoplar” el diseño específico a cada individuo. Dados los mecanismos, el material o los sistemas necesarios para lograr tal ajuste, es lógico pensar que el costo del producto que posea un sistema de este tipo es mayor que uno de dimensiones fijas; pero dependiendo de la relación costo-beneficio, esta aproximación ha sido útil en varios casos. Por ejemplo, en las sillas de oficina donde un capturista puede trabajar siete u ocho horas continuas, y no son adecuadas antropométricamente, pueden producir una enfermedad musculoesquelética. Sin embargo, también existen productos que están a disposición de gran parte de la población y que en su configuración está implícito el principio de la ajustabilidad. Ejemplos de ello pueden ser los cinturones, que tienen perforaciones para propor-


cionar un ajuste muy preciso (aunque conviene aclarar que es un rango limitado ya que esto es a partir de alguna talla en particular). Un ejemplo más revelador de este principio es el diseño de los asientos de automóvil, en los cuales es clara la posibilidad de adaptarse prácticamente a cualquier persona. En éstos se puede observar que el ajuste básico (recorrer el asiento hacia atrás y hacia delante) sirve para que el vehículo pueda ser operado independientemente de la estatura de la persona. Otro ajuste básico es el referente al cinturón de seguridad, el cual es evidente que no puede funcionar correctamente si no es ajustado al cuerpo. La figura 5.10 presenta algun ejemplo de producto ajustable. Un primer paso es determinar cuáles son las dimensiones críticas de uso. El siguiente paso es el mecanismo de ajustabilidad con énfasis en la facilidad de operación, así como la determinación del rango de ajustabilidad, el cual debe considerar los percentiles extremos señalados anteriormente: el percentil 5 y el 95 de la población usuaria son empleados usualmente, aunque puede ser factible aún el 1 o el 100.

Figura 5.10 Ejemplo de producto ajustable.

Finalmente, pueden ser necesarias algunas instrucciones o programa de entrenamiento para explicar a los usuarios la necesidad de ajustar el producto y cómo ajustarlo correctamente. Otros ejemplos en los que se ha aplicado esta aproximación son los automóviles que presentan los asientos delanteros ajustables.


Shute y Starr (1984; citados por Bridger, 1995) investigaron los efectos del mobiliario ajustable en los usuarios de computadoras de escritorio. Se redujo la incomodidad en el trabajo cuando se utilizaron sillas o escritorios ajustables en lugar de mobiliario no ajustable. La reducción más grande de incomodidad se encontró cuando se usaron en combinación los dos elementos ajustables. Un problema con la ajustabilidad es que puede ser que los usuarios no utilicen esta ventaja si no esperan que un producto sea ajustable o si no entienden la razón para incorporar la ajustabilidad al producto. Verbeek (1991; citado por Bridger, 1995) investigó los efectos de un programa de instrucción de ajuste antropométrico en estaciones de trabajo de oficina. Antes del programa, un muestreo del ajuste silla-escritorio en una oficina reveló desviaciones del ideal de la altura del asiento y la altura del escritorio (hay que recordar que este ideal está basado en dimensiones extranjeras, las cuales no se adecuan a nuestra población). Después del programa, se observó una reducción en tales desviaciones. Sin embargo, únicamente el 7% de los usuarios ajustaron la altura de sus asientos como se les sugirió y sólo el 13% ajustó la altura de su escritorio como se les aconsejó. Se concluyó que este pobre resultado se debió a dificultades prácticas, la apariencia poco estética de escritorios adyacentes que tenían diferentes alturas y la validez del modelo del sentado “correcto” que había sido usado para especificar el método de ajuste.

5.4 Pasos del proceso de adecuación antropométrica en el diseño industrial Con base en McCormick (1980), Roebuck (1995) y Kroemer, Kroemer y Kroemer-Elbert (1994), y en nuestra propia experiencia, en seguida se describe un procedimiento general de adecuación antropométrica: 1. Reconsiderar los componentes y objetivos del sistema hombre- objeto- entorno planteados desde el comienzo o a lo largo del proyecto; esto incluye retomar las características del:


• Hombre o usuario. Por ejemplo, puede ser el diseño dirigido a mujeres adultas, obreras de 18-24 años de la población de Guadalajara, Jalisco, México. • Objeto, como la idea de espacio, geometría, dimensiones, ubicación de áreas funcionales, características estructurales fundamentales del concepto de diseño generado hasta esta etapa del diseño, por ejemplo la alternativa seleccionada al diseñar mobiliario para una tienda. • Entorno, entendido como el ambiente general (iluminación, ruido, temperatura) y demás elementos o personas que comparten el espacio, así como la orientación de los mismos. • Los objetivos del sistema. El diseño de elementos, objetos o espacios de trabajo requieren una descripción detallada de tareas y actividades que se van a realizar en dicho sistema para cumplir con sus objetivos, así como las tolerancias permisibles y los efectos sobre el desempeño del sistema si las tolerancias no se consiguen. 2. Determinar la o las dimensiones del objeto o espacio en que se llevará a cabo la adecuación antropométrica. Por ejemplo, la anchura de un asiento o la altura del borde superior de un fregadero. 3. Determinar la dimensión del cuerpo que ha de tomarse en cuenta para la adecuación antropométrica. Por ejemplo, para la altura del borde superior del fregadero, la altura codo flexionado de pie. Otros ejemplos son: el largo de la mano, relacionado con el tamaño de una manija; anchura máxima del cuerpo, relacionada con el diámetro de una escotilla de escape; el perímetro de la cabeza, relacionado con el tamaño de un casco; la altura del ojo, relacionada con la altura de las ventanas y los exhibidores; la altura de la rodilla y la amplitud de la cadera, relacionadas con el espacio para las piernas en una consola de controles, etc. En la tabla 6.1 del capítulo 6 se presenta con mayor detalle la relación entre las dimensiones antropométricas y las características de diseño. 4. Determinar el principio ergonómico que se aplicará. Éste puede tener un efecto directo sobre la dimensión antropométrica utilizada. Por ejemplo, un principio ergonómico es mantener la configuración es-


quelética óptima; derivado de éste, puede citarse otro, que es evitar la flexión de la espalda; así que, dado el tipo de trabajo que se hace al lavar los trastos (no ligero), se recomienda que la altura del fregador sea de 25 mm abajo del codo flexionado. 5. Determinar si será un solo tamaño de diseño para todos los usuarios. Si no es así, deberán establecerse varios tamaños o un diseño ajustable para satisfacer a todos los usuarios. Por ejemplo, las dimensiones de una cama se adecuan para todos los usuarios; los guantes y los zapatos deben fabricarse en diferentes tallas; la altura de los asientos de oficina son ajustables. 6. Seleccionar el percentil adecuado (1, 5, 50, 95 o 100). Cuando un producto de un solo tamaño va a ser usado por personas de diferentes tallas es necesario considerar al usuario del percentil adecuado. Por ejemplo, en el caso de la altura del fregador se requerirá de una simulación con maniquíes (ver paso 10) para verificar cuál percentil es el más conveniente, ya que si utilizamos el percentil 5, los del percentil 95 quizá tengan que adoptar una postura con la espalda flexionada, lo que les ocasionará dolor de espalda baja. Si tomamos el percentil 95, los del percentil 5 probablemente tengan que elevar los hombros para hacer la tarea, lo que también les causará fatiga a nivel de los hombros. De manera que probablemente la adecuación se aproxime a una medida inferior al percentil 95. Los otros ejemplos son bastante lógicos: una escotilla de escape debe ser apropiada para los valores más grandes de la anchura máxima del cuerpo, es decir, considerar el percentil 95 o inclusive el 100, considerando la holgura para la ropa y/o el equipo usado; el diámetro de las manijas probablemente será establecido para ser asido por la mano más chica (percentil 5); el espacio para las piernas en una consola de control se debe adecuar considerando el percentil 95, y la altura de un asiento cuyo diseño no es ajustable deberá ser tal que las personas con las piernas más cortas lo utilicen cómodamente. En la tabla 6.1 del capítulo 6 se harán más recomendaciones al respecto. 7. Extraer la dimensión humana seleccionada de las tablas antropométricas correspondientes a la población usuaria específica (pueden ser niños, mujeres u hombres de determinada población). Las dimensio-


nes del grupo de usuarios para quienes se diseña un producto pueden ser considerablemente diferentes de las medidas disponibles en la literatura, los cuales muchas veces no pertenecen a la población usuaria en cuestión. Por eso es necesario asegurarse de que los datos que se retomen para realizar la adecuación antropométrica pertenezcan a la población de usuarios a la que va dirigido el diseño. Si no se tienen las dimensiones de los usuarios reales para quienes se diseña, ni una base de datos generalizable, es mejor tomar una muestra relativamente pequeña de usuarios reales y medirlos (100-150 sujetos representativos) que usar datos inadecuados. Los grupos medidos deben ser representativos de los usuarios de los equipos (solamente en casos excepcionales los equipos se diseñan a la medida de la persona específica). Éstos constituyen las muestras, las cuales deben tener las mismas características de edad, sexo, raza, ocupación e incluso hasta zona geográfica, nivel socioeconómico y de estudios. El tamaño de muestra sugerido se debe a que ésta debe ser lo suficientemente grande para producir resultados confiables (de 100 a 150 personas es el tamaño mínimo de la muestra). Entre más variable sea la dimensión (por ejemplo el peso) la muestra debe ser más grande. Así mismo, las técnicas de medición utilizadas deben ser estandarizadas y especificadas, y de preferencia seguir los estándares establecidos en el campo de la antropometría. Stoud y McFarland (1966; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975) proponen otra alternativa de obtención de datos antropométricos cuando no se dispone de tablas de la población usuaria: seleccionar y medir un pequeño grupo de sujetos de prueba representativos. Deben seleccionarse aproximadamente diez sujetos, que representen fuertemente ambos extremos, del percentil 5 al 95, tanto en altura como en peso. Por supuesto que si la dimensión implicada involucra otro tipo de medida (altura de cara, alcance frontal, etc.), es conveniente que se busquen los percentiles teniendo estas medidas en mente. Cuando se quiere diseñar para un rango de individuos que pertenecen a diferentes bases de datos, si no se dispone de datos combina-


dos de mujeres y hombres, pueden tomarse las dimensiones mayores para espacios libres y las menores para los alcances. Otra opción es un procedimiento estadístico para combinar las bases (por ejemplo, hombres y mujeres, o individuos de diferentes países) para dar una sola distribución integrada (Adultdata, 1998). El procedimiento es el siguiente: El valor del percentil (p’) en la distribución combinada es dada por: P’ =

p1n1 + p2n2 n1 + n2

Donde p1 y p2 son los valores de los percentiles (en mm) de las muestras de la población y n1 y n2 son los números de sujetos de las muestras 1 y 2. Por ejemplo, supóngase que queremos combinar los datos de la estatura de niñas y niños de seis años de edad, y el percentil 5 de las niñas es 1,087 mm y el de los niños 1,086, correspondiendo al primer grupo una n = 369 y al segundo, n = 384. Por lo tanto, P’ =

1,087 (369) + 1,086(384) 369+384

P’ = P’ =

401,103 + 417,024 753 818,127 753

P’ = 1086.5 mm


En México y Latinoamérica se han realizado algunas investigaciones antropométricas con un enfoque ergonómico, que se presentan reunidas en Ávila, Prado y González, 2001). 8. Considerar las Holguras, movimientos, ropa, calzado, tareas, postura; en fin, todos los lineamientos descritos en la primera sección. 9. Hacer las operaciones aritméticas correspondientes, para determinar la dimensión específica del objeto. 10. Simulación preliminar. Combinar todos los valores de diseño obtenidos en una simulación hecha con base en dibujo a escala, maqueta o modelo elaborado por computadora para averiguar si son compatibles. Si se trata de planos o dibujos a escala, de las dimensiones corporales básicas, es deseable revisar las dimensiones completas a través de un dibujo de tres vistas que muestre los límites mínimos y máximos de las dimensiones de la población con el cuerpo en posturas antropométricas estándar, lo que permite visualizar los posibles cambios y revisar rápidamente la distribución del conjunto. Para el diseño de espacios de trabajo, se deben enfatizar particularmente las longitudes, anchuras y profundidades, más que las circunferencias. Uso de maniquíes. Es recomendable el uso de los maniquíes reiteradamente como ayuda para realizar las adecuaciones antropométricas en el diseño, así como para realizar simulaciones. Básicamente, los maniquíes a que nos referimos son representaciones bidimensionales articuladas del cuerpo humano, hechas a escala, basadas en los datos antropométricos. Se utilizan en conjunción con dibujos o modelos a la misma escala y pueden ayudar a visualizar más fácilmente los requerimientos antropométricos. Se pueden utilizar maniquíes que representen a los usuarios en los percentiles 5, 50 y 95, pero se debe tener cuidado con las diferencias en proporción. Una persona con una estatura del percentil 5 puede tener un alcance del percentil 20 y una cintura del percentil 60, situación que el maniquí podría no revelar. Por lo tanto, es importante que el diseñador trate de anticipar estas discrepancias antropométricas


Figura 5.11 Boceto de maniquíes de acrílico.

más que utilizar datos antropométricos como receta de cocina. En la figura 5.11 se muestran los maniquíes desarrollados por el Centro de Investigaciones en Ergonomía a partir de los datos obtenidos en una investigación de campo que llevó a cabo. Los maniquíes se realizaron en acrílico, tanto para hombres como para mujeres, en los percentiles 5, 50 y 95 en las escalas 2:5 y 1:10. También están disponibles en archivos, para poder manipularlos en programas de cómputo. Actualmente, los avances tecnológicos permiten el uso de estos maniquíes por computadora; sin embargo, los programas son bastante costosos y, por lo tanto, poco accesibles a los estudiantes (Bridger, 1995). Estos programas permiten crear personas o usuarios virtuales con la antropometría requerida en ambientes 3D o “mundos virtuales”, con el fin de poder estudiar los movimientos, esfuerzos y posturas en interacción con objetos o situaciones de trabajo presentes en la interacción hombre-objeto-entorno. Un ejemplo de este tipo de programas es el Jack Transom V2.2. En él, la figura humana virtual está compuesta de 69 segmentos y 68 articulaciones, incluye una columna vertebral de 17 segmentos. Otro elemento importante son los 20 niveles de libertad en cada mano, lo que permite una representación más real del uso de un objeto.


Jack Transom V2.2 nos proporciona herramientas gráficas para crear objetos o modelos básicos para ser operados por humanos pero también permite importar estos elementos de otros programas para crear este “mundo virtual”. Nos permite analizar los factores humanos en el diseño tales como el alcance de un ocupante u operador, ajuste, comodidad y campo visual de los sujetos. Jack Transom V2.2 nos permite estudiar el desempeño de los trabajadores en sus estaciones de trabajo de manera sencilla y más segura, para lograr que éstos sean más eficientes y productivos. La fortaleza principal de este programa es su capacidad de crear humanos virtuales con características biomecánicas, antropométricas y ergonómicas bastante reales. Esto implica que los “usuarios” creados por Jack tienen balance, habilidad para caminar y levantar cosas. Tienen “fuerza”, y el programa nos puede decir si los movimientos excedieron los límites físicos de los mismos. Jack Transom V2.2 puede modelar hombres y mujeres de cualquier estatura, basados en estudios poblacionales, en pocas palabras los humanos generados por el programa se ven y actúan como humanos reales. Algunos sistemas cad incorporan modelos humanos cuyas dimensiones corporales pueden ser manipuladas usando datos antropométricos. A pesar de la existencia de tales ayudas computacionales para la antropometría, es necesario tener un fuerte conocimiento de los principios fundamentales descritos anteriormente. 11. Análisis de modelos físicos a pequeña escala. Es conveniente la verificación de la adecuación antropométrica a través de una maqueta. Estos modelos a pequeña escala del objeto y/o espacio de trabajo deben usarse para llevar a cabo esta visualización preliminar de manera económica. Una vez construidos, deben utilizarse en evaluaciones sistemáticas. Los procedimientos incluyen mediciones físicas, colocaciones del cuerpo en posiciones y posturas de trabajo, recolocación de equipo, movimiento de asiento, etc. Son de gran valor para las referencias y los análisis explicatorios futuros, los registros fotográficos de estas situaciones. Los resultados de estas evaluaciones pueden conducir directamente a modificar el diseño o a la reevaluación de los bocetos en cad.


12. Pruebas de requerimientos funcionales. Debe establecerse un conjunto de pruebas a fin de evaluar si los requerimientos funcionales están siendo satisfechos. Estas actividades de evaluación pueden involucrar sujetos humanos, un modelo físico funcional (o inclusive pueden ser hechas nuevamente en cad) y nuevos datos acerca de la ropa o el equipo personal, fuerza y capacidades de torque, obstrucciones visuales, alcances, holguras, funciones, etc. La utilización de una lista de chequeo o verificación en esta etapa es muy útil. Esta labor de evaluación contemplará: a) cuántos y de qué tamaño serán los sujetos utilizados en la evaluación; b) qué mediciones se harán, y c) qué instrumentos o aparatos se necesitarán, y qué personal de apoyo se requerirá. Stoud y McFarland (1966; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975) señalan que cuando se hacen estas pruebas con sujetos reales, los sujetos deben vestir el rango más grande de equipo personal que se utilice mientras se hace este tipo de operaciones. El objeto diseñado debe dar cabida a los individuos más pequeños con la ropa y el equipo personal más ligero, así como a los individuos más grandes con el equipo más completo. Preparación y prueba de prototipos. Estas actividades incluyen no sólo la fabricación de representaciones reales del producto o espacio, sino la construcción de aparatos especiales para realizar mediciones, fotografías y otras evaluaciones ingenieriles. Del mismo modo que en el paso anterior, deben diseñarse las pruebas tomando en consideración el tipo de sujetos, las medidas y el equipo de medición. Así mismo, es importante que el sujeto de prueba (quien tiene toda la vestimenta y el equipo personal) realice la actividad durante periodos largos, ya que si bien muchos problemas pueden ser identificados inmediatamente, otros necesitan de más tiempo para manifestarse (Stoud y McFarland, 1966; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975).

5.5 Conclusión Como se puede observar, el proceso de la adecuación antropométrica es complejo y requiere un buen manejo de los principios ergonómicos en el


diseño. Muchos de estos principios se derivan de la biomecánica, la cual nos permite acceder al conocimiento de la carga o el estrés físico y mecánico en el cuerpo humano, debido a posturas inadecuadas. Así mismo, pudimos observar que hay un elemento psicológico que también es importante considerar en el tamaño de los espacios. Por último, el procedimiento de adecuación antropométrica se vuelve cíclico, principalmente a partir del paso 11, hasta que se determine que no existe ningún problema y se pueda proceder a la fabricación final del espacio/producto. En el diseño de sistemas aeroespaciales, donde se requiere una gran exactitud y precisión en la adecuación antropométrica, se han repetido estos últimos pasos un buen número de veces, hasta comprobar en prototipos que la adecuación es correcta.

6

Aplicaciones antropométricas al diseño de productos, espacios habitables y de trabajo 6.1 Introducción Actualmente las mediciones antropométricas se usan en una amplia variedad de campos científicos y técnicos, desde la genética y la nutrición hasta el diseño industrial y el área forense. En el campo de la ergonomía hay mil aplicaciones de la antropometría, asociada principalmente con diferentes aspectos del diseño para uso humano. El objetivo de la ergonomía es diseñar herramientas, espacios de trabajo y ambientes de tal manera que los humanos puedan funcionar efectivamente; en otras palabras, para optimizar el desempeño humano a través del logro de la mejor adaptación posible entre el ser humano, el equipo y el ambiente de trabajo. A esto se le ha llamado frecuentemente la interface hombre-máquina. En el presente capítulo se presentan recomendaciones concretas para realizar adecuaciones antropométricas tanto en el área del diseño industrial como en el de espacios habitables y de trabajo, así como del vestido. En la primera parte se presentan recomendaciones comunes a las primeras áreas de aplicación –diseño industrial y de interiores– en el caso del diseño de las estaciones de trabajo y los espacios habitables. En estas recomendaciones retomamos los conceptos abordados en el capítulo 5 hacemos sugerencias prácticas para llevar a cabo la adecuación antropométrica. En este tema se funden los campos del diseñador industrial y el del diseñador de interiores, ya que uno podrá diseñar el mobiliario de una oficina o baño, por ejemplo, y el otro podrá seleccionarlas y ubicarlas. En la siguiente sección se presentan recomendaciones específicas a casos concretos y algunos ejemplos. En la última sección se aborda el caso del vestido y se encuentran algunos lineamientos ergonómicos al respecto. Cabe aclarar que esta área es la menos evolucionada de la ergonomía, por lo que su tratamiento en este capítulo también será más reducido.


6.2 Relación dimensión antropométrica/producto/espacio En este apartado se aborda con mayor detalle lo correspondiente al paso número 3 del procedimiento de adecuación antropométrica mencionado en el capítulo 5. En la tabla 6.1 se muestran las principales dimensiones antropométricas que se utilizan en las adecuaciones en el diseño de interiores y de productos (adaptada de Panero y Zelnik, 1983), el percentil utilizado y, en su caso, se hacen algunas recomendaciones. Es necesario aclarar que aunque se sugieren determinados percentiles, una situación específica puede dar lugar a la selección de otro percentil más adecuado. Así mismo, cuando se señala el percentil 50, esto puede implicar, en ocasiones, la realización de un análisis más profundo para establecer la dimensión del objeto más apropiada, a través de una simulación. Tabla 6.1. Principales dimensiones antropométricas y su aplicación en el diseño

Dimensión antropométrica

Aplicabilidad al diseño

Estatura

Puertas, accesos. Altura de obstáculos por arriba de la cabeza. Interior de autobuses. Camiones de reparto

Altura de ojos

Líneas de visión en espacios de trabajo o recreación (puestos de trabajo, teatros, auditorios y galerías). Señalización urbana y arquitectónica, altura de mamparas y divisiones de oficina. Taquillas o cajas de recepción de pagos.

Percentil

Observaciones

100 más una holgura La elección del percentil depende de los requerimientos del espacio y los accesorios. Si lo que se quiere es conseguir privacidad en divisiones de oficina, el mínimo es el percentil 95. Si, por el contrario, no se desea estorbar la visión, el percentil deberá ser el 5 como máximo.

Aplicaciones antropométricas al diseño de productos, espacios habitables y de trabajo • 125 •



Percentil

Observaciones

Altura codo flexionado

Mostradores, pretiles, barras, tocadores, superficies de estaciones de trabajo de pie, manerales de góndolas o carritos de supermercado.

50 Puede resultar demasiado alto para los individuos más pequeños.

Considerar la inclinación del asiento y la postura del cuerpo. Para la manipulación delicada se sugiere 80 -100 mm arriba de esta dimensión. Para este tipo de trabajo también es recomendable proporcionar descansos para los antebrazos. Para manipulación moderada, aproximadamente al nivel del codo flexionado o ligeramente abajo (50 mm). Para manipulación pesada, 100-150 mm debajo de la altura del codo flexionado (Selan, 1994; Helander, 1997). Pheasant (1991) extiende el rango hasta 250 mm abajo del codo. Para las tareas de la cocina, véase la sección correspondiente.

Estatura sedente

Mínima altura a la que debe estar un obstáculo a partir de la superficie del asiento o el suelo. Alturas de desvanes, tarimas para dormir, zonas de 95 trabajo, interior de automóviles o camiones, etc., para aprovechar al máximo los espacios. Alturas de divisiones en oficinas.

Considerar la inclinación del asiento y los movimientos al levantarse y sentarse.

Altura ojo sedente

Líneas de visión en espacios de trabajo o recreación (puestos de trabajo, teatros, auditorios). Ventanería y viseras de cabinas de mando de automóviles, tractores, camiones y grúas.

Considerar el movimiento de cabeza y ojos. La postura natural es viendo ligeramente hacia abajo. Retomar las consideraciones de la altura del ojo de pie.




Altura hombro sedente

Diseño de respaldo de asientos. Ubicación de contenedores de uso frecuente o peso considerable. Despachadores o contenedores de material en estaciones de trabajo en la industria manufacturera.

Altura codo flexionado sedente

Altura de superficies de trabajo sedente, apoyabrazos de asientos, soportes de teclado, escritorios, mesas, manubrios de bicicleta o motocicleta.

Altura del nudillo

Alturas de almacenamiento de objetos pesados o de movimiento frecuente, o bien de banda transportadora de donde se tomen o dejen materiales relativamente pesados.

95

Anchura de hombros

Diseño de respaldo para asientos.Tolerancias entre los asientos que rodean las mesas y las filas de teatros, auditorios, automóviles y autobuses.

95

Percentil

95

50

Observaciones

Colocar los objetos de uso frecuente entre la altura de los hombros y la de cintura.

Se debe considerar la tarea que se va a realizar, para determinar la altura correspondiente a partir de esta dimensión.

Mantenga las tareas de levantar/bajar entre la altura de los nudillos y los hombros.

El movimiento del tronco y los hombros aumenta el espacio de holgura.




Percentil

Observaciones

Ancho de codos

Tolerancias para asientos en torno a mesas. Dimensionamiento de apoyabrazos de diferentes asientos, manubrios de bicicleta. Diseño de algunos elementos de control de equipo o maquinaria.

95

La anchura de codos y la de hombros se trabajan conjuntamente.

Ancho de caderas en posición sedente

Diseño de sillas, bancos corridos, asientos en general.

95, en determinados casos considerar holgura.

La anchura de cadera también se puede trabajar conjuntamente con la anchura de codos y hombros, dependiendo de la aplicación.

Altura de muslo

Holguras en superficies de trabajo, elementos batientes, cajones debajo de la superficie de trabajo. En cabinas de mando de vehículos, al configurar la disposición de volantes y palancas.

95 (mínimo)

Esta dimensión se combina frecuentemente con la altura poplítea.

Altura de rodilla

Distancia del suelo a la cara interior de una mesa o escritorio. Parte inferior del tablero de un automóvil.

95

Altura poplítea

Altura de la superficie de un asiento al suelo. También ayuda a determinar la distancia que debe existir entre los pedales y el asiento de un vehículo.

5




Percentil

Largo nalga-rodilla

Distancia entre las filas de los asientos en teatros y auditorios. Distancia entre los asientos delantero y posteriore de un vehículo. En la parte baja de escritorios o estaciones de trabajo ayuda a evitar obstáculos internos para las piernas.

95

Largo nalga-poplíteo

Largo o profundidad del asiento

Alcance vertical de pie

Tubos de sujeción o asideros en camiones de pasajeros, alacenas superiores, alturas de libreros, percheros. Deben estar al alcance algunos elementos de control como cajas de fusibles o algunos paros de emergencia. El alcance vertical de una mujer es de importancia fundamental para la disposición de alacenas y repisas, así como para la colocación de accesorios.

Alcance lateral

Estantes laterales. En estaciones de trabajo los elementos que se van a ensamblar o utilizar dentro de este rango. También debe tomarse en cuenta en cabinas de mano de tractores grúas o camiones.

Observaciones

5 95, holguras

5

5

Alcances de brazo: considere a los bajos de estatura cuando alcancen o saquen algún objeto. Considere a los altos cuando alcancen cosas abajo. Mantenga el trabajo frecuente dentro de la longitud del antebrazo.




Percentil

Observaciones

Alcance frontal

Estantes frontales. Asideros en baños para personas con discapacidad. En estaciones de trabajo los elementos que se van a ensamblar o utilizar deben estar dentro de este rango. También debe tomarse en cuenta en cabinas de mando de tractores, grúas o camiones

5

Considerar la profundidad de los estantes y las barreras u obstáculos que interfieran con la posición vertical. Distancia de manubrios en bicicletas y motocicletas.

Profundidad máxima del cuerpo

Espacios para personas cuando hacen fila. Pasillos para mantenimiento de equipo electro mecánico. Equipo para trabajo en la parte inferior de vehículos.

95 (mínimo)

Anchura máxima del cuerpo

Pasillos, interior de elevadores, puertas, zonas de reunión.

95

Diámetro de empuñadura

Agarraderas,manerales, asideros, manubrios, jaladeras de cajón, palancas de mando.

5

Anchura de mano

Aberturas y accesos para mano, manubrios, calculadoras, teclados y controles.

95

Largo de mano

Calculadoras, teclados y ratones para computadora.

Largo de palma

Calculadoras, teclados y ratones para computadora.




Percentil

Observaciones

Anchura de pie

Pedales y la distancia entre ellos.

95

Proporcionar espacio y holguras para todos los usuaros

Anchura de cara

Caretas, lentes

95

Anchura de cabeza

Caretas, lentes, cascos

95

Circunferencia de la cabeza

Cascos, caretas

95

Distancia interpupilar

Caretas, lentes

95

6.3 Estaciones de trabajo La estación de trabajo comprende el área de trabajo completa a la cual tiene acceso un trabajador cuando desempeña una tarea específica o ciclo de trabajo (Selan, 1994). Los objetivos que se deben lograr cuando se diseña una estación de trabajo son: 1. 2. 3. 4.

Soporte postural adecuado. Distribución adecuada del peso en el cuerpo. Posturas naturales de las extremidades. Posturas que demanden el mínimo de fuerza y alcances al desempeñar la tarea.

En los párrafos siguientes se presentan las consideraciones antropométricas más importantes en la estación de trabajo. Cabe mencionar que estas consideraciones aplican no sólo a estaciones de trabajo, sino también al diseño de espacios habitables o de productos.


6.3.1 Holguras Para las holguras, generalmente lo más adecuado es retomar el percentil 95 o inclusive el 100. Esto hará que la estación de trabajo sea adecuada tanto para personas pequeñas como grandes. Existen productos o situaciones específicas que requieren dar cabida o acceso a cualquier persona, por lo que la variabilidad de usuarios es sumamente grande. El criterio empleado al diseñar este tipo de sistemas es simplemente asegurarnos de que la parte corporal o la persona más grande quepa perfectamente en dicha “cavidad”; nuevamente, el criterio imperante es elegir al percentil 95 o 100, el cual representa al usuario con las mayores dimensiones en alguna parte de su antropometría y forzosamente la mayor parte de la población cabrá en ese espacio. Al realizar las adecuaciones antropométricas, otorgue suficiente margen de seguridad tanto para el usuario como para el producto. Ambos pueden estar sujetos a situaciones poco comunes. Por consiguiente, debe excederse en los espacios mínimos y las holguras en lugar de establecer el mínimo indispensable. Para los operadores que están de pie es necesario considerar la holgura para los pies, de manera que se pueda parar más cerca de la estación de trabajo. Este espacio debe ser lo suficientemente alto para acomodar personas que usen suelas anchas, pero con la profundidad necesaria para que no se alcance el borde, de manera que no se pueda cortar el empeine del pie. La holgura lateral mínima al nivel de la cintura se determina agregando 50 mm a ambos lados o 100 mm a la anchura de cadera de pie. Otra opción es agregar 100 milímetros a la anchura de hombros (Das, 2001). Desde la punta del pie hasta el inicio de la pared vertical de la superficie de trabajo debe haber 150 mm, y la altura del banquetón de la superficie de trabajo tendrá que considerar 100 mm de holgura para poder meter el pie (Selan, 1994). En relación con la vestimenta, de manera general, se recomienda una corrección de 25 mm para los zapatos de hombres y para mujeres con zapatos de piso, y 45 mm para mujeres que usan tacones. Otras correcciones correspondel al equipo de protección, como el casco de motociclista, 90 mm, o guantes de protección, 25 mm (Adultdata , 1998). A continuación se presenta una tabla detallada de las correcciones que hay que considerar con diferentes tipos de prendas (Tayyari, 1997).


Tabla 6.2 Holguras de ropa recomendadas en las adecuaciones antropométricas

Dimensión/ropa

Corrección Otras consideraciones en cm

Estatura Zapatos de hombre

2.5

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Tocado de mujer

2.5

Sombrero

7.5

El promedio de disminución en la estatura de erecto a de pie normal es cerca de 2 cm. Al final del día la estatura disminuye cerca de 2.4 cm debido a la compresión de los discos intervertebrales.

Altura al ojo de pie Zapatos de hombre

2.5

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Considere los 2 cm de reducción en promedio en la estatura de pie normal.

Altura al codo de pie Zapatos de hombre

2.5

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Altura de entrepierna Zapatos de hombre

2.5

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Altura de tobillo Zapatos de hombre

2.5

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Considere el efecto de reducción.


Dimensión/ropa


Estatura sedente Ropa gruesa sobre las nalgas

0.6

Tocado de mujer

2.5

Sombrero

7.5

El promedio de reducción de la postura erecta a la posición de sentado confortable es de 3.75 cm para los hombres y 2.75 cm para las mujeres.

Estatura sedente relajado Ropa gruesa sobre las nalgas

0.6

Tocado de mujer

2.5

Sombrero

7.5

El promedio de reducción de la postura erecta a la posición de sentado confortable es de 3.75 cm para los hombres y 2.75 cm para las mujeres.

Altura al ojo sedente El promedio de reducción de la postura erecta a la posición de sentado confortable es de 3.75 cm para los hombres y 2.75 cm para las mujeres.

Ropa gruesa sobre las nalgas

0.6

Altura al codo sedente

Sin diferencia

Altura al muslo Ropa ligera

0.5

Ropa gruesa

3.5

Longitud hombro-codo Ropa ligera

0.5

Ropa gruesa

2.5

Altura rodilla sedente Zapatos de hombre y ropa ligera

2.5

Zapatos de mujer y ropa ligera

7.5

Botas de trabajo y ropa gruesa

3.75

Dependiendo de la ubicación de los pedales y los apoyapies, puede elevarse el pie y la rodilla.


Dimensión/ropa


Altura poplítea sedente Zapatos de hombre

2.5

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Dependiendo de la ubicación de los pedales y los apoyapiés, pueden elevarse o bajarse la región poplítea.

Longitud nalga-poplítea Ropa ligera Ropa gruesa

Sin diferencia

Cuando la longitud del asiento es fija, los abrigos y los pantalones empujan la región poplítea hacia adelante cerca de 0.5 cm con ropa ligera y 1.25 cm con ropa gruesa.

Longitud antebrazo-mano Ropa ligera sin guantes

0.5

Guantes

0.5

Ropa media y guantes

1.25

Ropa gruesa y guantes

2.5

Para manipulación con los dedos reste 1.25 cm para movimientos rápidos (como hojear páginas), 2.5 cm para empujar; para manipulación con los dedos pulgar e índice reste 7.5 cm, y para asir con la mano entera reste 12.75 cm.

Anchura de caderas sedente Ropa ligera

1.25

Ropa media

2.5

Ropa gruesa

5.0

Debe agregarse espacio adicional para posturas relajadas y cambio de posturas.

Anchura de codos Ropa ligera

1.25

Ropa media

5.0

Ropa gruesa

11.25

El espacio necesario para los codos (transversalmente) en postura de relajación es de cerca de 7 cm. Dependiendo de los tipos de espacio de trabajo y controles, es necesario un espacio adicional para el tronco y los movimientos de brazos para operar controles.


Dimensión/ropa


Anchura bideltoidea Ropa ligera

0.75

Ropa gruesa

3.75

Los movimientos de brazos, tronco y hombros requieren un espacio adicional.

Anchura de manos Guantes de piel o lana Guantes para helada

0.75 2.5

La anchura de mano funcional es mayor que la antropométrica, ya que en la práctica la mano no se sostiene recta todo el tiempo.

Longitud de la mano Guantes de piel o lana Guantes para helada

0.6 1.25

Los guantes no aumentan efectivamente el alcance de mano funcional.

Anchura de pies Zapatos

0.75

Botas de trabajo

1.25

Longitud de pie Zapatos

3.0

Botas de trabajo

4.0

Alcance lateral de brazo Con ropa ligera

Con guantes ligeros

Con ropa media y guantes gruesos

0.75

0.5

1.25

La ropa gruesa empuja al sujeto hacia adelante. Sin embargo, puede obstaculizar el alcance máximo. Para manipulación con los dedos reste 1.3 cm para movimientos rápidos (como hojear páginas), 2.5 cm para empujar; para manipulación con los dedos pulgar e índice reste 7.6 cm, y para asir con la mano entera reste 12.7 cm. La joroba en las personas ancianas aumenta su alcance frontal.


Dimensión/ropa


Alcance brazo frontal Ropa ligera

0.75

Ropa gruesa

1.25

Alcance máximo vertical Zapatos de hombre

3.25

Zapatos de mujer

7.5

Botas de trabajo

3.25

Las mismas consideraciones que en la estatura.

Profundidad de las nalgas Ropa ligera

0.5

Ropa gruesa

1.75

6.3.2 Alcances El espacio de trabajo se determina principalmente por la zona de alcance de las extremidades superiores, definida en relación con tres planos: sagital, transversal y frontal. Estos planos se definen en el capítulo 5. Los primeros intentos de definir la zona de alcance de las extremidades superiores fueron configuraciones unidimensionales o bidimensionales, determinadas en planos frontales o transversales. Como se mencionó en el capítulo 5, se ha definido la zona de alcance de las extremidades superiores a partir de las zonas normales o de comodidad y máximas. Estas zonas fueron determinadas por el “radii” (los radios formados por los movimientos circulares de los brazos y/o antebrazos). Investigaciones posteriores dirigidas a la determinación de la zona de alcance involucraron configuraciones tridimensionales. Las zonas de alcance fueron definidas sobre la base de investigaciones experimentales (Damon y col., 1966 y Bullock, 1974; citados por Nowak, 2001). Es bien sabido que para diseñar alcances en una estación de trabajo lo adecuado es considerar las medidas del percentil 5 del grupo representativo de la población.


La punta del dedo pulgar define el alcance normal, mientras que el antebrazo se mueve en forma circular sobre la superficie de una mesa. Durante este movimiento el brazo debe mantenerse flexionado en postura relajada. El alcance máximo puede considerarse como el límite de la superficie de trabajo enfrente del operador en la que puedan alcanzar algo sin flexionar el torso. Las tareas repetitivas deben ubicarse dentro del alcance normal. Así mismo, es conveniente acomodar las herramientas manuales o los materiales usados con frecuencia, los controles y los depósitos de basura dentro del espacio de alcance normal. Si no es posible, éstos pueden colocarse dentro del espacio del alcance máximo. Si se requiere ejercer fuerza para operarlos, hay que colocar controles o manerales en la posición más ventajosa. Los elementos que no se usan con frecuencia pueden ubicarse más allá del alcance normal, pero dentro del alcance máximo. Evite ubicaciones que ocasionen que el operador rote o flexione el tronco. Con el objeto de reducir al máximo las posturas peligrosas en las extremidades superiores, es necesario eliminar las barreras que impidan al trabajador alcanzar los elementos de trabajo. El trabajador no debe alcanzar elementos que están atrás del plano vertical de los hombros. Si los movimientos son frecuentes, es preferible que tampoco pase el plano horizontal de los hombros y más abajo de la cintura. Zona de peligro. Esta distancia se aumenta con un margen de seguridad, el cual puede ser de un 10% en el caso de las extremidades. Ciertas condiciones, como sujetar un objeto que, si es atrapado, puede jalar la mano hacia el punto de peligro, pueden ser una buena razón para extender la distancia de seguridad más lejos (Kromer, Kromer y Kroemer-Elbert, 1994). Por lo tanto, resulta obvio pensar que, en términos de dimensiones antropométricas, es necesario utilizar la medida correspondiente al percentil 95, e inclusive el 100 (más el margen de seguridad ya citado), con el fin de asegurarse de que ninguna persona tendrá alcance hasta dicha zona de peligro.

6.3.3 Postura Como se mencionó en el capítulo 5, la postura que adopta una persona al utilizar una estación de trabajo se debe en gran medida a la relación exis-


tente entre las medidas antropométricas del usuario y las dimensiones del equipo que constituye dicha estación, cualquier discrepancia entre dichos factores puede originar una mala postura. Si buena parte de las situaciones puede ser resuelta mediante la aplicación de los criterios concernientes a holguras y alcances, se pueden presentar problemas que no se resuelven de ese modo y cuya principal guía debe ser mantener la configuración esquelética óptima. Esto hace particularmente difícil la aplicación práctica de la antropometría, ya que es necesario desarrollar un criterio de aplicación que sólo se logra a base de capacitación. Los principios que subyacen a las correspondientes recomendaciones de diseño en cuanto a la postura se presentan a continuación (Khalil et al., 1998, Amstrong, 1993):

Evitar cargas estáticas y posturas riesgosas Las cargas estáticas (isométricas) son dañinas para el flujo sanguíneo de un músculo específico, así como para el cuerpo en su totalidad. La figura 6.1 muestra cómo el trabajo estático (cuando los músculos no se mueven) aumenta tanto la presión sanguínea sistólica como la diastólica. Con el trabajo isotónico (movimiento muscular rítmico) no aumenta la presión diastólica y aumenta ligeramente la sistólica. Además, los desechos metabólicos tienden a acumularse en los músculos durante el trabajo isométrico debido a la reducción del flujo sanguíneo (Konsz y Johnson, 2000). En relación con las posturas riesgosas, cuando los segmentos corporales no están en la posición óptima se ejerce menos fuerza y aumenta el riesgo de traumas acumulativos (lesiones por microtraumas repetitivos). A continuación se detallan estos factores posturales que se deben considerar en el diseño de estaciones de trabajo. 1. Postura estática de pie/sedente. Cuando se está sentado o de pie sin mover las piernas, la sangre del corazón tiende a irse hacia las piernas y quedarse ahí, lo cual representa más trabajo para el corazón, al tratar de mantener el suministro sanguíneo. Si no se logra un buen suministro sanguíneo, esto puede causar edema y venas varicosas (Konz y Johnson,


Figura 6.1 Presión sangúines y trabajo dinámico y estático de los músculos.

2000). Por lo anterior, las recomendaciones para el diseño ergonómico de estaciones de trabajo serían: • Proporcionar espacio suficiente para tener libertad de movimientos y cambios de postura. Esto evita la carga muscular estática en partes concentradas del cuerpo. • Proporcionar tiempos de recuperación. La recuperación para la postura estática consiste en realizar actividad con movimiento o ejercicios especiales. Cuando se tiene una carga estática, caminar es una buena recomendación, ya que compensa parcialmente los efectos de la postura fija. • Posturas riesgosas de cabeza/cuello/espalda. La cabeza, representa cerca del 7.3% del peso corporal, de manera que si una persona pesa 90 kg, su cabeza pesará cerca de 6.6 kg. Para la mayoría de las personas en las más de las situaciones, la cabeza es sostenida fácilmente por el cuello. El síndrome del cuello cansado tiende a ocurrir cuando éste es largo y delgado y/o la cabeza se inclina considerablemente hacia delante o hacia atrás.


Recomendaciones Mantener la cabeza/cuello/espalda lo más cerca posible del mismo plano coronal, sin inclinación hacia atrás o hacia adelante, rotación o flexión lateral. Para ello es necesario considerar la sección referente a la visión, ya que la posición de la cabeza es afectada con lo que se está observando. Es decir, la cabeza se inclinará hacia adelante para reducir la distancia de un objeto para mejorar la visibilidad (inspección, ensamble fino, trabajo en computadora). También resulta afectada por la altura de la superficie. Por ejemplo, si hay un escritorio, la persona puede inclinarse hacia adelante si la superficie es más baja de lo adecuado. Si es necesaria la flexión del tronco, ésta no debe ser mayor de 20 grados. Las flexiones y rotaciones del tronco hacen que la posición de las vértebras de la columna vertebral cambien y presionen los discos intervertebrales y, por lo tanto, afectan la nutrición del mismo, lo cual produce dolor a corto plazo y cambios degenerativos a mediano o largo plazo. Las posiciones asimétricas y la rotación frecuentemente son resultado de posicionar erróneamente el objeto al que dirige la atención el operador (por ejemplo, colocar en la parte posterior un panel de controles. Para verlo, el operario tendría que tener ojos en la parte posterior de la cabeza). Visión. La visión, que tiene como punto de partida la localización del ojo del operador, comprende aquellas porciones del campo total de visión que puede ser visto, así como la calidad de la visión (Stoud y McFarland, 1966; citado por Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). La colocación de controles y displays también determina en gran medida la postura. El área de visión óptima es el rango que va desde la línea horizontal de visión hasta 45 grados abajo (ver figura 6.2). Si se exceden estos 45 grados, ello conducirá a que el usuario flexione el cuello. Si se sube por arriba de la línea horizontal de visión, habrá fatiga en los ojos, el cuello y los hombros. La flexión del cuello no debe exceder los 20-30 grados durante tiempo prolongado. Las principales causas de la flexión del cuello son una altura sedente demasiado alta, la superficie de trabajo demasiado baja y demandas visuales con ubicaciones específicas.


Figura 6.2 Campo visual vertical.

Figura 6.3 Campo visual horizontal.

El otro criterio del área de visión es 15 grados a cada lado de la línea media (ver figura 6.3). Por lo anterior, es necesario ubicar los displays dentro de la línea normal de visión. Por otro lado, como se mencionó líneas arriba, también es importante la distancia de visión para posibilitar una buena postura. Si la tarea es de inspección, se requieren de 150 a 254 mm de distancia. Para trabajo en computadora esta distancia es de 380 a 760 mm. En este caso, también se ha sugerido utilizar el largo de un brazo del usuario para calcular la distancia del monitor. Si se trata de tareas de lectura o monitoreo, se sugiere una distancia de 350 a 450 mm. Así mismo, puede presentarse dolor del cuello en las personas que usan lentes bifocales porque necesitan inclinar hacia atrás su cabeza para poder ver a determinadas distancias. Una solución es usar lentes unifocales en la estación de trabajo. Otra técnica es cambiar la orientación de los elementos con los que se trabaja. Por ejemplo, Hamilton (1986; citado por Konsz y Johnson, 2000) reportó que hay menor tensión del cuello cuando la fuente del documento está en un atril que cuando está plana sobre una mesa. Altura de la superficie. La altura óptima de una superficie de trabajo para una actividad determinada es aquella que reduce el grado de esfuerzo


requerido para desempeñar esa actividad, considerando particularmente la carga muscular estática, pero también las demandas visuales de la tarea. Las tareas pesadas, especialmente las que involucran la aplicación de fuerzas hacia abajo, deben realizarse debajo de la altura de codo flexionado (ver tabla 6.1). Si el nivel de trabajo es lo suficientemente bajo, se pueden tener los hombros y codos directamente arriba de la pieza de trabajo, y, entonces aplicar una fuerza vertical a lo largo de los ejes de una extremidad casi recta. Pero si la superficie de trabajo es demasiado baja, se adoptara una postura flexionada inadecuada (Pheasant, 1991). Utilizar una silla ergonómica. Proporcionar apoyo a los brazos y la espalda mientras se está sentado esto permite que la carga del cuerpo se distribuya en diferentes partes y no se concentre sólo en una. Si la persona está sentada, la posición de la cabeza dependerá además del diseño de la silla (por ejemplo, si está en una posición semirreclinada en un asiento de automóvil). Kroemer y Hill (1986; citados por Konsz y Johnson, 2000) sugieren una inclinación de la cabeza hacia delante de 10 a 15 grados en una estación de computadora. Un apoyabrazos o soporte de muñeca ayuda a estabilizar la mano y reducir la carga en los músculos del hombro 1. Postura estática de manos/brazos. Una manera de obtener una carga estática es tener a un trabajador sosteniendo algo (por ejemplo una herramienta, pieza de trabajo, etc.). Esto no sólo causa fatiga en la mano/brazo sino que también restringe la productividad, ya que las personas trabajan con una mano en lugar de dos. Si una persona pesa 90 kg, su mano pesa aproximadamente 0.0065% = 0.6 kg; la mano más el antebrazo, cerca de 0.0227% = 2 kg y con el brazo entero, cerca de 4.4 kg. Si se sostiene una pluma de 25 g, también se sostienen 4.4 kg de hueso y músculo. La eliminación completa del peso de la pluma no reduce mucho la carga. Sakakibara y col. (1987, citado por Konsz y Johnson, 2000) comenta que trabajar con las manos elevadas también puede hacer que la cabeza se incline hacia atrás, causando dolor en el cuello y posible vértigo.

65.366.1

1

66.166.9

3

66.967.7

67.768.4

1

1

28

8

68

3

5

10

9

13

6

119

2

8

11

12

14

25

17

10

10

5

214

2

8

22

24

33

28

33

20

20

14

4

2

r = 0.47 Diagrama de estatura - peso en 8 tallas de ropa

15

1

1

113-118

9

3

TOTAL

3

1

6

1

2

125-130

4 2

4

1

2

131-136

4 5

3 3

119-124

3

3

2

2

137-142

143-148

149-154

155-160

161-166

2

2

3

1

173-178

167-172

1

1

179-184

185-190

191-196

2

282

1

4

12

27

49

43

36

32

25

16

16

11

6

3

374

2

7

13

27

46

45

54

45

41

30

26

14

9

9

3

473

1

5

16

30

43

51

57

63

51

45

38

29

18

8

7

5

1

203-208

197-203

3

1

209-214

533

10

13

32

53

52

76

85

51

44

36

38

22

12

4

2

2

69.370.1

68.469.3

515

6

14

32

42

61

71

64

61

54

35

21

23

14

11

4

1

64.565.3

2

1

63.864.5

215-220

63.063.8

1

2

62.263.0

1

1

61.462.2

Estatura (pulgadas)

221-226

227-232

Peso (libras)

Tabla 1

468

11

23

34

53

50

53

56

48

40

37

22

19

7

10

3

2

70.170.8

347

1

3

12

13

39

48

42

43

38

22

20

23

23

7

9

2

1

1

70.871.6

241

1

2

6

8

14

25

26

26

26

29

26

17

10

9

6

6

2

2

71.672.4

143

1

3

7

8

14

16

13

16

15

7

15

10

8

5

1

3

1

72.473.2

100

2

3

9

12

11

21

6

6

8

7

5

5

2

1

2

73.274.0

50

2

3

3

7

7

6

7

1

6

1

3

2

1

1

74.074.8

23

1

1

2

2

1

1

4

2

4

2

1

1

1

74.875.6

18

1

1

2

1

1

1

1

2

3

3

1

1

75.676.4

5

1

1

2

1

76.477.1

4025

13

42

110

117

319

363

443

479

456

386

345

250

200

160

117

66

49

26

14

10

TOTAL


La posición del brazo también tiene un efecto sustancial en el suministro sanguíneo, así como en la temperatura de las manos y los brazos. Por lo tanto, se recomienda no trabajar con el brazo hacia adelante o con abducción (brazo con ángulo hacia el lado (ver figura 6.4). Es necesario que el trabajo se realice con los brazos en posición vertical.

Figura 6.4 Esfuerzo de carga con brazos en abducción.

También es recomendable evitar los movimientos de pivote del hombro. Aunque éstos son más exactos (sorprendentemente), tienen más costo fisiológico que el movimiento de pivote del antebrazo, el cual involucra un peso del 2.3% del cuerpo, y el de hombro un peso del 4.9%. 2. No elevar las manos más arriba de la altura del corazón (citado por Konsz y Johnson, 2000). Si se deben realizar tareas de manipulación en un nivel alto, quizá por razones visuales, debe proporcionarse soporte para los brazos. Además de presentarse un esfuerzo considerable en los músculos de los hombros, las tareas que se desarrollan por encima del nivel del corazón imponen una carga adicional al sistema circulatorio. El límite superior para tareas de manipulación debe ubicarse en el punto medio entre el codo y el hombro. 3. No realizar alcances arriba de la mitad del pecho ni atrás del tronco. Todo lo alcanzable debe estar entre la línea del hombro y la de los codos. No realizar flexión extrema del codo. 4. No rotar el antebrazo.


6.3.4 Esfuerzos Una regla para determinar la aplicación de fuerza, es la siguiente (Pheasant, 1991): 1. Más del 60% de la fuerza máxima de un individuo es aceptable sólo para esfuerzos ocasionales. 2. Hasta un 30% de la fuerza máxima es aceptable para esfuerzos frecuentes. 3. Si se requieren esfuerzos sostenidos, es necesario eliminarlos. En cuanto a diferencias entre sexos, en promedio, las mujeres tienen el 63% de la fuerza isométrica de los hombres, pero la relación depende de la parte del cuerpo: el 60% para los brazos, el 64% para el tronco y el 72% para las piernas (Konsz y Johnson, 2000). Las fuerzas para un grupo muscular específico varían ampliamente. El coeficiente de variación (se/media) es del 50% o más. La capacidad de fuerza es afectada por la extremidad (brazo vs. pierna), por la dirección en la que se ejerce la fuerza y por los brazos, si es la mano dominante o no. De esta manera, la pierna es aproximadamente tres veces más fuerte que el brazo. Si la dirección en la que se ejerce la fuerza no es la óptima, se puede reducir entre el 20 y el 50% la fuerza, respecto a la que se necesitaría con un ángulo adecuado. Si es el brazo dominante, tiene de 40 a 60% más que el brazo no dominante. Entre la pierna izquierda y la derecha no parece haber diferencias significativas. En México, no existen datos de esfuerzos de nuestra población. Es importante que los pocos ergónomos que realizan investigación en nuestro país dediquen parte de su tiempo y esfuerzo a obtener estos datos.

6.3.5 Psicoantropometría Aunque, como se mencionó en el capítulo 5, no hay medidas fijas para las cuestiones de los diferentes tipos de espacios psicosociales, ya que por una multiplicidad de factores pueden variar, e inclusive por la situación o el hu-


mor de la persona en el momento, presentamos en este apartado algunos de los datos disponibles en este sentido (Hall, 1966, citado por Cassidy, 1997, y Woodson, 1981). 1. Distancia íntima. De 0 a 45 cm. El nivel cercano supone el contacto personal, como en las relaciones sexuales. El nivel lejano es el propio del cuchicheo. 2. Espacio personal. De 45 a 120 cm. Es la zona reservada para los buenos amigos y socios cercanos en un ambiente social. 3. Distancia social. De 1.2 a 3.5 m. Es el espacio para las transacciones y los negocios. 4. Distancia pública. Más de 3.5 m. La distancia entre un orador y su público o entre una importante figura pública y su audiencia.

6.4 Tipos de estaciones de trabajo Básicamente, se puede clasificar una estación de trabajo en tres tipos: a. de pie; b. sedente y c. de pie/sedente.

6.4.1 Estación de trabajo de pie Este tipo, como su nombre lo indica, es cuando el trabajador necesita estar de pie mientras lleva a cabo las tareas del trabajo. Sus ventajas son las siguientes (Selan, 1994; Helander, 1997): 1. Permite al trabajador moverse libremente de una estación a otra cuando desempeña tareas intermitentes. 2. Posibilita que el trabajador ejerza fuerzas hacia abajo y manipule objetos pesados.


3. Proporciona libertad para alcances arriba, abajo y a través de la estación de trabajo. Por lo anterior, se recomienda una estación de trabajo de pie cuando: a) los objetos cargados o las fuerzas ejercidas sean de más de 4.5 kg; b) se requieran alcances grandes, arriba de la superficie o abajo de la altura del asiento, de manera frecuente; c) se muevan elementos a un nivel de más de 15 cm arriba de la superficie de trabajo o abajo del codo flexionado, y d) se lleven a cabo movimientos frecuentes (cada cinco minutos o menos) entre varias estaciones de trabajo. Como se pudo observar en la tabla 6.1, la altura de la superficie de trabajo depende de la naturaleza de la manipulación. Es importante considerar la postura del trabajador y el aumento dado por los zapatos al de realizar la adecuación antropométrica. También es necesario considerar el tamaño del objeto que se va a manipular. Si la pieza de trabajo es grande, como es el caso de una estufa de restaurante, en donde las ollas serán de gran tamaño y la manipulación se realiza en su parte superior, la superficie de trabajo, en este caso la altura de la estufa, debe ser lo suficientemente baja para que permita que al realizar la tarea las manos estén al nivel del codo. Sin embargo, el trabajo deberá tener una visualización cercana. Esto requerirá una distancia de visualización apropiada. En este caso, particularmente si la manipulación requiere muy poca fuerza y energía, el área de trabajo probablemente estará un poco por arriba de la altura del codo (pero eso, en contraparte, probablemente requerirá soporte para las manos cuando estén elevadas y para los antebrazos).

6.4.2 Estación de trabajo sedente La estación de trabajo sedente presenta las siguientes ventajas (Selan, 1994): 1. Reducción de la fatiga debido a la menor actividad muscular necesaria para mantener la postura. 2. Estabilidad de la postura sedente.


3. Reducción de la presión intervascular en las piernas y los pies. 4. Puede mantenerse una buena postura de trabajo mientras se operan pedales. 5. Un diseño apropiado de sillas aumenta la comodidad y eficiencia. Es recomendable utilizar este tipo de estación cuando los pesos de los objetos manipulados son menores de 4.5 kg; los elementos necesarios para llevar a cabo la tarea pueden abastecerse y manejarse dentro del alcance sedente; las tareas requieren manipulación fina y atención visual; su manejo no exige hacerlo a más de 15 cm arriba de la superficie de trabajo; las tareas son de larga duración (más de una hora), ya que un individuo puede permanecer sin fatiga aproximadamente una hora y de pie sólo media hora (Fernández, 1995), y se necesitan controles que puedan operar con el pie. Para un operador sentado, la altura del codo no deberá ser tomada con respecto al suelo, sino a la altura de la superficie para sentarse. Una recomendación importante es que al ajustar una superficie de trabajo para distintos percentiles hay que considerar que la primera no puede ser bajada tanto que esté cerca de tocar la parte superior de los muslos: por ejemplo, en una investigación antropométrica realizada en la zona metropolitana de Guadalajara (Ávila, Prado y González, 2001), la altura de los muslos está en el rango de 152 a 185 mm, por lo que habría que dejar unos 200 mm como mínimo arriba de la altura del asiento para que haya cierta libertad de movimiento para los percentiles 5 y 95 de los operadores, tanto masculinos como femeninos. Estos valores establecen la altura necesaria por debajo de la superficie de trabajo para acomodar las piernas del operador sentado. También es importante dejar un espacio profundo para las piernas, de manera que el usuario las pueda extender y mover hacia adelante y también le permita el cambio de postura. En resumen, una estación de trabajo sedente debe permitir accesibilidad a la tarea, un soporte apropiado, estabilidad y comodidad. Para ello, lo mejor es una altura de la superficie de trabajo ajustable, así como una silla ergonómica que proporcione apoyo lumbar, posibilidad de cambio de postura, apoyabrazos, altura y respaldo ajustables. Pheasant (1996) hace las siguientes recomendaciones para el trabajo en oficina.


La oficina. La estación de oficina básica consta generalmente de un escritorio y una silla, la cual puede usarse para: a) tareas de papel (leer, escribir, etc.); b) tareas de pantalla (teclado y otros aparatos de input). Para escribir a mano, la superficie de trabajo debe estar un poco arriba de la altura de codo, Pues para escribir con una posición relajada y natural los brazos deben estar con una ligera abducción y flexionados un poco a nivel de los hombros (elevarse hacia los lados y hacia adelante). Para el trabajo de teclado, los hombros deben relajarse con los antebrazos colgando libremente a los lados, los antebrazos más o menos horizontales y las muñecas tanto como sea posible en una posición neutral (sin desviaciones o flexiones laterales, hacia delante o hacia abajo). Por lo tanto, la hilera central de teclas o hilera guía (asdfg) debe estar cercana a la altura de codo flexionado. El usuario tiene tres puntos de contacto físico con su estación de trabajo y ambiente: el escritorio (o teclado), el asiento y el piso. Si un rango de usuarios, que varían tanto en tamaño como en forma, tienen que lograr una posición de trabajo adecuada, dos de éstos tres deben ser ajustables. Superficie de trabajo en la oficina. La altura de la superficie de trabajo ajustable es la solución preferida para el trabajo de oficina, particularmente si éste se basa mucho en la pantalla. Una altura fija de superficie de trabajo puede considerarse como una segunda solución mejor, considerando que el piso es ajustable por medio de apoyapies. La superficie de trabajo debe estar 75 mm arriba del codo de los individuos menores para trabajo con papel. Para trabajo con teclado es diferente, ya sea por la postura distinta que se debe adoptar, o porque el teclado en la línea media aumenta 30-50 mm más a la superficie de trabajo. Por lo tanto, la altura se calcula restando a la altura codo flexionado 30-50 mm, por lo menos. Al determinar la altura de la superficie de trabajo hay que considerar también el espacio que hay debajo de la superficie, que debe ser suficiente para acomodar a los individuos mayores sentados en un asiento con la altura adecuada para los individuos menores. Frecuentemente estos requisitos no pueden ser satisfechos simultáneamente y habrá que seleccionar una solución de compromiso que favorezca a la mayor cantidad de individuos posible.


Silla. El mejor asiento para trabajo de oficina es aquel que proporciona apoyo a piernas, nalgas, tronco y brazos y es ajustable en las principales dimensiones. Así mismo, el asiento que permite hacer cambios en la posición del cuerpo, tiene más ventajas, ya que esto reduce la carga estática en la espalda y el tronco, por lo tanto, hay menos fatiga muscular y dolor (Kearney, 1998; citado por Pheasant, 1996). Altura del asiento. Mientras más aumenta la altura del asiento en relación con la altura poplítea del usuario, mayor es la probabilidad de sentir presión en la parte interna de los muslos. Esto resulta en una disminución de la circulación hacia las extremidades inferiores que puede provocar calambres y entumecimiento e incomodidad extrema. A medida que la altura disminuye, el usuario tenderá primero a flexionar la espina; segundo, presentará problemas mayores para ponerse de pie y sentarse, debido a la distancia a través de la cual debe moverse su centro de gravedad; y tercero, requerirá mayor holgura de piernas. Por lo tanto, en general, la altura óptima es la cercana a la altura poplítea, y si no se puede lograr esto, es mejor un asiento más bajo que uno demasiado alto. Para muchos propósitos, por lo tanto, la altura poplítea del percentil 5 de la población femenina menos 50 mm más la altura del calzado es la mejor opción. Si es necesario hacer un asiento más grande que esto (por ejemplo, para igualarlo al escritorio o por la limitación de la holgura para piernas), los efectos negativos pueden reducirse disminuyendo la profundidad del asiento y redondeando el filo del frente para reducir la presión en los muslos. Es obvio que la altura del asiento debe estar relacionada y ser apropiada para la altura del escritorio o la superficie de trabajo. Para que la postura sedente sea cómoda, el usuario debe tener los muslos aproximadamente paralelos al piso y los pies apoyados planos sobre éste. También debe considerarse la posibilidad de cambiar ligeramente la postura. Ninguna postura es cómoda si hay que mantenerla inalterable por mucho tiempo. Profundidad del asiento. Si la profundidad se aumenta más que la longitud poplítea, el usuario no podrá utilizar el respaldo apropiadamente sin presionar la parte interna de sus muslos y piernas. Además de ello, la profundidad mayor trae problemas al ponerse de pie y sentarse, por lo que se sugiere seleccionar, como máximo, el percentil 5.


Ancho del asiento. Para propósitos de apoyo, el ancho de 25 mm menos de cada lado en relación con la anchura máxima de caderas es todo lo que se requiere. Sin embargo, debe proporcionarse holgura entre los apoyabrazos para el usuario del percentil mayor. Por lo tanto, en la práctica, considerando la ropa y lo anterior, se puede proponer como mínimo 50 mm menos del ancho de codos del sexo masculino del percentil 95. Dimensiones del respaldo. Los respaldos más altos son más efectivos para apoyar el peso del tronco. Esto es deseable pero, en algunas circunstancias, otros requerimientos, tales como la movilidad de los hombros, pueden ser más importantes. Se distinguen tres variedades de respaldos, según la altura de su borde superior, cada uno de los cuales puede ser apropiado de acuerdo con el tipo de tarea: el respaldo bajo, el mediano y el alto. El bajo proporciona apoyo sólo para las regiones lumbares y torácicas bajas y termina abajo del nivel de las paletas de los hombros, lo que da libertad de movimiento a los hombros y brazos. El percentil 5 de la altura subescapular es la solución más adecuada. Las sillas para capturistas generalmente tienen respaldos cortos, así como sillas para usos múltiples. El respaldo medio también da soporte a la espalda baja y la región de los hombros. Las sillas más modernas de oficina caen dentro de esta categoría, así como muchas sillas ocasionales; las de auditorio, por ejemplo. Para apoyar el nivel torácico medio y los hombros se requiere de una altura de hombros del percentil 95 de los hombres. El respaldo alto da apoyo al cuello y a la cabeza completa. Requiriendo el percentil 95 masculino de estatura sentado. Cualquiera que sea la altura, debe cumplir con su objetivo principal: proporcionar apoyo para mantener la columna en su posición natural, llamada lordosis (curvada), ya que esto reduce la presión en los discos intervertebrales, lo que reduce la posibilidad de presentar dolor y lesiones musculoesqueléticas. Por lo tanto, es preferible y esencial la forma que apoye la espina, dando un soporte positivo a la región lumbar, con una forma convexa. Para lograr esto, el respaldo debe apoyar en el mismo lugar que el usuario se apoyaría con sus manos para señalar el dolor de espalda baja. Para usar el apoyo lumbar es necesario proporcionar holgura para las nalgas, por lo que es apropiado dejar un espacio entre la superficie del asiento y la parte inferior del


respaldo, con una altura mínima según la altura iliocrestal del percentil 95. Para sillas de trabajo, un respaldo ajustable es lo deseable, y en algunos contextos es esencial. Los respaldos medios o altos deben ser planos o ligeramente cóncavos arriba del nivel lumbar. Pero el contorno del respaldo no debe ser excesivo, ya que probablemente esto es peor en este plano. Apoyabrazos. Los apoyabrazos pueden dar apoyo adicional y ser una ayuda para ponerse de pie y sentarse. Una altura un poco menor a la altura de codo flexionado es mejor que una altura mayor (25 mm abajo del codo flexionado, percentil 5 de mujeres). Espacio para piernas. En una variedad de estaciones de trabajo sedentes, el considerar un espacio adecuado en sentido lateral vertical (altura poplítea más altura de muslos) y hacia adelante (largo nalga-rodilla menos profundidad abdominal más 150 mm de holgura) es esencial para que el usuario pueda adoptar una postura satisfactoria. En general, se aplica el percentil 95 masculino más algunos milímetros adicionales.

6.4.3 Puestos de trabajo sedentes y de pie El mejor puesto de trabajo es aquel que tenga flexibilidad de postura. Por lo tanto, es deseable un puesto de trabajo que pueda permitir al operario laborar tanto sentado como de pie, ya que reduce la fatiga asociada con las posturas estáticas (Fernández, 1995). Las principales ventajas de este tipo de estación son (Selan, 1994): 1. Reducción de fatiga debido a la reducción de la actividad muscular para mantener la postura. 2. Estabilidad de la postura sedente. 3. Reducción de la presión vascular en las piernas y los pies. 4. Permite mantener una buena postura de trabajo cuando se operan controles de pie. 5. Las sillas diseñadas ergonómicamente aumentan la comodidad y eficiencia del trabajador.


Se recomienda utilizar este tipo de estación cuando el trabajador necesite realizar alcances frecuentes hacia adelante de más de 350 mm, que se manipulen objetos a una altura mayor de 150 mm arriba de la superficie; la tarea desempeñada requiere tanto que el trabajador se siente como que se pare. Específicamente, debe haber una silla muy alta y una alta con apoyapiés. No es recomendable una pequeña tabla o barra fija a la silla porque reduce la estabilidad de ésta y proporciona muy poca superficie de soporte para los pies, los cuales se quedan en un lugar, a menudo con tensión muscular en vez de tener la oportunidad de moverse en diferentes posiciones.

6.5 Espacios habitables En esta sección se presentan algunos lineamientos aplicados a espacios del hogar tales como la cocina, recámara y baño. La cocina es la parte a la que se le dedica más detalle, ya que es uno de los espacios del hogar que realmente constituye un centro de trabajo.

6.5.1 Cocina Altura de la superficie de trabajo. Para determinar la altura óptima de la superficie de trabajo de la cocina, debemos considerar tanto la diversidad antropométrica de los usuarios como la diversidad de tareas que en ellase van a desempeñar. Si es un fregador de 175 mm de profundidad empotrado en la superficie de trabajo, el nivel efectivo de trabajo puede ubicarse quizá los 100 mm por debajo de la altura de la superficie de trabajo cuando se lava o a una distancia similar sobre la superficie de trabajo cuando se opera un aparato o se mezcla con una cuchara de mango largo. Es de esperar diferencias que haya aun entre las tareas desempeñadas sobre esta superficie, asociadas con la variedad de requerimientos de fuerza. Ward y Kirk (1970; citados por Pheasant, 1996) estudiaron estos temas por medio de ensayos. Los sujetos eran todos mujeres, desempeñaron los tres grupos de tareas y seleccionaron las siguientes alturas como óptimas:


1. Grupo A. Tareas que se desempeñan arriba de la superficie de trabajo: pelar vegetales, batir, batir en un tazón, rebanar pan, 119 mm debajo de la altura de codo. 2. Grupo B. Tareas desempeñadas sobre la superficie (untar mantequilla, cortar ingredientes), 88 mm debajo de la altura de codo 3. Grupo C. Tareas que involucran presión hacia abajo (amasar, planchar), 122 mm debajo de la altura de codo. Estos resultados fueron subsecuentemente confirmados usando una variedad de medidas fisiológicas, las cuales también mostraron que la altura óptima de la parte superior del fregador fue de aproximadamente 25 mm debajo de la altura de el codo. La siguiente etapa en el análisis es localizar prioridades de estos tres grupos de tareas. Idealmente, esto podría hacerse mediante observaciones de campo de la conducta del usuario. Otra manera es preguntar a una muestra de usuarios típicos y utilizando los resultados se encontró un acuerdo general acerca de que las tareas del grupo B eran más importantes y las del grupo C menos importantes. Ubicando con un peso de 4 al grupo B y con uno de 1 al grupo C, como menos importante, se llegó a la conclusión de hacer una recomendación general de 100 mm debajo de la altura de codo para la altura óptima de la parte superior de la superficie de trabajo ver figura 6.5.

Figura 6.5. Alturas de superficie adecuadas a cada tipo de actividad.


Los siguientes factores deben tomarse en consideración en el diseño de alacenas, repisas y toda clase de superficies de almacenamiento (Grandjean, 1973): 1. Determinar el alcance vertical. 2. Considerar los obstáculos (la superficie de trabajo). 3. Considerar la profundidad de las superficies de almacenamiento.

6.5.2 El baño El baño debe combinar estética con funcionalidad. Es un ambiente en el cual debe propiciarse el relajamiento, el esparcimiento que se da al remojarse en una tina caliente; sin embargo, también debe combinar con la configuración de una estación de trabajo para la actividad práctica de lavarse, asearse y excretar. A continuación las recomendaciones presentadas por Pheasant (1996) y Grandjean (1973). La tina de baño. La tina de baño presenta problemas interesantes de optimización dimensional. Debe ser lo suficientemente grande para no que sea cómoda, pero no demasiado grande para desperdiciar espacio y agua. Hay dos posturas principales que se adoptan en la tina, una sentada reclinada y otra recostada (posiblemente con las piernas flexionadas) en la cual el cuerpo está sumergido hasta el cuello. Para obtener comodidad en la posición sedente del fondo horizontal de la tina, ésta debe ser suficiente para acomodar al percentil 95 masculino desde la nalga hasta el talón y el final de ella debe proporcionar un respaldo adaptable. Kira (1976; citado por Grandjean, 1973) recomienda una inclinación de 50-65 grados de la vertical y contorneado conforme a la forma de la espalda. Esto parece ser excesivo, pues una inclinación de 30 grados puede ser más adecuado. Se debe aumentar la longitud de la base horizontal para posibilitar la inmersión total. Suponiendo que mantenemos la cabeza fuera del agua, equivaldría al percentil 95 masculino de la altura de hombro. El ancho de la tina debe acomodar al menos la anchura máxima del cuerpo de un solo bañista (percentil 95 masculino).


Para una tina de dos personas, encontradas frente a frente, se debe considerar el ancho de caderas de una persona y los pies de la otra (percentil 95 de las caderas en sexo femenino y percentil 95 de los pies en sexo masculino). Para este diseño las llaves deben estar en el centro para que sean accesibles a ambos. Lavabo. Éste se utiliza para lavarse las manos, la cara y algunas veces el cabello. El criterio es relativamente simple: debe ser posible humedecer en él las manos sin que corra agua a través de los antebrazos y la flexión debe reducirse. Por lo tanto, el borde del lavabo debe tener aproximadamente la altura de codo del usuario más pequeño (percentil 5 de mujer). Kira estudió las actividades en el lavabo por medio de experimentación en un lavabo de altura ajustable. Sobre la base de este estudio concluyó que para lavarse las manos, la fuente del agua debe localizarse 100 mm arriba del borde del lavabo (Grandjean, 1973). El excusado. Hay una fuerte corriente de opinión acerca de que la postura sedente -para hacer las necesidades fisiológicas- utilizada en la cultura occidental es fisiológicamente inadecuada. Quienes proponen este punto de vista, más notablemente Hornibrook (1934; citado por Pheasant, 1996), arguyen que la posición en cuclillas, en la cual los muslos se presionan contra la pared abdominal, facilita y hace más eficiente los movimientos intestinales, lo cual previene una variedad de enfermedades a los que estamos predispuestos como resultado de nuestra dieta y nuestros hábitos sedentarios. Sin embargo, cambiar los hábitos occidentales es algo muy difícil, por lo que debemos concentrarnos en el diseño del excusado tradicional en nuestro contexto. Partiendo del supuesto de la adecuación fisiológica, lo que puede hacerse para mejorar la función es bajar el nivel del excusado para aproximarlo a la postura en cuclillas y considerar una buena superficie de apoyo en el asiento para mayor comodidad, ya que en las nalgas y los muslos se soporta mucha proporción del peso del cuerpo.


6.5.3 Recámara Considerando la cantidad de tiempo que pasamos en la cama y la importancia del sueño, es relevante la poca información de que se dispone procedente de estudios científicos formales. La persona alta generalmente se queja de que las camas son demasiado cortas. Noble (1982; citado por Pheasant, 1996) cita los resultados de un estudio de camas hecho en Inglaterra. Ya sean camas individuales o king size, la longitud varió de 1,900 a 2,360 mm. La longitud de la persona recostada es algo mayor que su estatura; y la cama debe ser algo más larga, ya que las personas duermen a veces con las manos arriba de sus cabezas. Asumiendo que una persona requiere de una longitud de al menos 150 mm más que su estatura para su comodidad, se puede hacer el cálculo correspondiente. El ancho de la cama es más complicado. Una persona durmiendo hace más de 60 cambios de postura durante el curso de la noche. Fisiológicamente, estos cambios cumplen una función: sirven para aliviar la tensión muscular, prevenir la presión en zonas conflictivas, etc. Por lo tanto, la cama debe ser tan ancha que permita hacer estos cambios en la postura. En la práctica esto tiende a significar que mientras más amplia sea, mejor. Debe haber, lógicamente, un punto en el cual el aumento en anchura no tenga ningún beneficio. La determinación de este punto debe estar sujeta a estudios empíricos. Debe ser considerada la conveniencia de diseñar el ancho de la cama para dos usuarios. La altura de la cama y la conductividad térmica de los materiales también deben ser consideradas desde el punto de vista ergonómico. Las personas que tienen problemas de espalda frecuentemente reciben instrucciones de dormir en una “cama dura”. La experiencia indica que frecuentemente esto es incorrecto y en algunos casos una cama excesivamente dura puede ser peor (Norfolk, 1993; Nicholson et al., 1985; citados por Pheasant, 1996). Parte del problema parece basarse en la confusión de dos propiedades físicas diferentes de la cama que podríamos llamar “adaptación anatómica” y “pandeamiento”. La adaptación anatómica es la habilidad de la cama de


adaptarse al contorno del cuerpo y apoyar en una diversidad de posiciones con un mínimo de presión en las distintas partes del cuerpo. La adaptación anatómica es una propiedad principalmente del colchón en sí. Hay una variedad de maneras de lograr esto técnicamente, en términos del diseño de los resortes de la cama, etcétera. Sin embargo, si el colchón es demasiado suave, éste tenderá a hundirse en forma de hamaca. Para que sea confortable y proporcione apoyo postural es deseable una combinación que permita el confort sin hundirse.

6.6 Herramientas manuales El sistema operador-herramienta manual tiene tres componentes: el trabajador, la herramienta y la tarea (Kriefeldt y Hill, 1975; citados por Mital y Channaveeraiah, 1988). Los tres componentes interactúan entre sí e incluyen algunos factores que influyen en la capacidad de torque. A continuación se describen estos factores y se hacen algunas recomendaciones al respecto, principalmente en lo que compete a la adecuación antropométrica.

6.6.1 Efecto del género del trabajador El total de la fuerza de torque en mujeres es aproximadamente dos terceras partes de los hombres.

6.6.2 Efecto de fuerzas isométricas y variables antropométricas La fuerza isométrica del hombro parece limitar la capacidad de esfuerzo de torque. La antropometría del individuo, en general, no es importante.

6.6.3 Efecto de la postura del cuerpo Una postura extremosa (de pie vs. tendido de lado) afecta sustancialmente el esfuerzo de torque. La media del máximo de torque para hombres varía de 17 a 23 Nm. Para mujeres, el rango es de 10 a 16 Nm.


6.6.4 Efecto de la técnica/experiencia Los trabajadores con experiencia ejercen dos veces la fuerza de los novatos cuando usan alguna herramienta especial, como un mazo de alcayata. Esta gran diferencia, sin embargo, es debida a la técnica utilizada por los trabajadores experimentados (acción de golpe fuerte opuesto a la aplicación de fuerza sostenida). Una acción de golpe causa un tirón y, por lo tanto, gran fuerza. Se debe tener en mente que una acción de golpe no siempre es posible; los desarmadores, por ejemplo, no permiten una acción de golpe.

6.6.5 Efecto del tipo de herramienta Con las llaves se ejerce una fuerza de torque considerablemente más grande que con los desarmadores (10 a 20 veces más) porque se usan diferentes músculos y palancas en los brazos. Para los desarmadores, la capacidad de esfuerzo de torque generalmente aumenta con el diámetro del mango. Para las llaves, el torque varía linealmente de acuerdo con la palanca del brazo. Sin embargo, hay excepciones. Esto probablemente se deba a dos factores: a) tipo de mango, y b) la naturaleza del acoplamiento entre la herramienta y la pieza de trabajo. Otro aspecto de la herramienta es el peso. En un intento de reducir el requerimiento de que una herramienta sea operada manualmente por opresión fuerte, giro o palanca, muchas herramientas son ahora eléctricas o neumáticas. Desafortunadamente, algunas de ellas llegan a ser bastante pesadas, especialmente cuando sus pesos incluyen motor de cordón o manguera. Los pesos combinados de 50 N no son raros en las perforadoras o barrenadoras comerciales, sándalos o amortiguadores. También se debe conocer que el efecto del peso es agravado aún más con la adicional acción del músculo necesaria para precisar la posición y estabilizar una herramienta durante la operación. Si el lector ha revisado el capítulo 5, le resultará obvio que no es posible recomendar un límite específico de peso aislado, sin la consideración de los otros factores. Si una herramienta manual debe ser sostenida por períodos largos de tiempo directamente enfrente del cuerpo, se podría aplicar un límite. Si la herramienta se usa continuamente con el brazo


flexionado o abducida hacia el hombro, debería tener un peso bajo. Si es usada sólo ocasionalmente por algunos segundos, podrían ser apropiados valores más altos en el peso. Si se ha determinado que una herramienta manual tiene un peso significativo o si es usada con el brazo elevado en flexión o abducción, deben ser considerados ya sea un aparato balanceador de herramienta o un brazo acojinado (codo), o ambos, para reducir el momento de carga sobre el hombro. Los balanceadores de herramienta trabajan contrabalanceando el peso de una herramienta con muelles grandes (frecuentemente enrollados en un carrete conectado a un cable) suspendido sobre el área de trabajo y conectado a la herramienta (ver figura 6.6). El éxito del balanceador de herramienta más simple requiere: a) que el área de trabajo sea limitada en tamaño para que baje el balanceador de herramienta y aun así sea posible algún balanceo de ella, y b) que la herramienta sea usada en una orientación general, vertical o horizontal pero no en ambas. El uso de un balanceador de herramienta permite el uso de herramientas pesadas con un mínimo de esfuerzo, y frecuentemente proporciona un medio conveniente para almacenar las herramientas manuales en un área de trabajo congestionada mientras no están en uso.

Figura 6.6 Balanceador para herramienta manual.

6.6.6 Efecto de la forma del mango Las consideraciones anatómicas o de forma, básicamente se refieren al diseño de la herramienta que debe reflejar consideraciones adecuadas en relación con que la muñeca del operador y el brazo tienen características


rotacionales, y que siempre que la acción de la herramienta requiera empujar, jalar o rotar, o todas ellas, los ejes rotacionales de la extremidad son importantes para su apropiada manipulación. Es básico para el diseño de la herramienta manual la postura que debe tomarse con el propósito de que permita la mejor ventaja mecánica (Woodson, 1981). Así mismo, la forma del mango influye significativamente en la capacidad de la fuerza que se va a ejercer. En el caso de las navajas, por ejemplo, la fuerza ejercida con agarradera triangular puede ser más del 10% comparada con la fuerza de empuje ejercida con mangos circulares o cuadrados.

6.6.7 Efectos del tamaño del mango En lo que se refiere a las características dimensionales de los operadores humanos, éstas son críticas para la efectividad con la cual pueden asir, sostener, manipular o guiar una herramienta manual. Particularmente importante para el uso efectivo de la herramienta es el diseño de la agarradera de ésta, no sólo para que pueda ser sujetada apropiadamente, sino también para que pueda ser guiada de manera adecuada durante una aplicación de fuerza determinada y para aumentar o disminuir la fuerza ejercida (Woodson, 1981). En estudios hechos en otros países se ha encontrado que un perímetro de aproximadamente 110 mm, por ejemplo, maximiza la fuerza de empuje con navajas. Para desarmadores, de 20 a 50 mm de diámetro de los mangos maximizan la fuerza de torque. La longitud del mango del desarmador, sin embargo, no influyen la fuerza de torque (Chaffin, Andersson y Martín, 1999). La fuerza de prensión varía significativamente con la extensión del mango desde el centro de la mano. En un estudio reportado por Chaffin, Andersson y Martín, (1999) se observó una fuerza máxima de prensión cerca de 7.5 a 8.0 cm. También es evidente la gran variación en la población con mujeres, que muestran tener aproximadamente la mitad de la fuerza de prensión del hombre. Es obvio que no podemos tomar literalmente estos datos, ya que corresponden a población extranjera.


Lo que los diseñadores pueden retomar es que, a partir de los datos de nuestra población, se recomienda que se resten 10 mm al diámetro de empuñadura para determinar el diámetro de un mango para fuerza (Grant y col., 1992; citado por Konsz y Johnson, 2000). Así mismo, dado que el sexo femenino no sólo difiere en fuerza sino también tiene menores dimensiones en las manos, las herramientas que utilicen deben diseñarse especialmente para ellas. Si el diámetro del mango de fuerza es demasiado pequeño, esto provocará mucha presión en los dedos. Los trabajadores tratan de corregir este problema engrosando el mango con cinta adhesiva (May, 1997; citado por Konsz y Johnson, 2000). Si el mango es demasiado grande, los dedos no se cierran y se produce estrés. De cualquier manera, aun retomando estos principios sería necesario comprobar experimentalmente el desempeño con estas adecuaciones antropométricas.

6.6.8 Consideraciones de las holguras Aunque en la discusión precedente se ha puesto énfasis en el tamaño de la herramienta y los parámetros de la forma en relación con el efecto sobre el estrés en las extremidades superiores y el desempeño, también es apropiado diseñar herramientas u otros objetos manipulados manualmente con el libre movimiento de los dedos en mente. Por ejemplo, qué tamaño de abertura es necesario para una caja de carga para asegurar que una mano larga (posiblemente con guantes) puede ser insertada suficientemente adentro para proporcionar una prensión completa (por ejemplo, todos los cuatro dedos alrededor del objeto y opuestos al pulgar). Esto concierne a la antropometría de la mano. Una holgura adecuada también reduce las quemaduras y la probabilidad de que haya magulladuras o heridas.

6.6.9 Efecto de los guantes Los guantes interfieren con los movimientos manuales. El hecho de sostener el mango consume una fracción de fuerza de torque generada por la contracción isométrica. La fricción entre el mango y los dedos no siempre


es suficiente para prevenir el deslizamiento. Esto es particularmente cierto cuando las superficies están húmedas. En general, los guantes pueden reducir la capacidad de torque en 30%. La información disponible es insuficiente para establecer las diferencias entre los diferentes tipos de guantes.

6.6.10 Efecto de la textura Los nudos y las estrías aumentan la transmisión del torque por los dedos en comparación con las superficies lisas (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975). Se han realizado investigaciones de campo (Corrigan y cols., 1981; Drillis y cols., 1963; Widule y cols., 1978; Rohmert, 1966; Springer y Streimer, 1962; Mital y cols., 1983; Mital y cols., 1985; Mital, 1986; Mital y Sanghavi, 1986; citados por Mital y Channaveeraiah, 1988) en otros países con el propósito de generar bases de datos del máximo de la capacidad de torque como función de todos los factores del trabajador y de la herramienta y sus relaciones; sin embargo, en México no se conocen investigaciones al respecto.

6.6.11 Tipos de asimientos Puesto que el asimiento de la herramienta es de vital importancia, presentamos a continuación los diferentes tipos de asimientos con prensión (Roebuck, Kromer y Thompson, 1975): 1. Asimiento con prensión de pulgar-dedo (pinza): la punta del pulgar se opone a la punta de cualquier otro dedo. 2. Asimiento con prensión palmar-pulgar (tenaza): la yema del pulgar se opone a la yema de un dedo o de varios dedos cerca de la punta. Este asimiento se desarrolla fácilmente a partir del asimiento 1. 3. Asimiento pulgar-índice lateral: el pulgar se opone (de forma radial) al lado del índice. 4. Asimiento pulgar-dos dedos (de escritura): el pulgar y dos dedos (frecuentemente el índice y el medio) se oponen uno a otro cerca de los extremos.


5. Prensión pulgar-puntas de los dedos (asimiento de disco): la yema del pulgar y las yemas de los otros tres o cuatro dedos se oponen uno a otro cerca de los extremos (el objeto aprehendido no toca la palma). Este tipo de asimiento se desarrolla fácilmente a partir del asimiento 4. 6. Prensión palma-dedos (asimiento de collar): gran parte de la superficie interior de la mano está en contacto con el objeto mientras éste es empuñado. Este asimiento se desarrolla fácilmente a partir del tipo 5. 7. Asimiento de fuerza: toda la superficie interior de la mano está sujetando una agarradera frecuentemente cilíndrica, la cual corre paralelamente a los nudillos y por lo generalmente tiene protuberancias a uno o ambos lados de la mano. Konsz y Johnson (2000) señalan una clasificación de asimientos de herramientas en tres tipos: 1. Asimiento para fuerza. En el cual los cuatro dedos rodean la agarradera y se cierran con el pulgar sobre el primer dedo (ver figura 6.7). Sería equiparable a la número 7 mencionada por Kromer en la serie precedente. 2. Asimiento de fuerza media. En éste los cuatro dedos actúan como un grupo, pero cambia la posición del dedo pulgar. Las dos variaciones son el asimiento oblicuo y el asimiento de gancho. En el asimiento oblicuo, el pulgar se alinea a lo largo del eje de la herramienta para proporcionar precisión, pero con pérdida de fuerza. La fuerza es cerca de dos tercios del asimiento de fuerza (ver figura 6.8). El asimiento de gancho tiene presentaciones distintas. De manera general, los cuatro dedos se encuentran también, como en el de fuerza, alrededor del mango, pero el pulgar está relajado y no se usa. Un ejemplo es la recomendación que dio Gilbreth, hace un siglo, de la forma de tomar un ladrillo (ver figura 6.9). Otro ejemplo es cuando se sostiene un portafolios, mientras se toma de manera horizontal el manubrio de un carrito para empujarlo, o lateralmente una charola. Este tipo de asimiento podría ser equiparable al número 6 de Kroemer.


Figura 6.7 Asimiento de fuerza.

Figura 6.8 Asimiento de fuerza media.

2. Asimientos de precisión. Éstos se utilizan para actividades que requieren más exactitud que fuerza, ya que sólo se puede ejercer con ellos aproximadamente el 20% de la fuerza de un asimiento para fuerza (Swanson y col., 1970; citado por Konsz y Johnson, 2000). Este tipo de asimiento se subdivide en: • Asimiento de precisión interna. Un ejemplo de éste es cuando se utiliza un cutter (ver figura 6.10). Sus características son que utiliza un agarre de pinza por el pulgar opuesto al índice o dedo medio, sostenido por los dedos meñique y anular y la parte lateral de la mano, pasando el mango por la parte interna de ésta. • Asimiento de precisión externa. Es el que se utiliza cuando se toma una pluma o un lápiz. Se caracteriza por ser un asimiento de pinza por el pulgar en posición con el dedo índice o medio, se apoya en el lado del dedo índice o sobre la piel en la base del pulgar y el mango pasa sobre el pulgar; por lo tanto. es externo a la mano (figura 6.11). Estos podrían ser equiparables a los asimientos 1, 3 y 4 de Kroemer. En general, los asimientos del 1 al 5 de Roebuck, Kromer y Thompson (1975) corresponden a tareas de precisión. El 6 es un asimiento de transición entre los de precisión y el de fuerza.


Figura 6.9 Asimiento de gancho.

Figura 6.10 Asimiento de precisión interna.

Figura 6.11 Asimiento de precisión externa.

6.7 Vestido Cada masa tiene una forma óptima. Un cambio en la talla requerirá un cambio en la forma. Es realmente el estudio de la proporción superficie/ volumen. Considere un hombre de 2 m de talla. Si usted lo hace un gigante de 20 m, el peso aumentará por 10 por la estatura, por 10 por el ancho, por


10 por el grosor = 1,000. Sin embargo, su sección transversal del hueso de la pierna aumenta sólo 10 por 10 = 100, de manera que con cada paso, el estrés sobre la pierna es 10 veces más que el que sería en un humano normal. De esta manera, cuando él corriera, se le rompería la pierna. El mismo concepto limita a los árboles a una altura máxima de 100 m, aunque el estresor para los árboles es el viento (Konsz y Johnson, 2000). La discusión precedente, acerca de las proporciones, fundamenta el porqué la determinación de las tallas en la industria del vestido a la fecha sigue siendo un gran problema. El tamaño, la forma y la proporción son conceptos difíciles de investigar y analizar, dado que la relación entre cuerpo y ropa es compleja y frecuentemente ambigua. Sin embargo, es un buen campo de investigación en la ergonomía que, como mencionamos anteriormente, no ha sido muy desarrollado. Los métodos comunes para crear tallas y analizar el ajuste de las prendas de vestir son: a) basados en la medición de un modelo ideal; b) ajustando para tallas adicionales usando reglas para graduar y definir aumentos y disminuciones proporcionales a partir del patrón base, y c) evaluados visualmente en el modelo base en dos dimensiones comparando las mediciones lineales de la ropa con las mediciones lineales del cuerpo (Keiser y Garner, 2003; citado por Loker, Ashdown y Schoenfelder, en línea). El proceso general para el diseño de ropa reportado por Roebuck (1995) se describe a continuación. Este esquema está influenciado por el procedimiento utilizado en el diseño de ropa en el ámbito militar. Igual que en el caso del diseño de equipo, el diseño de ropa debe incluir la selección de la población usuaria y, por lo tanto, las bases de datos antropométricos correspondientes.

6.7.1 Ajuste de tallas Pasos: 1. Seleccione la base de datos apropiada de la población usuaria. Igual que en el proceso general de adecuación antropométrica, debe considerarse una base de datos de medidas antropométricas igual o similar a la de


la población usuaria para asegurarse que realmente sea una adecuación efectiva. 2. Seleccione las dimensiones clave en las cuales se basarán los rangos de diseño de otras dimensiones. Muchos estudios estadísticos de correlación entre dimensiones muestran que el peso y la estatura son las dos dimensiones más efectivas para muchos ítems en el diseño de ropa militar (Emanuel, Alexander, Churchill y Truelt, 1959; citados por Roebuck, 1995), especialmente aquellas que deben estar muy ajustadas a grandes proporciones de la superficie del cuerpo. Es usual que en el diseño de ropa, las camisas para hombres se ajusten por la circunferencia del cuello y el largo de la manga. El diseño de camisas para hombres debe ser suficientemente holgado en pecho y cintura. Note que la circunferencia del cuello está relacionada con la masa corporal y la longitud de la manga con las medidas verticales, como la estatura. El diseño de blusas de mujeres, generalmente se relacionan con la circunferencia del busto y el largo de la manga. 3. Seleccione los intervalos para las dimensiones clave, los cuales establecerán cada categoría de talla. En la literatura no está bien detallado este proceso probablemente porque depende de los juicios o la experiencia de las personas, lo que involucra negociaciones entre los siguientes factores: • Número de tallas especificadas con anticipación. • Anchura máxima permisible de una categoría de talla en términos de la dimensión clave. • Rango disponible de ajustabilidad dentro del ítem. • Material del que se hará (tela elástica o no). • El entallado que se desea. • Si la ropa es de una sola pieza o de dos. Idealmente, las tallas deben ser varias y estar distribuidas de manera relativamente uniforme entre la población de manera que se economice al producir masivamente en la hechura de los patrones y el corte de la ropa. Otro objetivo deseable es reducir la cantidad de ropa necesaria y propor-


cionar un ajuste confortable y efectivo para cada cliente. Para lograr esto, el procedimiento parece ser el de “cortar y probar”. 4. Desarrollo de los datos dimensionales para cada una de las categorías de tallas establecidas. Una vez que se han establecido el número propuesto de tallas y sus intervalos respectivos para las dimensiones clave, se pueden definir subsecuentes análisis estadísticos y cuantificarse los resultados del tratamiento de cada opción. Los estudios militares han sugerido que para muchos diseños de ropa, basados en la estatura y el peso, sólo de seis a nueve tallas son razonables, y el rango de diseños para circunferencias y longitudes específicas debe cubrir de una y media a dos veces la desviación estándar de los datos para personas de cada intervalo de talla, con la posibilidad de aumentar a la siguiente talla; con este proceso se puede acomodar al 95% de la población. La Tabla 6.3 muestra la manera de dividir la distribución bivariada de los datos de peso y estatura para definir intervalos de talla de ocho tallas para hombres militares. Otros estudios han hecho 12 divisiones. 5. Convertir los datos resultantes en valores de diseño apropiados. Clasificar los datos de los individuos dentro de los intervalos de talla seleccionados para las dimensiones clave y calcular las medias y desviaciones estándar para cada grupo. En general, estas distribuciones no serán normales ni similares de un grupo a otro, de manera que las medias no caerán exactamente en el centro del intervalo. 6. Establecer la tarifa o el número de tallas necesarias para el conjunto de ropa de la población usuaria. Cuente el número de personas que caen en cada intervalo de talla y exprese porcentaje con respecto al grupo total. La decisión de aumentar las tallas puede aumentar los precios. Prueba de ajuste. Además de los pasos anteriores, hay un último paso que frecuentemente es ignorado, El cual incluye la prueba de ajuste acompañada de la medición antropométrica de los sujetos, o bien prototipos de ropa para determinar si el esquema de tallas que se desarrolló es correcto para el tipo de ropa que se va a producir (Emanuel et al., 1959).


Por otra parte, Meindl y Hudson (1992) señalan el método de acomodación multivariado que se debe utilizar para el diseño de ropa. El método de acomodación multivariado se basa en el análisis de los componentes principales, lo cual reduce una lista de variables a un número pequeño que se puede manejar y, por lo tanto, hace posible que los diseñadores seleccionen el nivel del porcentaje deseado de una población para acomodarlo. Este nivel de porcentaje se acomoda de manera que tome en cuenta no sólo la varianza del tamaño, sino también la variabilidad proporcional; por ejemplo, no sólo los individuos que son grandes o pequeños uniformemente, sino también aquellas mediciones que combinan, por ejemplo, torsos pequeños con piernas largas o viceversa. Hay técnicas estadísticas multivariadas que podrían utilizarse para determinar combinaciones de tamaños corporales. La técnica que Meindl y Hudson (1992) reportan da una descripción mucho más exacta del tamaño corporal y de la variabilidad proporcional en la población . Finalmente, es necesario insistir en que la adecuación de las tallas de ropa a las dimensiones reales de los usuarios es un trabajo difícil que está aún por realizarse, y más en nuestro país, donde no disponemos ni siquiera de una base de datos nacional completa. Más allá de ello, será necesario un cuidadoso análisis de las proporciones corporales en los diversos sectores y en ambos sexos de la población, pues a partir de los pocos datos que se conocen, y a grosso modo, podemos decir que nuestras proporciones difieren en un alto grado de las de los norteamericanos y los ingleses.

6.8 Conclusión Aunque este capítulo no es un tratado exhaustivo de principios y recomendaciones ergonómicas en relación con las adecuaciones antropométricas, se intentó reunir los principales datos aplicables a los ámbitos del diseño. De esta manera, el Centro de Investigaciones en Ergonomía propugna por un diseño ergonómico basado en la ingeniería antropométrica y la biomecánica produciendo, por un lado, bases de datos antropométricos y, por otro, documentos que faciliten al diseñador el uso de ellos, de manera tal que se mejore la calidad de vida del ser humano tanto en su vida cotidiana como en el trabajo.


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Factores ergonómicos en el diseño Antropometría se terminó de imprimir en el mes de junio de 2005-09-09 en los talleres Grupo Gráfico de Occidente, S.A. de C.V. Para su formación se utilizaron los tipos Adobe Caslon 11 puntos para textos y Helvética Bold Condensed 14 puntos para títulos Cuidado de la edición: Lilia R. Prado León, Rosalío Ávila Chaurand y Edgardo López Martínez. El tiraje fue de 500 ejemplares

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