Revista.2010-03(2)

REVISTA CIIentífica 2010, vol. 7, núm. 7, pp. 7-7

DISEÑO DE BANCO ERGONÓMICO UTILIZANDO PEDALES, PARA REDUCIR EL DOLOR DE ESPALDA EN EL TRABAJADOR DE LA INDUSTRIA. Nora Leonor Elizabeth Garcia Tobar (Inga. Industrial) [email protected] Nelly Ibeth Salazar Vargas (auxiliar de investigación) [email protected] Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico Escuela de Ingeniería Mecánica Industrial Facultad de Ingenieria

Resumen En Guatemala, los trabajadores de la industria que laboran jornadas largas de trabajo en posición sentada y a la vez accionando pedales, presentan síntomas de dolor de espalda y cuello, siendo estas dolencias la causante de un ausentismo laboral. Por lo que se elaboró un análisis de percentiles de la distribución normal de datos obtenidos de nueve medidas antropométricas, de un grupo de 321 personas; medidas que fueron utilizadas para el diseño del banco ergonómico. El banco se compone de una base trípode, sin respaldo y no apoya brazos. Se espera que el diseño sea un impulso para de la ergonomía en puestos de trabajo industrial en el país.

Introducción El dolor de espalda y cuello ha sido el causante del ausentismo laboral, problemas con la familia y la vida social, especialmente cuando se trabaja sentado y utilizando pedales. Debido que, más del 80% del mundo o c c i d e n ta l s u f r e d e e s ta d o l e n c i a ( M A RT Í N MUNCHARAZ, 2001), convirtiéndose en una enfermedad laboral. Por este motivo se diseñó un banco ergonómico, el cual puede contribuir al mejoramiento de las condiciones laborales en diferentes áreas de una línea de producción. La salud se convirtió en un derecho desde los 1948(Asamblea General de las Naciones Unidas,1948) situación que ha mejorado en el tiempo eliminando en la mayoría de veces enfermedades infectocontagiosas (OMS, 20005), pero el tema de dolor de espalda ha sido investigado y estudiado muy poco, debido que la salud ocupacional descansa para su investigación en

Palabras Clave: ergonomía, antropometria, banco

las herramientas que le brinda la epidemiología, especialmente en países en vías de desarrollo como

Abstract In Guatemala, the industrial workers who work long hours in a sitting position while driving pedals, show symptoms of back and neck pain, these conditions cause absenteeism; so we elaborated an analysis of the normal distribution percentiles of data from nine anthropometric measures. The stool consists of a tripod base, backless and no armrests. It is expected to be an impulse for ergonomics in industrial jobs in the country.

es Guatemala, donde el dolor de espalda no es un

Key Words: ergonomics, antrophometry, stool

bajo condiciones medioambientales normales, dicha

enfermedad es un síntoma que se desarrolla por trabajos repetitivos, continuos que se realizan sentados; por lo que es necesario realizar una estrategia de estudio ergonómico para mejorar las condiciones laborales de los operarios. El estudio se realizó con una muestra de operarios, trabajadores de una maquila, con el propósito de caracterizar las diferentes dolencias que se presentan en los operarios, trabajando en una jornada diurna, y información se obtuvo de una encuesta que se realizó

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antropométricas tanto de operadores y operarias, con la finalidad de tener las medidas promedio, para proceder al diseño del banco ergonómico. El banco ergonométrico no tiene respaldo, ni apoya codos, tiene un aspecto extraño y muy simple a la vista,

parte se procedió a realizar medidas antropométricas, siendo un total de nueve puntos a considerar: 1. 2.

pero gracias a su disposición del asiento se equilibra la masa y el centro del cuerpo logrando con esto una reducción del dolor de espalda y el cuello.

Metodología El estudio se llevó en entre operarios y operarias que trabajan en una maquila dedicada a la producción textil, ubicada en la ciudad de Guatemala, entre el 1 de febrero 2010 al 1 de febrero 2011. Solamente se tomaron datos en la jornada diurna, de 7:30 a 16:30 horas y de lunes a viernes. Y en operaciones que se trabaja sentado y a la vez se accionan pedales, bajo condiciones labores, y medioambientales (ruido, vibraciones, temperatura, ventilación, iluminación, entre otros) en un nivel normal. Esto representa una muestra de 321 personas siendo el 68% mujeres y un 32% hombres. Una vez determinada y escogidas las personas, se procedió a realizar un cuestionario para poder conocer su condición y dolencias. Una vez terminada esta etapa se procedió a crear una base de datos, para poder analizar las diferentes factores que pueden causar los dolores de espalda y cuello. Como segunda

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3.

4.

5. 6. 7. 8.

Altura de la rodilla: medida vertical desde el suelo hasta la rótula. Altura del muslo: medida vertical desde la superficie del asiento hasta el punto alto de la pierna. Altura del asiento: medida entre el plano del asiento hasta la base del omóplato. Altura de la pantorrilla: medida vertical desde el suelo y de la altura de los músculos que componen la pantorrilla. Largo de Brazo: medida entre el codo y la punta del dedo índice. Plano del muslo: medida del muslo colocado en un asiento. Ancho de caderas: medida horizontal cuando se está sentado. Ancho de hombros: medida horizontal entre clavículas estando sentado.

Durante las mediciones se tuvo el cuidado de: a. los pies deben tocar completamente el suelo, b. el ángulo de la pierna en posición sentada debe ser aproximadamente de 90 grados. Y c. el codo, respecto de la mesa, debe formar un ángulo de 90 grados. A todas las medidas también se revisaron los requerimientos de pedales por parte de los proveedores de maquinaria. Con estos resultados se procedió a realizar el diseño del banco ergonómico.


al inicio del estudio. Luego se procedió a tomar medidas


Resultados Análisis Antropométrico Para el diseño del banco, se recabaron 321 personas, siendo el 68% mujeres y un 32% hombres, de los cuales se determinaron varias dolencias como lo indica en la tabla 1: Gráfica 1: Dolencias en operarios inicial

Fuente: Salazar, Nely

Siendo estas dolencias causantes de estrés traumático que desencadena una serie de problemas laborales, familiares e incluso con la sociedad. Debido a los costos que genera el tratamiento médico para aliviar los síntomas derivados de estar sentadas mucho tiempo realizando actividades repetitivas, en jornadas labores muy largas.

Ante las dolencias presentadas en la gráfica 1, se decidió tomar las nueve medidas tanto en hombres como en mujeres, logrando con ello un análisis estadístico basándose en los percentiles de las medidas basadas en centímetros:

Tabla 1: Percentiles de medidas, análisis antropométrico

Fuente: Salazar, Nely

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Figura 1 Silueta de Banco

Fuente: propia, patente en proceso Con la figura anterior se presentan los diseños finales del banco ergonómico a proponer. Figura 1 Diseño de Banco

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Fuente: propia, patente en proceso.

Figura 1 Dimensiones del banco argonómico.

Fuente: propia, patente en proceso.

Discusión Al realizar mucho tiempo la misma tarea repetitiva, en una posición sentada y accionando pedales a la vez, se producen ciertas lesiones en ciertas zonas del cuerpo humano como en el cuello, espalda, brazos, piernas; variando desde sensaciones ligeras hasta complicadas como la tensión a lo largo de la columna vertebral. Y todas provocadas por el asiento. El objetivo de este estudio es recomendar un banco ergonómico, basándose en medidas antropométricas que se basaron en resultados de la encuesta de dolencias las cuales se puede observar que el 100% de la muestra de empleados, todos presentan dolor de espalda, que va de moderado a muy fuerte. Es importante señalar que debido a este dolor, se tomaron las medidas en los nueve puntos clave para diseño de un asiento. Logrando con ello una base de datos, que distribuidos estadísticamente en percentiles para describir la normalidad entre el percentil 5 y 95, en función de peso y las diferentes tallas de 8 puntos distintos del cuerpo, mientras se mantiene en la posición de sentado.


Diseño de banco: En función de los datos obtenidos en el estudio antropométrico, y viendo que pueden utilizarse para realizar un diseño ergonómico, se procedió a diseñar el banco. El cual a simple vista tiene una apariencia simple, sin apoya brazos ni respaldo, pero siempre pensando en crear una condición ideal para que la persona opere óptimamente una maquina, usando manos y a la vez accionando pedales. Debido a lo anterior se procedió a diseñar el banco, con apoyo del s o f t w a r e Tr i m b l e S k e t c h u p ( c o n o c i d o anteriormente como Google Sketchup), donde se simularon las posibles situaciones del banco, así como de medidas. Diseño de banco que es presentado en las siguientes figuras:


Como se sabe son muy pocas las personas (tanto hombres como mujeres) que conocen correctamente la posición de sentado, ya que la mayor parte ni siquiera usa el respaldo del asiento, y todo debido a la mala adecuación de los asientos en el lugar de trabajo. Por lo que se diseña un banco ergonómico que corrija la mala posición de sentarse con la finalidad de apoyar la posición (vertical) de la columna vertebral. Conclusion y Recomendación La postura inadecuada a la hora de sentarse y a la vez accionando pedales en un puesto de trabajo en la industria es el causante de la aparición de síntomas desde una manera leve hasta una complicada, en la zona de la columna vertebral, provocando dolores de espalda y cuello. Por lo que es importante establecer un programa de uso de un banco ergonómico para que corrija la vertical de la columna vertebral. Se espera que la propuesta del diseño del banco ergonómico sea de beneficio para los operadores que trabajan sentado dentro de la industria. Y a la vez que sea un impulso para otros estudios en el área de ergonomía en Guatemala.

Fuente. Fulgan Nancy

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7.

Inga. Nora Leonor Elizabeth Garcia Tobar Investigadora Principal Nelly Ibeth Salazar Vargas Auxiliar de investigación Encargada de la Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico - EMI Escuela de Ingeniería Mecánica Industrial Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Carlos de Guatemala

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CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DE GUATEMALA Y ESTRATEGIAS DE REDUCCIÓN DE CONSUMO DE COMBUSTIBLES FÓSILES Marco Fabio Gudiel Sandoval (Ingeniero Electricista) [email protected] Romel García Prado (MSc. Ingeniero Químico) [email protected]; CESEM, Facultad de Ingeniería, Universidad de San Carlos de Guatemala (USAC). Facultad de Ingeniería Universidad de San Carlos de Guatemala

Resumen

Introducción

El presente artículo realiza una caracterización del sector energético de Guatemala, tomando en cuenta su estructura institucional, potencial de sus recursos energéticos y su consumo, desagregado por las distintas fuentes que conforman la matriz energética.

La Energía es una variable transversal a la economía, la sociedad y al ambiente, y esencial para el desarrollo económico y social, que contribuye a la mejora de la calidad de vida.

Asimismo, se proponen lineamientos generales para la implementación de estrategias que conlleven a una reducción del consumo de combustibles fósiles a través de la utilización del recurso renovable. Palabras Clave: Caracterización, Energías Renovables, Biocombustibles, Medio Ambiente, Impacto Económico Abstract This article offers a description of Guatemala's energy sector, taking into account its institutional structure, potential energy resources and consumption, disaggregated by various sources that make up the energy matrix. It also proposes general guidelines for the implementation of strategies that lead to a reduction in consumption of fossil fuels through the use of renewable resource. Key Words: Characterization, Renewable Energy, Biodiesel, Environment, Economic Impact

En este sentido el sector energético desempeña un papel fundamental en el desarrollo de los países, ya que los saltos tecnológicos y avances en las capacidades productivas se han dado gracias a la evolución de la producción energética. Sin embargo, gran parte de la energía mundial se produce y utiliza actualmente de modo que podría no ser sostenible a largo plazo. Marco institucional del sector energético de Guatemala El sector energético de Guatemala se puede subdividir en tres subsectores principales: el subsector eléctrico, subsector hidrocarburos y el subsector energías renovables. Al respecto, los primeros dos tienen ya una estructura legal e institucional muy definida y avanzada, mientras que el tercero tiene una regulación y estructura débil. Actualmente el Ministerio de Energía y Minas ejerce la rectoría del sector energético, según las funciones establecidas en el Artículo 34 del Decreto Número 114-97, Ley del Organismo Ejecutivo, en el que se define que este Ministerio atenderá lo

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Potencial energético de Guatemala Guatemala tiene una gran cantidad de recursos renovables y no renovables que pueden ser utilizados con fines energéticos. Tabla 1. Potencial energético de Guatemala

Fuente: Gudiel, Marco

Aproximadamente el 65% del territorio guatemalteco está compuesto por rocas sedimentarías, indicando la probabilidad de encontrar petróleo en cualquier parte del país. Posee tres cuencas sedimentarias, denominadas: Petén (la cual es subdividida en cuenca Peten Norte o Paso Caballos y Cuenca Peten Sur o Chapayal) Amatique y Pacifico, de las cuales solo dos han sido parcialmente explotadas; pudiéndose estimar reservas potenciales entre 3.5 a 27.5

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miles de millones de barriles, reservas probadas de petróleo en aproximadamente 480,000 Kbbl y un producción total del orden de los 15,599.46 barriles por día. Guatemala por su ubicación geográfica y topografía posee sistemas montañosos que determinan dos grandes regiones hidrográficas, la de los ríos que desembocan en el océano Pacífico y los que lo hacen en el Atlántico, que a su vez se dividen en dos vertientes, la del Caribe, por el golfo de Honduras, y la del golfo de México, atravesando Yucatán. Se estima un potencial hídrico total de 10,000 MW para generación de energía eléctrica, y potencial factible de aproximadamente 5499.16 MW, de los cuales el 12.8% es aprovechada, el 2.1% en proyectos en fase de construcción y el resto susceptible de ser aprovechado, según estudios desarrollados por el INDE y empresas privadas que han evaluado la posibilidad de instalar centrales hidroeléctricas. Por otro lado, Guatemala es un país volcánico, en donde la Sierra Madre que la atraviesa en el sur, posee 36 volcanes que se encuentran diseminados en una extensión aproximada de 300 Km, desde la frontera con México hasta la frontera con El Salvador. Esta densidad volcánica proporciona una visión del gran potencial geotérmico que posee el subsuelo del país, el cual se valora en cerca de 1,000 MW. El Instituto Nacional de Electrificación INDE, ha realizado estudios en las principales áreas geotérmicas del país: Zunil II, Tecuamburro, San Marcos, Moyuta y Totonicapán. Guatemala recibe anualmente una energía solar de alrededor de 200,000 TWh. El valor anual de radiación global solar sobre el territorio nacional es de aproximadamente 5.3 kWh/m²/día.


relativo al régimen jurídico aplicable a la producción distribución y comercialización de la energía, los hidrocarburos, y la explotación de los recursos mineros. En este sentido, el MEM, es el responsable de formular y coordinar las políticas concernientes a las tres áreas de su competencia, sin embargo es preciso mencionar que, a partir de la promulgación de la Ley General de Electricidad (LGE) en 1996, se tienen otras instancias que lo conforman.


Guatemala cuenta con una superficie de 1,568 km² donde la clase de viento es 4 o superior. Al asumir una densidad superficial de generación de 5 MW/km², el potencial eólico de Guatemala es de aproximadamente 7,840 MW, que podría generar energía eléctrica en el orden de magnitud de 20,000 GWh por año. Al tomar en cuenta las áreas con vientos de clase 3, el potencial podría incrementarse a 17,200 MW y la generación sería de alrededor de 35,000 GWh por año, sin embargo el potencial factible o probable no se ha estimado. Matriz energética de Guatemala Según el balance energético de Guatemala correspondiente al año 2008, se determina que el consumo final de energía para Guatemala es el orden de 51,264.32 KBep, reportando una tasa de crecimiento negativo de 2.8% con relación al año 2007 y un promedio de 2.6% con respecto al período 2001-2008. Cabe indicar que este crecimiento negativo tiene su explicación a la economía nacional, y como reflejo de la recesión económica mundial. Asimismo, se puede determinar una alta dependencia de productos derivados de petróleo y leña utilizada principalmente en áreas rurales para cocción de alimentos. Figura 1. Consumo energético de Guatemala por tipo energético

Leña 52 Electricidad 10.45 Derivados petróleo 37.6 Comparativamente por sector económico de consumo, el sector residencial representa el 53% del consumo total, seguido por el sector industria, transporte y comercio y servicios, respectivamente, como se observa en la figura siguiente. Figura 2. Consumo energético de Guatemala por sector de consumo


Los derivados de petróleo por su amplia variedad tienen aplicación y uso en todos los sectores económicos, sin embargo, el sector transporte demanda el 61.3% de la demanda energética de dichos derivados, seguido por los requerimientos para generación eléctrica que son del orden del 16.9%. Derivados petróleo 37.6 Comercio y servicios 3 Transporte 16 Industria 28 Residencial 53


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Fuel Oil 31.31 Diesel Oil 0.21 Hidroenergía 42.15 Geoenergía 3.38 Bagazo de Caña 9.89 Carbón mineral 13.06

En cuanto a la matriz energética para generación eléctrica, durante el año 2008 se determina que cerca del 35% de los energéticos para generacióne l é c t r i c a s o n d e l t i p o f ó s i l , mayoritariamente derivados de petróleo, lo que conlleva a una alta dependencia de los precios de la electricidad con los precios internacionales del petróleo. Industria 14.7 Residencial 6.8 Generación eléctrica 6.9 Comercio y servicios 0.3 Transporte 61.3 Figura 4. Consumo de derivados de petróleo por sector de consumo.


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Propuestas de reducción de consumo de combustibles fósiles A raíz del análisis del balance energético de Guatemala, se pueden observar puntos clave para la reducción de consumo de combustibles fósiles. Uno de estos puntos es la utilización de recursos renovables para la generación de energía eléctrica, ya que alrededor del 50% de la generación total utiliza estos recursos. Por otro lado tenemos que sectorialmente el mayor consumidor de combustibles fósiles es el sector transporte, que utiliza cerca del 61.3% del consumo total de productos derivados de petróleo. Según proyecciones de demanda de electricidad realizadas por la Comisión Nacional de Energía Eléctrica -CNEE-, se estima que para el año 2022 se dupliquen los requerimientos de demanda de potencia y energía eléctrica de lo correspondiente al año 2008. Ahora bien, si tomamos en cuenta que Guatemala cuenta con un potencial factible cercano a 5,000 MW en energía hidráulica, 1000 MW en geotérmica y potenciales significativos en energía eólica y en bagazo de caña, se puede esperar que la demanda total pueda ser cubierta con energías renovables. Por otro lado, el parque vehicular reportado para el año 2008 asciende a 1,698,943 vehículos, de los cuales el 84 % son accionados por gasolina, y 14% por diesel y el resto por otro tipo de combustibles.


Sin embargo, debido a las pocas lluvias del año 2009, se estima que para este año la generación térmica represente cerca del 50%.


El crecimiento del parque es alrededor del 6% anual, con tendencia a la baja, y según un modelo econométrico de proyección, para el año 2015 podría llegar a 1,500,000 vehículos a gasolina, y 500,000 vehículos diesel. En virtud que el parque vehicular guatemalteco es predominantemente accionado por gasolina, es un indicador válido para aplicar políticas de reducción del consumo de gasolina a través de la utilización de etanol. Asimismo, debe considerarse la utilización de biodiesel para sustituir en buena parte el consumo de diesel derivado de petróleo. Biocombustibles una solución para el desarrollo sostenible La industria azucarera de Guatemala tiene la mejor productividad de la región, con 98.32 toneladas de caña por hectárea, y la mayor área cultivada de Centroamérica con 197,000 hectáreas.

La producción de melaza fue de más de 116.5 millones de galones y se molieron más de 19 millones de toneladas de caña en la zafra 2004 - 2005. Esta industria ha tenido un crecimiento promedio del siete por ciento durante la última década, lo cual da claros indicios de que el sector azucarero guatemalteco está muy bien establecido. La región en la cual está ubicada. La agroindustria azucarera es la Costa Sur del país, principalmente en los departamentos de Escuintla, Suchitepéquez, Retalhuleu y Santa Rosa. E l pa í s c u e n ta c o n t r e s d e s t i l e r í a s e n funcionamiento, las cuales son Palo Gordo, Servicios Manufactureros y DARSA, mientras que la destilería Bioetanol y Alcoholes MAG se encuentra en fase de construcción; sus capacidades y datos relevantes se presentan en la siguiente tabla:

Figura 3. Producción de Bioetanol

** Estimado


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*

La materia prima que se puede utilizar en el país para producción de biodiesel es la Jartropha Curcas o Piñón, que es una planta que no tiene fines alimenticios, y se puede cultivar en suelos pobres con escasos niveles de precipitación pluvial; además no consituye peligro de sustitución de uso de suelos.

* Por otro lado, se tiene la posibilidad de incluir

Se considera que existen más de 600,000 hectáreas en Guatemala, aptas para el cultivo de Piñon, y que actualmente son tierras subutilizadas y de suelos pobres. Se identificaron más de 600 mil hectáreas: Tierras ociosas/subutilizadas, no son área protegida, no sustituirán cultivos, condiciones apropiadas de precipitación y tipo de suelo. Conclusiones

*

La estructura de oferta y consumo energético de Guatemala promueve una alta dependencia de combustibles fósiles y leña, en donde los sectores que absorben gran parte de esta demanda son el sector transporte y el sector residencial.

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Guatemala tiene un gran potencial energético renovable para generación de energía eléctrica, principalmente hidráulica y geotérmica, que en forma factible se pueden instalar 6,000 MW, que podrían abastecer toda la demanda eléctrica y que en un mediano plazo depender de menos de un 30% de combustibles fósiles para generación de electricidad.

en la matriz energética la utilización de biocombustibles, que podrían reducir en un corto plazo cerca del 10% del consumo de derivados de petróleo utilizado en el sector transporte. Sin embargo, deberán realizarse las investigaciones correspondientes para su correcta implementación. Conclusiones 1. Realizar los esfuerzos tanto institucionales como privados, para estudiar y evaluar las fuentes renovables de energía que permitan disminuir la dependencia de combustibles fósiles. 2. Realizar estudios de demanda energética integral que determinen los requerimientos energéticos a largo plazo y evaluar las opciones suministro energético que permitan una economía y sostenibilidad a largo plazo. 3. Elaborar planes indicativos que orienten las inversiones en infraestructura energética que aseguren el abastecimiento energético y promuevan la competitividad en los precios de los energéticos.


Por otro lado tenemos al biodiesel que proviene de fuentes primarias renovables y por lo tanto contribuye a la disminución de emisiones de CO2. La principal desventaja es que para su producción en grandes volúmenes, se requiere grandes extensiones de cultivos de oleaginosas, lo que es un limitante en el caso de los países de pequeña extensión territorial.


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Marco Fabio Gudiel Sandoval (Ingeniero Electricista) Romel García Prado (MSc. Ingeniero Químico) CESEM-Centro de Estudios Superiores de Energía y Minas, Facultad de Ingeniería Universidad de San Carlos de Guatemala

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