BIOMECANICA APLICADA EN ERGONOMIA

La BiomecnicaLa biomecnica aplica los principios y mtodos de la Ingeniera Mecnica al estudio de las estructuras vivas. La biomecnica se ha

aplicado al hombre para comprender mejor el funcionamiento y las

limitaciones mecnicas de las diferentes estructuras del cuerpo: huesos,

msculos, ligamentos, etc. En otras palabras, la Biomecnica trata de

unir la mecnica con el estudio de la anatoma y la fisiologa.

24 Kg

37

Ciencias que se correlacionan en la persona humana con el objetivo comn de estudiar el cuerpo con el fin de protegerlo en su salud y obtener un mejor rendimiento, resolver algn tipo de discapacidad, o disear tareas y actividades para que la mayora de las personas puedan realizarlas sin riesgo de sufrir daos o enfermedades.

Ergonoma y Biomecnica

reas de la Biomecnica.

Biomecnica medica

Biomecnica medica, encargada del diseo de sistemas para el

mejoramiento y rehabilitacin de determinados sistemas motores

del hombre.

Biomecnica deportiva, que como disciplina docente, estudia los

movimientos del hombre en el proceso de los ejercicios fsicos.

Biomecnica deportiva

Biomecnica ocupacional, estudia al hombre desde el punto de

vista de la tarea que se realiza, las herramientas que utiliza, el

ambiente donde trabaja con el fin de mejorar la realizacin del

trabajo sin sobrepasar los limites que puedan originar daos en

los diferentes sistemas del cuerpo humano.

Biomecnica ocupacional

Costos estimados (USA) de personas con LME

Aos 1997 2005Costo por persona $ 4695 $ 6096

Fuente: JAMA

Tiempo total de recuperacin = 20 das

Las personas con DORT (LME) costaron un 76 % ms

en promedio que las personas sin lesin

Costos estimados (PERU) de personas con LME

Aos 2000 2010Costo por persona / da 590 soles 865 soles

Tiempo total de recuperacin = 8 das

Fuente: propia

COSTOS ECONMICOS DE LOS TRASTORNOS MSCULO ESQUELTICOS

Para el trabajador:

Disminucin de sus ingresos

Aumento de los gastos (farmacuticos, asistenciales)

Prdida de salud

Disminucin de la autoestima, calidad de vida, estrs,

Para la empresa:

Perdidas de productividad

Sustitucin del trabajador de baja

Complementos salariales

Indemnizaciones

Para la sociedad:

Prestaciones econmicas de incapacidad

Infraestructura hospitalaria

Tabla 1: Parmetros de peso de segmentos corporales determinados por Dempster y Clauser.

Segmento Masa

Cabeza y cuello 7.3 %

Tronco 50.7 %

Brazo 2.6 %

Antebrazo 1.5 %

Mano 0.7 %

Muslo 10.3 %

Pierna 4.3 %

Pie 1.5 %

Parmetros de columna vertebral

Representacin esquemtica de columna vertebral en varias

formas de manipulacin de cargas

Biomecnica aplicada a la manipulacin manual de cargas

Representacin esquemtica de fuerza interdiscal

Ejemplo

Peso del tronco = 53 kg.

Angulo de inclinacin espalda = 45

Peso de la carga a levantar = 17.5 Kg

Dimensiones de la caja 30 x 20 cm.

a = 5 cm

b = 25 cm

h = 55 cm

Peso de la carga

P =17.5 kg

Peso del troncoW = 53 kg

37

Fco

Fm

5

Fs

Clculo de la fuerzas de compresin en L5/ S1.

25

55

W cos 37

W sen 37

P cos 37

P sen 37

Lnea de referencia

Sumatoria de fuerzas verticales = 0...(1)

Sumatoria de fuerzas horizontales = 0..(2)

Sumatoria de momentos = 0.(3)

Fco = Fuerza de compresin en el disco

Fm = Fuerza en msculos extensores de espalda

Fs = Fuerza cortante en el disco

Fs = W x sen + P x sen

Representacin esquemtica de fuerzas cortantes

EXISTE UNA GRAN DIFERENCIA

Representacin esquemtica de palancas de segundo genero

BRAZO

ANTEBRAZO

MANO

45

75

33

16

3.8

Fw = 100 N

Fa = 20 N

Fm.

Fc

Fm.

Fc.

Fb = 32 N

Fh.

33

17

Fw = 100 N

Inclinacin

de espalda

Fc = 3(Pc) sen@ + 0.5(WxL) + 0.8(Pc /2 + L)

W= Peso carga (lb.)

L (pulg.)

Pc = Peso corporal (lb.)

< 750 lbs

Calculo simplificado de fuerza en el disco intervertebral

El valor mximo para la fuerza de compresin de 3.400 N para hombres y un 25% menos para mujeres.

Ejemplo:

Cual es la fuerza interdiscal que se produce en el siguiente levantamiento y para

el trabajador mostrado en la figura. Es limeo de 34 aos de edad, peso corporal

65 Kg , peso de la caja 12 kg.

62 cm.

CARGA FISICA

Es una reduccin de la capacidad o potencia fisiolgica de un

tejido u rgano en un momento dado.Es una estado fsico de

alteracin de la homeostasis debida al trabajo Que provoca una

disminucin de la capacidad productiva y de la eficienciaY que

se manifiesta por cansancio, disminucin de la motivacin y

somnolencia.

Fatiga

Carga fsica y

mental

FATIGA

Ambiente

fsico

Ritmos

biolgicos Factores de

Riesgo

psicosociales

NutricinDolencias

RECUPERACION

CAUSALIDAD PREVALENTE DE LA FATIGA

Carga fsica

Cualquier objeto susceptible de ser movido, incluyendo personas,

animales y materiales que se manipulen por medio de gra u otro

medio mecnico pero que requiere del esfuerzo humano para

moverlos o colocarlos en su posicin definitiva.INST ESPAA

Manipulacin manual de cargas

De acuerdo a la norma ISO 11228-1, manejo manual se define

como cualquier actividad que requiere el uso de fuerza humana

para levantar, descender, transportar, sostener o ejecutar otra

accin que permita poner en movimiento o detener un objeto.

Los factores de riesgo disergonomico en carga fsica

Sobreesfuerzos

Movimientos repetitivos

Posturas inadecuadas

Agarre mano pinza

Jalar / empujar cargas:

Cargas sobre la cabeza

Sobreesfuerzos

Los sobreesfuerzos estn en la gnesis del 20-25% de los

accidentes laborales, malas posturas y microtraumatismos

repetidos, siendo las patologas msculo-esquelticas una

de las principales causas de absentismo laboral.

El tiempo de cada ciclo, para considerarse repetitivo vara segn

distintos estudiosos del tema, pero orientativamente se podra

hablar de ciclos que van de unos pocos segundos a 30 segundos de

duracin, en tareas, por ejemplo, de empaque, encintado, montaje,

etc.

Silverstein en 1986

Movimientos repetitivos

Posturas inadecuadas.

Implica la mala alineacin simtrica y proporcional de los

segmentos corporales alrededores del eje de la gravedad.

Jalar / empujar cargas:

Esfuerzo fsico humano donde la fuerza aplicada es al frente del

cuerpo y en una direccin hacia el cuerpo, mientras ste se para o se

mueve hacia atrs.

Empujar:

Esfuerzo fsico humano donde la fuerza aplicada es dirigida hacia el

frente y lejos del cuerpo del operador, mientras ste se para o se

mueve hacia adelante.

MANO - PINZA

Desde el punto de vista fisiolgico, la prehension mano pinza representa la

culminacin de la extremidad ejecutora de la mano. constituye su soporte y

le permite presentarla en la posicin ms favorable para una accin

determinada. La mano forma con el cerebro un par funcional indisociable,

en donde cada trmino reacciona dialcticamente sobre el otro

Los trastornos msculo-esquelticos de origen laboral (TME)

se han incrementado de una manera notable en la ltima dcada, afectando a trabajadores de todos los sectores y ocupaciones con independencia de la edad y el gnero.

Son un problema de primera magnitud en materia de salud en todos los pases industrializados, y una de las primeras causas de absentismo laboral. ( 29 % )

Magnitud del problema

ALGUNAS ESTADISTICASLA LUMBALGIA ES LA PRIMERA CAUSA DE

CONSULTA A NIVEL MUNDIAL ........OMS

Solo el 4 % de los pacientes que consultan requieren ciruga

La OIT afirma que la manipulacin manual es una de

las causas ms frecuentes de accidentes laborales con

un 20-25% del total de los producidos

COSTOS GENERADOS POR LAS ENFERMEDADES PROFESIONALES

De acuerdo con la Organizacin Internacional del Trabajo (Ver cuadro Adjunto), el 40% de los costos generados por riesgos profesionales

se debe a enfermedades profesionales del sistema osteomscular (OM), el 16% a enfermedades profesionales del sistema cardio-cerebro-

vascular (ECV), el 14% a accidentes de trabajo, el 9% a enfermedades profesionales respiratorias crnicas (ERC) y el 8% a enfermedades

profesionales del sistema nervioso central (SNC).

Distribucin de Enfermedad Estadio Preclinico

CEPRIT-1997-2007

10010089TOTAL

33.093339Otros

1.2118Dorsolumbalgia

1.6157Sindr. Hombro Doloroso

3.5356Cervicalgia

11.21133Dorsalgia

49.44986Lumbago

10010089TOTAL

33.093339Otros

1.2118Dorsolumbalgia

1.6157Sindr. Hombro Doloroso

3.5356Cervicalgia

11.21133Dorsalgia

49.44986Lumbago

Algunas estadsticas de localizacin

1.4Muslos2.0Codos

6.7rodillas

5.4Manos y muecas6.2Brazos y antebrazos

6.9Nalgas y caderas8.0Pies y tobillos

19.7 Espalda alta26.9Cuello39.9Espalda baja

11.7piernas

porcentajeGrupo muscular

1.4Muslos2.0Codos

6.7rodillas

5.4Manos y muecas6.2Brazos y antebrazos

6.9Nalgas y caderas8.0Pies y tobillos

19.7 Espalda alta26.9Cuello39.9Espalda baja

11.7piernas

porcentajeGrupo muscular

CEPRIT-1997-2007

DOLOR

LME

FACTORES BIOMECANICOS

FACTORES AMBIENTALES

FACTORES PRODUCTIVOS

FACTORES PSICOSOCIALES

Restricciones de

espacio

Flexin

Torsin

LateralizacinPeso / Fuerza de

la carga

Frecuencia

Condicin fisica y

Nutricin

Vibracin

Ambiente

termico

Iluminacin

Ambiente

sonoro

Orden y

limpieza

Diseo del

puesto de

trabajo

Radiaciones

electromagneticas

Turnos

Pausas

Organizacin del

trabajo

Sobretiempos Montonia

Satisfaccin

laboral

Responsabilidades

Estrs

Valores

Retroalimentacin

Factores de riesgo de Lesiones Msculo Esquleticos

Parmetros de referencia

Se aplica al levantamiento manual de objetos con una masa de 3 Kg. ms

Velocidad de marcha moderada, es decir 0,5 m/s a 1 m/s sobre una

superficie plana horizontal.

Esta norma no incluye la utilizacin de una sola de las manos

Esta norma no incluye la manipulacin en postura sentada

No incluye la manipulacin de cargas por dos o ms personas

Esta norma tiene como base un da laboral de 8 horas, no se trata de

tareas combinadas durante ese da.

Limites de carga acumulada diariamente en un turno de 8 horas en funcin de la distancia de transporte.

Distancia de transporte (metros) Kg/ Da transportados (mximo)Hasta 10 m 10.000 Kg.Ms de 10 m 6.000 Kg.

EMPUJE O TRACCIN

Para poner en movimiento (o detener) una carga: 250N = 25 Kg.

Para mantener el movimiento de una carga: 100N = 10 Kg.

La herramienta de evaluacin que se propone tiene por objetivo

evaluar los riesgos ergonmicos derivados de la exposicin a la

carga fsica de trabajo, entendida como el conjunto de

requerimientos fsicos a los que la persona est expuesta a lo largo

de su jornada laboral, y que, de forma independiente o combinada,

pueden alcanzar un nivel de intensidad, duracin o frecuencia

suficientes para causar un dao a la salud a las personas expuestas.

CARGA FSICA DE TRABAJO

MANIPULACION MANUAL DE CARGAS. TABLAS DE SNOOK Y CIRIELLO..ISO 11228

El levantamiento/descarga manual de cargas

El jalar/empujar las cargas manualmente.

El transporte manual de cargas.

Manipulacin de cargas livianas a alta frecuencia

Esfuerzo muscular localizado mantenido.

Evaluacin de posturas de trabajo estticas

Se aplica al levantamiento manual de objetos con una masa de mas de 3 Kg.

Se aplica a velocidad moderada de marcha, es decir de 0,5 m/s a 1 m/s sobre una

superficie plana horizontal

No incluye la utilizacin de una sola mano

No incluye manipulacin manual en postura sentada

No incluye la manipulacin por dos o mas personas

Tiene como base un da laboral de 8 horas

No trata el anlisis de tareas combinadas en un turno durante un da

VALORACIN CUANTITATIVA DEL RIESGO DERIVADO DEL

LEVANTAMIENTO / DESCARGA MANUAL DE MATERIALES

Estimacin del riesgo

Estimacin del riesgo

Estimacin del riesgo

Intensidad

baja

Intensidad

moderada

Intensidad elevada Ergonmicamente no

tolerable

Tiempo de

exposicin

Corto Muy leve leve Moderado Grave

Medio Leve Moderado Grave Ergonmicamente no

tolerable

Largo Moderado Grave Ergonmicamente

no tolerable

Ergonmicamente no

tolerable

Riesgo muy leve y leve: No es necesario aplicar acciones correctoras, s es necesario llevar un seguimiento peridico de las condiciones de trabajo

Riesgo moderado: se considera necesario realizar un anlisis ms exhaustivo. Es preciso establecer medidas preventivas

Riesgo grave: Deben aplicarse medidas correctivas y convertir la situacin en un riesgo controlado.

Riesgo ergonmicamente no tolerable: Esta situacin no se puede permitir.

Encuentre la estimacin del riesgo.

Un obrero levanta una caja que pesa 14 Kg, (ver figura).

la frecuencia es 1 vez / min

El trabajo se realiza durante 6 horas / da

32

105

46 41

Valoracin estimada del riesgo derivado del transporte manual de cargas

En el puesto de trabajo, deben medirse o registrarse los valores de los siguientes

factores de riesgo:

a)Por un lado: la distancia recorrida, la altura de sujecin de la carga y la

frecuencia de transporte.

Por otro lado: el sexo de la persona que realiza el transporte.

b) Una vez determinados dichos valores, se marcan en la tabla E7 siguiente, en la

que se obtiene el peso mximo recomendado en kg que se puede transportar para

conseguir un nivel de seguridad y salud en el 90% de poblacin expuesta (P).

En caso de tener que valorar distancias o frecuencias intermedias, deben

interpolarse los valores de la tabla.

A continuacin, se calcula el cociente entre el peso real de la carga transportada y el valor de peso

recomendado, con lo que se obtiene el ndice de manipulacin manual de transporte (IT):

Peso real (kg)

IT =

Peso recomendado segn tablas (kg)

Estimacin del riesgo

Estimacin del riesgo

Intensidad

baja

Intensidad

moderada

Intensidad elevada

Tiempo de

exposicin

Corto Muy leve leve Moderado Grave

Medio Leve Moderado Grave Ergonmicamente no

tolerable

Largo Moderado Grave Ergonmicamente

no tolerable

Ergonmicamente no

tolerable

Un obrero transporta una carga (ver figura) . alejada 36 cm del tronco. Lo

realiza una vez cada minuto, recorriendo una distancia de 2 m.

Realice la estimacin del riesgo

82

Valoracin estimada del riesgo derivado de empujar cargas o de tirar de ellas manualmente

Metodologa de aplicacin para empujar cargas

a)En el puesto de trabajo, deben medirse o registrarse los valores

de los factores de riesgo siguientes:

Inicialmente, medir la fuerza inicial (FI) y de mantenimiento

(FM) real en kg. Se recomienda utilizar un dinammetro.

La distancia desplazada, la altura de agarre de la carga y la

frecuencia de transporte.

Por otro lado: determinar el sexo de la persona que realiza el

transporte.

Seguidamente se calcula el cociente entre la fuerza real inicial o de

mantenimiento ejercida y el valor recomendado segn las tablas,

con lo que se obtienen 2 ndices de empuje (IP): el inicial y el de

mantenimiento.

Fuerza inicial o de mantenimiento real(kg)

IP =

Fuerza inicial o de mantenimiento recomendada en tablas (kg)

Metodologa de aplicacin para tirar de cargas Los valores a aplicar son los mismos que para empujar cargas, teniendo en cuenta que la fuerza inicial para

tirar (FI) es un 13% inferior a la FI correspondiente para empujar en las mismas condiciones de trabajo, y

la fuerza de mantenimiento para tirar (FM) es un 20% inferior a la FM correspondiente para empujar en las

mismas condiciones de trabajo.

Estimacin del riesgo

Estimacin del riesgo

Intensidad

baja

Intensidad

moderada

Intensidad elevada

Tiempo de

exposicin

Corto Muy leve leve Moderado Grave

Medio Leve Moderado Grave Ergonmicamente no

tolerable

Largo Moderado Grave Ergonmicamente

no tolerable

Ergonmicamente no

tolerable

Un obrero empuja la carga en el coche mostrado recorriendo una distancia de

10 m. Realiza esta actividad una vez cada 5 minutos

La fuerza inicial para sacar del reposo es 125 N y para mantenerla 30 N.

Altura de toma de manija 1.45 m (altura de los hombros)

Realice la estimacin del riesgo

Manipulacin de cargas livianas a alta frecuencia

NTC 5693 3

ISO 11228 -3; 2007

Carga liviana.- Cualquier objeto (incluyendo personas, animales y

materiales) susceptible de ser manipulado, cuyo peso es igual o

inferior a 3 Kilogramos, y requiere el uso de fuerza humana para

ser movido en el espacio o colocado en su posicin definitiva

Frecuencia de ciclo.- Numero de ciclos por unidad de tiempo

Ciclo de trabajo.- secuencia de acciones que se repiten siempre

de la misma manera

Accin tcnica.- Acciones manuales elementales que se requieren

para completar las operaciones dentro de un ciclo. Ejemplo:

Sostener, girar, empujar, sostener

Procedimiento de evaluacin OCRA para trabajos mono tarea.

El mtodo OCRA es la proporcin entre el numero de acciones tcnicas reales

(ATA) que se realizan durante un turno de trabajo y el numero de acciones

tcnicas de referencia RTA, para cada extremidad superior

PASO 1: Se calcula en numero total de acciones tcnicas reales ( nATA ) llevadas a cabo en un turno por cada extremidad superior

a) Se cuenta el numero de acciones tcnicas reales en un ciclo, (nTC)

b) Se evala la frecuencia (f) por minuto ,considerando el tiempo del ciclo tC en

segundos f = nTC) x 60 / tC

c) Se evala la duracin neta (t ) de la tarea repetitiva en el turno, en minutos

d) Se calcula el numero total de acciones reales llevadas a cabo en un turno

El numero total de acciones tcnicas reales nATA = f x t

PASO 2: Se calcula el numero total de acciones de referencia dentro del turno

nRPA = kf x FM x PM x ReM x AM x t kf Constante de frecuencia, kf, de acciones tcnicas = 30 / min

FM Multiplicador de fuerza

PM Multiplicador de repetitividad

AM Multiplicador adicional

t Duracin de la tarea repetitiva, en minutos

nRPA Numero parcial de referencia de acciones tcnicas en un turno

nRTA = nRPA x fM x RcM

nRTA = Numero total de acciones tcnicas de referenciafM = Multiplicador de duracin

RcM = Multiplicador de recuperacin

Evaluacin de posturas de trabajo estticasISO 11226NTC 5723

Valoracin estimada del riesgo derivado de la exposicin a posturas forzadas (E4), movimientos repetitivos (E5) y esfuerzo muscular localizado mantenido (E6)

FCM: fuerza de contraccin muscular mxima. Valor que se puede registrar con un dinammetro de mano

considerando el valor de fuerza ejercido durante los primeros 4 segundos desde el inicio de la contraccin.

Estimacin del riesgo

Estimacin del riesgo

Intensidad

baja

Intensidad

moderada

Intensidad elevada

Tiempo de

exposicin

Corto Muy leve leve Moderado Grave

Medio Leve Moderado Grave Ergonmicamente no

tolerable

Largo Moderado Grave Ergonmicamente

no tolerable

Ergonmicamente no

tolerable