dra. alicia alonso becerra - ministerio de educación

Dra. Alicia Alonso Becerra

BIOMECÁNICA

Instituto Superior Politécnico ¨ José A. Echeverría ̈

Facultad de Ingeniería Industrial

ISBN 959-261-245-5

Ciudad de La Habana 2007

Dra. Alicia Alonso Becerra, Biomecánica

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INDICE

INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA OCUPACIONAL .............................................................. 2

ESTRUCTURA DE LA BIOMECÁNICA OCUPACIONAL ............................................................... 4

BIOMECÁNICA DEL MOVIMIENTO ............................................................................................... 5

TIPOS DE MOVIMIENTOS DE LOS MIEMBROS DEL CUERPO .......................................................................................................... 6

POSTURAS CORPORALES. POSICIONES DE TRABAJO ........................................................... 8

POSTURA YACENTE, TUMBADA O ACOSTADA ................................................................................................................................10 LA POSTURA ERGUIDA O DE PIE ...........................................................................................................................................................12

POSTURA SENTADA ...................................................................................................................................................................................12

POSICIONES DE TRABAJO ........................................................................................................................................................................13

BIOMECANICA DE LA POSICION DE SENTADO ....................................................................... 14

LA COLUMNA VERTEBRAL EN LA POSICIÓN DE SENTADO .........................................................................................................16 Columna lumbar ................................................................................................................................. 17

Columna cervical. ............................................................................................................................... 18

Los discos intervertebrales .................................................................................................................. 18

Los músculos ...................................................................................................................................... 19

LAS POSTURAS DE LAS PERSONAS AL SENTARSE ..........................................................................................................................19

Postura avanzada. .............................................................................................................................. 19 Postura media..................................................................................................................................... 19

Postura retrasada ............................................................................................................................... 20

DIMENSIONAMIENTO DE PUESTO DE TRABAJO EN POSICIONES SEDENTES ........................................................................21

Dimensiones de la silla ....................................................................................................................... 21 Asiento ........................................................................................................................................................... 21

Respaldo......................................................................................................................................................... 21 Reposabrazos .................................................................................................................................................. 22

Banco de trabajo. ............................................................................................................................... 22

REPERCUSIÓN DE LA POSICIÓN DE SENTADO SOBRE EL ORGANISMO...................................................................................22

PLANOS DE TRABAJO ............................................................................................................... 23

LA ALTURA DEL PLANO DE TRABAJO.................................................................................................................................................23

Posición de pie. .................................................................................................................................. 24

Posición sentada. ................................................................................................................................ 25

ÁREAS DE TRABAJO ..................................................................................................................................................................................26

VOLÚMENES DE TRABAJO ......................................................................................................................................................................28

VISIBILIDAD .................................................................................................................................................................................................29


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INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA OCUPACIONAL

“El movimiento es un estado natural del hombre y esencia de su ser” Kaplan

El cuerpo humano nunca esta del todo quieto o en reposo absoluto, por naturaleza es un organismo dinámico, se halla en la necesidad ineludible de constante movimiento.

El Sistema Músculo-Esquelético tiene como función básica el movimiento. El hombre puede mover una gran cantidad de huesos gracias a las contracciones y distensiones de los músculos, los huesos del esqueleto ofrecen así mismo un sistema de palancas muy bien ideado.

El Sistema Músculo-Esquelético es el conjunto de elementos cuya finalidad es la de posibilitar el movimiento y los desplazamientos recíprocos entre las distintas estructuras óseas que constituyen el esqueleto. Los movimientos desarrollados dependen de los huesos, las articulaciones, los músculos los tendones y los ligamentos asociados (figura 1)

Figura 1. Sistema músculo esquelético

En el sistema músculo esquelético:

Los huesos actúan a modo de palancas favoreciendo a el movimiento e incluso amplificándolo.


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Las articulaciones constituyen las juntas de los distintos huesos, permitiendo el movimiento de un segmento óseo con respecto al continuo.

Los músculos son el motor de dichos movimientos. Este sistema de palancas y juntas requiere para funcionar la energía que le proporciona la contracción muscular.

Los tendones, como cables, unen los músculos a los huesos transportando la energía liberada en el seno del tejido muscular hasta el punto de inserción.

Los ligamentos mantienen unidos los elementos óseos vinculando el movimiento de los distintos segmentos dentro de los límites fisiológicos.

Los movimientos posibles se definen y diferencian por las características siguientes:

Su amplitud está determinada por las peculiaridades y limitaciones de las

articulaciones involucradas. Su extensión, determinada por la longitud de los huesos que propician el

movimiento. Su direccionabilidad, determinada por el conjunto de músculos que entran en

acción.

Su intensidad, determinada por la tensión muscular que se genere en cada caso.

Este alto número de variables a aplicar sobre un elevado número de huesos, articulaciones y músculos explica la gran cantidad de movimientos que son posibles realizar.

La Biomecánica estudia la mecánica y los alcances de los movimientos humanos.

La acción de los huesos y articulaciones es un sistema de palancas complejo, de ahí que este aspecto de la movilidad corporal se conoce como Biomecánica.

La Biomecánica incluye el rango, fuerza y velocidad de los movimientos humanos, así como la composición y respuesta del cuerpo a fuerzas físicas como la aceleración y la vibración. Los datos biomecánicos son útiles en el diseño de controles y herramientas, en la distribución espacial del trabajo y en la protección del personal contra las fuerzas mecánicas.

Según lo expuestos anteriormente, podemos decir que la Biomecánica es la disciplina dedicada al estudio del cuerpo humano, considerando este como una estructura que funciona según las leyes mecánicas de Newton y las leyes de la biología.

Acorde a los principios generales en que se especializan y a los objetivos en los que tratan de obtener resultados la biomecánica se divide en:

Biomecánica deportiva: Estudia al hombre desde el punto de vista del

rendimiento máximo.


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Biomecánica ortopédica: desde el punto de vista de la posible

discapacitación.

Biomecánica ocupacional: Estudia al hombre desde el punto de vista de una tarea que debe diseñarse par el 90% de las personas, sin sobrepasar valores que puedan originar daños.

Si en Mecánica estudiamos que el efecto de una fuerza es:

El establecimiento del equilibrio

El establecimiento de un movimiento

El establecimiento de una deformación

En Biomecánica podemos ampliar este concepto diciendo que, según la magnitud de la fuerza, esta puede:

Producir inconfort

Producir dolor

Producir lesión

Las partes de la mecánica clásica hay que interpretarla bajo los siguientes aspectos:

Estática: fuerza sin considerar movimiento: posturas

Cinética: Movimiento sin considerar fuerza: movimientos

Dinámica: fuerza considerando movimientos y masas: Inercias.

ESTRUCTURA DE LA BIOMECÁNICA OCUPACIONAL

La estructura de la Biomecánica Ocupacional (figura 2) considera una parte central que es el conocimiento al que acuden como “input” los aportes de las ciencias aplicadas que alimentan dichos conocimientos. Estos conocimientos son utilizados por ingenieros, técnicos, etc. para diseñar una tarea.


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BIOMECANICA OCUPACIONAL

Figura 2. Estructura de la Biomecánica

BIOMECÁNICA DEL MOVIMIENTO

La amplitud de los movimientos se determina por el ángulo que forman dos partes del cuerpo o una y un plano vertical u horizontal. La amplitud total se mide por el ángulo comprendido entre las posiciones extremas, sin olvidar las limitaciones que imponen la constitución ósea y la estructura muscular, la distancia puede aumentarse extendiendo el hombro, girando el tronco, doblándolo o combinando estos movimientos.

Las capacidades operativas de los diferentes elementos del cuerpo humano, con indicación de los principales movimientos pueden observarse en la figura 3.

En la mayor parte de las actividades del hombre, los diversos tipos de movimientos básicos y unitarios se combinan y mezclan unos con otros formando secuencias operacionales complejas.

La biomecánica del movimiento estudia los movimientos físicos del cuerpo y de los miembros del cuerpo. Las operaciones de los miembros del cuerpo pueden

Respuestas reales Respuestas lab.

del trabajador de la persona

Datos

antropométricos

Modelos

Aparatos

BBIIOOMMEECCAANNIICCAA OOCCUUPPAACCIIOONNAALL

Diseños de espacios Diseño de tiempos

y mobiliarios y movimientos

Diseño

trabajo-descanso

Diseño

herramientas

Microtraumatismos Elevación de cargas

Física Antropología Fisiología Medicina

del Trabajo

BIOMECANICA DEL MOVIMIENTO Estudia los movimiento físicos del cuerpo.

La amplitud de los movimientos se determina por el ángulo que forman:

Dos partes del cuerpo. Una parte del cuerpo y un plano

vertical u horizontal


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caracterizarse en términos cinemáticos (la ciencia del movimiento). Los huesos, conectados a sus articulaciones, en combinación con los músculos relacionados con ellos, funcionan como palancas.

Figura 3. Capacidades operativas del cuerpo

Tipos de movimientos de los miembros del cuerpo.

Algunos de los movimientos que hacemos con los brazos, las piernas y otros miembros se consideran básicos, la terminología en biomecánica es la siguiente:

- Flexión: doblarse o disminuir el ángulo entre las partes del cuerpo. (Figura 4)

- Extensión: enderezarse, o aumentar el ángulo entre las partes del cuerpo.

(Figura 4.)

- Aducción: acercarse a la línea media del cuerpo

- Abducción: alejarse de la línea media del cuerpo.

- Rotación media: dirigiéndose hacia la línea media del cuerpo. (Figura 6.)

- Rotación lateral: alejándose de la línea media del cuerpo. (Figura 6.)

- Pronación: girar el antebrazo de modo que la palma de la mano quede hacia

abajo.

- Supinación: girar el antebrazo de modo que la palma de la mano quede hacia

arriba.


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Figura 4. Flexión y Extensión

Figura 5. Aducción y Abducción Figura 6. Rotación

Esencialmente, estos movimientos de los miembros del cuerpo están descritos en término del funcionamiento de los músculos (flexión y extensión, por ejemplo) y de la dirección de los movimientos respecto al cuerpo (por ejemplo, aducción y abducción. Ilustraciones con los movimientos básicos pueden observarse en las figuras 4, 5, 6 y 7

Figura 7. Supinación y Pronación


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Al realizar actividades específicas en el trabajo, los movimientos de los miembros del cuerpo pueden describirse en términos más operativos de la forma siguiente:

Movimientos de posición: son aquéllos en los que la mano o el pie pasan de

una posición específica a otra, como se hace al buscar una palanca de mano.

Movimientos continuos: son aquellos que requieren algún tipo de movimiento de ajustes del control muscular durante el movimiento, como al manejar el volante de un coche o guiar una pieza de madera mientras pasa por una sierra.

Movimiento de manipulación: comprenden el manejo de elementos, herramientas y mecanismos de control, que por lo general se hace con los dedos de las manos.

Movimientos repetitivos: son aquellos en los que se repite el movimiento, como al utilizar un martillo, un destornillador o al cerrar un grifo.

Movimientos de secuencia: son movimientos que están relativamente separados e independientes dentro de una secuencia de movimiento.

Reajuste estático: es la ausencia de movimiento que consiste en mantener una posición específica de un miembro del cuerpo durante un período de tiempo.

Pueden combinarse diversos tipos de movimientos de modo que se mezclen unos con otros. Por ejemplo; colocar el pie encima de un pedal de freno es un movimiento de posición, que puede ser seguido por un movimiento continuo a fin de ejecutar la presión del pedal de acuerdo a las condiciones de la situación.

Si la geometría y disposición de los elementos a utilizar no es adecuado, los movimientos pueden forzar ángulos articulares por encima de los límites de confortabilidad.

Los trabajos en serie o en cadena, generan muchos movimientos iguales. Esta repetitividad es causa de lesiones y de la creación de sentimiento de tedio, que no favorecen a los niveles de bienestar emocional y psicológico necesarios para un “trabajo biomecánico tolerable”.

POSTURAS CORPORALES. POSICIONES DE TRABAJO.

La postura o disposición espacial de los segmentos del cuerpo supone en si misma una carga que genera un esfuerzo, tanto mayor en cuanto el cuerpo se aleje de una situación de equilibrio estable.

La postura que adopte una persona repercutirá en el sistema músculo esquelético y especialmente en la columna vertebral o raquis.


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La columna vertebral está formada por una estructura de 32 a 35 huesos llamadas vértebras. Tiene cinco regiones diferentes (figura 8)

Cervical: Compuesta por 7 Vértebras.

Dorsal o Torácica: Formada por 12 Vértebras sobre las que se articulan las costillas.

Lumbar: Con 5 Vértebras.

Sacra: Formada por 5 Vértebras. Estas se denominan vértebras sacras y están soldadas en el adulto formando un hueso triangular denominado sacro, que junto con los huesos de la cadera forman la pelvis.

Coccígea: compuesta por 3, 4, o 5 vértebras atrofiadas.

Figura 8. Columna Vertebral

Excepto en la región sacro - coccígea, el raquis está formado por bloques de vértebras (7 cervicales, 12 torácicas y 5 lumbares) con tejido flexible entre ellas, los discos intervertebrales. (Figura 9)

Figura 9. Unión entre vértebras adyacentes mediante el disco intervertebral y los ligamentos


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Vista de frente la columna vertebral aparece normalmente recta y vista lateralmente presenta una curvatura compuesta (Figura 10). Las regiones cervical y lumbar muestran una curvatura de concavidad posterior denominada ¨lordosis¨. En las regiones torácicas y sacro – coccígea la curvatura es de convexidad posterior denominada ¨cifosis¨.

La movilidad del raquis es una de sus características principales. Los discos intervertebrales permiten el movimiento entre dos vértebras adyacentes. El movimiento está controlado por la contracción activa de los músculos y la resistencia pasiva de los ligamentos. El raquis toráxico es menos móvil al formar parte de la caja toráxico. El raquis cervical y lumbar son muy móviles, siendo el origen de la mayoría de los dolores de espalda por su mayor demanda funcional.

Figura 10. Curvaturas de la columna vertebral

Dada su gran capacidad de movimiento, el cuerpo humano puede adoptar muy diversas posturas, pero en general puede afirmarse que el ser humano para llevar a cabo la mayoría de sus actividades operativas funcionales asume fundamentalmente tres posiciones que son:

La postura erguida o de pie

La postura sedente o sentada

La postura yacente, tumbada o acostada

Cada una de las cuales plantea un determinado tipo de esfuerzos y tensiones del cuerpo humano y posibilita una mayor o menor facilidad operativa para determinadas funciones.

La estabilidad de un cuerpo inerte viene determinada por su superficie de sustentación; por ello, la postura más estable de una persona es, sin dudas, la de acostado, pero no es fácil concebir trabajo en esa posición.

Postura yacente, tumbada o acostada

Si bien por ser la utilizada para el descanso absoluto, es decir para el sueño, es la que en menor medida puede considerarse una posición operativa, no puede ser ignorada porque es la que el cuerpo asume un tercio de cada día y porque en ella también está sujeto a una serie de tensiones y esfuerzos, ya que en el reposo


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nocturno de 8 horas el hombre cambia unas treinta veces de posición, lo que debe tenerse en cuenta para diseñar los elementos de sustentación del cuerpo ya que la cama tiene la función de distribuir equitativamente el peso el cuerpo.

Básicamente para el diseño de una cama (figura 11) debe tenerse en cuenta:

La configuración morfológica del cuerpo, sobretodo en la posición lateral de la

postura tumbada que determina un perfil irregular.

Las diferencias de peso de las distintas partes del cuerpo que determinan un conjunto de fuerzas variables.

Por lo que:

Figura 11. La postura yacente, tumbada o acostada

No es recomendable una cama necesariamente dura, ya que al no ceder a la prominencia o saliente del hombro y la cadera arquea lateralmente la columna cuando se está de lado y cuando está boca arriba se aplana el arco lumbar – entre la espalda y el glúteo, con la consiguiente pérdida de la curva fisiológica

Mucho menos se recomienda una excesivamente blanda ya que al estar de lado se forma una marcada curvatura lateral, lumbar y dorsal, dada la flexión del cuerpo hacia un lado y al estirarse boca arriba la lordosis fisiológica lumbar no solamente se pierde, si no que se vierte y queda en flexión.

La almohada cumple la función de rellenar el hueco entre la cabeza y el saliente de la espalda o el hombro al estar boca arriba o de lado. Se recomienda que la almohada no sea gruesa, pero si lo suficiente para que los huesos de la columna descansen en posición completamente horizontal.


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La postura erguida o de pie:

Las principales ventajas de la postura de pie radican en la mayor movilidad que ofrece el operador y la posibilidad de ejercer mayores fuerzas a nivel de la mano al ser posible la participación del tronco en sus movimientos; por lo que es la posición más adecuada para actividades de transporte y carga de pesos, de manejo y control de maquinarias y trabajos industriales siempre y cuando sea por corto períodos de tiempo.

Un cuerpo inerte de proporciones similares a las del cuerpo humano de pie

presentaría, según la mecánica, un equilibrio inestable. Una pequeña fuerza exterior bastaría para producir su caída. Esto no ocurre con el hombre, ya que ha

desarrollado su propia estabilidad mediante un sistema de equilibrio-tenacidad muscular que supone un gasto energético importante. La forma del esqueleto

humano es tal que éste puede ser capaz de resistir cortos períodos de tiempo en posición erecta normal sin mucho esfuerzo de los músculos y resultando

relativamente eficiente en esta posición.

Estando de pie la base de apoyo incluye únicamente ambos pies (figura 12). Para mantener el centro de gravedad del cuerpo en esta área y conseguir el equilibrio estable es necesario que actúen determinados músculos que contrarresten el efecto de la gravedad sobre el cuerpo.

Este tipo de esfuerzo muscular, necesario para mantener la postura, se denomina estático, dado que mantiene una contracción constante en el músculo. Si el esfuerzo estático, se prologa durante mucho tiempo, dificulta al aporte de sangre al músculo que actúa apareciendo síntomas de fatiga muscular local.

Figura 12. La postura erguida o de pie.

Postura sentada:

La posición sentada es más estable (Figura 13) supone por tanto menor gasto energético y como consecuencia, menor fatiga. Por ello en la actualidad se está imponiendo esta posición de forma tal que el 75% de los puestos de trabajo actuales se diseñen para estar sentados.

No obstante, esta posición es antinatural y supone una basculación de la cadera y una modificación de la disposición de la columna vertebral, que pasa del perfil normal (lordótico) cuanto esta de pie a un perfil (cifótico) que genera más tensiones.

Figura 13. Postura sentada


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PUESTO DE TRABAJO

DE PIE

DE PIE

CON APOYO

SENTADO

DE PIE

SENTADO NORMAL

Posiciones de trabajo

Para decidir la posición en que se debe realizar una tarea (figura 14) en primer lugar se debe considerar si el puesto de trabajo es fijo o no, y bajo este aspecto es conveniente matizar que puedan existir puestos fijos que se muevan, por ejemplo, un tractorista.

El concepto de cargas ligeras supone mover objetos ligeros y no voluminosos, con la posibilidad de que estos movimientos se efectúan suavemente. Los otros aspectos analizados son evidentes y no necesitan aclaración.

Figura 14. Posiciones de trabajo

Con estos datos podemos definir las posiciones de trabajo (figura 15) como:

Sentado normal

Sentado de pie

De pie con apoyo

De pie

PUESTO DE TRABAJO

PUESTO FIJO

SITIO PARA LOS

MIEMBROS INFERIORES

DE PIE

CON APOYO

SENTADO

DE PIE

SENTADO NORMAL DE PIE

EL OPERARIO SE

LEVANTA MAS DE

10 VECES POR HORA

EL OPERARIO SE

LEVANTA MENOS DE

10 VECES POR HORA

SIN SITIO PARA LOS

MIEMBROS INFERIORES

CARGAS PESADAS CARGAS LIGERAS

PUESTO NO FIJO


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Figura 15. Posiciones de trabajo

De toda ellas, la posición sentado de pie es la que permite mayor flexibilidad postural y, si es posible adoptarla, será la mejor opción.

BIOMECANICA DE LA POSICION DE SENTADO.

En los puestos de trabajo en la posición de sedestación (sentado), la biomecánica contempla las repercusiones derivadas de la posición adoptada por el trabajador durante la realización de su tarea. Los problemas surgen como consecuencia de:

La propia posición del cuerpo. La posición de las manos y las muñecas. Del ángulo visual.

Si mantenemos una buena posición de sentado, y una buena distribución geométrica respecto a los elementos del trabajo, nuestra salud ocupacional a la larga se verá beneficiada.

Teóricamente podemos hablar de una serie de posturas ideales, pero por otro lado se da el hecho de la imposibilidad de mantener una postura fija indefinidamente. Esto nos lleva a un requerimiento que debe de cumplir la silla y que es que posibilite los cambios de posición a lo largo de la jornada.

A pesar de algunos inconvenientes que presenta la posición de sentado, y más aun cuando se trata de permanecer en ella durante largos periodos de tiempo, existen una serie de ventajas que hacen que esta sea la postura recomendada,

De pie Sentado Normal Sentado de Pie


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siempre que las características del puesto así lo permitan. Estas son las siguientes:

Permite una gran estabilidad en las tareas donde se realiza un control visual y

motor importante.

Disminuye la carga fisiológica del individuo, por lo tanto, como postura prolongada, supone un menor gasto energético y es menos fatigante que estar de pie.

Alivia el peso que deben soportar las extremidades inferiores y, por ello, descarga sus articulaciones.

Disminuye la presión hidrostática en la circulación venosa de las piernas, ofreciendo menos resistencia al retorno de la sangre al corazón.

Si el apoyo corporal es adecuado, un buen asiento proporciona estabilidad para tareas que requieran movimientos precisos de las manos u operaciones de control con los pies.

Se consume menos energía sentado que de pie.

Se produce un esfuerzo menor en las articulaciones dístales de las extremidades inferiores.

Disminuye la presión hidrostática en la circulación de las extremidades inferiores.

El peso del cuerpo se transfiere a través de distintas partes del mismo.

Todos estos puntos hacen que, en muchas ocasiones a la hora de seleccionar la postura de trabajo, la balanza se incline hacia los puestos en posición sedente.

Desventajas de la posición de sentado:

La movilidad, el alcance y la capacidad de aplicar fuerzas en tareas de control

manual es menor que estando de pie.

En determinados entornos, las vibraciones pueden transmitirse a través de la silla al miembro que está operando, disminuyendo la eficiencia de la manipulación.

La postura sedante prolongada es restrictiva y poco saludable. A corto plazo puede producir molestias agudas asociadas a la fatiga que se manifiestan como incomodidad o incluso dolor en algunas partes del cuerpo y que repercuten en la eficiencia de la tarea que se realiza.


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En el diseño de un puesto de trabajo en posición sedente se debe lograr una correspondencia entre los elementos que la integran de forma que se logre:

Mantener la forma de la columna vertebral dentro de los márgenes adecuados,

teniendo en cuenta que la alteración en la forma condiciona la producción de esfuerzos elevados.

Mantener la posición de las extremidades superiores dentro de márgenes adecuados, evitando que los músculos que mantiene dicha posición estén sometidos a una contracción isométrica prolongada.

Mantener una posición correcta de las extremidades inferiores de forma que los muslos y los pies apoyen uniformemente, no aumentando así la presión de apoyo resultante del piso del cuerpo, en ninguna zona localizada.

En contra de lo que normalmente se piensa, la posición de sentado se debe considerar como una situación dinámica y no estática del organismo. La anchura y profundidad del asiento no son suficientes para alcanzar una buena estabilidad; por lo que es necesario la intervención de las piernas, los pies y la espalda, es decir, para que el sistema permanezca estable es imprescindible la intervención de una serie de fuerzas activas provenientes del sistema muscular.

Es interesante hacer notar la cantidad de posturas que se observan cuando las personas están sentadas y la actividad muscular que en todas ellas se registra incluso cuando la persona parece estar en reposo. Normalmente se realizan continuos cambios en la postura del cuerpo de forma inconsciente en los que el cuerpo busca un equilibrio que alivie su sistema muscular y a su vez aumente la comodidad.

La columna vertebral en la posición de sentado.

La biomecánica de la columna vertebral es crucial en los fenómenos que se producen al sentarnos. Es la propia geometría de los elementos que forman el sistema músculo-esquelético lo que determina las transformaciones producidas al pasar de una posición “de pie” a una posición “de sentado”.

Como explicamos anteriormente la columna vertebral de frente es recta, pero de perfil cada una de sus regiones tiene una curvatura diferente: lordosis cervical, cifosis torácica y lordosis lumbar

Al adoptar la posición de sentado dichas curvas normales o fisiológicas tienden a modificarse y como consecuencia de esto pueden sobrevivir sobrecargas en a las estructuras de esta parte del cuerpo.


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Columna lumbar.

Conforme los muslos se flexionan a partir de un ángulo se va produciendo una rotación de la pelvis hacia atrás. Como consecuencia de esto la columna lumbar tiende a aplanarse y pierde su curva lordótica normal. (Figura 16)

Si se prolonga esta postura sedente flexionada o cifótica repercute desfavorablemente en el individuo (sobrecarga los ligamentos posteriores de la espalda, aumenta la presión intradiscal, dificulta la función respiratoria y digestiva) y es causa de dolor en la región lumbar.

Para adoptar la denominada postura sedente erguida o lordótica es necesario contraer determinados músculos. (Figura 17)

Por lo tanto, uno de los objetivos del diseño ergonómico de una silla será favorecer un cierto grado de lordosis lumbar sin necesidad de esfuerzo muscular; ello se consigue mediante un apoyo lumbar adecuado, un asiento ni muy bajo ni muy profundo, un ángulo obtuso entre el asiento y el respaldo, etc.

Figura 16. Postura sedente flexionada o cifótica Figura 17. Postura sedente erguida o lordótica


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Columna cervical.

Su forma dependerá de la posición de la cabeza que a su vez depende del ángulo visual mantenido. Para evitar grandes flexiones del cuello es importante que este se encuentre dentro de los márgenes recomendados.

Que una persona pueda fácilmente ver una imagen, depende, en principio, de las dimensiones de su área de trabajo y de la distancia desde lo que es observado. Una distancia común para la lectura o visión de datos en un monitor estaría entre los 36 a 46 cm., variando como es lógico en función del tamaño de los objetos visualizados.

La rotación normal de los ojos hacia abajo desde la horizontal es de unos 15. Este ángulo puede mantenerse durante largos períodos de tiempo cuando se requiere de una visualización constante.

Si este ángulo alcanza valores de 45 o mayores el tiempo de visualización continúa disminuyendo debido a la fatiga muscular ocasionada. (Figura 18)

Figura 18. Ángulos visuales

La visualización por encima de la línea horizontal de la vista produce rápidamente fatiga en el cuello y en los músculos de los hombros.

Los discos intervertebrales.

En la postura sedante flexionada o cifótica aumenta la presión en los discos lumbares respecto a la postura de pie, si se prolonga durante mucho tiempo, esta presión dificulta la nutrición de los mismos. Además, el núcleo se desplaza hacia atrás y estira la parte posterior del anillo fibroso así como los ligamentos posteriores del raquis, lo que origina dolores de espalda. (Figura 19)

En consecuencia, mientras mas erguida sea la postura más beneficiosa será par los discos intervertebrales. Por otra parte, los cambios de postura favorecen la nutrición de los discos.

La presión discal lumbar en distintas posturas sedentes con respecto a la postura de pie es menor. El uso del respaldo y los repasobrazos disminuye la presión discal.

Figura 19. Postura flexionada o cifótica


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Los músculos.

En ausencia de respaldo, el esfuerzo estático de los músculos de la región lumbar es comparativamente menor al flexionar el tronco hacia delante y mayor al mantenerlo erguido. (Figura 20). Por tanto, existe un “conflicto de intereses” entre los discos intervertebrales y los músculos de esa zona; para los discos es preferible estar erguido mientras para los músculos es preferible una ligera flexión del tronco hacia delante (Figuras 19 y 20). La solución a este conflicto viene dada por el uso de un respaldo adecuado.

Figura 20. Músculos de la región lumbar en posturas flexionada y erguida

Las posturas de las personas al sentarse.

Se pueden definir tres posturas fundamentales:

1. Postura Avanzada 2. Postura Media 3. Postura Retrasada

Postura avanzada.

La espalda se mantiene muy curvada ó rígida muy adelantada. El ángulo de

articulación de la cadera es menor de 90. Por esta razón la pared del vientre se aproxima a los muslos. En esta posición la presión interior abdominal es mayor, teniendo una influencia negativa sobre el riego sanguíneo venoso en la zona abdominal.

Se busca un apoyo del tronco a través de los brazos, posicionándose estos sobre la superficie de trabajo. La musculatura de los hombros y de la nuca debe realizar un trabajo estático de mantenimiento mayor que en la postura erguida o reclinada.

Postura media.

La columna vertebral puede estar curvada, cosa que solo es posible tensando mucho los músculos. La curvatura de la columna vertebral desde la parte lumbar


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hasta las cervicales es relativamente escasa. La musculatura se puede relajar bastante. La respiración es bastante profunda. (descanso asiático)

En todos los trabajos son necesarios distintos tipos de movimientos, con lo cual el equilibrio inestable se ve perjudicado. Para conseguir nuevamente la posición es necesario el trabajo muscular. Por este motivo la postura media no es relevante como postura de trabajo.

Postura retrasada.

El ángulo de la articulación de la cadera está en relación a la pelvis más abierto,

es decir, mayor de 90. Por lo tanto, es posible una relajación abdominal.

Es posible estirar la columna vertebral. Al apoyarse en el respaldo, la musculatura de la espalda se relaja de gran manera. Si se dispone de un apoyo de la cabeza y la nuca, también se podrá relajar las cervicales. Esta postura podría denominarse de descanso.

En los puestos de trabajo las posturas más frecuentes son la avanzada y la retrasada. Sentarse de manera dinámica significa cambiar de postura a menudo, variar entre posiciones retrasadas y avanzadas para evitar así tensiones musculares estáticas (isométricas).

Estar sentado de manera dinámica contribuye a un buen metabolismo y tiene consecuencias positivas para los discos intervertebrales. Sentarse dinámicamente significa profilaxis, previene daños del aparato motriz.

El desarrollo y construcción de asientos dinámicos presupone además de los conocimientos anatómicos, un desarrollo tecnológico, sino pueden ocasionarse otros problemas. Por ejemplo, en respaldos móviles:

El usuario debe apoyarse con fuerza para cambiar de la posición de

adelantada a la retrasada.

La resistencia a reclinarse es tan pequeña que sobreviene la sensación de caída hacia atrás.

El respaldo ofrece al principio una gran resistencia precipitándose de repente hacia atrás.

El respaldo varia de la posición retrasada a la adelantada demasiado lento.

El respaldo empuja al usuario constantemente hacia la posición adelantada.


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Dimensionamiento de puesto de trabajo en posiciones sedentes.

Si superponemos las figuras de varias personas en posición sedentes pertenecientes a diferentes percentiles de la población adulta con mesas de diferentes dimensiones podemos comprender la dificultad que supone la adaptación entre los diferentes elementos, llegando inclusive el caso en que resulta imposible dicha adaptación.

La elección de la altura de trabajo, la altura del asiento y la altura del reposapiés, junto con el uso de la silla adecuada, nos ayudará a mantener la postura durante el trabajo.

Las posiciones de adaptar los brazos y antebrazos varían en dependencia de la tarea que se va a realizar. Por ejemplo, en un puesto de trabajo en que se realizan tareas de montaje, escritura o pulsación se recomienda:

Ángulo brazo antebrazo: 85 – 90

Abducción de los brazos 15 – 20

Flexión anterior de los brazos 25

Muslos en posición horizontal siguiendo el contorno de la silla.

Angulo muslo- pierna ligeramente superior a 90

Varios autores coinciden con ligeras diferencias en:

Dimensiones de la silla

Asiento.

Altura: altura poplítea (P5) + holgura del calzado Ancho mínimo del asiento: ancho de caderas sentado (P95) Profundidad del asiento: longitud sacropoplítea (P5)

Respaldo.

Altura inferior: altura iliocrestal (P95) Altura superior: altura subescapular (P5) Ancho: diámetro biacromial (P95) si el trabajo se realiza hacia delante

ancho de codo a codo (P5) si es probable el desplazamiento de los brazos hacia atrás.

Inclinación hacia atrás en relación con la superficie del asiento: 100


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Reposabrazos.

Altura desde el asiento: altura codo sentado (P95) Separación mínima: Ancho codo a codo (P95) o Ancho caderas (P95)

Banco de trabajo.

Altura inferior: Altura del asiento + altura del muslo (P95) ó

Altura de la rodilla modificada (P95)

Altura superior: altura de la silla + altura del codo (P5)

Espacio para colocar las extremidades bajo banco de trabajo:

longitud del muslo (P95) + espacio para estirar las piernas hacia delante ó longitud sacra – rótula (P95)

Display: ángulo no mayor de 30o por debajo de la altura de los ojos (P95) – altura ojos (P5) + altura silla.

Controles: entre alcance mínimo del brazo (P5) y alcance máximo brazo (P95)

Repercusión de la posición de sentado sobre el organismo.

Por malos hábitos o porque los elementos empleados en sentarnos no son adecuados, adoptamos una serie de posiciones que a la larga son perjudiciales para el organismo. Los errores más frecuentes con que nos encontramos son los siguientes:

Mesa demasiada alta para el tipo de trabajo. Se produce una abducción de los brazos y elevación de los hombros que produce un aumento de la fatiga de la musculatura de los hombros y el cuello.

Mesa demasiada baja para el tipo de trabajo. Hay una tendencia a flexionar el tronco hacia delante perdiendo la curva lordótica normal y tendiendo a producirse una cifosis lumbar lo que produce una sobrecarga de los discos intervertebrales.

Silla demasiada alta con respecto al suelo. Se produce un aumento de la presión en el hueco poplíteo, así como una tendencia a dentarse en el borde de la misma por lo que se producen alteraciones en la circulación de las piernas, así como dolor e hinchamiento de las mismas.

Silla demasiada baja con respecto al suelo. Existe una concentración elevada del peso del cuerpo localizada en las tuberosidades isquiáticas que puede originar dolor en dicha parte del cuerpo.


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PLANOS DE TRABAJO

Los planos de trabajo contienen los elementos que normalmente utiliza el trabajador, bien por contacto directo (manos, pies) o visual.

En principio se podría decir que el plano de trabajo coincide con el plano de la mesa de trabajo, pero hay que añadir las dimensiones de los objetos o dispositivos que deben utilizarse. Por ello es conveniente conocer las dimensiones de las piezas que se van a procesar en cada tarea.

Otro aspecto es el tipo de trabajo a utilizar. La minuciosidad y precisión requiere de un plano más próximo a los ojos.

El estudio dimensional de los espacios de trabajo debe abarcar todas las posturas y situaciones de trabajo que se pueden adoptar para la realización de las diferentes tareas.

Desde el punto de vista ergonómico, el estudio dimensional de los espacios de trabajo lo centraremos en la zona de trabajo, donde se realizan las diferentes tareas. Es por ello que el área funcional de trabajo está determinada por los diversos movimientos posibles del brazo y de la mano y es en estas zonas donde debemos situar los elementos que configurarán el área de trabajo.

Para establecer las dimensiones esenciales de los puestos de trabajo (sentado y de pie) hay que considerar los siguientes aspectos:

Altura del plano de trabajo.

Áreas y volúmenes de trabajo.

Visibilidad.

La altura del plano de trabajo.

En la concepción de los puestos de trabajo es de gran importancia determinar la altura de la superficie de trabajo a fin de conseguir que todas las tareas que deben realizarse, tanto en posición sentada como de pie, se correspondan con la realidad funcional de la tarea.

La gran variedad de tareas que se han de realizar, unido a las diferencias individuales, hacen imposible fijar una única altura; sin embargo, teniendo en cuenta las características estructurales y funcionales del cuerpo, podemos decir que una relación satisfactoria con la superficie de trabajo es aquella que permite mantener el antebrazo en posición horizontal o ligeramente inclinado hacia abajo.


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Posición de pie.

Varios autores han recomendado que el plano de trabajo, para personas que trabajan de pie, debe estar un poco por debajo de la altura de los codos (entre 5 y 10 cm.).

Para una tarea minuciosa, el plano de trabajo se debe elevar de 10 a 20 cm. Para una tarea que requiera que el trabajador transmita fuerza, el plano de trabajo debe bajar desde el valor normal obtenido unos 10, 20 o 30 cm. (Figura 21. Esto proporcionará la posibilidad de actuar más eficazmente y con mayor cantidad de músculos y huesos.

Figura 21. Alturas del plano de trabajo de pie

Las fuerzas deben ser ejercidas por miembro cuyas articulaciones estén en posiciones intermedias. Las posiciones intermedias en las que el músculo esté parcialmente contraído permiten mayores fuerzas o la posibilidad de un esfuerzo mayor. (Figura 22)


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Posición sentada.

Figura 22. Posición para realizar fuerzas

Desde el punto de vista ergonómico, el trabajo en posición sentado es mejor que el trabajo realizado en posición de pie; sin embargo, la posición sentado también se convierte en penosa al cabo de un cierto tiempo. Por lo tanto, lo más adecuado será un puesto de trabajo que permita alternar las dos posiciones, de pie y sentado. (Figura 32)

Figura 23. Posición sentada – de pie

Posición

sentada MEJOR QUE Posición de pie

PERO

es penosa al

cabo del tiempo

SENTADO-DE PIE


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El plano de trabajo de las tareas que se realizan en posición sentado (ante una mesa, un banco de trabajo, una máquina, etc.) debe situarse teniendo en cuenta las características de la propia naturaleza de la tarea, por ejemplo, la altura de una tarea que requiera cierta precisión, no será la misma que la de una tarea que requiera el uso de una máquina de escribir y una gran libertad de movimiento.

Por otra parte, la altura de la superficie de trabajo está íntimamente relacionada con la altura del asiento, el espesor de la superficie de trabajo y la altura del muslo, combinar antropométricamente todo esto es complicado.

Áreas de trabajo

Una buena disposición de los elementos que se deben utilizar en el área de trabajo permitirá realizar, con menos esfuerzo, los diferentes movimientos, evitando los movimientos forzados que impliquen a la larga dolores de espalda, patología muscular, traumatismo, etc.

Tanto en el plano vertical como horizontal, debemos determinar cuales son las distancias y áreas óptimas de trabajo para conseguir un buen nivel de confort postural.

El área normal de trabajo es la zona más conveniente para que los movimientos de las manos se puedan realizar con un gasto normal de energía.

El menor gasto energético efectuado por las manos al desplazarse por el plano de trabajo corresponde al movimiento que es efectúa con los brazos colgando de forma normal y los antebrazos con un ángulo de flexión de 900.

Si trazamos un arco de circunferencia desde la proyección del hombro derecho al plano transversal, cuyo radio es la proyección del antebrazo, y que limita con los bordes de la mesa, tendremos el área horizontal de trabajo normal para la mano derecha. Lo mismo podemos efectuar para la mano izquierda. La intersección de las zonas de trabajo normal para la mano derecha y para la mano izquierda determina una zona de trabajo normal para las dos manos. Sin desplazar los hombros podremos dibujar, extendiendo el brazo y el antebrazo, el contorno del área máxima de trabajo. Esta área, menos confortable que la anterior, supone un mayor esfuerzo ya que el brazo entra en actividad mientras que el área normal está relajada (Figuras 24 y 25).


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Figura 24. Áreas de trabajo

Figura 25. Determinación de las áreas de trabajo

Donde:

O1 y O2: son los centros de los arcos de circunferencia que corresponden a las proyecciones de los hombros.

H: es la distancia de codo a codo o hombro a hombro. O1 A y O1 C: es la longitud del antebrazo (J). O1 F: es la distancia entre la proyección del hombro y el borde de la mesa (S).

FC: es la distancia K J 2 S2


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Volúmenes de trabajo.

Se puede definir por zona o espacio de alcance conveniente, aquel en el que un objeto puede ser alcanzado de forma fácil sin tener que efectuar movimientos indebidos.

Si se efectúan movimientos con los miembros superiores, tomando como punto fijo la articulación del hombro y como radio la distancia desde ese punto al punto medio de la posición de agarre cuando el brazo está extendido, el lugar geométrico de la superficie barrida se denomina envolvente de alcance normal. (Figura 26).

Figura 26. Evolvente de alcance normal

Para situar en el espacio algún elemento que debe ser manipulado, debemos tener en cuenta, los alcances y las posibilidades prácticas que nos proporciona el espacio que disponemos. Generalmente tendremos que situar el elemento en una pared, cuyo plano contará a la envolvente mencionada en el párrafo anterior, proporcionándonos un perfil circular o doble circular. (Figura 27).


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Figura 27. Perfil Circular o doble circular

El perfil que se forma es función de la distancia, ya que el radio de los círculos se obtiene por Pitágoras:

R

donde:

a: longitud del brazo. D: distancia al plano de trabajo.

En la práctica, no solo se debe considerar el alcance, como único criterio a la hora de disponer los elementos de utilización normal, sino que hay que conocer el cuánto, el cómo, el cuándo se va utilizar dicho elemento, con objeto de establecer prioridades y unos criterios de localización adecuados. Estos temas se abordarán en el módulo IV.

Visibilidad

El órgano de comunicación más inmediato y sensible con el mundo que nos rodea es el ojo, es el más importante de los receptores al que se debe más de 80 % de la percepción del mundo exterior.

a2 d 2


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El conjunto de los objetos que debe o puede observar un trabajador desde su puesto de trabajo se debe disponer de forma tal que la postura que adopte la cabeza no sea nociva.

Las distancias de enfoque y de visión mínima, óptima y máxima se muestran en la (Figura 28). El límite visual varía de un ojo a otro y según la estructura facial y ósea de cada individuo. El rendimiento visual disminuye a medida que aumenta el ángulo visual.

Figura 28. Distancias de enfoque

Se pueden distinguir tres zonas (Figura 29) en el campo visual funcional:

Campo estacionario: donde la actividad requiere tan solo una visión directa.

Campo ocular: región donde los movimientos del ojo son necesarios para que la tarea pueda llevarse a cabo.

Campo de la cabeza: región donde también se necesitan los movimientos de la cabeza.


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Figura 29. Campo visual horizontal

El campo visual con los ojos comprende un arco de 300 (150 a cada lado del plano medio de visión). El área de visión se amplia hasta 600 mediante un simple movimiento de los ojos hacia uno y otro lado (300 a cada lado). Dado que la cabeza puede girar normalmente 450 hacia la derecha y la izquierda, el ángulo máximo de visión puede llegar a comprender un arco total de 1200 (600 a cada lado) moviendo la cabeza de un lado a otro con los ojos fijos y de 1500 (750a cada lado) si además se giran los ojos.

En cuanto a la altura del campo, se puede decir que somos animales de mirada inclinada hacia abajo, debido a la inclinación de nuestros ojos dirigidos por debajo de la horizontal, de tal manera que para mirar horizontalmente o hacia arriba, debemos flexionar el cuello y utilizar nuestros músculos (Figuras 30 y 31)


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Figura 30. Campo visual vertical de pie

Figura 31. Campo visual vertical sentado


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La línea normal de visión está unos 100 por debajo del plano horizontal de los ojos en posición de pie y 150 en posición sentado. Como el cono visual con ellos fijos es de 300 en total, la amplitud del cono visual se reparte en 50 por encima y 250por debajo de pie y 300por debajo sentado. Mediante un simple movimiento de los ojos estos ángulos se pueden ampliar hasta 250 sobre la horizontal y 350 por debajo de pie y 200 y 400 sentado.

Al inclinar la cabeza hacia delante y hacia atrás con un ángulo máximo admitido de 300 podemos abarcar con los ojos fijos un arco total de 900 (350 por encima y 550 por debajo) de pie o 300 y 600 sentado. Si además se mueven los ojos se alcanzan 1200 (550 ó 500 por encima y 650 ó 700 por debajo) según sea el caso para de pie o sentado.

Los límites de reconocimiento del color pueden considerarse 350 por encima y por debajo de pie y 300 y 400 sentado.

https://www.researchgate.net/publication/312503494

dra. alicia alonso becerra - ministerio de educación

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