Universidad Nacional de San Juan

Transcripción

1 Universidad Nacional de San Juan Facultad de Ingeniería Departamento de Electrónica, Automática y Bioingeniería Carrera de Bioingeniería Asignatura Biomecánica Unidad Nº 2: Biomecánica Postural Parte 4: Biomecánica de la postura de sedestación Dra. Ing. Silvia E. Rodrigo 2018

2 UNIDAD 2: BIOMECÁNICA POSTURAL Análisis de la postura corporal desde el punto de vista geométrico y cinético. Conceptos de estabilidad, balance y equilibrio. Biomecánica de las posturas de bipedestación y sedestación. Aplicación a la Ergonomía.

3 Conceptos relacionados con la Biomecánica de la Postura Cualquier postura o actividad del cuerpo humano lleva consigo un esfuerzo músculo-esquelético. A fin de evitar fatiga muscular o lesiones musculares, los movimientos articulares no han de exceder los rangos normales y los esfuerzos musculares puestos en juego han de estar dentro de los límites fisiológicos. Se entiende por fatiga muscular a una debilidad del sistema muscular ocasionada por el agotamiento de oxígeno en uno o varios músculos, en un esfuerzo conocido como "anaeróbico, acompañado frecuentemente por dolor muscular.

4 Si el esfuerzo muscular ocurre en una área particular del cuerpo (por ejemplo, en los músculos del hombro por repeticiones sucesivas de su actividad durante largos periodos de abducción), la fatiga se localiza en esa área y se caracteriza por cansancio e inflamación. Si ocurre a nivel general del cuerpo (por acarreo de objetos pesados, transporte de cargas, subir escaleras, etc.), se produce fatiga en todo el cuerpo y puede conducir a un accidente cerobrovascular.

5 Biomecánica de la Postura de Sedestación En sedestación, la base de sustentación del cuerpo (muslos y pies) es mayor que en bipedestación y menor que en decúbito, lo que permite usar las extremidades superiores para efectuar trabajos, movilizar la cabeza y dirigir la vista, mientras el tronco y las extremidades inferiores permanecen en reposo.

6 Se distinguen tres tipos de posturas sentadas: - Anterior (inclinación hacia adelante): en donde el centro de masa corporal está delante de las tuberosidades isquiáticas. A nivel de los pies en contacto con el suelo, éste soporta más del 25% del peso corporal y es la postura común para el trabajo de escritorio (A y B). - Centro (relajado, sin apoyo): el centro de masa se ubica directamente por encima de las tuberosidades isquiáticas. El suelo soporta el 25% del peso corporal y la columna lumbar se posiciona en forma recta o ligeramente cifótica (C). - Posterior (inclinación hacia atrás): el centro de masa está por detrás de las tuberosidades isquiáticas. El suelo soporta menos del 25% del peso corporal. Es común en sillas con respaldos reclinables. Posición ideal para descansar (D).

7 Otra cuestión importante a considerar es la orientación de las vértebras lumbares y sacras, ya que en estas vértebras y en sus respectivos discos y músculos es donde recae toda la carga vertebral de la persona sentada. Los respaldos con apoyo lumbar reducen la fatiga muscular. Un respaldo con un ángulo obtuso ayuda a estabilizar la rotación de la pelvis. Lo ideal es un respaldo en posición reclinada y con apoyo lumbar, que forme entre el eje del torso y el de las piernas un ángulo entre 105 (trabajo) y 135 (descanso).

8 Además del cuidado de la columna, cuando se diseña un banco ha de considerarse también el tipo de asiento, ya que el contacto de las piernas con el asiento se produce sólo mediante dos huesos redondos: las tuberosidades isquiáticas, cubiertas por muy poco músculo. Ilion

9 Estudios señalan que en sedestación, el asiento soporta aproximadamente el 75% del peso corporal total sobre un área de 25 cm 2 de las tuberosidades isquiáticas y la capa de músculos subyacentes. También indican que las personas en sedestación se encuentran más confortables cuando su peso recae fundamentalmente sobre las tuberosidades isquiáticas recubiertas por la capa muscular.

10 De acuerdo con las curvas de presión de una distribución confortable del peso corporal sobre las nalgas, ésta va disminuyendo desde los 90 gr/cm 2 (máxima presión) en las tuberosidades isquiáticas, hasta 10 gr/cm 2 en las curvas periféricas. No obstante, esta carga es suficiente para producir fatiga de compresión si la duración de la carga es significativa. Fatiga de compresión: reducción de la circulación sanguínea a través de los capilares, que afectan las terminaciones nerviosas locales y generan sensación de dolor, adormecimiento y malestar. Esta fatiga se reduce drásticamente con asientos acolchados con espuma de poliuretano, que disminuyen la presión bajo los glúteos cerca del 400% y aumentan el área de contacto entre 900 a 1050 cm 2.

11 Además, si la silla es demasiado baja respecto al plano del suelo, se produce un exceso de peso en las tuberosidades isquiáticas y puede dar lugar a los síntomas referidos. Si en cambio es demasiado alta, se produce la compresión en el hueco poplíteo. Estas cuestiones son importantes cuando se realizan actividades que principalmente requieren una postura sedente (un estudiante pasa 1000 horas sentado por año). Pueden solucionarse con un asiento regulable en altura o un apoyo para los pies.

12 Para una adecuada postura de sedestación, se requiere entonces: - darle soporte a la pelvis sin que exista oblicuidad; - brindar apoyo y estabilidad a las extremidades inferiores; - restaurar las curvas fisiológicas de la columna y la orientación escápulo-torácica en el tronco y en las extremidades superiores mediante apoyos; - mantener alineados la cabeza y el cuello.

13 Algunas de las variables más importantes para diseñar una silla que no genere alteraciones posturales, son: 1- soporte lumbar; 2- ángulo mínimo de inclinación del respaldo de 105 ; 3- espacio abierto para la proyección posterior del sacro y las nalgas; 4- apoyo toráxico convexo a la altura de escápulas inferiores; 5- soporte de hombros a 105 ; 6- inclinación ajustable del respaldo pivotado en línea con la cadera; 7- longitud máxima del asiento de 41 cm; 8- altura del asiento desde el suelo de 41 cm; 9- asiento curvado hacia abajo detrás de rodillas; 10- espacio libre para los pies bajo el asiento; 11- inclinación hacia arriba del asiento de 5 para mantener la espalda pegada al respaldo.

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15 Como conclusión, la postura de sedestación es un factor de riesgo para la columna vertebral, lo que lleva a la recomendación no sólo de alternar los periodos obligatorios de sedestación con otros de movimiento y descanso, sino también de efectuar un diseño ergonómico de la silla.

16 Aplicación de Biomecánica Postural a la Ergonomía El término ergonomía proviene de las raíces griegas ergon (trabajo) y nomos (ley, regla), y puede interpretarse como las normas que regulan la actividad humana. El principal objetivo de la ergonomía es adaptar los productos, tareas, herramientas, espacios, puestos de trabajo y el entorno en general, a la capacidad funcional del cuerpo humano y a la necesidad de las personas, de manera que mejore la eficiencia, seguridad, bienestar y calidad de vida de los consumidores, usuarios o trabajadores, lo cual se vincula con el campo laboral de la Bioingeniería.

17 La ergonomía es una ciencia multidisciplinaria que abarca un cuerpo de conocimientos interrelacionados provenientes de la anatomía, fisiología, antropometría, biomecánica, psicología, ingeniería y diseño industrial, entre otras. En particular, la antropometría trata con las características físicas del cuerpo humano referidas al tamaño y peso de los segmentos corporales y del cuerpo humano completo, capacidad de trabajo del mismo, etc.

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19 Una de las ramas de la Ergonomía, llamada Ergonomía Física, se ocupa de las características anatómicas, antropométricas, fisiológicas y biomecánicas relacionadas con la actividad física del cuerpo humano, con el objeto de brindar herramientas que permitan: - evaluar posturas inadecuadas, fuerzas inadecuadas y movimientos repetidos en puestos de trabajo, así como las posibles lesiones músculo-esqueléticas de origen laboral, - diseñar puestos de trabajo y elementos que ayuden a corregir posturas inadecuadas, - establecer normas de seguridad y salud ocupacional.

20 En el campo laboral, la tarea del ergónomo está referida a: identificar y evaluar los factores de riesgo en puestos de trabajo, resolver casos de ergonomía utilizando las herramientas de análisis específico, diseñar, corregir y adaptar puestos de trabajo, adecuar puestos de trabajo a los percentiles de una población en particular, realizar peritajes en base a la normativa vigente sobre higiene y seguridad laboral.

21 Principios ergonómicos para el diseño de puestos de trabajo

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26 Ejemplo de evaluación ergonómica de postura Evaluación de la postura de trabajo en sedestación: se considera postura inadecuada a aquella que se aleja de una posición neutra o fisiológica, donde también juegan un papel importante el tiempo que se mantenga dicha postura.

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29 Evaluación de fuerza Evaluación de la postura de trabajo relacionada con el levantamiento y transporte manual de cargas: se considera que una fuerza es inadecuada cuando supera los límites fisiológicos o la fuerza se realiza durante un tiempo prolongado, de forma tal que produce fatiga muscular. Una de las escalas cualitativas utilizadas para evaluar el nivel de fuerza efectuado es la Escala de Borg, basada en la sensación del esfuerzo que manifiesta el/la trabajador/a cuando se le solicita que cuantifique en una escala de 0 a 10 con qué intensidad percibe el esfuerzo que está realizando.

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33 Evaluación combinada de postura inadecuada y movimiento repetitivo Se considera que un trabajo es de alta repetición cuando los ciclos de trabajo duran menos de 30 segundos, o cuando un ciclo de trabajo fundamental constituye más del 50% del ciclo de trabajo y el trabajo se realiza más de 1 hora al día (Kilbom, 1999). Según la Norma ISO/DIS 11226:1998, se considera que en un puesto de trabajo existen posturas inadecuadas y movimientos repetitivos cuando existan las siguientes condiciones (ejemplos de inclinación hacia delante de la columna, flexión y abducción del hombro y flexión de la cabeza):

34 COLUMNA: INCLINACIÓN HACIA ADELANTE (flexión) o HACIA ATRÁS (hiperextensión) MOVIMIENTO ESPALDA POSTURA ESTÁTICA BAJA FRECUENCIA (< 2 mov/min) ALTA FRECUENCIA (+ 2 mov/min) I (*): Flexión 0º-20º tolerable tolerable tolerable II: Flexión 20º - 60º III: Flexión > 60º IV: Hiperextensión tolerable con condición (A) no tolerable no tolerable tolerable tolerable con condición (B) (*) Se recomienda mantener posturas de trabajo con la espalda erguida, en particular si el tiempo de mantenimiento de la postura es prolongado, que requieran una postura estática sin un tiempo de recuperación adecuado, o sin un apoyo corporal correcto o si se da una elevada frecuencia de movimientos. A. tolerable si hay apoyo correcto de toda la espalda. Si no hay apoyo de toda la espalda, la aceptabilidad depende de la duración de la postura y del periodo de recuperación. B. tolerable si hay un apoyo correcto de toda la espalda. C. No tolerable si el tiempo de mantenimiento de la postura es prolongado. tolerable con condición (B) Excepción: tolerable para movimientos de baja frecuencia en la zona IV si hay un apoyo correcto de la espalda. tolerable con condición C no tolerable no tolerable No es tolerable un apoyo de toda la espalda si está inclinada hacia delante, a menos que se demuestre que los riesgos para la salud son bajos o inexistentes para la mayoría de los adultos sanos considerando el periodo de tiempo de exposición.

35 HOMBRO: FLEXIÓN - ABDUCCIÓN MOVIMIENTO HOMBRO: FLEXIÓN o ABDUCCIÓN POSTURA ESTÁTICA BAJA FRECUENCIA (< 2 mov/min) ALTA FRECUENCIA (+ 2 mov/min) I (*): 0º - 20º tolerable tolerable tolerable II: 20º - 60º tolerable con condición (A) tolerable tolerable con condición C III: > 60º no tolerable tolerable con condición (B) no tolerable IV: < 0º no tolerable tolerable con condición (B) no tolerable B. No tolerable si el tiempo de mantenimiento de la postura es prolongado. (*) Se recomienda mantener posturas de trabajo con los brazos caídos, en particular si la el tiempo de mantenimiento de la postura es prolongado, que requieran una postura estática sin un tiempo de recuperación adecuado, o sin un apoyo corporal correcto o si se da una elevada frecuencia de movimientos. A. tolerable si hay apoyo correcto del brazo. Si no hay apoyo del brazo, la aceptabilidad depende de la duración de la postura y del periodo de recuperación. C. No tolerable si se da una frecuencia > 10 mov/min o si la máquina debe ser utilizada por la misma persona durante periodos de tiempo prolongados. Un apoyo correcto para el brazo puede conseguirse por ejemplo colocando el codo o el antebrazo sobre la máquina. Sin embargo, debe señalarse que cualquier restricción a moverse libremente provoca puntos de presión localizada.

36 CUELLO: DIRECCIÓN DE LA CABEZA EN PLANO VERTICAL MOVIMIENTO CABEZA Y CUELLO POSTURA ESTÁTICA BAJA FRECUENCIA (< 2 mov/min) ALTA FRECUENCIA (+ 2 mov/min) I (*): aprox. -10º y +10º tolerable tolerable tolerable II: aprox. > 40º ó < -10º no tolerable tolerable con condición (A) no tolerable (*) En el caso de una postura erguida de la espalda se recomienda que la dirección de la mirada esté algo por debajo de la horizontal, en particular si la actividad debe ser desarrollada por la misma persona durante periodos de tiempo prolongados, que requieran una postura estática sin un tiempo de recuperación adecuado, o si se da una elevada frecuencia de movimientos. A. No tolerable si el tiempo de mantenimiento de la postura es prolongado.