Nombre del Proyecto: Diseño de Estaciones de Trabajo Ergonómicas Clave del Proyecto:

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1 Nombre del Proyecto: Diseño de Estaciones de Trabajo Ergonómicas Clave del Proyecto: Director del Proyecto: Dionisio Salomón Fernández Tapia Alumna PIFI: Erika Martínez Cuautle Resumen El hombre es un factor determinante en la eficiencia de cualquier sistema productivo, por ello, es necesario considerar de manera especial todos los elementos que afectan su salud, su bienestar físico y mental, así como su capacidad para realizar su actividad de manera adecuada. Cuando se establecen las condiciones óptimas de dichos factores, se puede lograr un buen desempeño de los trabajadores, y con ello, una mayor productividad del sistema. La ergonomía, es la herramienta, que nos ayudará a diseñar y controlar espacios de trabajo que cuenten con las condiciones y elementos adecuados a la actividad que realiza el hombre. De ésta forma, nos encontramos ante la necesidad de determinar cuales son las condiciones adecuadas, en cuanto a aspectos determinados de la ergonomía como son, el medio ambiente de trabajo, las dimensiones del cuerpo humano, las herramientas, así como el equipo de protección personal adecuado a la actividad a realizar. En el proyecto Diseño de estaciones de trabajo ergonómicas se hace un estudio de éstos elementos, que afectan de manera directa o indirecta a un trabajador que realiza una operación de ensamble en una determinada estación de trabajo, así como la determinación de los valores y características adecuados para cada uno de ellos. Lo anterior se estudió en base a los valores recomendados por la normatividad mexicana correspondiente, y en comparación con normatividades de otros países, además de tomar en cuenta recomendaciones de organismos internacionales, como es el caso de la Organización Internacional del Trabajo. Introducción Con el desarrollo de la presente investigación se busca crear un espacio educativo para la aplicación de la ergonomía y la capacitación de los futuros ingenieros industriales en el diseño de puestos de trabajo que garanticen el máximo rendimiento y calidad en el trabajo, así como un entorno agradable, en donde el operario sea más productivo. Para conseguir este objetivo se contemplan cuatro elementos esenciales para el desarrollo de la ergonomía en una estación de trabajo, los cuales son, la determinación y el análisis del espacio para realizar la operación, del trabajador

2 que realizará la operación, las características del puesto de trabajo, y las herramientas, mobiliario, y equipo necesarios. El proyecto plantea, que para obtener un mayor desempeño en las actividades de un operario que realice tareas de ensamble, los factores antes mencionados son los que deben ser estudiados, para ser tomados en cuenta al momento de diseñar la estación de trabajo, y las disciplinas de las que se auxilia la ergonomía para este propósito son la antropometría, la biomecánica y la ergonomía ambiental. Al determinar cuales son los valores adecuados para cala elemento nos encontramos ante la problemática de que éstos tienen una variación considerable, la cual se menciona a continuación. Para el caso de las condiciones ambientales del lugar de trabajo, éstas se deben diseñar en base a un sistema que pueda ser regulado, ya que dependiendo de la época del año, los valores térmicos, de ventilación y humedad tendrán que ser ajustados. Por otra parte la determinación de las dimensiones antropométricas, es uno de los aspectos más variables al momento de realizar un diseño, ya que las características de la población impiden tener un estándar o media que permita determinar las dimensiones justas para el mobiliario, sin embargo existen mecanismos que se pueden emplear para poder realizar ajustes a los elementos del puesto de trabajo con el objetivo de que se adapten a las dimensiones del grueso de la población que utilizará la estación de trabajo. En el caso del diseño herramental, se vuelven a presentar situaciones parecidas al diseño del mobiliario, ya que nos encontramos con que, las partes del cuerpo que se encuentran ligadas de manera directa con la realización de la actividad, tendrán la misma variación, y por ello es imprescindible determinar cuales son los criterios para el diseño de cada una de las herramientas a utilizar. Como ya se ha mencionado, la implantación de la ergonomía en puestos de trabajo, es esencial para lograr mayor productividad, cuidando siempre la salud y bienestar de los trabajadores, por ello, es de vital importancia que los estudiantes de la carrera de ingeniería industrial, que en el futuro dirigirán proyectos de diseño o rediseño de sistemas productivos, consideren esta herramienta como parte integral de los espacios de trabajo, y que además de los conocimientos teóricos, obtengan la parte práctica al observar de manera directa los factores y su afectación en el trabajador. Métodos y materiales Para diseñar una estación de trabajo es necesario clasificar los elementos que intervienen en dicha estación. En primer lugar se tienen las condiciones ambientales con las que se contará al momento de que el operario realice su

3 actividad; las cuales son la temperatura, la humedad, la ventilación, el ruido, la iluminación, y las vibraciones. Por otra parte, determinar cuales son las dimensiones de las personas que utilizarán la estación de trabajo, es de gran importancia para establecer tanto las dimensiones de la estación, como del mobiliario, así como de las herramientas y del equipo de protección personal a utilizar. A continuación, y en base a las dimensiones obtenidas en el estudio antropométrico, se realiza la elección de la herramienta más adecuada a las actividades que el operario realiza, buscando siempre la mínima fatiga del trabajador. Como referente, se inició el estudio haciendo un bosquejo de lo que es la ergonomía, su importancia, elementos y aplicaciones; a continuación se plantea la definición general para esta disciplina, que será nuestra principal herramienta en éste trabajo. La palabra ergonomía surge de la combinación de dos palabras de origen griego: ergo, que significa trabajo, y nomos, que significa ley, por lo que es el estudio de la respuesta humana a la exposición en el ambiente de trabajo; a la interacción entre los seres humanos y las herramientas, el equipamiento y los métodos de trabajo necesarios para completar una tarea; y la adaptación de una tarea al empleado. La primera parte para realizar el diseño, fue la búsqueda de información concerniente a cuales eran los factores ambientales que intervenían en una operación de ensamble, en seguida, se describen en forma breve y se mencionan los valores que recomiendan las Normas Oficiales Mexicanas; las cuales son expedidas a través de la Secretaria del Trabajo y Previsión Social (STPS), para legislar en materia de Higiene y Seguridad en México. Ruido. El ruido se considera como aquel sonido no deseado, el cual se encuentra determinado por la reacción del escucha. En la industria, existe un sin número de maquinaria que se considera como generadora de ruido, así que a pesar de que en la estación de trabajo, no se estén utilizando herramientas que generen esta característica, es necesario tomar en cuenta agentes externos que puedan contaminar nuestra área de trabajo. En la NOM-011-STPS-2001, relativa a condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genere ruido y en la NOM-080-STPS-1993, Higiene industrial -medio ambiente laboral-relativa a la determinación del nivel sonoro continuo equivalente, al que se exponen los trabajadores en los centros de trabajo, mencionan que para un nivel de exposición a ruido (NER) de 90dB o menor, con un tiempo máximo permisible de exposición (TMPE) de 8hr, no es necesario el uso de equipo de protección personal para que el operario realice su actividad, sin tener repercusiones a la salud. Vibración. Las vibraciones son consideras como cualquier movimiento que hace el cuerpo alrededor de un punto fijo. Este movimiento puede ser regular,

4 como el de un peso en el extremo de un resorte, o tener una naturaleza azarosa. La NOM-024-STPS-2001, relativa a las Vibraciones-condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo, describe el procedimiento para realizar la valoración de éste aspecto y determinar si existe una incidencia de éste en el trabajador. Temperatura. La respuesta del hombre al ambiente termal depende, primordialmente, de un equilibrio muy complejo entre sus niveles de producción de calor y su nivel de pérdida de calor. En la Norma Oficial Mexicana, NOM-015-STPS-2001, Condiciones Térmicas Elevadas o Abatidas - Condiciones de Seguridad e Higiene, se menciona que las temperaturas a que sean expuestos los trabajadores, no generen en éstos, una temperatura corporal inferior a 36 C o superior a 38 C. Por otra parte, la norma menciona que para regimenes de trabajo ligero se maneje una temperatura máxima de 30º y para regimenes de trabajo moderado máximo 26.7º para una jornada de trabajo completa. Ventilación. La NOM-001-STPS-1999, relativa a edificios, locales, instalaciones y áreas en los centros de trabajo-condiciones de seguridad e higiene, da como recomendación para los locales de los centros de trabajo, tales como oficinas, cuartos de control, centros de computo y laboratorios, entre otros, en los que se disponga de ventilación artificial para confort de los trabajadores o por requerimientos de la actividad en el centro de trabajo, tomar en consideración la humedad relativa, la temperatura y la velocidad del aire, de preferencia en los términos siguientes: - Humedad relativa entre el 20% y 60%. - Temperatura del aire de 22 C ± 2 C para épocas de ambiente frío y 24.5 ± 1.5 C para épocas calurosas. - Velocidad media del aire que no exceda de 0.15 m/s, en épocas de ambiente frío, y de 0.25m/s en épocas calurosas. - Se recomienda que la renovación del aire no sea inferior a 5 veces por hora. Iluminación. La STPS define a la iluminación como la relación de flujo luminoso incidente en una superficie por unidad de área, expresada en lux. Para las actividades de ensamble, una iluminación adecuada, es de gran importancia para lograr una buena precisión en el trabajo. La iluminación debe ser tal, que compense posibles efectos de percepción óptica de los operarios para las actividades requeridas. La Norma Oficial Mexicana relativa a las condiciones de iluminación en los centros de trabajo, es la NOM-025-STPS-1999, presenta tablas detalladas con los tipos de tarea visual. En el caso de una tarea visual en un puesto de trabajo que se encuentra en interior, en el cual se tiene un requerimiento de distinción moderada de detalles, como son operaciones de ensamble simples, inspección

5 simple, empaque y trabajos de oficina; se recomienda una iluminación de 300 lux. En la actualidad, existen diversas organizaciones en todo el mundo, dedicadas al estudio y la elaboración de normas, con el objetivo de crear una legislación en materia ergonómica, como es el caso de Estados Unidos de América en donde a través de los organismos gubernamentales: Occupational Safety and Health Administration (OSHA) y National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), elabora y vigila el cumplimiento de normas que se refieren a la seguridad e higiene en el trabajo; además existen organizaciones internacionales no gubernamentales como la American National Standards Institute (ANSI), y la International Organization for Standardization (ISO). Dependiendo de cada normatividad varían los valores recomendados para cada aspecto tratado aquí, sin embargo, es necesario puntualizar que la Normas Oficiales Mexicanas se apoyan en las normas internacionales, así como en los convenios con la Organización Internacional del Trabajo (OIT) para determinar los parámetros. La siguiente parte de la investigación, es determinar los aspectos antropométricos para poder realizar el diseño mobiliario y herramental. Para iniciar, la antropometría, se refiere al estudio de las dimensiones y medidas humanas con el propósito de comprender los cambios físicos del hombre. Ésta disciplina describe las diferencias cuantitativas de las medidas del cuerpo humano, estudia las dimensiones tomando como referencia distintas estructuras anatómicas, y sirve de herramienta a la ergonomía con objeto de adaptar el entorno a las personas Lo adecuado es tomar las mediciones con los operarios que harán uso de las instalaciones, sin embargo, muchas veces no es posible debido a los costos que esto conlleva y a la rotación de persona que generalmente ocurre. Por otra parte, dependiendo de la función de cada elemento del puesto de trabajo se debe de elegir entre los principios de diseño para el promedio o para los extremos. Es decir, si se quiere determinar la altura de una puerta, ésta debe ser diseñada para que la persona más alta pueda atravesar sin problemas (extremos) y en el caso de una silla se espera que el promedio se encuentre cómodo con las dimensiones de ésta. Las dimensiones del cuerpo humano son numerosas, por ello la importancia de determinar cuales nos serán útiles a nuestros objetivos. Si se considera que el operario de la estación de trabajo que se diseñará, se encontrará sentado al momento de realizar su actividad, se recomiendan las siguientes mediciones: 1. Altura poplítea (AP)

6 2. Altura muslo-asiento (MA) 3. Altura codo-asiento (CA) 4. Alcance mínimo del brazo hacia delante con agarre (AmínBa) 5. Alcance mínimo del brazo hacia delante sin agarre (AmínB) 6. Distancia codo-mano (CM) 7. Alcance máximo del brazo hacia delante con agarre (AmáxBa) 8. Alcance máximo del brazo hacia delante sin agarre (AmáxB) 9. Altura ojos-suelo, sentado (OSs) 10. Altura hombros-asiento (HA) 11. Anchura de caderas (muslos), sentado (CdCd) 12. Anchura de rodillas, sentado (RRs) 13. Estatura (Es) Debido a que nuestra actividad principal es el ensamble es conveniente hacer unas mediciones extras que son: Longitud de la mano Ancho de la mano desde el pulgar Largo del dedo índice Largo del dedo mayor Largo del dedo pulgar Las características del usuario de la estación de trabajo que se esta diseñando son las siguientes: Nacionalidad: mexicana Residencia: México, Distrito Federal Edad: años Sexo: Femenino / masculino Ocupación: Operario Actividad que realiza: Ensamble Para la obtención de los datos deseados, se realizaran las mediciones en empresas o talleres en donde la población cumpla con dichas características. Con el objetivo de determinar las medidas adecuadas para el diseño de una estación de trabajo, es necesario realizar primero una investigación de campo que nos arroje las dimensiones requeridas para este fin. En México no existen tablas antropométricas completas que hagan referencia a las dimensiones de la población, sin embargo, a continuación se presenta uno de los datos de una tabla obtenida por Ávila en el año 2001, en donde se presenta la estatura de la población femenina mexicana. PERCENTILES DE POBLACION FEMENINA REFERIDOS POR AVILA (2001), (datos en mm) Dimensiones Promedio Desviación Estándar Percentil 5 Percentil 50 Percentil 95

7 Estatura Los valores obtenidos para la característica de estura, que en la tabla de donde se extrajeron representan la mayor desviación estándar, se tomarán como referencia para el cálculo de esta investigación. Para la determinación de la muestra, se cuentan con los siguientes datos: Nivel de Confianza 95% Equivalencia de z en la curva normal para un N.C.= 95% z=1.96 Desviación Estándar (tomado de la tabla referida) = Error de estimación 10% = 8 n z 2 (1.96)(52.92) Con lo anterior se tiene que para la investigación de campo que consiste en tomar medidas a la población femenina de entre 20 y 40 años, corresponde un tamaño de muestra de 169 por cada grupo. Debido a que no se tiene la desviación estándar correspondiente a la población masculina para este rango de edad, se contemplará la misma que en el caso anterior como referencia para aplicar las mediciones. En la siguiente tabla se muestra la distribución de la cantidad de mediciones que se realizaran a la población en estudio, en base a la muestra obtenida. SEXO EDAD FEMENINO MASCULINO Con los datos obtenidos de un estudio antropométrico, se pueden diseñar las herramientas a utilizar en la operación de ensamble, además de determinar las dimensiones que deberán tener los elementos de control y de información. Para las operaciones de ensamble, las herramientas utilizadas son manuales, las cuales se definen como artefactos que ayudan al trabajador y se caracterizan por amplificar algunas de las funciones propias de la mano. Los objetivos del diseño de herramientas manuales son, el potenciar el uso de ambas manos, el uso adecuado del grupo muscular dependiendo del grado de fuerza, grados de libertad para el giro de la muñeca, así como la

8 implementación de elementos de impulso motorizados que disminuyan el esfuerzo manual. Resultados En base al bosquejo que se realizó anteriormente, del desarrollo de la investigación, podemos observar que en el diseño ergonómico de una estación de trabajo, interfieren una gran cantidad de factores, todos con la misma importancia. Los valores y requisitos se determinan en base a las normas para poder obtener un espacio de trabajo ergonómico adecuado, y con éstos podremos determinar las dimensiones y características para la estación de trabajo. Por lo tanto la información proporcionada anteriormente sirve como fundamento documental para la creación de un espacio educativo en donde se pueda poner en práctica la ergonomía, una vez conocidos los parámetros adecuados. Conclusiones Este trabajo de investigación, produjo una recopilación bibliográfica que será la base para determinar los rangos adecuad, valores y características de un espacio educativo, el cual, será de gran importancia para el estudio práctico de los conocimientos en ergonomía de los estudiantes de la carrera de ingeniería industrial. La recopilación bibliográfica se dividió en los siguientes aspectos: Ambiente físico, en donde se establecen los valores adecuados de los factores que intervienen en el medio ambiente del trabajador, en base a las Normas Oficiales Mexicanas. Antropometría, se recabó información referente a las medidas humanas y su aplicación para el diseño de la estación. Dispositivos informativos, los cuales se deben de elegir en función de la actividad, para que éstos funcionen de manera adecuada y oportuna. Dispositivos de control, para determinar de manera adecuada los dispositivos a emplearse, éstos deben estar en función de las actividades que el operario realizará, y de las características del medio ambiente. Mobiliario y Herramental, en ésta parte se determinó cuales serían los elementos que conformarán el equipo con que trabajará el operario. La investigación documental, es la base y referencia para que en una segunda etapa del proyecto éstos elementos sean estudiados de una manera directa en los operarios, y con ello se determinen los valores que serán aplicados al espacio educativo. La materia de ergonomía se encuentra actualmente dentro del mapa curricular de la carrera de Ingeniería Industrial, sin embargo, el lograr implementar éste espacio, servirá para poner en práctica los conocimientos adquiridos y con ello lograr un mayor entendimiento de los efectos de todos estos factores sobre el trabajador.

9 Además del beneficio educativo a la comunidad estudiantil, se tiene un impacto en el sector productivo, ya que la visión de los futuros ingenieros industriales será más sólida, asegurando así, la implementación adecuado de estos conocimientos en las áreas y proyectos en donde se desarrollen, asegurando un mayor desempeño del sector productivo.