TEMA 4 ANTROPOMETRÍA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ING. ORIETTA BLACUTT YUCRA C o n t e n i d o 1. OBJETIVOS DE LA LECCIÓN 2. MANEJO DE DATOS ANTROPOMÉTRICOS 3. CRITERIOS PARA LA APLICACIÓN DE LA ANTROPOMETRÍA AL DISEÑO 4. REFERENCIAS
1. OBJETIVOS DE LA LECCIÓN Los objetivos de esta práctica son: Entender y manejar las tablas de datos antropométricos. Aplicar los conceptos aprendidos sobre antropometría a la resolución de casos prácticos.
2. EJERCICIOS DE REPASO Antes de empezar con el manejo de las tablas de datos antropométricos se plantean los siguientes ejercicios de repaso de la clase anterior. Ejercicio 1: Indicar para las siguientes dimensiones corporales, que aspectos del diseño del puesto están directamente relacionados. a estatura b altura de codo c altura de ojos de pie d longitud nalga-poplíteo e altura poplítea 1. Altura del asiento respecto del suelo. Solución: 2. Altura del plano de trabajo y el acceso al mismo. Solución 3. Acceso visual al plano de trabajo. Solución 4. Dimensiones generales y zonas de paso. Solución 5. Profundidad efectiva del asiento. Solución Ejercicio 2: Cuál de las siguientes dimensiones corporales no está relacionada con aspectos del diseño del respaldo del asiento? a altura hombros-asiento b ancho de hombros c altura codo-asiento Solución:
2. MANEJO DE DATOS ANTROPOMÉTRICOS 2.1. FUENTES DE DATOS DISPONIBLES NACIONALES: A nivel nacional, se dispone de las siguientes fuentes de datos: Datos Antropométricos de la población Laboral Española [1] del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Ergonomía y mueble [2]. IBV. Dimensiones corporales de la población escolar [3]. IBV. EXTRANJERAS: Existen numerosas fuentes de información antropométrica de diversas poblaciones mundiales, fundamentalmente en los países más desarrollados. Se recomiendan al lector las siguientes obras: Adultdata [4], se trata de una recopilación de datos antropométricos de diversos países, que incluye también datos relativos a la realización de esfuerzos en diferentes situaciones. En concreto incluye 266 dimensiones y 28 medidas de esfuerzos. Bodyspace [5], esta publicación incluye no sólo abundante información de diferentes países, sino también una descripción simple y clara de los procedimientos para aplicar la antropometría a problemas de diseño concretos. Otra obra interesante, del mismo autor, es Anthropometrics: an introduction [6]. UNE-EN 547-3. Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 3: Datos antropométricos [7], esta norma tiene por objeto proporcionar las medidas corporales necesarias para el cálculo de las dimensiones de las aberturas de acceso en máquinas. En ésta se recogen datos antropométricos de grupos representativos de la población europea que incluyen, al menos, 3 millones de personas (incluyendo hombres y mujeres). En castellano existe un manual con abundante información Las dimensiones humanas en los espacios interiores [8]; aunque los datos que contiene corresponden a poblaciones anglosajonas y, en bastantes casos, han sido extraídos de estudios militares.
2.2. MANEJO DE TABLAS DE DATOS ANTROPOMÉTRICAS Seguidamente se recogen las tablas correspondientes a los Datos Antropométricos de la población Laboral Española, publicadas por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT). Estas tablas de datos antropométricos publicadas por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo suponen, hoy por hoy, una fuente de referencia a nivel nacional. La Tabla 1 recoge los datos correspondientes a la población laboral española (conjunta), es decir, hombres y mujeres. En la Tabla 2 se recogen los datos antropométricos correspondientes a la población laboral femenina. Y la Tabla 3 contiene los datos correspondientes a la población laboral masculina. Las tres tablas tienen la misma estructura, compuesta por 4 bloques de filas como medidas relativas a: 1 Sujeto de pie 2 Sujeto sentado 3 Segmentos específicos del cuerpo 4 Medidas funcionales (en realidad todas las medidas contempladas en este apartado no son medidas funcionales). Cada una de las filas de las tablas corresponde a una medida antropométrica que viene designada en la 2ª columna. En la1ª columna viene un número de referencia y la referencia al capítulo de la norma ISO 7250, donde se explica la dimensión. La 3ª columna de las tablas recoge el tamaño de la muestra que se tomó en el estudio antropométrico. La 4ª y 5ª columnas recogen la media y la desviación típica, respectivamente, de la distribución normal que caracteriza la dimensión. Y las últimas cinco columnas recogen una serie de percentiles, que son el p1, el p5, el p50, el p95 y el p99. Todas las medidas, excepto el peso, vienen contempladas en milímetros.
Tabla 1.- Datos antropométricos de la población laboral española (conjunta)[1].
Tabla 2.- Datos antropométricos de la población laboral española (mujeres)[1].
Tabla 3.- Datos antropométricos de la población laboral española (hombres)[1].
Ejercicio 3: Buscar en las tablas de datos antropométricos de la población laboral española (INSHT) los siguientes datos: 1. Estatura media de la población conjunta. Solución: 2. Percentil 5 de la altura del codo de pie de las mujeres. Solución: 3. Desviación típica de la altura sentado de los hombres. Solución: 4. Percentil 95 de la longitud de pie de los hombres. Solución: 5. Percentil 5 de la longitud rodilla-trasero de las mujeres. Solución: 6. Percentil 1 de la anchura distal del dedo índice de las mujeres. Solución: 7. Percentil 99 de espesor del muslo de la población conjunta. Solución:
3. CRITERIOS PARA LA APLICACIÓN DE LA ANTROPOMETRÍA AL DISEÑO 3.1. NORMATIVA Como ya se explicó en la clase anterior, la norma UNE EN 614-1 sobre Principios de Diseño Ergonómico establece que los equipos de trabajo deben ser proyectados teniendo en cuenta las dimensiones corporales de la población de operadores prevista. Además, de los principios ergonómicos relativos a dimensiones corporales, que se enumeraron se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones: Los equipos de trabajo deben ser proyectados teniendo en cuenta las dimensiones corporales de la población de operadores prevista, para lo cual se deben emplear, al menos, los percentiles 5 a 95. En el caso de que los aspectos de salud y seguridad sean importantes, se empleará un rango de percentiles mas amplio, al menos entre los percentiles 1 y 99. Si el equipo puede ser usado indistintamente por hombres y mujeres, se emplearán los percentiles pertinentes de la población combinada de operadores. En esta misma norma también se establece que: Cuando se trate de establecer espacios libres (por ejemplo, espacio para las piernas), se empleará el valor del percentil 95 u otro mayor. Para alcances (por ejemplo, alcance de un operador), se usará el valor correspondiente al percentil 5 u otro menor. Si las dimensiones de las máquinas son regulables, el rango de percentiles a emplear será del 5 al 95.
3.2. ESTRATEGIAS PARA APLICAR LA ANTROPOMETRÍA A la hora de aplicar la antropometría al diseño de puestos se debe de tener en cuenta que: No existe un hombre medio, por lo que a la hora de usar datos antropométricos se deben estudiar dimensión por dimensión los valores óptimos de diseño. Además se debe considerar, también dimensión por dimensión, la dispersión de los valores antropométricos, pues si bien en algunas dimensiones casi toda la población estará comprendida en unos pocos centímetros, en otras habrá una gran diferencia entre usuarios pequeños y grandes. Atención a la variabilidad: sexo, edad, origen. Conviene delimitar la población objeto del estudio. Buscar datos apropiados o ajustar los disponibles. En el caso de no disponer de datos directos se pueden emplear los métodos de Estimación de Dimensiones vistos en el punto anterior. Se deben tener en cuenta correcciones, puesto que las dimensiones que vienen recogidas en las tablas antropométricas corresponden a medidas tomadas con el sujeto desnudo y sin calzado. Es previsible, que aspectos como son ropa de trabajo, calzado, etcétera influyan sobre el diseño. Así, por ejemplo, la altura de una mujer que trabaja de pie con zapatos de tacón puede incrementar ésta primera entre 2,5 y 7,6 cm. Al final de este tema, se recoge en una tabla (Tabla 4) estas correcciones. Se deben considerar los casos extremos. Por ejemplo, al diseñar una puerta no interesa saber la estatura media de la población, sino la estatura de los hombres más altos, que sería el caso más desfavorable. Si por el contrario debemos establecer el alcance a un determinado mando, debe considerarse a los usuarios con menor capacidad de alcance. Esto nos lleva al siguiente punto:
Tabla 4. Tabla de correcciones de medidas por clase de vestimenta o calzado La aplicación de la antropometría al diseño implica establecer determinadas relaciones entre las dimensiones del usuario y las del objeto que se utiliza. Dichas relaciones pueden ser de tres tipos: - HOLGURAS - ALCANCES - AJUSTES BILATERALES Las holguras tratan de permitir el alojamiento de determinadas partes del cuerpo en zonas relacionadas con el objeto. Por ejemplo, los espacios libres debajo de una mesa de trabajo, el tamaño de huecos para introducir la mano, etc. En este caso deben ajustarse las dimensiones a las de los usuarios más grandes. La práctica más frecuente es utilizar el percentil 95 de las dimensiones consideradas.
En el caso de los alcances, los ajustes usuario-objeto deben realizarse para los usuarios más pequeños y el percentil a considerar es el percentil 5. Evidentemente, si los usuarios con menos capacidad de alcance pueden hacerlo, los de mayor tamaño tampoco tendrán problemas en este sentido. Lo mismo sucede con el ajuste de las holguras al percentil 95%: al tomar como límite el correspondiente a los usuarios más grandes, los pequeños encontrarán adecuado el diseño. Por ello, tanto en el caso de alcances como de holguras, el ajuste al usuario más limitante es unilateral. En los ajustes bilaterales, por el contrario, el criterio a seguir es doble ya que se trata de ajustar una dimensión del objeto a la mayor parte de usuarios, dentro de una banda de distribución alrededor de la media. Esto sucede en determinadas dimensiones que no deben ser ni muy grandes ni demasiado pequeñas. En los diseños en los que el criterio sea de tipo bilateral, es posible que cualquier solución que se tome deje fuera de la zona correcta a una parte de los usuarios, concretamente a los extremos de la distribución (los más pequeños y los más grandes). En estos casos debe valorarse el porcentaje de usuarios que queda fuera de la solución, evaluar las consecuencias sobre cada grupo, con dimensiones por exceso y por defecto, y tomar una decisión: asumir la falta de adaptación a un determinado grupo u optar por un diseño regulable o por varios tamaños del producto. En definitiva, el esquema a seguir puede ser el siguiente: 1º Definir la población de usuarios. 2º Localizar los datos antropométricos relevantes. 3º Proponer criterios de diseño 4º Identificar los usuarios con más limitaciones 5º Proponer una solución 6º Evaluar las consecuencias
Ejercicio 4: Indicar que dimensión debería de considerarse en el diseño de una apertura de paso de cuerpo completo. Si la altura del acceso fuese de 1700 mm qué proporción de mujeres pasarían sin topar con el marco? Despreciar la corrección por calzado.
Ejercicio 5: Determinar las siguientes dimensiones de diseño: c b d a a) Altura libre del hueco bajo la mesa para trabajar sentado. b) Profundidad del asiento. c) Alcance máximo del teclado. d) Rango de regulación de la altura del asiento. Plantear en cada caso la dimensión antropométrica a considerar, el criterio a aplicar (percentil a utilizar); y calcular la dimensión para el diseño.
4. REFERENCIAS [1] Carmona, A. (1999). Datos Antropométricos de la población laboral española. MINISTERIO DE TRABAJO Y ASUNTOS SOCIALES. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo- Centro Nacional de Medios de Protección. Sevilla. [2] IBV (1992). Ergonomía y mueble. Instituto de Biomecánica de Valencia. [3] IBV (2000). Dimensiones corporales de la población escolar. Instituto de Biomecánica de Valencia. [4] Peebles, L.; Norris, B. (1998). Adultdata. The handbook of adult anthropometric and strength measurements: data for design safety. Ed. Department of Trade and Industry (DTI); Government Consumer Safety Research. Institute for Occupational Ergonomics, Nottingham. [5] Pheasant, S. (1996). Bodyspace: anthropometry, ergonomics and design of work. Ed.Taylor & Francis. [6] Pheasant, S. (1984). Anthropometrics: an introduction. Editorial BSI Education. [7] Norma UNE-EN 547-3: 1997. Seguridad de las máquinas. Medidas del cuerpo humano. Parte 3: Datos antropométricos. [8] Panero, J.; Zelnick, M. (1987). Las dimensiones humanas en los espacios interiores. G.Gili, México. [9] Norma EN ISO 614-1: 2006. Seguridad de las máquinas. Principios de diseño ergonómico. Parte 1: Terminología y principios generales.