ERGONOMÍA Y ANTROPOMETRÍA

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Tema 4. FACTORES ANTROPOMÉTRICOS Concepto e historia. Variabilidad humana. Somatotipos.

Metodología de medición: datos, instrumentos, posiciones y planos de referencia. Objetivos de las mediciones y aplicación.

“No tengo fe en lo que no ha sido medido” (Charles Darwin)

El hombre, a pesar del avance en los conocimientos sobre el funcionamiento de los seres vivos, es todavía incapaz de diseñar y construir sistemas equiparables en perfección y complejidad a su propio cuerpo. Parece ser lo único permanente frente al número de inventos constantes. Es necesario adaptarnos no solo al medio natural que habitamos, sino también al complejo medio tecnológico en el que estamos inmersos, pero resaltando siempre que el factor humano es primordial. Lo que buscamos en este tema será conocer las medidas del cuerpo humano y su movilidad para lograr una correcta adaptación física con el espacio y objetos que manejamos en el proceso de Diseño, y conocer también sus limitaciones. Como veremos más adelante, no es solo determinante el factor antropométrico, sino también que dentro del Diseño, otros aspectos, como los tecnológicos, sociales o económicos, pueden anteponerse a los humanos, anulando la función primordial del objeto que es precisamente ser útil a quién lo va a usar. La variabilidad humana, provoca que haya usuarios que queden fuera del rango estándar. El proceso estadístico junto con la habilidad del diseñador para crear formas flexibles y multifuncionales, deberían minimizar el número de usuarios excluidos.

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La Antropometría es el tratado que estudia y analiza las proporciones y medidas del cuerpo humano. Toma su nombre de los vocablos griegos antropos, hombre, y métricos, medida. El hombre siempre ha sentido la necesidad de conocer su cuerpo y su mente, tanto por dentro como por fuera. Y cuando comenzó a construir espacios y objetos para vivir, y sobrevivir, esta necesidad se hizo indispensable. Y ya que la Ergonomía pretende adaptar el medio habitable al habitante, sus medidas son de suma importancia en el proceso de Diseño de cualquier objeto que conforma este medio, pues de otro modo los objetos podrían ser inconvenientes a causa de su configuración, tamaño o proporciones. El perfeccionamiento del Diseño depende del establecimiento de interrelaciones armónicas dentro del sistema usuario-objeto-entorno, presentado una cadena de proporciones afines entre ellos. Igualmente serán de interés las características Biomecánicas del habitante y su capacidad de resistir cargas sin perjudicarse. Por tanto, es innegable la relación entre Antropometría, Ergonomía, y Diseño. Habría por ello que promover la importancia de la Antropometría, además de en el Diseño, en otras profesiones. De este modo, existirían muestreos antropométricos periódicos con censos dimensionales en todos los países, para que estuvieran actualizados, ya que los cambios en los hábitos alimenticios, los tipos de trabajo y los ritmos de vida se han ido modificando notoriamente en el tiempo, provocan también alteraciones de las características corporales de la población. Para la Ergonomía las dimensiones deben ser tomadas bajo las condiciones más parecidas a la realidad del usuario. Las medidas podrán ser tomadas con ropa, tanto si es ropa de uso común o si fuera un atuendo especial para el desarrollo de una actividad particular o de trabajo, o desnuda en función de los requerimientos de lo que se va a diseñar. Vamos a tratar de Antropometría tradicional, entendiendo que hay otros medios más sofisticados y recientes por los que obtenemos conocimientos del cuerpo humano como los rayos X y la resonancia magnética, que también podríamos considerar válidos para la Antropometría, pero que no son procedentes para casi totalidad de los análisis hombre-objeto que podamos llevar a cabo. Las evaluaciones se realizarán, casi siempre, a partir de mediciones propias o de las tablas antropométricas de que dispongamos.

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Las primeras medidas usadas fueron las propias del cuerpo (cabeza, codo, brazada, pie, pulgada), casi desaparecidas en la actualidad, adoptándose después el sistema métrico decimal en casi todo el mundo.

Durante siglos, se ha realizado un estudio metódico y sistemático de las dimensiones corporales y sus diferentes aplicaciones por científicos y artistas. En las pirámides de Menfis (3000 a. C.) en Egipto se encontró un canon basado en las dimensiones humanas, considerado el más antiguo del mundo. Es interesante también nombrar la proporción áurea o divina proporción, número algebraico irracional (1,618) que posee muchas propiedades interesantes y que fue descubierto en la antigüedad, representado por letra griega fi, φ en minúscula o Φ en mayúscula. Algunos sugieren que ya se usó en el 2.000 a.C. no como unidad de medida sino como relación o proporción entre segmentos de rectas, y se encuentra tanto en algunas figuras geométricas como en la naturaleza (dimensiones de insectos, caracolas o crecimiento de las plantas), atribuyéndose un carácter estético a los objetos cuyas medidas guardan la proporción áurea. El número áureo es el valor numérico de la proporción que guardan entre sí dos segmentos de recta, a y b, que cumplen la siguiente relación :

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Un ejemplo de rectángulo áureo en el Diseño es el alzado del Partenón griego.

Vitruvio (siglo I a. C.) escribió un tratado de arquitectura donde analizó la proporción

perfecta y recíproca del cuerpo humano con los objetos arquitectónicos que éste

creara, y en el que dibujó una figura humana masculina circunscrita en un cuadro y

un círculo, retomada después por varios artistas.

En el libro la Divina Proporción (1509), de Luca Pacioli, cuya ilustraciones se atribuyen

a Leonardo Da Vinci (El hombre de Vitruvio), se describen cuales han de ser las

proporciones de las construcciones artísticas, en función del hombre perfecto en el

que las relaciones entre las distintas partes de su cuerpo sean áureas.

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Así, Leonardo nos explica en su Tratado de Pintura (DV. Proporciones y movimientos

del cuerpo humano), que :

“La longitud de los brazos extendidos de un hombre es igual a su altura. Desde la raíz

de los cabellos hasta la sotabarba tenemos 1/10 de la altura del hombre; desde la

sotabarba hasta el extremo superior de la cabeza, 1/6 del hombre; desde el extremo

superior del pecho hasta la raíz de los cabellos, 1/7 de todo el hombre; desde las

tetillas hasta el extremo superior de la cabeza, 1/4 del hombre. La anchura máxima

de los hombros contiene en sí 1/4 del hombre; desde el codo hasta la punta de la

mano 1/5 del hombre; desde ese mismo codo hasta el término del hombro, 1/8 de

ese hombre. Toda la mano es 1/10 del hombre; el miembro viril nace del centro del

hombre; el pie es 1/7 del hombre; desde la planta del pie hasta la parte inferior de la

rodilla tenemos 1/4 del hombre; desde la parte de la rodilla hasta la base del

miembro, 1/4 del hombre. Los espacios comprendidos entre el mentón y la nariz y

entre la raíz de los cabellos y el entrecejo son iguales y equivalen a la oreja, a saber

1/3 del rostro (lado izquierdo de la figura)”.

El pintor Alberto Durero escribió en 1528 el “Tratado de las proporciones humanas”, donde no solo expuso las teorías de Vitruvio, sino que realizó investigaciones con alrededor de trescientas personas para analizar su proporción.

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Ya en el siglo XIX, el psicólogo alemán Adolf Zeising habla de la sección Áurea pero no desde el punto de vista geométrico o matemático sino sobre la estética y la arquitectura. Busca y encuentra esta proporción en los monumentos clásicos. Es el que introduce el lado mítico y místico del número phi. En 1854, publica “Neue Lehre von den Proportionen des menschlichen Körpers” (1854) donde establece relaciones directas entre las proporciones corporales y la proporción armónica. En 1870 el naturalista y astrónomo-matemático belga Quételet publicó su libro “Anthropométrie, ou Mesure des différentes facultés de l'homme”, lo que lo convirtió en el primero en llamar a esta disciplina por su nombre actual. Introdujo instrumentos matemáticos en el estudio de la biología; citemos como ejemplo su definición del concepto “obesidad” de acuerdo con una fórmula aritmética o índice de Quételet que relacionaba el peso y la altura de la persona de la siguiente forma: el Índice de Masa Corporal (IMC) de una persona es la ratio entre su peso, expresado en kilogramos, y su talla en metros, elevada al cuadrado. Si el Índice de Quételet de un sujeto es mayor que 30, se le clasifica de obeso. En 1926, Ernst Neufert arquitecto alemán, inició la recopilación de los datos que dieron sustento a su libro “El arte de proyectar en arquitectura”, que sirve como guía a todo arquitecto contemporáneo.

El nacimiento de Venus, Botticelli (1483-84)

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En 1945 Le Corbusier, con base en la proporción áurea, creó “Le Modulor”, que partía de la medida de un hombre que midiera 183 cm y que con la mano levantada alcanzara los 226 cm, estando el ombligo justo a la mitad (113 cm). A través de una serie de operaciones aritméticas, multiplicando y dividiendo estas medidas por el número de oro deduce un conjunto de medidas que le sirven para ordenar los proyectos de construcción. Le Corbusier, pensaba que el hombre debe adaptarse a la arquitectura, y no a la inversa. Para el Modulor, el usuario ha de encajar en la red de medidas hechas a imagen del sujeto virtual que inventa Le Corbusier, lo que no es nada ergonómico. No tiene en cuenta la complejidad del ser humano. Y a partir de la 2ª Guerra Mundial, los estudios antropométricos se volvieron rutinarios, como ya hemos dicho sobre todo en el ejército.

Diagrama que ilustra las teorías Le Modulor antropométricas de Zeising El cuerpo humano es una masa blanda y elástica, pero que presenta elementos duros muy rígidos. Por ello es muy difícil establecer sus medidas con la exactitud y exigencia que se podría pedir a otros profesionales que trabajan sobre objetos de dimensiones más constantes que las del cuerpo humano. Los cuerpos sólidos y rígidos varían sus dimensiones con la temperatura y el grado de humedad, pero si éstas permanecen constantes o varían muy poco, suelen medir casi lo mismo en cualquier momento del día, al contrario que el hombre que mide más por la mañana que por la noche, y que además cambia de medidas durante toda su vida.

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Sería fácil pensar que todos los hombres somos iguales, ya que tenemos características y cualidades físicas comunes : un corazón, dos pulmones, dos ojos, veinte dedos,… Sin embargo, sin fijarnos mucho podemos notar también diferencias como el color de la piel, del pelo, de los ojos, y sobre todo en cuanto a dimensiones corporales. Es lo que llamamos variabilidad, tanto externa que serían las diferencias entre distintos grupos étnicos, o interna, entre personas del mismo grupo étnico. A tener en cuenta para la variabilidad, sería importante considera estos seis factores :

- Sexo, hombres y mujeres, con diferencias físicas y dimensionales notables, fundamentales para el Diseño de ropa y de otros objetos y espacios exclusivos de un sexo. A groso modo, el hombre tiene hombros más anchos y un tórax mayor, así como la pelvis relativamente estrecha; un cráneo mayor y brazos y piernas más largos provistos de manos y pies más grandes, más músculo y menos grasa. La mujer tiene hombros estrechos y un tórax más redondeado y ligero con una pelvis relativamente ancha que está situada más anteriormente. Las dimensiones longitudinales de los hombres pueden representar hasta un 20% de incremento en las medidas con respecto a las de las mujeres.

- Edad, desde el nacimiento hasta la muerte hay cambios constantes tanto físicos como mentales manifestados en las medidas corporales : infancia, niñez, adolescencia, juventud, edad adulta y senectud. Por ejemplo, máximo crecimiento en los hombre hacia los 20 años, y acortamiento de la estatura partir de los 50.

- Raza, cada grupo étnico tiene ubicaciones geográficas predominantes con condiciones climatológicas concretas, lo que conlleva variantes en la fauna y la flora directamente relacionadas con la dieta y las actividades del grupo, que afectan al estilo de vida, a las costumbres y al desarrollo físico, y por tanto dimensional del hombre. Por tanto, podríamos incluir también el factor ambiental como variante.

- Factor genético, heredamos cualidades y rasgos que se manifiestan de manera única en cada uno de nosotros, haciéndonos individuos diferentes a todos los demás. Más acentuado aún cuando se producen mezclas entre personas de distinto grupo étnico.

- Estado de salud, sanas o enfermas. Tenemos que preocuparnos aquí de considerar al grupo de personas discapacitadas, que si bien pueden no tener ninguna patología asociada, o no tener síntomas de enfermedad, si tienen limitaciones físicas o intelectuales teniendo características dimensionales diferentes.

- Actividad física, ya sea ocupacional o no, provoca variabilidad dimensional.

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Pero dado que normalmente no se puede diseñar para una sola persona, estos seis factores son solo aproximativos. El Diseño debiera ser universal, es decir, que lo diseñado fuera adecuado para el uso de cualquier persona, o para el 90-95% de las personas, salvo excepciones. Cuando estudiamos al hombre y sus necesidades materiales lo más adecuado sería incluirlo dentro de una población delimitada en función del proyecto de Diseño que se considere. Por ejemplo, la silla de un dentista. Estos son solo algunos coeficientes de variación típicos expresados en tanto por ciento :

VARIABLE MEDIDA CV (%)

Alturas (talla, codo, altura sentado, etc.) 3-5

Alcances 5-9

Peso corporal total 10-20 Ángulos articulares 7-30

Entonces, según la ley de la variabilidad no pueden existir dos personas humanas iguales. Existen diferencias cualitativas, como el color del pelo, de los ojos, de la piel, y diferencias cuantitativas como las dimensiones y los tipos corporales. La estructura morfológica, basada en el aparato locomotor y la grasa almacenada en el cuerpo determina las grandes diferencias existentes entre los distintos tipos corporales. William Sheldon (1898-1977), psicólogo norteamericano, determinó tres tipos corporales o estructuras morfológicas básicas gracias a muestreos antropométricos y fotográficos con nombres basados en las etapas embrionarias, y trató de relacionar cada uno de ellos con un determinado carácter :

- Endomorfos, estructura ósea de grandes proporciones, anchos y predispuestos a almacenar bastante grasa, con lo que presentan formas redondeadas. Por lo general, llamados obesos.

- Mesomórficos, personas con buena musculatura, huesos de dimensiones proporcionadas y poca grasa subcutánea. Tienen una apariencia angular y fuerte; son el prototipo de las personas físicamente activas o musculosas.

- Ectomorfos, personas delgadas sin grasa subcutánea, extremidades largas. Aparentan debilidad y mala postura. Son los que llamamos delgados.

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Pocas personas se ubican perfectamente en alguno de los tipos debido como ya hemos hablado a la variabilidad. El tipo mixto sería más bien la regla que la excepción. Por tal motivo Sheldon, en su libro “Atlas del hombre” (1954) categoriza todos los tipos de cuerpos, con una escala del uno al siete para cada uno, donde mezcla las características de los tres tipos en un sistema de tres cifras : la primera cifra corresponde a las características endomorfas (el endomorfo puro tendría el valor 7-1-1), la segunda a las mesomorfas (el mesomorfo puro tendría el valor 1-7-1) y la tercera a las ectomorfas (ectomorfo puro tendría el valor 1-1-7). Los resultados de esta clasificación se conocen con el nombre de somatotipos y con ellos se definen las características morfológicas más particulares y objetivas de cada persona en toda la población. Los Somatotipos más comunes son del tipo 3-3-4 ó 5-3-3. Como las dimensiones humanas pueden variar con el movimiento, la posición y las características físicas particulares, dividimos la Antropometría en estática o estructural, dinámica o funcional y newtoniana (Biomecánica), que ya hemos visto en el capítulo anterior.

Los puntos antropométricos son necesarios como referencias para la toma de mediciones. Son muy útiles cuando son localizables visualmente y/o al tacto.

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Antropometría estática

En este caso los datos antropométricos que interesan son las medidas del cuerpo humano en reposo, en una postura determinada, usando antropómetros y otros instrumentos que veremos más adelante. Las medidas más comunes (se han descrito más de 2200 variables) son las siguientes :

- Peso, en la misma báscula para todos los integrantes del muestreo, - Estatura, de pie sería la distancia vertical desde la planta de los pies hasta el

punto más alto de la cabeza o vértex, y sentado distancia vertical desde el asiento hasta el vértex,

- Alturas, distancia vertical desde la planta de los pies o el asiento hasta el punto deseado,

- Longitudes, distancia entre dos puntos de referencia distintos, a lo largo del eje de un miembro o segmento del cuerpo,

- Anchuras, o distancias entre dos puntos de referencias bilaterales, derecha a izquierda,

- Profundidades, medidas horizontales anteroposteriores,

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- Alcances, o distancias a lo largo del eje del brazo o pierna en cualquier dirección,

- Perímetros, como medida de curvas cerradas alrededor de cualquier parte del cuerpo, referidas en al menos un punto de referencia o a una altura o longitud determinada,

- Prominencias, longitud de cualquier punto que sobresalga de la superficie corporal,

- Grosores, o espesor de la piel y tejido adiposo. Se toma en los pliegues cutáneos.

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El antropómetro es el instrumento de medida básico, que consiste en una varilla rígida graduada de dos metros y que determina medidas verticales. Un estadiómetro es un antropómetro fijo, utilizado únicamente para medir la talla, y que casi siempre está asociado a una báscula. Para diámetros transversales se pueden usar calibradores, y cintas flexibles para contornos y arcos. Se situará al sujeto en una posición determinada (plano de Fráncfort), midiendo entre los puntos de referencia según ejes y planos. En la práctica, se puede colocar una cuadrícula grande en una esquina del lugar de medición, para que la toma de medidas sea más rápida. Tomadas en varias partes del cuerpo estas medidas conforman una tabla de unas 50 dimensiones usadas para determinar el espacio crítico o mínimo necesario para que una persona pueda hacer uso de espacios y objetos. La norma Une-EN ISO 7250 define más de 40 dimensiones antropométricas, pero la práctica han de limitarse al mínimo posible, para disminuir el tiempo de toma de datos según el objetivo del estudio.

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Algunas de las más importantes dimensiones corporales de la Antropometría estática son éstas :

Principales datos antropométricos en bipedestación

Dimensiones en posición de pie

UNE-EN ISO 7250 INSHT

5p 50p 95p 5p 50p 95p

1. Estatura (Talla) 1530 1719 1881 1525 1665 1803

2. Altura de los ojos 1420 1603 1750 1423 1558 1699

3. Altura de los hombros 1260 1424 1570 1256 1384 1508 4. Altura de los codos 930 1078 1195 932 1027 1122

5. Altura de la entrepierna

665 816 900 - - -

6. Altura de la tibia 397 472 530 398 449 515

7. Alcance máximo horizontal

615 721 820 606 700 785

8. Anchura bideltoidea (hombros)

395 474 485 304* 372* 432*

Todas las medidas son en milímetros * Anchura de los hombros medida entre ambos acromios (biacromial)

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Principales datos antropométricos en sedestación

Dimensiones en posición sedente

UNE-EN ISO 7250 INSHT

5p 50p 95p 5p 50p 95p

1. Altura total 8009 903 945 793 859 929

2. Altura de los ojos 690 782 837 690 753 819

3. Altura de los codos 155* - 315* 182 224 269

4. Espesor del muslo 125* - 185* 112 145 174

5. Altura de la rodilla 460 530 602 - - - 6. Longitud de la

pierna 340 444 505 368 419 464

7. Longitud rodilla-trasero

505 587 643 541 590 644

8. Profundidad del asiento

420 490 510 450 492 540

Todas las medidas son en milímetros * UNE-EN ISO 14738:2010

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La norma ISO 7250 da definiciones de las medidas de base del cuerpo y determina lo que podemos intentar medir en los grupos de población, y se aplicará conjuntamente con la norma ISO 15535, que indica cómo manejar las estadísticas. Los datos de ambas tablas pertenecen a “Ergonomía, 20 preguntas básicas para aplicar la Ergonomía en la empresa”, editado por la Fundación MAPFRE (2012). Pero como hemos dicho, existen otras muchas medidas antropométricas como las siguientes :

Otras dimensiones posición de pie

Otras dimensiones sentado

1. Ancho máximo cuerpo

1. Longitud nalga-poplítea

2. Ancho máximo lateral codo-codo

2. Longitud codo-muñeca

3. Diámetro transversal de tórax

3. Longitud codo-dactilión

4. Diámetro bitrocantérico

4. Profundidad abdominal

5. Profundidad máxima de cuerpo

5. Alcance máximo vertical

6. Profundidad del tórax

7. Alcance brazo frontal

8. Alcance brazo lateral

9. Alcance máximo lateral (2 brazos)

10. Alcance máximo vertical

Basado en Pheasant, 1988 y Ávila y Sánchez, 1994 Ergonomía para el Diseño (Cecilia Flores)

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E incluso dimensiones especiales que se tomarán en función de las necesidades específicas del proyecto : 1. Ancho / largo /diámetro de la cabeza

2. Altura / anchura de la cara

3. Longitud total de la mano 4. Longitud de la palma/ de los dedos 5. Ancho total mano

6. Ancho de la palma /de la empuñadura

7. Diámetro de la empuñadura 8. Longitud / anchura máxima del pie 9. Ancho del talón 10. Altura maleolar Si la medida es en posición sedente, los datos antropométricos siempre se toman en superficies planas, y teniendo en cuenta el espesor del material del asiento.

Alturas del plano de trabajo en función del tipo de tarea

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Dimensiones de los huecos en posición sentado

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Para establecer las

dimensiones en que el alcance es determinante se emplearán

las personas de menor tamaño, es decir, datos de los

percentiles de menor magnitud. Para establecerlas dimensiones de holgura se emplearán las personas de

mayor tamaño, es decir, datos de los percentiles de mayor

magnitud.

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Antropómetro

Antropometría dinámica

Al diseñar equipos o espacios hay que responder a las necesidades de la situación y del trabajo que se va efectuar, considerando las capacidades y limitaciones del hombre teniendo en cuenta los movimientos que éste es capaz de realizar y buscando satisfacer sus requerimientos. Así, la Antropometría dinámica considera el movimiento del cuerpo humano y las posiciones resultantes de éste, independientemente de las medidas de cada segmento. Es la llamada goniometría, nombre que deriva de las raíces grecolatinas gonia=ángulo y metron=medida, rama del estudio de las articulaciones que se refiere a la medición de los movimientos de éstas, suministrando el conocimiento exacto de la función de cada articulación y dando la orientación precisa para evaluar la capacidad dinámica articular. La goniometría está íntimamente ligada a la Biomecánica, y esta unión de conocimientos nos permite el análisis de los movimientos del usuario en las operaciones que éste realiza. Vamos a analizar someramente algunas partes del cuerpo integrando movimientos, y fuerzas (goniometría y Biomecánica). Los rangos de movilidad articular serán activos. Los pasivos, siempre son mayores.

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EESS El hombro es la articulación más compleja y con mayor arco de movilidad del cuerpo humano. En realidad son cuatro articulaciones en una, ya que está formado por tres huesos, la clavícula, la escápula y el húmero, y sus desplazamientos. Está rodeada por músculos potentes, que la estabilizan.

La posición más funcional del hombro se obtiene cuando los músculos están en equilibrio, lo que equivaldría a la posición de saludo : F-45º, AB-60º y ROT. INT.-30º. Hay que recordar que es mejor fomentar en el Diseño, actividades y posiciones que mantengan la parte superior del brazo cerca del cuerpo, no excediendo el nivel del hombro, así como evitar movimientos repetitivos, que podrían provocar lesiones.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE MOVIMIENTOS DEL HOMBRO

ABDUCCIÓN 180º

ADUCCIÓN (+flexión) 30º-45º

FLEXIÓN 180º

EXTENSIÓN 45º-50º ROTACIÓN EXTERNA 85º

ROTACIÓN INTERNA 100º

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El codo conecta el brazo (húmero) con el antebrazo (radico y cúbito), y posiciona la muñeca y la mano, constituyendo la articulación más estable del miembro superior. En la mayoría de las actividades diarias es suficiente con un arco articular de 44º a 130º de flexión, y 50º tanto de supinación como de pronación. Los músculos del antebrazo dan fuerza a la mano, y funcionan mejor mecánicamente en el punto medio de su recorrido articular.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DEL CODO

FLEXIÓN 145º

EXTENSIÓN 0º-15º

PRONACIÓN 90º

SUPINACIÓN 90

La muñeca está conformada especialmente para realizar movimientos que no supongan un gran desplazamiento articular, para así ofrecer estabilidad a la mano. Su mejor posición funcional es la que permite la máxima eficacia para el trabajo de los dedos, fundamentalmente en la flexión, y correspondería a una extensión de 35º y desviación cubital de 15º máximo.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DE LA MUÑECA

FLEXIÓN (PALMAR) 85º

EXTENSIÓN (DORSAL) 75º-85º

DESVIACIÓN CUBITAL 30º-35º

DESVIACIÓN RADIAL 15º-20º

Las posibilidades que nos dan el uso de la mano son fundamentales para el hombre, es lo que nos define como tales. Nos permite asir y utilizar diferentes objetos. La muñeca la une al antebrazo.

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Su continuación, formando los dedos tiene gran variedad de movimientos, entre los que hay que destacar la oposición fuerte y precisa del pulgar con los otros (pinza), lo que la convierte en una herramienta muy útil. Su complejidad estructural condiciona que pueda realizar tanto movimientos muy precisos y delicados como otros que requieren gran fuerza. La función prensil de la mano es la que le permite agarrar objetos y sostenerlos :

- agarre de fuerza, implica tanto a la palma de la mano como a los dedos, anteponiendo la fuerza a la precisión.

- agarre de precisión, se caracteriza por el uso de los dedos, principalmente del índice y el corazón que conjuntamente con el pulgar formarían una pinza en oposición palmar.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DE LA MANO

FLEXIÓN (PALMA) MTCF 90º

EXTENSIÓN (DORSO) MTCF 30º-40º

DESVIACIONES MTCF 20º-30º

FLEXIÓN IF Proximal 90º

FLEXIÓN IF Distal 90º EXTENSIÓN IF Proximal 0º

EXTENSIÓN IF Distal 0º-5º

FLEXIÓN MTCF Pulgar 60º-70º

FLEXIÓN IF Pulgar 75º

EXTENSIÓN IF Pulgar 5º-10º

Refiriéndonos con MTCF a las articulaciones metacarpofalángicas y con IF a las articulaciones interfalángicas, del 2º al 4º dedo. Pero al mismo tiempo presenta un número muy elevado de receptores sensoriales, sobre todo en las yemas de los dedos, especialmente en los dedos índice y corazón conectándonos con el exterior (sentido somestésico en el siguiente tema). Es un instrumento activo de expresión y de conexión.

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EEII La cadera está formada por la unión entre el coxis y el fémur, siendo el nexo entre el miembro inferior y la columna vertebral. Soporta el peso del cuerpo y por ello su musculatura es muy potente. Tiene un grado de movilidad adecuado y variable según la posición de la rodilla, para poder situar la extremidad en todas las direcciones del espacio. Esta movilidad es menor que en el hombro, lo que la hace más estable.

* Es necesario que la rodilla esté en flexión para poder alcanzar los ángulos máximos. La rodilla es la articulación central de los miembros inferiores. Es una articulación compleja, ya que el fémur termina en dos superficies (cóndilos) asimétricos que se articulan sobre otras dos superficies, las tibiales también asimétricas. En la parte anterior de la tibia se encuentra la rótula, que se articula, con la parte antero-inferior del fémur. En su interior hay dos pequeños discos fibrocartilaginosos, llamados meniscos. Tiene un comportamiento difícil y está sometida, incluso sin movimiento, a varias fuerzas. En posición de pie soporta la mayor parte del peso del cuerpo, y es bastante vulnerable a lesiones.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DE LA CADERA

FLEXIÓN* 90º-120º

EXTENSIÓN* 10º-20º

ABDUCCIÓN 90º ADUCCIÓN 30º

ROTACIÓN INTERNA* 30º-40º

ROTACIÓN EXTERNA* 60º

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RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DE LA RODILLA

FLEXIÓN 120º-140º

EXTENSIÓN 0º-10º

ROTACIÓN INTERNA CON FLEXIÓN 30º

ROTACIÓN EXTERNA CON FLEXIÓN 40º

El pie es la parte más distal del miembro inferior y es determinante para conseguir la postura erecta y la marcha bípeda, provocando la liberación de los miembros superiores para otras actividades independientes del desplazamiento, lo que no ocurre en ningún otro animal. La articulación del tobillo está formada por la tibia, el peroné y el astrágalo, y es la que une el pie a la pierna. El pie está constituido a su vez, por numerosas articulaciones entre tarso, metatarso y las falanges. Entre ambos forman un sistema complejo y fuerte con más de 26 huesos. Los pies tienen forma abovedada, similar a una media cúpula, que forma una cúpula entera entre los dos pies, manteniendo en equilibrio al cuerpo en bipedestación, tanto en reposo como en desplazamiento. Los brazos acompañan la marcha balanceándose proporcionando estabilidad, y a su vez, el tronco rota ligeramente en sentido contrario. Los movimientos de cada miembro son casi simétricos, y se repiten en cada paso. Un pie que no trabaje correctamente puede provocar desequilibrios en el cuerpo, o puede ser consecuencia de un desequilibrio en otra parte.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DEL TOBILLO

FLEXIÓN (DORSO)

EXTENSIÓN (PLANTA) ABDUCCIÓN 35º-45º

ADUCCIÓN 35º-45º

INVERSIÓN 52º

EVERSIÓN 25º-30º

Los movimientos de los dedos en los pies son casi inexistentes.

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COLUMNA VERTEBRAL Sostiene el tronco, cabeza y extremidades, y los une. Es una estructura compleja formada por : - 24 vértebras (7 cervicales, 12 dorsales y 5 lumbares) separadas por discos intervertebrales, el sacro (5 vértebras) y el cóccix (4 ó 5 vértebras primitivas) están fusionados y sin discos intervertebrales. - la médula espinal y los nervios, y - los ligamentos y los músculos.

Las vértebras se dividen en :

- cuerpo vertebral, en la parte anterior, y - el arco vertebral, en la parte posterior, que a su vez consta de dos apófisis

transversas y una apófisis espinosa, que se articulan con las apófisis transversas y espinosas de la vértebra siguiente.

Las vértebras son más grandes a medida que han de soportar más peso corporal, por eso las lumbares son las de mayor tamaño. Podemos considerar entonces a la columna dividida en dos partes, una anterior, con los cuerpos vertebrales y los discos intervertebrales que unen cada cuerpo con el siguiente, preparada para transmitir el peso; y una posterior, donde se encuadrarían las superficies articulares, que trasmiten y limitan el movimiento. Estas fuerzas se distribuyen uniformemente en el disco que se deforma y pierde altura, recuperada rápidamente si la fuerza se retira en un tiempo corto. Las cargas

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excesivas perjudican enormemente la función de los discos, más aún si son asimétricas o por periodos largos.

ESQUEMA VÉRTEBRA DORSAL

Entre el descanso y la bipedestación se puede llegar a encontrar una diferencia de hasta el 1% en la talla, pudiendo alcanzar una pérdida de hasta 2 cm. Al contrario durante la noche, al no sufrir esta presión, los discos recobran su espesor inicial. Por tanto, medimos más por la mañana que por la noche, siempre, a cualquier edad. Las cápsulas articulares y los ligamentos refuerzan las uniones óseas, limitando también el movimiento. Todos los elementos del sistema colaboran en la estabilidad, siendo la musculatura la única parte activa. Si la observamos en conjunto, vemos que tiene curvaturas. Las anteroposteriores, se llaman cifosis y lordosis. Las laterolaterales normalmente son mínimas y son debidas al predominio funcional de un lado del cuerpo. La escoliosis constituiría la anomalía patológica.

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La región cervical contiene y protege la médula espinal, soporta el peso de la cabeza y permite para ella un rango amplio de movimientos. Hay que tener en cuenta que el centro de gravedad de la cabeza queda por delante del punto de apoyo, con lo que los músculos de la nuca han de equilibrar esa fuerza para mantener la cabeza erguida. Por tanto, si se flexiona la cabeza se solicita más a dichos músculos, produciéndose fatiga y compresión de los discos si es por periodos prolongados de tiempo. Habría que evitar situaciones en que la cabeza quedara a una F>20º. Igualmente no es aconsejable realizar movimientos amplios o mantenidos de inclinación o rotación del cuello, ya que se cierran los orificios de salida de los nervios, que provocará dolor.

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Los movimientos que supongan una elevación de los brazos por encima de 80º requieren la musculatura encargada del sostenimiento de la cabeza. Y de igual manera, cualquier esfuerzo visual altera esta musculatura poniéndola en tensión.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DE LA COLUMNA CERVICAL

FLEXIÓN 40º

EXTENSIÓN 75º

ROTACIÓN DER. E IZQ. 45º-50º

INCLINACIÓN DER. E IZQ. 35º-45º

La particularidad de la región dorsal es su relación con el plano anterior del tronco. Se articula con las costillas, formando así la caja torácica que protege a los órganos internos de esta región, prioritariamente al corazón y los pulmones. De ahí su alta rigidez y mínima movilidad, que se da fundamentalmente en las articulaciones costovertebrales para la realización de la respiración. Por tanto, cualquier alteración de esa región afectaría inmediatamente a la mecánica respiratoria. RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS

MOVIMIENTOS DE LA COLUMNA DORSAL

FLEXIÓN 105º

EXTENSIÓN 60º

ROTACIÓN DER. E IZQ. 35º

INCLINACIÓN DER. E IZQ. 20º

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En la región lumbar las vértebras tienen una estructura voluminosa y los discos aquí son más gruesos, ya que es la parte de la columna que más peso soporta. Desde el punto de vista funcional hablamos de columna lumbosacra (lumbares, sacro y coxis). Además tiene una estrecha relación Biomecánica con la cadera y los miembros inferiores, pudiendo verse alterados mutuamente. Tiene una gran amplitud de movimiento y es una fuente frecuente de molestias. Lo más importante a señalar para evitarlas sería mantener una postura correcta y hay que minimizar :

- el levantamiento de cargas, sobre todo si son pesadas, y - la distancia horizontal entre la carga y la columna lumbar.

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DE LA COLUMNA LUMBAR

FLEXIÓN 60º

EXTENSIÓN 35º

ROTACIÓN DER. E IZQ. 5º

INCLINACIÓN DER. E IZQ. 20º

RANGO ARTICULAR MÁXIMO DE LOS MOVIMIENTOS DEL RAQUIS EN CONJUNTO

FLEXIÓN 110º

EXTENSIÓN 140º

ROTACIÓN DER. E IZQ. 90º

INCLINACIÓN DER. E IZQ. 75º-85º

Carga máxima aceptable en kg para el levantamiento según Snook y Ciriello (1991), fundamento de la Norma ISO 11228-2 (2007). Se muestra sólo un extracto de las tablas, procedente de Ministerio de Trabajo de Chile, donde se pueden obtener más información sobre manejo de cargas. http://www.ergonomia.cl/eee/Biblioteca/Entradas/2011/1/22_Guia_Tecnica_MMCMinisterio_del_Trabajo_(Chile)_files/guiacarga.pdf.

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(Levantamiento desde el nivel del piso hasta la altura de los nudillos)

Un levantamiento cada

Ancho(a) Distancia(b) Porcentaje(c) 5” 9” 14” 1’ 2’ 5’ 30’ 8h

Hombres 34 51 90 9 10 12 16 18 20 20 24

75 12 15 18 23 26 28 29 34

50 17 20 24 31 35 38 39 46

Mujeres 34 51 90 7 9 9 11 12 12 13 18

75 9 11 12 14 15 15 16 22

50 11 13 14 16 18 18 20 27

Los valores en negrita exceden criterio fisiológico para 8 horas. Notas: (a) Es la distancia horizontal desde el frente del cuerpo (tórax-abdomen) hasta las manos (cm). Habitualmente es la mitad del ancho del objeto manejado. (b) Es la distancia vertical de levantamiento (diferencia de altura de origen y destino de la carga, en cm). (c) Representa el porcentaje de trabajadores para los cuales la carga señalada en kg sería aceptable. Más antecedentes sobre esta metodología, incluyendo las tablas completas, se pueden obtener en la página web de Liberty Mutual : http://libertymmhtables.libertymutual.com/CM_LMTablesWeb/pdf/LibertyMutualTables.pdf

De este modo podemos definir la posición, ubicación y movimiento del hombre en relación a los objetos y espacios que le rodean.

CONSIDERACIONES

La adecuación antropométrica y Biomecánica, ajustando las dimensiones físicas de un objeto/espacio a las dimensiones funcionales/anatómicas de las partes del usuario, da como resultado una buena relación entre la demanda de esfuerzos que exige un sistema determinado y las capacidades de ejecución de fuerza de los usuarios, teniendo siempre en cuenta sus limitaciones de seguridad y salud. Se debe considerar si lo que se va a diseñar es de uso público o individual, se hará la selección aleatoria de las personas, en condiciones reales y normales, es decir, vestidas con su indumentaria cotidiana y sin zapatos, agregando después la altura del calzado como valor estandarizado (2,50 cm para zapato masculino y 7,50 cm para zapato de mujer), que formarán parte del muestreo antropométrico. Se medirán solamente las dimensiones estáticas y dinámicas necesarias para el Diseño que se esté proyectando, en postura y movimientos naturales.

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Hay que definir perfectamente al usuario, basándonos en las características de la ley de la variabilidad, sin mezclar datos de distintas poblaciones y respetando los límites de los percentiles. Se tendrá en cuenta si el uso será exclusivo de un sexo, o de una región geográfica concreta, para niños o para la tercera edad, o va a ser usado por poblaciones especiales como embarazadas o discapacitados, o solo para personas que tienen la misma actividad, en cualquiera de estos casos, el muestreo se realizará con sujetos que pertenezcan a estos grupos. Si no, se tomará una muestra aleatoria y heterogénea. Si no podemos realizar un muestreo antropométrico, ya que es caro y complicado, utilizaremos tablas antropométricas que ya existen de diferentes países y poblaciones, teniendo cuidado con que las características del grupo ahí definido sean lo más parecidas a nuestro grupo real de usuarios. Además hay que tener en cuenta la variabilidad al referirnos a un solo individuo, debiendo considerar cada dimensión independiente de las demás porque no siempre guardamos las proporciones. Se puede dar el caso de tener P50 de altura con un P90 de peso. En España, los datos más actuales sobre dimensiones antropométricas de la población laboral española están recogidos en “Aspectos antropométricos de la población laboral española aplicados al Diseño industrial”.

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Orientación sobre aplicaciones y percentiles recomendados para cada dimensión

DIMENSIÓN APLICACIÓN PERCENTIL RECOMENDADO

Estatura Accesos, puertas, alturas de espacios de circulación

P95 (considerar altura del zapato)

Altura ojo Campo visual, señalización, controles e indicadores

P50 (considerar altura del zapato)

Altura hombro Altura máximo de controles P5(considerar altura del zapato)

Altura codo flexionado Altura de superficies de trabajo y altura mínima de

controles

P5 (considerar altura del zapato)

Altura muñeca Altura mínima de pasamanos y elemento de sujeción

P5 (considerar altura del zapato)

Altura nudillo Altura mínima para colocar lo que se deba cargar

P5 (considerar altura del zapato)

Altura punta de los dedos Altura mínima de controles manejados con los dedos

P5 (considerar altura del zapato)

Diámetro bideltoideo Espacio mínimo de circulación P95

Ancho máximo del cuerpo Espacio mínimo de circulación P95

Ancho máximo lateral codo-codo

Espacio mínimo de trabajo P95

Profundidad máxima del cuerpo

Espacio mínimo entre el respaldo de asientos u otras

limitantes físicas y las superficies de trabajo

P95

Profundidad del tórax Espacio mínimo entre el respaldo de asientos u otras

limitantes físicas y las superficies de trabajo

P95

Alcance brazo frontal Limitar ancho de superficies de trabajo y alcances de controles

P5

Alcance brazo lateral Limitar superficies de trabajo y alcances de controles

P5

Alcance máximo lateral (dos brazos)

Limitar espacio de trabajo P5

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Alcance máximo vertical Altura de controles, gavetas, armarios, repisas, elementos

de sujeción

P5 (considerar altura del zapato)

Altura total sentado Interiores de cabinas y habitáculos

P95

Altura del ojo Campo visual, señalización, controles e indicadores

P50

Altura del hombro Altura máximo de controles P5

Altura del omoplato Rango para respaldo o sostén de la espalda

P50

Altura del codo flexionado Altura de reposabrazos y alturas de superficies de

trabajo

P5

Altura máxima del muslo Espacio entre asientos y superficies u otros obstáculos

P95

Altura de rodilla Espacio entre asientos y superficies u otros obstáculos

P95

Altura poplítea Altura de asientos P5

Ancho codo-codo Espacio entre reposabrazos P95

Longitud nalga-rodilla Espacio mínima para filas de asiento

P95

Longitud nalga-poplítea Largo o profundidad del asiento

P5

Longitud codo-muñeca Largo de reposabrazos P95

Longitud codo-puntas dedos

Alcance mínimo de controles o tableros

P5

Profundidad abdominal Espacio mínimo entre el respaldo de asientos y las

superficies de trabajo

P95

Alcance máximo vertical Altura de controles, repisas y gavetas

P5

Ancho de cabeza Accesos mínimos y equipos de seguridad (ajustable)

P95

Ancho de cabeza

Accesos mínimos y equipo de

seguridad (ajustable)

P95

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Largo de cabeza Equipo de seguridad (ajustable)

P95

Diámetro de cabeza Accesos mínimos y equipo de seguridad (ajustable)

P95

Altura de cara Equipo de seguridad (ajustable)

P95

Ancho de cara Equipo de seguridad (ajustable)

P95

Longitud total mano Objetos manipulables, controles y equipo de

seguridad

P5

Ancho total mano Ancho de elemento de sujeción y accesos

P95

Ancho palma Ancho de elementos de sujeción y accesos

P95

Ancho empuñadura Ancho de elementos de sujeción y accesos

P95

Diámetro de empuñadura Diámetro de elementos P5

Longitud total pie Largo de calzado y huellas de escalones y pedales

P75 (para largo de calzado se usa la

medida real del pie)

Ancho máximo de pie Ancho de calzado y de pedales P95 Ancho de talón Para configurar la horma del

calzado Esta medida se debe considerar dentro de

todas las tallas de calzado

Altura maleolar Para calzado y espacio P95

Altura del empeine del pie Para meter los pies La altura del empeine para calzado

coincidiendo con la talla del calzado

Basado en Panero y Zelnik, 1985 y Pheasant, 1988 (Ergonomía para el Diseño, Cecilia Flores, pag 77)

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Recomendaciones del Ministerio de Trabajo en cuanto posturas de trabajo :

http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/Folletos/Ergonomia/Posturas_trabajo.pdf