Martillo neumático

1.-Introducción

  El objetivo de este Proyecto es establecer una serie de criterios ergonómicos que puedan servir de base tanto para el diseño de martillos neumáticos (ajustándose a las características antropométricas del operario) como para el trabajo con él (analizando y evaluando todos los factores ergonómicos que intervienen ).

2.-Descripción de la máquina-herramienta

  El martillo neumático es una herramienta usada principalmente en la construcción, en las fases de demolición y movimiento de tierras.

  El martillo neumático no es un equipo autónomo sino que recibe aire a presión (normalmente a 6 bar) de un compresor. El operario, mediante un gatillo (pieza número 2 del plano 1) situado bajo el puño derecho o sobre él facilita el paso del aire comprimido empujando una bola (pieza número 17) que comprime un resorte (pieza número 18), el aire comprimido llega a una pequeña recámara (pieza número 1) realizada generalmente de material plástico y que deberá cumplir la Normativa ITC MIE-AP17, Orden de 28-6-1988. Cuando la presión en la recámara alcanza un valor suficiente para desplazar el émbolo del cilindro (pieza número 23), se origina el movimiento. En el mismo instante en que se inicia el movimiento se consigue una multiplicación de la velocidad ya que el aire comprimido penetra en el interior del cilindro y aumenta la superficie de contacto entre el émbolo y el aire comprimido.

  Cuando se inicia el movimiento se acciona la válvula de principio de carrera marcada con el número 32 y cuando llega al final de carrera se acciona la válvula fin de carrera marcada con el número 33. En el momento en que se acciona cualquiera de estas válvulas detectoras de posición el circuito neumático que está conectado al cilindro de impacto hace que se invierta la entrada de aire comprimido y el conjunto émbolo-pistón comience su retorno a la posición inicial.

  El pistón del cilindro inicia su carrera con un movimiento uniformemente acelerado

(M.U.A) y la finaliza tras haber recorrido, aproximadamente, entre 60 y 200 mm. según criterios del fabricante (dependiendo del tipo de material sobre el que se trabaje).

  En el instante en que el conjunto émbolo-pistón ha recorrido una distancia de entre 50 y 75 mm. se produce el impacto del pistón (el cual ha de estar recubierto por una caperuza de neopreno, preferiblemente, para disminuir el ruido del impacto, pieza número 24) sobre una pieza de material rígido denominada percutor (pieza número 42). El percutor está acoplado a un conjunto de piezas (horquilla 40, tirantes 41, resortes 43, sistema de cierre 46, 47, 48, 49, 50, 51 y 52, y pica) que se desplazan de manera uniforme tras el impacto y transmiten la cantidad de movimiento [pic]suministrada por el émbolo a la pica, la cual penetra en el material que se desea trabajar.

  Una vez que se ha producido el impacto de la pica con el terreno, los resortes de

los tirantes   (piezas número 43) situados en los laterales del cilindro hacen que el órgano compuesto por la pica , horquilla, etc.. retroceda; además, tras el impacto del émbolo con el percutor, el intercambio de cantidad de movimiento entre ambas piezas hace que el conjunto émbolo–pistón retroceda hasta la posición de principio de carrera; el flujo contínuo de aire comprimido junto con un comportamiento armónico del cilindro y los resortes permiten que se repita el mismo movimiento de impacto con una alta frecuencia, ésta se sitúa entre 800 y 1470 impactos por minuto dependiendo del modelo de martillo utilizado.

  El cilindro de impacto está generalmente rodeado de varias piezas marcadas en el plano con los números 28, 35 y 36 (en este caso aparecen diseñadas con forma rectangular aunque pueden tener cualquier forma) que sirven de armadura para dar consistencia a la máquina-herramienta y poder absorber parte de las vibraciones que se producen.

  Rodeando al cuerpo del cilindro se encuentran dos piezas diseñadas en material

“blando” y que sirven para absorber el ruido que origina la salida del aire comprimido, estas piezas están marcadas en el plano número 1 con los números 38 y 39. Actualmente no todos los martillos neumáticos incorporan silenciador aunque desde un punto de vista ergonómico-ecológico se deben considerar parte imprescindible de él ya que estas dos piezas permiten tratar el aire comprimido antes de su disipación en la atmósfera (reduciendo de esta manera su presión de salida y aumentando su temperatura).3.- Riesgos existentes

  Una vez que se ha descrito por encima el funcionamiento del martillo neumático se señalan los riesgos a tener en cuenta en el trabajo con un martillo neumático desde el punto de vista de la prevención, en cada una de sus áreas:

  -Seguridad:1.- Explosiones2.- Energía residual que produzca latiguillos3.- Cortes4.- Proyecciones de partículas5.- Atrapamientos  - Higiene:          1.- Inhalación de polvo          2.- Congelaciones  - Ergonomía1.- Plano de trabajo incorrecto2.- Postura de trabajo incorrecta3.- Intensidad del trabajo físico desmesurada4.- Vibraciones no acordes con la Norma ISO 2631 y 53495.-   Ruido superior al límite marcado por el R.D. 1316/1989 de 27 de Octubre

  No es objeto del presente Proyecto profundizar en los aspectos de Seguridad e Higiene en el trabajo con un martillo neumático, no obstante se reseñarán las

medidas de prevención más importantes a adoptar.

  - Seguridad

  * Cuando se trabaje sobre hormigón armado, antes hay que cortar la armadura a mano para evitar que la armadura salte sobre los trabajadores.  El operario adoptará la pica adecuada al tipo de trabajo que esté realizando, de acuerdo a la tabla I, con el fin de que se vea reducida la proyección de partículas.

Tabla I.- Pica a emplear según el tipo de trabajo

  |Tipo de herramienta                   |           Campos de aplicación            

            |Designación                         ||                                       |Rotura de roca blanda                                   |                   ||Puntero                               |Apertura de agujeros en hormigón                         |3083 3047 00                       ||                                       |                                                         |                                 ||                                       |Demolición                                               |                         ||Cincel estrecho                       |Efecto de despegue del material                         |3083 3049 00                       ||                                       |                                                         |                                 ||                                       |Corte ligero de asfalto                                 |                     ||Cincel ancho, 60 mm                   |Rotura de terreno ligeramente helado                   |3083 3051 00                       ||                                       |                                                         |                                 ||                                       |Demolición de hormigón pesado                           |           ||Cuña                                   |Rotura de terreno helado                                 |3083 3055 00                       ||                                       |Rotura de roca blanda                                   |                   ||                                       |                                                         |                                 ||Azada                                 |Excavación                                               |3083 3053 00                       ||                                    

  |                                                         |                                   ||Corta-asfalto                         |Corte de asfalto pesado                                 |3083 3061 00                       ||                                       |                                                         |                                

||                                       |Desbarbado de piezas de fundición                       |           ||Hacha                                 |Corte de raíces                                         |3083 3069 00                       ||                                       |                                                         |                                 ||Pala                                   |Excavación en materiales blandos                         |3083 3059 00                       ||                                       |                                                         |                                 ||Almohadilla de apisonar               |Compactación después del relleno                       |3083 3073 00                       |

  * Se debe asegurar, al comienzo de cada sesión de trabajo con el martillo neumático, y después de cada arrancada del compresor, que la presión de suministro de aire del compresor no excede los límites de trabajo admisibles especificados en el martillo (generalmente la presión máxima de los martillos es de 8 kg/cm2 ).

  * Se debe comprobar, al comienzo de cada sesión   de trabajo con el martillo neumático que las conexiones han sido realizadas de manera estanca, es decir, que tanto en la conexión de la manguera con el compresor como en la conexión de la manguera con el racord del martillo no existen fugas de aire.

  * Comprobar si, tanto en la arrancada del martillo, como en la parada de éste, se producen latiguillos.  Los latiguillos son un peligro tanto para la seguridad del operario como para el funcionamiento del aparato ya que son un síntoma de que el aire comprimido no es evacuado correctamente al finalizar el trabajo por lo que puede quedar retenido en el interior y dar origen a congelaciones del aire que atentarían contra su correcto funcionamiento.En el caso de que se produjesen latiguillos será necesario que el aparato sea llevado a reparación.

  * El riesgo de punzonamiento en el trabajo con un martillo neumático se ve considerablemente reducido si el martillo funciona adecuadamente y el operario mantiene una adecuada atención y celo en su trabajo. No obstante, en el trabajo con este aparato, es aconsejable que el operario use calzado de seguridad ya que actualmente, dado lo variado de las condiciones en que se puede desarrollar el trabajo, no existe un tipo de resguardo efectivo que permita eliminar este riesgo.

  * El riesgo por atrapamiento en el trabajo con martillo neumático se produce entre los órganos móviles existentes en el martillo. El movimiento del pistón hasta el consecuente impacto con el percutor no entraña ningún tipo de riesgo ya que la precisión que requiere este impacto exige que todos los componentes vayan encerrados en una camisa, generalmente de acero, que sirve para dar estabilidad al conjunto y evitar, además, la entrada de polvo.

  El único movimiento que queda descubierto es el del conjunto horquilla-pica desde la posición inicial en que los resortes no están alargados hasta la posición final en que la pica impacta con el terreno. Los únicos elementos de este órgano susceptibles de producir atrapamiento son los resortes, la elongación máxima que alcanzan los resortes es del orden de 25 mm. Actualmente existen en el mercado modelos de martillos en los que los resortes se encuentran al descubierto y otros modelos en los que se encuentran encerrados dentro de una carcasa metálica o enfundados en un tubo de acero. El riesgo de atrapamiento con los resortes se considera bajo, no obstante el riesgo existe por lo que ha de ser evitado. Se aconseja emplear martillos neumáticos cuyos resortes no sean visibles.

- Higiene

  * Cuando se golpea el terreno con el martillo se produce una generación de polvo debida a la súbita expulsión del aire de los espacios porosos del terreno. El polvo es un contaminante químico importante, el tipo de polvo que, generalmente, se producirá en este trabajo es un polvo inerte que puede originar afecciones respiratorias leves.

  * Un diseño incorrecto del martillo neumático puede derivar en que la salida del aire comprimido se proyecte sobre el operario. El aire comprimido a la salida se encuentra a una temperatura aproximada de –10º C. Se debe observar en el primer uso del martillo que las aberturas existentes hagan que los flujos de aire se proyecten lejos del operario.

  - Ergonomía

  Los riesgos ergonómicos   señalados anteriormente   se van a analizar en posteriores apartados más detalladamente.4.- Antropometría y geometría del puesto de trabajo

  Es imposible diseñar cualquier trabajo o puesto de trabajo sin tener en cuenta al hombre, sus dimensiones y capacidades.

  Las dimensiones medidas de los hombres, denominadas variables antropométricas sufren gran variación entre individuos, es por ello que aparece el concepto de “hombre medio” sobre el que se debe realizar el diseño aunque se debe atender al resto de individuos ya que pudiera ser que diseñar para el hombre medio supusiese discriminar seriamente a algún grupo de población.  Por este motivo las muestras se clasifican en grupos estadísticos denominados percentiles que agrupan a un porcentaje de población y que deberán ser tenidos

en cuenta.

  La posición para la que se ha definido el trabajo con martillo neumático es la posición de pie ya que de esta forma los músculos están en disposición de ejercer más fuerza.

  En el diseño del puesto de trabajo en la posición de pie se deben tener en cuenta principalmente tres aspectos:

  4.1.- Postura: La postura o disposición espacial de los segmentos corporales supone en sí misma una carga que genera esfuerzo, tanto mayor cuanto el cuerpo se aleje de una situación de equilibrio estable. Respecto de este punto únicamente hay que reseñar que es vital que el centro de masas del martillo neumático se encuentre en el eje vertical que atraviesa el centro de geometría del aparato para que no se produzcan desequilibrios. Asimismo el centro de masas permanecerá en esta misma vertical en todo momento que dure el trabajo (arrancada-impacto-retorno).    Es vital que la máquina esté perfectamente equilibrada para que no se originen cargas adicionales en el operario que puedan dar origen a microtraumatismos repetitivos (MTR) y/o lesiones musculares.

  4.1.1.-Elección de la postura base

  Los martillos neumáticos son herramientas concebidas para el trabajo en la posición de pie. Parece evidente, en una primera observación, que esta postura es la idónea; para definir la postura base de trabajo óptima en cualquier tipo de trabajo se atenderá a los criterios de la RNUR mostrados en el diagrama 1

Diagrama 1- Decisión sobre la postura de trabajo (tomado de la Régie Nationale des Usines Renault RNUR)  [pic]  El trabajo con martillo neumático se realiza generalmente en puestos de trabajo no fijos en los que generalmente habrá que desplazarse poco a poco y al aire libre por lo que es imprescindible que la máquina se diseñe para la postura de trabajo de pie, como ya se intuía.

  4.2.-Movimientos: Si la geometría y disposición de los elementos del martillo no son las adecuadas, los movimientos repetitivos de impacto pueden forzar angulaciones articulares por encima de los límites de la confortabilidad.

  4.3.- Visibilidad: El conjunto de los objetos que puede observar un trabajador desde su puesto de trabajo se denomina ergorama y se debe disponer de tal manera que la postura que adopte la cabeza durante la mayor parte del tiempo no sea nociva.

  Partiendo de estas premisas se realiza un análisis antropométrico del puesto de trabajo y posteriormente se realiza un análisis biomecánico del trabajo con el martillo neumático.

5.- Análisis antropométrico

  5.1.-Planos de trabajo

  El trabajo con un martillo neumático es un trabajo que requiere que el operario ejerza fuerza (principalmente para poder mantener el martillo en una posición vertical tras los continuos impactos).

  Los datos antropométricos proporcionan directamente la altura del plano del trabajo en posición de pie, según el criterio de Grandjean; debido a la magnitud del esfuerzo reseñado en el párrafo anterior conviene bajar la altura del plano de trabajo entre 15 y 30 cm. dependiendo del tipo de terreno que se trabaje.

  Gráfico 1.- Planos de trabajo en operaciones con martillo neumático  [pic]

  Como se puede observar en el gráfico 1 la altura del plano de trabajo para el hombre medio representativo de la población española   (de altura 166,32 cm.según estudios realizados sobre una población de 1723 trabajadores) es de 64 cm en trabajos con martillos neumáticos ligeros y de 74 cm. para trabajos con martillos neumáticos pesados.

  Cuanto más bajo sea el plano de trabajo se posibilitará actuar más eficazmente y con mayor número de cadenas cinéticas.  5.2.-Áreas de trabajo

  El menor gasto energético efectuado por las manos al desplazarse por el plano de trabajo corresponde al movimiento que se efectúa con los brazos paralelos al tronco y los antebrazos con un ángulo de flexión de 90º.

  Si se traza un arco de circunferencia desde la proyección del hombro derecho al plano transversal, cuyo radio es la proyección del antebrazo, se obtiene el área horizontal de trabajo para la mano derecha. Lo mismo se puede efectuar para la mano izquierda.

  Figura 2.- Áreas de trabajo  [pic] 

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 (visto en el plano transversal).  O1A=O1C es la longitud del antebrazo (J)  O1F es la distancia entre la proyección del hombro y   la proyección horizontal del martillo  FC es la distancia [pic]  [pic] es el ángulo central expresado en radianes  La intersección de las zonas de trabajo normal para la mano derecha y para la mano izquierda determina una zona de trabajo normal para ambas manos.

  A continuación se   indican las   áreas de trabajo normales   para el hombre medio de la población española y para los percentiles P1, P5, P50, P95 y P99.

  Tabla II.- Medidas antropométricas de los distintos percentiles|PERCENTILES                                                                                                   ||P1                     |P5                   |P50                   |P95                   |P99                 ||ESTATURA (mm)                   |1479                   |1525.2               |1665                   |1802.8                 |1855               ||LONGITUD DEL ANTEBRAZO         |225.8                 |233                 |265                   |293                   |304.82             ||DISTANCIA ENTRE HOMBRO         |281                   |304.1               |372                   |432                   |453                 ||ALTURA CODO                     |900.22                 |932                 |1027                   |1122                   |1165               |

  Del gráfico 1 se desprende la tabla III.

  Tabla III.- Planos de trabajo de los distintos percentiles de población|PERCENTILES                                                                                                   ||P1                     |P5                   |P50                   |P95                   |P99                 ||ESTATURA (mm)                  

|1479                   |1525.2               |1665                   |1802.8                 |1855           ||ALTURA PLANO TRABAJO           |550-650               |570-670             |640-740           |740-840               |780-880             |

  A partir de estos datos se determina la zona conveniente de alcance que se define como la zona en que un objeto puede ser alcanzado de forma fácil sin tener que efectuar movimientos indebidos.

  Figura 3.-Zona conveniente de alcance

  Para determinar la distancia que deberá existir entre el operario y el martillo neumático se aplica el criterio de tratar de mantener en lo posible el ángulo entre antebrazo y codo cerca de 90º. De este modo atendiendo a la altura del codo y la altura del plano de trabajo, así como la longitud del antebrazo se determina dicha distancia.

  Tabla IV.- Distancia horizontal entre el operario y el martillo de los distintos percentiles de población|PERCENTILES                                                                                                   ||P1                     |P5                   |P50                   |P95                   |P99                 ||DIFERENCIA DE ALTURAS ENTRE EL |250-350               |262-362             |287-387   |282-382               |285-385             ||CODO Y EL PLANO DE TRABAJO     |                       |                     |                       |     |                   ||LONGITUD CODO-PUÑO             |275.16                 |292                 |337                   |376                   |393                 ||ÁNGULO ENTRE ANTEBRAZO Y LA     |155º                   |154º                 |151º           |139º-180º             |136º-180º           ||VERTICAL                       |                       |                     |                       |                     |                   ||DISTANCIA HORIZONTAL ENTRE     |115

                  |129                 |177                   |248-70                 |271-79             ||OPERARIO Y MARTILLO             |                       |                     |                       |           |                   |

  Se observa en la tabla IV cómo, curiosamente, sólo los individuos más altos pueden realizar trabajos más pesados, es decir, aquéllos trabajos en los que la altura del plano de trabajo se ha situado 30 cm. por debajo del nivel de trabajo normal.  Los trabajos más pesados serán, ergonómicamente más aceptables en individuos de mayor altura; en el presente Proyecto se reservarán los trabajos más pesados a individuos cuya talla sea igual o superior a 180 cm.  Una vez determinada la zona de alcance se determina el área de trabajo.

  Tabla IV.- Áreas de trabajo de los distintos percentiles de población|PERCENTILES                                                                                                   |

|P1                     |P5                   |P50                   |P95                   |P99                 ||ESTATURA                       |1479                   |1525.2               |1665                   |1802.8                 |1855               ||K                               |250                   |262                 |287                   |283-369       |285-385             ||[pic]                           |130º                   |128º                 |117º                   |98º-158º |87º-157º           |6.- Determinación de la carga dinámica

  La determinación del valor de la fuerza que se debe ejercer con el martillo neumático es un proceso complicado ya que ésta ha de ser igual y de sentido opuesto al valor de la fuerza de retroceso que experimenta el martillo tras el impacto.

  Es muy importante determinar la fuerza que debe ejercer el operario para identificar el consumo energético de la actividad y poder establecer ritmos adecuados

de trabajo. Para determinar el valor de la fuerza de retroceso se analizan las fases de movimiento del martillo neumático.

  En el trabajo con martillo neumático se debe ejercer una fuerza con los brazos suficiente para poder mantener el martillo en posición vertical y en contacto con el suelo.

  La dirección de la fuerza a ejercer es vertical y su sentido es descendente.

6.1.-Aceleración del pistón hasta el momento del impacto

Esta fase está limitada entre las dos posiciones límites que se ilustran en la figura.

      Figura 4

Cálculo de la fuerza de impacto

  Los martillos neumáticos están diseñados para fragmentar materiales que tengan

una tensión de rotura de hasta [pic].

  Debido al impacto, la carga dinámica que se transmite es n veces mayor que la carga que se transmitiría si no hubiera choque entre los cuerpos, es decir, si el conjunto yunque-percutor avanzara homogéneamente.

Carga dinámica = [pic] x Carga estática (6.1)

[pic] [pic] [pic] (6.2)

[pic] (6.3)

  En los cilindros de impacto la velocidad máxima del émbolo se produce entre los 50 y 75 mm. de carrera, después de la cual hay una carrera adicional en la que la velocidad del émbolo disminuye. Se realiza la suposición de que el impacto se produce cuando el émbolo ha recorrido 60 mm.Sustituyendo las ecuaciones 6.2 y 6.3 en la ecuación 6.1 se obtiene:

Carga dinámica = [pic] (6.4)

Se realiza el cálculo suponiendo un émbolo de 1 kg. de masa

Para fragmentar los materiales que se desee, se debe cumplir:

Carga dinámica   [pic] (6.5)

  Ahora, se calcula cuál debe ser la velocidad del émbolo en el momento del impacto para producir una carga dinámica suficiente que permita fragmentar el material en la hipótesis de cálculo más desfavorable.

      [pic] (6.6)

  De los diferentes tipos de picas existentes en el mercado, y en particular las que oferta la casa comercial Atlas Copco, la que

presenta una menor sección de trabajo es la herramienta denominada puntero, (debe ser empleada para la apertura de agujeros), y tiene de referencia 3083 3066 00, tiene una sección de 1[pic], con esta herramienta es con la que los diseñadores realizan el cálculo del martillo ya que representa la situación más desfavorable.

Despejando en la ecuación 6.6 se obtiene:

      [pic] [pic] v = 2,35 m/s (6.7)

  Por razones experimentales los fabricantes realizan los martillos de forma que proporcionen una energía doble de la teóricamente necesaria para la fractura del material. Se calcula a continuación la energía que sería necesaria:

[pic] (6.8)

La energía que suministra el émbolo es, pues 5,5 J      En el instante del choque el émbolo lleva una velocidad de 5 m/s.[pic] [pic] [pic] (6.9)[pic]6.2.-Compresión máxima de los resortes y retorno a su estado inicial

Esta fase está limitada entre las posiciones límites que se ilustran en la figura 5.

      Figura 5

  Durante la colisión se supone que se conserva la cantidad de movimiento, además se considera el choque perfectamente plástico, por lo que:

  [pic] (6.10)  [pic]= Masa de la parte móvil del cilindro de impacto = 1 kg.  [pic]= Masa del conjunto portaherramienta-percutor-pica = 9 kg.

  [pic] (6.11)  [pic] (6.12)

  Se aplica el principio de conservación de la energía:[pic] (6.13)A continuación se procede a valorar cada término:

[pic] (6.14)[pic][pic] (6.15)

[pic] [pic] [pic] (6.16)

6.3.-Retorno del cilindro hasta su posición más retraída

Esta fase está limitada entre las posiciones límites que se ilustran en la figura.

Figura 6

  El movimiento de retroceso, el émbolo lo realiza gracias a la inercia de los resortes y gracias al aire comprimido que recibe el cilindro de impacto en sentido opuesto al inicial (ha conmutado la válvula).

Inicialmente la velocidad

se considera 0,565 m/s

  A continuación se halla la aceleración que el aire comprimido suministra al émbolo:

[pic] [pic] [pic] (6.17)

[pic] ( 6 kg/cm2 = 60000 kg/m2) (6.18)

[pic] (6.19)

  [pic] (6.20)

  [pic] [pic] [pic] (6.21)

  La velocidad final a la que se produce el retorno es de 4.53 m/s. El conjunto del martillo neumático absorbe parte de la energía cinética que existe en el retroceso. El conjunto del martillo actúa amortiguando el retorno de modo que sólo parte de la energía cinética inicial del retorno llega al operario; para determinar la cantidad de energía que llega realmente al operario se aplica el principio de conservación de la cantidad de movimiento.

  [pic] (6.22)  donde:  [pic]= Masa del conjunto portaherramienta-percutor-pica = 9 kg.  v1= Velocidad de retorno  [pic]= Masa total del martillo neumático

  v2= Velocidad ascensional en puños

  Se puede observar que cuanto mayor sea la masa total del martillo neumático menor será la velocidad ascensional que tendrá que frenar el operario, esta es la principal ventaja que ofrece trabajar con martillos muy robustos, sin embargo, un martillo de mucha masa es poco manejable, por lo que se debe encontrar el equilibrio apropiado.

Tabla VI.- Fuerza contínua a ejercer por el operario|Masa total del martillo neumático                       |Fuerza vertical a ejercer por el operario                       ||20                                                     |1.67                                                             ||25                                                     |1.48                                                             ||30                                                     |1.31                                                             ||35                                                     |1.17                                                             ||40          

                                          |1.06                                                             |

  Es decir, el operario debe ejercer una fuerza contínua con un valor aproximado de entre 1.67 y 1.06 kg. Dependiendo del tipo de martillo que esté empleando.

  En el siguiente apartado se señalan, de acuerdo con los criterios antropométricos, las características de las cargas ergonométricamente aceptables a emplear en cada parte del cuerpo.7.-Manejo de cargas en atención a los planos de trabajo y las zonas de referencia

  Para el manejo de cargas se adopta el modelo simplificado del procedimiento NIOSH que se ilustra en la figura 7.

  Figura 7.- Manejo límite de cargas (método NIOSH)

  A continuación se refleja en las tablas x a y la predicción de los niveles de acción en kg.

  Tabla VII.- Percentil 95% para alturas iguales o superiores a 180.3 cm|Desplazamiento vertical                         |Desplazamiento horizontal                         ||Desde zona         A zona                         |Junto                 Próximo               Medio     Extendido                         ||Inferior a             |Inferior               |29.3                   |19.5                   |9.8                 |6.3                     ||                       |Muslos                 |27.5                   |18.3                   |9.2                   |5.9                     ||                       |Pecho                   |25.1                   |16.8                   |8.4                   |5.4                     ||                       |Superior               |24.5                   |16.3                   |8.2                   |5.2                     ||Muslos a               |Muslos                 |38.8                   |25.8                  

|12.9                   |8.3                     ||                       |Pecho                   |33.5                   |22.3                   |11.2                 |7.2                     ||                       |Superior               |31.0                   |20.7                   |10.3                 |6.6                     ||Pecho a                 |Pecho                   |32.9                   |21.9                   |11.0         |7.0                     ||                       |Superior               |28.4                   |18.9                   |9.5                   |6.1                     ||Superior a             |Superior               |26.3                   |17.6                   |8.8             |5.6                     |

  Tabla VIII.- Percentil 50% para alturas 167 cm

|Desplazamiento vertical                         |Desplazamiento horizontal                         ||Desde zona         A zona                         |Junto                 Próximo               Medio     Extendido                         ||Inferior a             |Inferior               |29.7                   |19.8                   |9.9                 |6.4                     ||                       |Muslos                 |27.6                   |18.4                   |9.2                   |5.9                     ||                       |Pecho                   |25.1                   |16.7                   |8.4                   |5.4                     ||                       |Superior               |24.3                   |16.2                   |8.1                   |5.2                     ||Muslos a               |Muslos                 |38.1                   |25.4                   |12.7           |8.2                     ||                       |Pecho                   |34.3                   |22.8                   |11.4    

              |7.3                     ||                       |Superior               |31.3                   |20.9                   |10.4                 |6.7                     ||Pecho a                 |Pecho                   |34.6                   |23.1                   |11.5         |7.4                     ||                       |Superior               |29.0                   |19.4                   |9.7                   |6.2                     ||Superior a             |Superior               |27.5                   |18.3                   |9.2             |5.9                     |

  Tabla IX.- Percentil 5% para alturas iguales o inferiores a 153 cm

|Desplazamiento vertical                         |Desplazamiento horizontal                         ||Desde zona         A zona                         |Junto                 Próximo               Medio     Extendido                         ||Inferior a             |Inferior               |30.0                   |20.0                   |10.0               |6.4                     ||                       |Muslos                 |27.7                   |18.5                   |9.2                   |5.9                     ||                       |Pecho                   |25.0                   |16.7                   |8.4                   |5.4                     ||                       |Superior               |24.2                   |16.1                   |8.0                  

|5.2                     ||Muslos a               |Muslos                 |37.5                   |25.0                   |12.5           |8.0                     ||                       |Pecho                   |34.1                   |22.7                   |11.3                 |7.3                     ||                       |Superior               |30.7                   |20.5                  

|10.2                   |6.6                     ||Pecho a                 |Pecho                   |35.8                   |23.9                   |11.9         |7.7                     ||                       |Superior               |29.7                   |19.8                   |9.9                   |6.4                     ||Superior a             |Superior               |28.6                   |19.0                   |9.5             |6.1                     |

  La aplicación de estas tablas al trabajo con martillo neumático indica que , para la zona de trabajo (pecho a pecho), se   podrá levantar   el martillo neumático si su peso es de hasta 35.8 kg si la altura es de hasta   153 cm y de 32.9 kg para estaturas iguales o superiores a 180 cm. El “hombre medio” podrá levantar el martillo neumático si su peso es de hasta   34.6 kg.

  Atendiendo a estos criterios no se deben diseñar martillos neumáticos cuyo peso total con pica sea superior a 34.6 kg. si se desea   que pueda ser empleado por el “hombre medio”. Si se desea realizar un martillo neumático que pueda ser alzado por todo el mundo   y, en consecuencia, que cualquier operario pueda trabajar con él, el peso del conjunto martillo-pica no debe superar   el peso de 32.9 kg.8.-Análisis biomecánico

  Mecánica de agarre

  En el trabajo con martillo neumático aparecen fuerzas orientadas a empujar la herramienta y a accionar el gatillo.

  La biomecánica del agarre intenta explicar cómo las fuerzas de contracción que ejercen los músculos de la mano y el antebrazo se convierten en fuerzas de agarre, así como las ventajas mecánicas que la propia geometría de los elementos del sistema musculoesquelético producen.

  En el agarre existen dos modelos biomecánicos

  1º   Definido por la curvatura que adoptan los tendones de los diversos músculos a su paso por la muñeca. Esta curvatura produce diferentes fuerzas de rozamiento en función de su radio. Las

fuerzas que aparecen son las siguientes:

Fn = Fuerza normalFT = Fuerza media en el tendónFR = Fuerza total radial de soporteFL= Fuerza de agarre

  2º Definido por los esfuerzos existentes en el punto de inserción del ligamento según el ángulo [pic] que forman los tendones de los músculos actuantes respecto de las falanges donde se insertan.

  Figura 9

  Del análisis del segundo modelo biomecánico se deduce que un ángulo elevado de desviación de la muñeca [pic] produce un aumento en la fuerza de rozamiento, por lo que habrá una disminución proporcional en la fuerza de agarre de los dedos, o, dicho de otra manera, para una misma fuerza de agarre será necesario una mayor tensión en los tendones.

  Las fuerzas máximas que, sin tener en cuenta el tiempo o la frecuencia, se pueden realizar con las manos, son las siguientes:

  - Fuerza de aprehensión: En el desarrollo de esta fuerza es fundamental, aparte del grupo de individuos al que nos estemos refiriendo, el grado de abertura de la mano.  Según la abertura de la mano variará la máxima fuerza ejercida.

  Tabla X.- Par de aprehensión máximo según el tipo de mango

|                                       Nm       ||-mango recto                   6               ||-mango tipo pistola         12                   ||-mango angular               50                 |

  Estudios realizados por Amussen demuestran que la fuerza máxima de aprehensión se produce a una distancia entre los 7,5 y 8,5 cm. aproximadamente. Cuanto mayor se acerque la herramienta a estos valores se obtendrá un mayor rendimiento en los esfuerzos realizados

  La fuerza de aprehensión máxima a realizar será la necesaria para poder accionar el gatillo y mantenerlo apretado. El resorte del gatillo (pieza número 18 en plano número 1) deberá tener una constante elástica que asegure que no sea necesario ejercer un par de 6 N.m para su accionamiento,

es decir, para una distancia de agarre de 8 cm. la fuerza máxima de aprehensión a realizar es de 75 N. por lo que aplicando equilibrio de fuerzas (ecuación 9.1)

  [pic] N (9.1)

  La constante del resorte debe ser siempre inferior a 75 N/m  Esta fuerza representa la máxima fuerza de aprehensión que se puede realizar con las manos, sin embargo, debido a que durante el trabajo el gatillo debe estar continuamente apretado  - Fuerza de torsión: Las fuerzas de torsión en la mano, siguiendo el eje del antebrazo, se deben a músculos del mismo. Estas fuerzas conocidas como de pronación y supinación dependen aparte del grupo de población estudiado del tipo de agarre. En el trabajo con martillo neumático no son fuerzas prioritarias ya que rara vez   se van a trabajar estos músculos, no obstante, se reflejan a continuación.

  Tabla XI.- Par de pronación máximo según el tipo de agarre|PRONACIÓN                                                                                   ||Tipo de agarre                         |Población                         |Pr(Nm)             ||Toda la mano                           |Hombres                           |[pic]               ||Toda la mano                           |Mujeres                           |                   ||Punta de los dedos                     |Hombres                           |                   ||Punta de los dedos                     |Mujeres                           |                   |

  Tabla XII.- Par de supinación máximo según el tipo de agarre|SUPINACIÓN                                                                                   ||Tipo de agarre                         |Población                         |Pr(Nm)             ||Toda la mano                           |Hombres                           |[pic]               ||Toda la mano                           |Mujeres                           |                   ||Punta de los dedos                    

|Hombres                           |                   ||Punta de los dedos                     |Mujeres                           |                   |

Se emplean las ecuaciones obtenidas por Williams y Lissner Le Vean.[pic] [pic][pic] [pic]

siendo:Fn = Fuerza normalFT = Fuerza media en el tendónFR = Fuerza total radial de soporte[pic] = Ángulo de desviación de la muñeca9.- Criterios de valoración de los factores ergonómicos

  Teniendo en cuenta todos los factores ergonómicos a considerar en los puestos de trabajo se ha realizado una valoración de éstos en el trabajo con martillo neumático. El modelo de análisis realizado consta de tres partes diferenciadas: descriptiva, evaluativa y correctiva.

  En la parte descriptiva se indican los datos más significativos del puesto, los equipos empleados y una breve descripción de las tareas.

  En la primera hoja se incluye el perfil profesiográfico de la evaluación, con cinco grados o niveles para cada factor. El nivel 1 supone unas condiciones muy favorables y el nivel 5 unas condiciones que es preciso corregir/mejorar. El nivel 3 corresponde a una situación aceptable, legal o técnicamente, pero a partir de la cual sería recomendable introducir alguna mejora o corrección.

  En cada uno de los factores también se incluye una posible valoración del trabajador del puesto en cinco grados cualificativos: muy aceptable (++); aceptable (+); neutro (*); desfavorable (-); muy desfavorable (--).

  En la parte evaluativa, los 15 factores considerados valoran los aspectos relativos a los esfuerzos (físicos, sensoriales y mentales), factores psicosociológicos (iniciativa, comunicación, monotonía, turnos/horarios, etc.) y factores   físico-ambientales (riesgos de accidentes, ruido, contaminantes, iluminación, etc.).

  Para la determinación de los criterios de evaluación se han considerado las principales normas y disposiciones técnicas más prestigiosas en el análisis

de las condiciones de trabajo, tales como:  - Método LEST (Laboratorio de Economía y Sociología del Trabajo Aix-en-Provence).  - RNUR (Régie Nationale des Usines Renault)  - ESFIOH (Sección Ergonómica del Instituto Finlandés de Salud Ocupacional)  - ANACT (Agencia Nacional para la Mejora de las Condiciones de Trabajo en Francia)  - TLVs de ACGIH (American Conference of Government Industrial Hygienists)

  - Normas ISO (International Standard Organization)  - Disposiciones Legales Españolas  - Directivas y disposiciones de la Comunidad Económica Europea

  El tercer apartado está dedicado a las medidas correctivas o de control. En la última ficha se indican las proposiciones mínimas que debe incluir el puesto respecto a los factores analizados y sus posibles líneas de mejoramiento: técnicas, organizativas, administrativas o formativas.

  9.1.-Equipamiento. Disposición del espacio de trabajo

  En este apartado se analizan las características antropométricas del equipamiento básico y del entorno físico del trabajo, entre las que caben destacar:  - Datos antropométricos básicos  - Definición de los planos de trabajo  - Disponibilidad de movimientos (accesos, ausencia de obstáculos, etc.)  - Características de la herramienta: tamaño, peso, agarre, posiciones de trabajo, etc.  - Características de otros equipos: disposición de palancas, mandos, etc.

  Criterios de evaluación  Para la definición de los grados de este factor se ha establecido una escala de puntuación, dependiendo de la cantidad de los items implicados:  Grupo 1: El puesto de trabajo reúne todas las recomendaciones o posibilidades de regulación para diferentes usuarios  Grupo 2: El puesto reúne los principales requisitos que hacen compatibles las exigencias del trabajo con las necesidades biomecánicas básicas.  Grupo 3: El puesto tiene algún punto o aspecto claramente mejorable que es conveniente corregir  Grupo 4: El puesto de trabajo

tiene varios puntos mejorables que es preciso corregir  Grupo 5: El puesto de trabajo tiene varios puntos claramente deficientes y sería conveniente un rediseño o replanteamiento del mismo respecto a este factor.

  9.2.-Carga física estática-postural

  Este factor considera la adecuada configuración del puesto, junto con el principio de racionalización del trabajo, economía de movimientos y esfuerzos, y está orientado a mejorar la eficacia y prevenir las dolencias posturales.

  La carga física se puede descomponer en carga estática y dinámica. La carga estática está asociada a las posturas de trabajo y a la actividad isométrica de los músculos.  En muchas ocasiones la fatiga física está asociada no tanto a una gran actividad física como al mantenimiento de un a postura forzada o invariante.

  Las posturas de trabajo con muy poca movilidad corporal pueden ser más fatigantes que los esfuerzos dinámicos moderados, de ahí que el confort postural esté más en relación con las posibilidades de cambiar de postura que con una postura ideal definida, ya que cualquier postura a la larga se convierte en fatigante o intolerante.

  Criterios de valoración:

  Para la definición de los grados se ha adoptado la tabla x de valoración de la carga estática del método LEST.  Cuando existan varias posturas de trabajo establecidas, el grado o nivel resultante será la suma de los índices parciales.

  Los valores resultantes se ajustarán a los valores mínimo de 1 y máximo de 5, y los valores decimales resultantes iguales o superiores a 0.85 se redondearán hasta la unidad superior.

  Tabla XIII.- Valoración de la carga estática|P                           |Duración de la postura por hora (min/h)                                       ||Postura principal           |