DISEÑO DEL TRABAJO MANUAL

FASES DE  DISEÑO DEL TRABAJO MANUAL

Sistema óseo muscular

Este tema trata acerca del como el cuerpo humano es capaz de producir movimientos, debido a un sistema complejo de músculos y huesos llamado oseomuscular.

Los músculos están adheridos a los huesos a ambos lados de una coyuntura esto a su vez se encuentran dividido en:

Ø  Agonistas.- actúan como los activadores primarios del movimiento.

Ø  Antagonistas.- actúan en respuesta y oposición a ese movimiento.

Principios de diseño del trabajo y economía de movimientos

Logro de la máxima fuerza muscular en el rango medio de movimiento

Este apartado trata acerca de cómo esta compuesto el cuerpo del ser humano.

Primer  principio de economía de movimientos se deriva de la forma de la propiedad de U invertida esto es la contracción del músculo.

Figura 2.1.1 Relación Fuerza Longitud del sistema óseo muscular

En esta figura los filamentos se unen en la longitud de reposo en el momento en que se estira existe un traslape o unión mínima entre ellos esto da una disminución considerable a casi cero de manera similar hay interferencias entre los filamentos delgados opuestos. Esta propiedad de músculos se conoce como la longitud de fuerza por lo tanto las tareas que se necesita fuerza deben estar en una posición óptima.

En la flexión del codo la mejor posición seria en el codo doblado de 90º. Una regla general para encontrar el rango medio del movimiento es considerada la posición que toma un astronauta en condiciones sin gravedad. Los músculos agonistas y antagonistas relajados a la coyuntura y los brazos adquieren una posición neutral.

Figura 2.1.2  Postura relajada características de las personasen condiciones sin gravedad

Logro de la máxima fuerza muscular con movimientos lentos.

Este segundo principio de economía de movimientos se basa del filamento deslizante y la contracción del músculo, este cuanto mas rápido se forme, rompa y reforme la unión muscular.

Este es un efecto no lineal figura 2.2.1

Figura 2.2.1 relaciones fuerza-velocidad del sistema oseomuscular

Logro de la máxima fuerza muscular con movimientos lentos.

Este segundo principio de economía de movimientos se basa del filamento deslizante y la contracción del músculo, este cuanto mas rápido se forme, rompa y reforme la unión muscular.

Este es un efecto no lineal figura 2.2.1

Figura 2.2.1 relaciones fuerza-velocidad del sistema oseomuscular

Logro de la máxima fuerza muscular con movimientos lentos.

Este segundo principio de economía de movimientos se basa del filamento deslizante y la contracción del músculo, este cuanto mas rápido se forme, rompa y reforme la unión muscular.

Este es un efecto no lineal figura 2.2.1

Figura 2.2.1 relaciones fuerza-velocidad del sistema oseomuscular



La fuerza es suficiente para mover la masa de un segmento esta propiedad muscular se conoce como relación fuerza-velocidad, esto se aplica en los trabajos manuales.

Uso del momento para ayudar al trabajador siempre que sea posible, minimizándolo si hay posición del esfuerzo muscular.

Existe intercambio entre el segundo y tercer principio: los movimientos rápidos producen momentos altos y fuerzas de impacto altos en el caso de golpes y en el de abajo son más efectivas que hacia arriba es por la presencia de la gravedad.

Diseñar tareas para optimizar la capacidad de la fuerza humana.

Existen 3 factores importantes los cuales son:

1.- Tipos de fuerza, 2.- músculo o conjuntar de movimiento que se utiliza, 3.- postura.

La figura 2.4.1 se encarga de mostrar fuerzas de levantamiento repetitivas para

551 trabajadores industriales en distintas posturas, las fuerzas dinámicas en realidad dependen de las tareas y condiciones y hay pocos datos publicados respecto a la fuerza dinámica.

Figura 2.4.1. Posición de fuerza estática y resultados para 443 hombres y 108 mujeres

Uso de músculos grandes para tareas que requieren fuerza.

La tarea del músculo es directamente proporcional al tamaño del músculo, según la defina el área de sección cruzada, es importante usar los músculos de piernas y troncos y no músculos más débiles.

Permanecer 15% debajo de la máxima fuerza voluntaria.

La fatiga muscular es un criterio muy importante pero muy poco usada en el diseño, los tejidos musculares, se apoyan en las fuerzas de energía aeróbica y anaeróbica.

El metabolismo anaeróbica puede suministrar energía solo durante un periodo corto, el oxigeno que llega a las fibras musculares vía de sangre periférica, se vuelve critica para determinar cuanto durara las contracciones del músculo.

Uso de ciclos de trabajo- reposo intermitentes frecuentes y cortos.

Ya sea que se realicen contracciones tácticas repetidas como sostener una carga con el codo flexionado o una serie de elementos de trabajos dinámicos como mover una palanca, brazo o `pierna.

Se puede mantener un porcentaje mas alto de la fuerza máxima si la fuerza se ejerce como una serie de contracciones repetitivas en lugar de una contracción estática sostenida.

Figura 4-8 porcentaje máximo de fuerza isométrica que se puede mantener en un estado estable durante contracciones rítmicas.

Diseño de tareas para que la mayoría de los trabajadores puedan realizarlas.

La disminución de la fuerza se debe a la reducción de masa muscular y la perdida de fibras musculares. Se ha demostrado de una manera definitiva ya que con un programa de entretenimiento físico, una persona puede incrementar su fuerza 30% en algunas semanas con un aumento máximo cercano a 100% (Astrand y Rodhal, 1986).

En términos de ser derechos o zurdos en general, la mano no dominante produce cerca de 90º de la fuerza de agarre que tienen la mano dominante, con un efecto menos pronunciado en los zurdos, quizás porque se han visto forzados a adaptarse a un mundo derecho (Millar y Frievads, 1987).

Es mejor diseñar herramientas y maquinas que puedan usarse cualquier mano para evitar que los individuos tengan desventajas de fuerza.

.Uso de poca fuerza para movimientos precisos o control motriz fino

Las contracciones de los músculos se inician por una innervación neural desde el cerebro y columna vertebral que juntos forman el sistema nervioso central

Una neurona motora o célula nerviosa típica que llega al músculo desde el sistema nervioso central puede tener conexión con varios cientos de fibras musculares.

Este arreglo se llama “unidad motora” y tiene implicaciones importantes en el control del movimiento.

El sistema nervioso central tiene a seleccionar estas unidades motoras aumentando el tamaño cuando se necesitan fuerzas musculares mayores (figura 4-10).

No deben intentarse movimientos precisos o de control fijo justo después del trabajo pesado.

Esto ocurre cuando los operarios cargan sus estaciones de trabajo antes de su turno o reabastecen partes durante el mismo. Levantar contenedores con partes pesadas requiere seleccionar las unidades motoras pequeñas, al igual que las grandes para generar las fuerzas musculares necesarias.

Durante el levantamiento y reabastecimiento, algunas unidades motoras  se fatigan y se seleccionan otras para compensar las unidades motoras grandes seleccionadas para sustituir a las fatigas proporcionan incrementos de fuerzas mayores y un control menos preciso.

El uso de movimientos  balisticos  de velocidad

En un movimiento voluntario, burdo y corto (menos de 200mseg) se activa el agonista y se inhibe el antagonista (esto se llama inhibición reciproca) para reducir la contracción de los músculos contra producente.

En movimientos precisos se usa un control de retroalimentación de ambos conjuntos de músculos, aumentando el tiempo de movimiento. Esto se denomina de velocidad-exactitud.

Inicio y terminación de movimientos con ambas manos al mismo tiempo.

La mano izquierda en personas derechas puede ser tan efectiva como la derecha y debe usarse:

Las estaciones de trabajo se pueden diseñar para “hacer dos a la vez” si se usan dispositivos duales que sostengan dos componentes, ambas manos pueden trabajar al mismo tiempo, con movimientos simétricos en direcciones opuestas (Fig.-4-11)

Uso del ritmo natural del cuerpo.

Los reflejos de la espina que excitan o inhiben músculos también a ritmos naturales en el movimiento de los segmentos del cuerpo que se pueden comparar con los sistemas de masa- resorte- amortiguador de segundo orden, donde los segmentos del cuerpos proporcionan la masa y el músculo tiene resistencia y amortiguamientos internos,

La frecuencia natural del sistema dependerá de los tres parámetros, pero la masa del segmento tendrá mayor efecto. Esta frecuencia natural es esencial para el desempeño suave y automático de una tarea. Drillis (1963) estudio la variedad de tareas manuales muy comunes y sugirió tiempos de trabajo óptimos.

Limado de metal	60-78 pasados por minuto
cortes	60 pasados por minuto
Palanca con la mano	35 revoluciones por minuto
Palanca con la pierna	60-72 revoluciones por minuto
palear	14-17 revoluciones por minuto

Uso de movimientos curvos continuos

Los movimientos curvos continuos no requieren desaceleración y en consecuencia se realizan mas rápido por unidad de distancia (Fig. 4-13) con sujetos que realizaron movimientos de posicionamiento con la mano derecha en ocho direcciones con un plano horizontal desde un punto central inicial.

El movimiento de la parte inferior izquierda a la parte superior derecha (con pivote alrededor del codo) requirió el 20% menos tiempo que el movimiento

Perpendicular de la parte inferior derecha a la parte superior izquierda (con movimientos adicionales incomodo del hombro y el codo).

Uso de clasificación de movimientos practica baja.

1.- Los movimientos de los dedos o movimientos de la primera clase son los más rápidos de los cinco tipos y se reconocen con facilidad porque se realizan moviendo el o los dedos mientras el resto del brazo permanece inmóvil.

2.-Los movimientos de los dedos y muñecas se hacen mientras el brazo y el antebrazo están quietos y se conocen como movimientos de clase dos, estos movimientos consumen más tiempo que los que involucran solo a los dedos.

3.- Los movimientos de los dedos, muñecas y parte baja del brazo se conoce como movimiento del antebrazo o de clase tres, e incluyen aquellos realizados por el brazo abajo del codo cuando la parte superior no se mueve, como el antebrazo incluye un músculo fuerte, esos movimientos no se consideran eficientes porque no son fatigantes.

4.- Los movimientos de dedos, muñeca, parte baja y parte alta del brazo se conocen como movimientos de clase cuatro o de hombro.- se requiere para realizar movimientos de transporte de partes que no es posible alcanzar sin extender el brazo.

5.- Los movimientos de clase cinco incluye movimientos del cuerpo, que son los más tardados los movimientos del cuerpo incluyen tobillo, rodilla y muslo, al igual que el tronco.

Trabajos con mano y pies al mismo tiempo

Cuando las manos se mueven, los pies no deben hacerlo ya que es difícil el movimiento simultáneo de las manos y pies; pero los pies se pueden estar aplicando presión sobre algo como un pedal. Además el operario, debe estar sujeto, pero no es sencillo operar un pedal de pie y aguantar todo el peso del cuerpo en el otro pie.

Minimización de la vista fija

La línea normal de la vista esta cerca de los 15º debajo de la horizontal en un área centrado en al línea de la vista. La consecuencia es que dentro de esta área se necesita un mínimo de movimiento de los ojos y la fatiga del ojo se minimiza.

Estudio de movimientos

El estudio de movimientos es el análisis cuidadoso de los movimientos del cuerpo empleados al hacer un trabajo. El propósito de su estudio es eliminar o reducir los movimientos no efectivos, y facilitar y acelerar los movimientos efectivos.

Los gilbreth fueron los pioneros en el estudio de movimientos y desarrollaron las leyes básicas de economía de movimientos que todavía se consideran fundamentales.

También fueron los responsables del desarrollo detallados de estudios de filmados de los movimientos conocidos como estudios de micro movimientos. Que han resultado invaluables en el estudio de operaciones manuales altamente repetitivas.

Los estudios de micro movimientos se registraban en un diagrama de movimiento simultaneo (SIMO) y los estudios de movimientos en un diagrama de proceso bimanual.

Un diagrama SIMO casi no se utiliza en la actualidad, pero en ocasiones se aplica el termino al diagrama de proceso bimanual.

Movimientos básicos

Los Gilbreth concluyeron que todo trabajo productivo o no productivo, se realiza usando una combinación de 17 movimientos básicos que llamaron Therbligs (Gilbreth escrito al revés). Los Therbligs pueden ser efectivos o inefectivos.

Los therbligs efectivos son un avance en el progreso del trabajo. Muchas veces se pueden cortar, pero lo común es que no se pueden eliminar por completo.

Los therbligs inefectivos no avanzan el progreso del trabajo y deben eliminarse mediante la aplicación de los principios de economía de movimientos.

THERBLIGS EFECTIVOS Implica un avance directo en el progreso del trabajo. Pueden cortarse, pero es difícil eliminarlos.
Therblig	símbolo		descripción
alcanzar	AL	Movimiento con la mano vacía desde y hacia el objeto: tiempo depende de la distancia; en general precede a soltar y va seguido de tomar
mover	M	Movimiento con la mano llena ; el tiempo depende de la distancia, el peso y el tipo de movimiento ; en general precedida por tomar y seguida de soltar y posicionar
tomar	T	Cerrar los dedos alrededor de un objeto; inicia cuando los dedos hacen contacto con el objeto y termina cuando se logra el control; depende del tipo de tomar; en general precedido por alcanzar y seguido por mover.
soltar	S	Dejar el control de un objeto; por lo común es el Therblig mas corto
preposicionar	PP	Posicionar un objeto en un lugar predeterminado para su uso posterior; casi siempre ocurre junto con mover, como al orientar una pluma para escribir.
usar	U	Manipular una herramienta al usarla para lo que fue hecha; se detecta con facilidad al hacer que avance el trabajo
ensamblar	E	Unir dos partes que van juntas; suele ir procedido por posicionar o mover, y seguido por soltar.
desensamblar	DE	Opuesto al ensamble, separación de partes que están juntas, en general procedido de posicionar y mover.

THERBLIGS INEFECTIVOS No avanza el progreso del trabajo. Debe eliminarse cuando sea posible
Therblig	símbolo		descripción
buscar	B	Ojos o manos que deben encontrar un objeto; inicia cuando los ojos se mueven para localizar un objeto
seleccionar	SE	Elegir un artículo entre varios; por lo común sigue a buscar.
posicionar	P	Orientar un objeto durante el trabajo; en general precedido de mover y seguido de soltar ( en contraste a durante para preposionar)
inspeccionar	I	Comparar un objeto con un estándar, casi siempre con la vista, pero también puede ser con otros sentidos.
panear	PL	Hacer una pausa para determinar la siguiente acción; en general se detecta como una duda antes del movimiento.
Retraso inevitable	RI	Mas halla del control del operario debido a la naturaleza de la operación, por ejemplo, la mano izquierda espera mientras la derecha termina un alcance mas lejano
Retraso evitable	RE	Solo el operario es responsable del tiempo ocioso; como al toser.
Descanso para contrarrestar La fatiga	D	Aparece en forma periódica, no en todos los ciclos, depende de la carga de trabajo físico.
sostener	SO	Una mano detiene un objeto mientras la otra realiza un trabajo provechoso.

.-Diagrama de proceso bimanual.

El diagrama de proceso bimanual, también llamado diagrama de proceso del operario es una herramienta de estudio de movimientos. Este diagrama muestra todos los movimientos y retrasos realizados por las manos, derecha e izquierda y las relaciones entre las divisiones básicas de los logros desempeñados por las manos.

Su propósito de este diagrama es presentar una operación dada con suficiente detalle ‘para analizar y mejorar la operación.

Por medio de este análisis es posible identificar los patrones de movimientos ineficientes y se pueden observar con facilidad

Este diagrama facilita cambiar un método de manera que se logre una operación con dos manos balanceada y que los movimientos ineficientes se reduzcan o eliminen.el resultado es un ciclo mas suave, con mas ritmo que mantiene al mínimo tanto los retrasos como la fatiga del operario.

Como siempre el analista da un nombre al “diagrama de proceso bimanual” y agrega toda la información necesaria, como numero de parte, numero de dibujo, descripción de la operación el proceso, método actual o propuesto, fecha y nombre de la persona que realiza el diagrama.