desarrollo tecnologico del laboratorio de higiene y
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DESARROLLO TECNOLOGICO DEL LABORATORIO DE HIGIENE Y
SEGURIDAD INDUSTRIAL EN EL DISEÑO DE PUESTOS DE TRABAJO
EN LA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
NESTOR RAUL SALAZAR LAMPREA
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERIAS
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS DE PRODUCCION
PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
SANTIAGO DE CALI
2006
DESARROLLO TECNOLOGICO DEL LABORATORIO DE HIGIENE Y
SEGURIDAD INDUSTRIAL EN EL DISEÑO DE PUESTOS DE TRABAJO EN
LA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
NESTOR RAUL SALAZAR LAMPREA
Trabajo de grado para optar al titulo de Ingeniero Industrial
Director
CIRO MARTINEZ OROPEZA
Ingeniero Industrial
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERIAS
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS DE PRODUCCION
PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
SANTIAGO DE CALI
2006
Nota de Aceptación:
Aprobado por el Comité de Grado en
cumplimiento de los requisitos exigidos
por la Universidad Autónoma de
Occidente para optar al titulo de
Ingeniero Industrial.
Ing. HELDER GOMEZ LOPEZ______
Jurado
Ing. HARVEY JARAMILLO MILLER__
Jurado
Santiago de Cali, mayo 2006
CONTENIDO
Pág.
GLOSARIO 9 RESUMEN 13 INTRODUCCION 14 1. DEFINICION DEL PROBLEMA 16
1.1 ANTECEDENTES 16
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 16
2. JUSTIFICACION 18
3. OBJETIVOS 19
3.1 OBJETIVO GENERAL 19 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 19 4. MARCO TEORICO 20 4.1 EL MÉTODO DE REGRESIÓN LINEAL 20 4.2 LA CAPACIDAD DE TRABAJO FÍSICA 21
4.3 LA MEDICIÓN DEL GASTO ENERGÉTICO 21 4.4 EL MÉTODO DE CALORIMETRÍA INDIRECTA 22 4.5 DISEÑO DE LOS PUESTOS DE TRABAJO 24 5. METODOLOGIA 26 5.1 INVESTIGACIÓN 26 5.2 RECOPILACION Y TABULACION 26 5.3 INVENTARIO 26 5.4 DESARROLLO 26 5.4.1 Practicas de laboratorio 27 5.4.1.1 Objetivos 27 5.4.1.2 Marco teórico 27 5.4.1.3 Material y equipo 27 5.4.1.4 Procedimiento. 27 5.4.1.5 Informe 27 5.4.1.6 Bibliografía 27 5.4.2 Manuales para el docente 27
6. RECURSOS DISPONIBLES 29 6.1 MATERIALES Y EQUIPOS 29 6.2 INSTITUCIONALES 29 6.3 FINACIEROS 30
6.4 PRESUPUESTO 30
7. CRONOGRAMA 31 8. CONCLUSIONES 32 9. RECOMENDACIONES 33 BIBLIOGRAFIA 34 ANEXOS 36
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Inventario de equipos 29
Tabla 2. Presupuesto 30
Tabla 3. Cronograma de trabajo 31
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo 1. Guías de laboratorio diseños de puestos de trabajo 36
9
GLOSARIO
ANHÍDRIDO CARBÓNICO: también denominado dióxido de carbono (también
bióxido de carbono, óxido de carbono (IV) y anhídrido carbónico) es una
molécula compuesta por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula
química es CO2.
ANTROPOMETRÍA: parte de la antropología que estudia las proporciones y
medidas del cuerpo humano.
AUSCULTACIÓN: es el procedimiento clínico que consiste en escuchar de
manera directa o por medio de instrumentos como el estetoscopio, el área
torácica o del abdomen, en busca de los sonidos normales o patológicos
producidos por el cuerpo. Los ruidos más comunes encontrados a nivel
patológico en el proceso antes mencionado son: roncus, crepitus, sibilancias y
estertores.
BIGEMINISMO: significa que a cada sístole normal le sigue una extrasístole.
CALORIMETRÍA: es la rama de la termodinámica que mide la cantidad de
energía generada en procesos de intercambio de calor. El calorímetro es el
instrumento que mide dicha energía.
DINAMÓMETRO: se denomina dinamómetro al instrumento que sirve para
medir fuerzas. Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un
resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a
la fuerza aplicada.
ERGONOMÍA: disciplina que estudia la forma de optimizar la relación física en
el entorno de trabajo, creando condiciones adecuadas para que las personas
trabajen con las máquinas de manera saludable y efectiva.
10
ESFIGMÓMETRO: aparato que sirve para medir la frecuencia y la fuerza del
pulso.
ESPIRÓMETRO: aparato usado en medicina para medir los volúmenes y
capacidades pulmonares. Consta de un sistema de recogida de aire (pude ser
de fuelle o campana) y de un sistema de inscripción montado sobre un soporte
que se desplaza a la velocidad deseada.
ESTADIOMETRO: instrumento empleado para realizar la medición de la talla
sentada, es decir la distancia entre el vertex y la superficie donde se encuentra
sentado el sujeto.
FIBRILACIÓN AURICULAR: es un trastorno del ritmo cardíaco (arritmia) por lo
general con ritmo cardíaco rápido en el cual las cámaras cardíacas superiores
(aurículas) son estimuladas a contraerse de manera muy desorganizada y
anómala.
FONENDOSCOPIO: es un aparato usado en medicina para oír los sonidos
internos del cuerpo humano. Generalmente se usa en la auscultación de los
latidos cardíacos o los ruidos respiratorios, aunque algunas veces también se
usa para objetivar ruidos intestinales o flujos sanguíneos en arterias.
GASÓMETRO: instrumento para medir el volumen de los gases.
GASTO ENERGÉTICO: se considera componente del gasto energético, a
aquellos factores que van a determinar las necesidades energéticas del
organismo.
GONIOMETRÍA: es utilizada para medir de manera objetiva el rango de
movimiento articular.
11
HOMEOSTASIS: conjunto de procesos fisiológicos y bioquímicos del
organismo vivo que mantiene constante las variables biológicas de los mismos,
tales como las funciones vitales, energía, metabolismo, pH, entre otros.
METATARSOS: conjunto de los huesos alargados que constituyen el esqueleto
del pie del hombre, articulados con los del tarso y las falanges de los dedos.
NOMOGRAMAS: un nomograma, ábaco o nomografo es un instrumento gráfico
de cálculo, un diagrama bidimensional que permite el cómputo gráfico y
aproximado de una función de cualquier número de variables. En su
concepción más general, el nomograma representa simultáneamente el
conjunto de las ecuaciones que definen determinado problema y el rango total
de sus soluciones.
PSICRÓMETRO: es un aparato utilizado en meteorología para medir la
humedad o contenido de vapor del aire. Típicamente estos aparatos constan de
un termómetro de bulbo húmedo y un termómetro de bulbo seco. La humedad
puede medirse a partir de la diferencia de temperatura entre ambos aparatos.
El húmedo medirá una temperatura inferior producida por la evaporación de
agua.
SEGURIDAD INDUSTRIAL: son todas aquellas acciones y actividades que
hacen que el trabajador labore en condiciones seguras tanto ambientales como
personales, con el fin de conservar la salud y preservar los recursos humanos y
personales.
SENSO PERCEPCIÓN: función ejercida por el individuo no en forma pasiva,
sino que activamente y que va regulando la información que percibe de
acuerdo con la sensibilidad (umbral) de sus receptores, sus necesidades
biológicas, sus experiencias y sus motivaciones.
12
SISTEMA CARDIOVASCULAR: el sistema o aparato cardiovascular es el
conjunto de conductos por los que circula la sangre y está formado por el
corazón y los vasos sanguíneos.
TRIGEMINISMO: significa que por cada dos sístoles normales aparece una
extrasístole.
UMBRAL ANAERÓBICO: es la zona de transición entre una intensidad en la
que la obtención de energía es preponderantemente aeróbica y otra intensidad
de ejercicio lógicamente más alta en la que la obtención de energía precisa de
la participación importante del metabolismo anaeróbico láctico.
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RESUMEN
Este proyecto consiste en el diseño de guías prácticas de laboratorio de higiene
y seguridad industrial enfocadas al diseño de puesto de trabajo para la
Universidad Autónoma de Occidente con sus respectivos manuales para el
docente. El proyecto comprende tres guías de laboratorio con sus respectivos
manuales para el docente, en el cual esta descrita de forma detallada la
realización de cada practica de laboratorio con su respectiva solución.
Además de que cada guía del estudiante presenta herramientas de ayuda
(tablas, formatos, medidas, glosario, formulas, datos, etc.) con el fin de que el
estudiante tenga una excelente practica de laboratorio. Las guías de laboratorio
pretenden facilitar tanto al estudiante como al docente un buen desarrollo del
laboratorio de ingeniería industrial enfocado al diseño de puestos de trabajo.
El proyecto contiene prácticas de actividades de uso cotidiano del hombre en
la realización de cualquier actividad. Las prácticas muestran la manera más
adecuada de realizar una actividad que requiera un esfuerzo físico sin
necesidad de arriesgar la salud. Las prácticas emplean técnicas y métodos
apropiados que permiten el desarrollo óptimo del laboratorio de diseño de
puesto de trabajo, Las guías de laboratorio proponen métodos de evaluación
con el fin de cumplir con las exigencias del docente y los tiempos de ejecución
de cada práctica.
Todas las guías manejan formatos para la recolección de datos para facilitar
tanto al estudiante como al docente en la evaluación de cada práctica. Las
prácticas de laboratorio se realizaran por grupos de estudiantes previamente
evaluados médicamente para evitar cualquier contratiempo en el desarrollo de
la misma, se realizara por personas con conocimientos médicos.
14
INTRODUCCION
Este documento contiene el “DESARROLLO TECNOLOGICO DEL
LABORATORIO DE HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL EN EL DISEÑO
DE PUESTO DE TRABAJO EN LA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE
OCCIDENTE”.
La importancia de la Ergonomía se ha ido evidenciando rápidamente en el
mundo durante los últimos años, especialmente en los campos de las ciencias
técnicas, como es el caso de la Ingeniería de procesos, el diseño de los
productos, de puestos de trabajo o el diseño industrial en general y donde mas
repercusión ha tenido que es en el campo de la Seguridad e Higiene
Ocupacional.
Esta disciplina se ha incorporado en los planes de estudio de la carrera de
Ingeniería Industrial de muchas universidades de diferentes partes del mundo.
Las prácticas de Laboratorios de diseño de puesto de trabajo surgieron como
forma de sustentar cada uno de los conocimientos acumulados en esta
disciplina y de brindar los elementos prácticos que hacen posible reproducir
algunas de estas pruebas en el ámbito empresarial.
El diseño del puesto de trabajo permite al hombre realizar cualquier actividad
sin nesecidad de arriesgar su condición física, es por eso que se manejan
temas como pruebas de carga física, gasto energético y relaciones corporales.
Para lograr el diseño de las practicas de laboratorio de diseño de puesto de
trabajo se desarrollaron de acuerdo a unas etapas: la primera que comprendió
la recolección de información, organización y estudio de la misma, esta
información nos fue suministrada por el docente y trabajos relacionados con el
15
tema, además de una herramienta muy importante como lo es la Internet que
nos permite recoger gran cantidad de información de manera rápida.
La segunda etapa consistió en el diseño de tres prácticas de laboratorio con
sus respectivos manuales para el docente para implementarlas en el
laboratorio de HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL (puesto de trabajo).
16
1. DEFINICION DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES
Actualmente la universidad Autónoma de Occidente no cuenta con el diseño y
la implementación de laboratorios de ingeniería industrial enfocados en el
diseño de puesto de trabajos en los temas de pruebas de carga física, gasto
energético y relaciones corporales.
Los laboratorios de ingeniería industrial enfocados en el diseño de puesto de
trabajos poseen elementos muy básicos como guías y equipos e instrumentos
que permiten la realización de la práctica de antropometría solamente.
Actualmente los laboratorios en cuanto a los equipos e instrumentos para la
realización de los laboratorios planteados en el proyecto no son los adecuados
para una buena práctica.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Uno de los problemas existentes en el PAÍS es la falta de laboratorios de
INVESTIGACIÓN – DOCENCIA – EXTENSIÓN, por tal motivo es estéril los
adelantos en la investigación de los controles de iluminación en la industria
Colombiana, siendo dichos controles muy escasos, de reserva y dominio de las
empresas ejecutoras. La aplicación de la salud Ocupacional en Colombia ha
brillado más en un alto porcentaje (70%) por realizar actividades diferentes a la
INVESTIGACIÓN EN LOS FACTORES DE RIESGO.
Como es de saber en la actualidad la universidad Autónoma de occidente
implementa unos laboratorios de higiene y seguridad industrial mediante
practicas muy superficiales.
17
Debido a la falta de un laboratorio óptimo para la realización de las diferentes
practica se hace necesario nosotros como estudiantes de ingeniería industrial
diseñar e implementar un laboratorio enfocado al diseño de puesto de trabajo
con todas las normas y tecnología que le permita al estudiante de pregrado y
especialización presentar una excelente practica de laboratorio con el fin de
adquirir una experiencia que le permita enfrentarse a los retos reales de la
industria.
Para este proyecto se podrá utilizar al máximo la infraestructura de lo existente
en los laboratorios de Ingeniería.
18
2. JUSTIFICACION
La universidad tiene un gran compromiso de egresar buenos profesionales en
Ingeniería industrial en el área de Salud Ocupacional como también
ESPECIALISTAS EN HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL en la escuela de
POST-GRADOS.
La implementación de las practicas del laboratorio de iluminación facilitara un
mejor avance para lograr una cobertura en la comunidad científica y
académica, sector productivo, generando un mejor posicionamiento de la
universidad a nivel local y nacional.
Es vital encaminar los esfuerzos académicos de desarrollar LABORATORIOS
ESPECIALIZADOS en este campo, porque son pocos los que se encuentran
.Existen en Colombia laboratorios académicos pero con POCO INGREDIENTE
investigativo, como por ejemplo en el Seguro Social (ISS), la Universidad de
Antioquia, la Universidad del Bosque (Bogota) y a nivel Tecnológico el Instituto
JAIME IZAZA CADAVID(Medellín).
Con la elaboración de un laboratorio de diseño de puesto de trabajo que
permitirá que la universidad sea una de las pioneras en la región en
implementar prácticas de laboratorio con todas sus especificaciones, teniendo
como resultado ingenieros industriales especializados en el diseño de puestos
de trabajo.
19
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar las prácticas del laboratorio de diseños de puesto de trabajo acorde a
las exigencias o especificaciones del programa docente; para posterior
aplicación e implementación.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Buscar y aplicar métodos y técnicas pedagógicas de laboratorio referentes al
diseño de puestos de trabajo.
Aplicar la antropometría como parte fundamental en el diseño de cualquier
puesto de trabajo.
Aplicar métodos de valoración ergonómica, inicialmente en la carga estática y
dinámica.
Medir y evaluar la capacidad de trabajo físico y el gasto energético por
actividad.
Desarrollar guías de laboratorio para estudiantes y manuales para el docente
que permita un buen desarrollo de las distintas prácticas de laboratorio.
20
4. MARCO REFERENCIAL
4.1 EL MÉTODO DE REGRESIÓN LINEAL
Entre los métodos para la estimación de la capacidad de trabajo física a partir
de pruebas submáximas se encuentran el método de regresión lineal, las
expresiones empíricas y los nomogramas. El método de regresión lineal se
basa en el establecimiento de la relación lineal que existe entre el ritmo
cardiaco y la carga de trabajo impuesta al individuo cuando se ha alcanzado el
régimen estable ante un trabajo submáximo, extrapolando para encontrar el
máximo correspondiente al ritmo cardiaco máximo.
El procedimiento consiste en someter a los sujetos a tres cargas de trabajo
diferentes como mínimo en un Veloergómetro, midiendo el ritmo cardiaco. Los
tres valores del ritmo cardiaco se digitan en un gráfico contra la carga de
trabajo y se encuentra la expresión de la recta que mejor se ajusta a dichos
puntos. Seguidamente se extrapola para el valor máximo del ritmo cardiaco.
De forma convencional se utiliza como ritmo cardiaco máximo un valor de 170
pulsaciones por minuto, lo cual se incorpora a la expresión como sigue:
VO2 máx. = 3.19 L * e _ 0.00884 (T)
Fc-60
Entre los nomogramas para estimar los valores de la potencia máxima
aeróbica, se encuentra el de Astrand y Rodahl, el mismo ha sido ajustado para
condiciones tropicales, esto son contenidos en anexos adjuntos a este guía.
Se ha recomendado que el consumo de oxigeno durante el trabajo con una
duración de 8 horas diarias no debe exceder del 30-40 % del volumen máximo
de oxigeno VO2 máx.
21
4.2 LA CAPACIDAD DE TRABAJO FÍSICA
La capacidad de trabajo física junto a la fuerza muscular y la capacidad vital
pueden ser de utilidad para evaluara la aptitud del individuo para trabajos
físicos.
La capacidad de trabajo físico ha sido objeto de estudio desde finales del siglo
pasado y principios del actual. La capacidad de rendimiento se define como la
aptitud para realizar un trabajo fuerte o de larga duración sin la sensación de
fatiga. La capacidad física es una tolerancia de las modificaciones del medio
interior que ocurren durante la ejecución de un esfuerzo muy intenso. En el
contexto militar, la aptitud física se define como la capacidad de ejecutar tareas
pesadas y cumplir misiones.
El término de capacidad de trabajo físico puede considerarse como una
definición convencional que trata de manifestar las posibilidades del organismo
para enfrentar sus relaciones con el medio en que desarrolla sus actividades, lo
cual motiva que existan varios conceptos, según el criterio de cada autor, sin
impedir que la mayoría coincida y esté de acuerdo en que la capacidad de
trabajo físico equivale al consumo máximo de oxígeno. En las tesis sobre
Política Científica Nacional del Primer Congreso del Partido Comunista de
Cuba, ratificadas en el segundo y tercer congresos, se hace énfasis en las
investigaciones en el campo de salud para estudiar el comportamiento
fisiológico del cubano y su capacidad de adaptación con el fin de elevar el
grado de salud para el trabajo en nuestras condiciones.
4.3 LA MEDICIÓN DEL GASTO ENERGÉTICO
La medición del gasto energético durante el trabajo tiene importancia práctica,
pues comparándolo con la capacidad de trabajo física del individuo se puede
evaluar su aptitud para cualquier tipo de trabajo y establecer regímenes de
trabajo y descanso adecuados.
22
Para la medición del gasto energético se pueden utilizar varios métodos
(directos e indirectos). Hay que partir de que en última instancia toda la energía
consumida durante el trabajo se convierte en calor, lo que ofrece otra
posibilidad para medir el gasto energético. Los métodos mas utilizados son los
que se basan en la calorimetría indirecta, que parten de la generación de calor
debido a la oxidación de alimentos, por lo que es posible determinarla midiendo
el oxígeno consumido por el sujeto durante el trabajo.
Como el volumen del aire depende de las condiciones de presión, temperatura
y contenido de vapor de agua, estas condiciones deben especificarse siendo
utilizadas las denominaciones siguientes:
VTPS: Volumen del aire a temperatura del cuerpo y presión barométrica
ambiental, saturado de humedad. Aire expirado a la salida del cuerpo.
ATPS: Volumen del aire a temperatura del cuerpo y presión barométrica
ambiental, saturado de humedad. Aire expirado colectado en depósito no
aislado después de un periodo determinado.
STPD: Volumen de aire seco a una temperatura de cero grado Celsius y 760
mm de presión de mercurio, que son las condiciones normalizadas. Utilizar
nomograma.
En la práctica generalmente se utiliza un valor calórico del O2 aproximado de
21 joule/litro (4.8 a 5.0 Kcal. /l).
4.4 EL MÉTODO DE CALORIMETRÍA INDIRECTA
El método de calorimetría indirecta consiste básicamente en medir el consumo
de O2 del individuo durante el trabajo y hallará el gasto energético.
GE = VO2 * Vc O2
23
El consumo de oxígeno (VO2) se puede determinar a través de la siguiente
expresión:
(20. 9 - con. O2 )
VO2 =
100
Del gasto energético medido durante el trabajo, frecuentemente se descuenta
el metabolismo basal para encontrar el gasto energético propio del trabajo
(kilocaloría de trabajo).
En trabajos donde se emplean grupos musculares grandes parece más
conveniente establecer límites de fuerza desarrollada y su duración o utilizar un
indicador fisiológico como el ritmo cardiaco.
El correcto diseño de los puestos de trabajo es de vital importancia para la
protección e higiene del trabajo.
Un puesto de trabajo no adecuado a la antropometría de los trabajadores
provoca esfuerzos innecesarios, fatiga en determinados grupos musculares y a
más largo plazo pueden provocar dolencias diversas.
Antes de iniciar un estudio antropométrico es necesario haber realizado un
análisis sobre los métodos de trabajo, la frecuencia con que se realizan los
movimientos y las fuerzas a desarrollar por el trabajador.
Si son necesarios controles, instrumentos para la obtención de información y
alarmas visuales es imprescindible conocer su importancia relativa, así como
con que frecuencia el trabajador debe atenderlos.
Este análisis debe indicar cuales son las dimensiones más relevantes para el
diseño, debiéndose definir entonces las técnicas a emplear para su obtención.
VP
24
En pocas ocasiones es conveniente utilizar el promedio de la dimensión
relevante para el diseño de individuos involucrados, es mas frecuente
considerar las dimensiones de los individuos extremos.
Al igual que en un grupo grande de individuos es útil calculara los percentiles
de cada dimensión relevante, puesto que generalmente no resulta practico, ni
posible a veces diseñara para la totalidad de la población.
La inclusión de ajustes en las dimensiones de l puesto o medio de trabajo hace
posible la adaptación de estos a los individuos extremos, sobre todo en grupos
pequeños. En ocasiones no será posible encontrar un diseño compatible a
todos los individuos de la población, lo que obliga a fijará reglas para la
selección del personal que ocupará el puesto.
Existen muchas informaciones antropométricas contenidas en tablas y estudios
de determinados grupos de poblaciones, esta información examinándola con el
cuidado necesario y advirtiendo todas sus posibles diferencias respecto a
nuestras necesidades, sirven de gran ayuda en diseño de asientos y
determinados puestos de trabajo.
En tal sentido podrán servir de ayuda un amplio número de recomendaciones
hechas en materiales y literaturas orientadas en clases.
4.5 DISEÑO DE LOS PUESTOS DE TRABAJO
El correcto diseño de los puestos de trabajo es de vital importancia para la
protección e higiene del trabajo. Un puesto de trabajo no adecuado a la
antropometría de los trabajadores provoca esfuerzos innecesarios, fatiga en
determinados grupos musculares y a más largo plazo pueden provocar
dolencias diversas.
25
Antes de iniciar un estudio antropométrico es necesario haber realizado un
análisis sobre los métodos de trabajo, la frecuencia con que se realizan los
movimientos y las fuerzas a desarrollar por el trabajador.
Si son necesarios controles, instrumentos para la obtención de información y
alarmas visuales es imprescindible conocer su importancia relativa, así como
con que frecuencia el trabajador debe atenderlos.
Este análisis debe indicar cuales son las dimensiones más relevantes para el
diseño, debiéndose definir entonces las técnicas a emplear para su obtención.
En pocas ocasiones es conveniente utilizar el promedio de la dimensión
relevante para el diseño de individuos involucrados, es mas frecuente
considerar las dimensiones de los individuos extremos. Al igual que en un
grupo grande de individuos es útil calculara los percentiles de cada dimensión
relevante, puesto que generalmente no resulta practico, ni posible a veces
diseñara para la totalidad de la población.
La inclusión de ajustes en las dimensiones de l puesto o medio de trabajo hace
posible la adaptación de estos a los individuos extremos, sobre todo en grupos
pequeños. En ocasiones no será posible encontrar un diseño compatible a
todos los individuos de la población, lo que obliga a fijará reglas para la
selección del personal que ocupará el puesto.
Existen muchas informaciones antropométricas contenidas en tablas y estudios
de determinados grupos de poblaciones, esta información examinándola con el
cuidado necesario y advirtiendo todas sus posibles diferencias respecto a
nuestras necesidades, sirven de gran ayuda en diseño de asientos y
determinados puestos de trabajo. En tal sentido podrán servir de ayuda un
amplio número de recomendaciones hechas en materiales y literaturas
orientadas en clases.
26
5. METODOLOGIA
Los pasos a seguir para realizar este proyecto enfocado al laboratorio de
ERGONOMIA son los siguientes:
5.1 INVESTIGACIÓN
Se realizo una investigación en la región la cual determina una carencia de
infraestructura y material teórico con respecto a diseños de puesto de trabajo,
mediante la obtención de bibliografía utilizada por los docentes de la
universidad referentes a los temas, ya que este tema es posee bastante
información en la universidad.
5.2 RECOPILACION Y TABULACION
Debido a la escasez de información en el ámbito regional con respecto al tema
tratado en este documento. Se opto por recopilar y tabular información teórica
de textos y manuales para un posterior análisis.
5.3 INVENTARIO
Se genero un inventario en los laboratorios de Ingeniería Industrial y de otros
programas, para determinar la infraestructura con que cuenta la Universidad
Autónoma de Occidente (UAO) que puede ayudar al desarrollo del proyecto.
5.4 DESARROLLO
Con la información obtenida se inicio la elaboración de tres (3) prácticas y cinco
(tres) manuales para el docente de laboratorios sobre diseño de puestos de
trabajo. Donde se proponen conceptos básicos donde el estudiante puede
27
desarrollar herramientas suficientes para determinar las condiciones del diseño
puesto de trabajo bajo las normas de higiene y seguridad industrial.
5.4.1 Practicas de laboratorio. Cada práctica de laboratorio se compone por
objetivos, marco teórico, material y equipo, procedimiento, informe y
bibliografía.
5.4.1.1 Objetivos. Se definen los objetivos que se piensan alcanzar con el
desarrollo de la práctica de laboratorio.
5.4.1.2 Marco teórico. Suministra la información suficiente para el desarrollo
de la práctica de laboratorio. Se implementan tablas y gráficos para ilustrar de
una mejor manera el ejercicio.
5.4.1.3 Material y equipo. Describe los materiales y equipos que se utilizan en
la práctica.
5.4.1.4 Procedimiento. Explica las actividades que se deben desarrollar y los
datos que se deben calcular en la práctica.
5.4.1.5 Informe. Reporte final en forma de texto escrito que debe suministrar
el estudiante una vez terminada la practica.
5.4.1.6 Bibliografía. Textos y manuales de donde se tomo información para el
desarrollo de la práctica.
5.4.2 Manuales para el docente. Tienen los mismos componentes que las
prácticas de laboratorio, pero con un marco teórico más extenso. Además la
solución a los cálculos establecidos en el procedimiento y las respuestas a los
informes.
28
Las guías y los manuales para el docente se diseñaron bajo el formato que
implementa el departamento de sistemas de producción de la UAO, el cual
plantea especificaciones de texto diferentes a las recomendadas por el Instituto
Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC)…Ver Anexos…
29
6. RECURSOS DISPONIBLES
6.1 MATERIALES Y EQUIPOS
Tabla 1. Inventario de equipos
INSTRUMENTO FUNCIÓN CANTIDAD UNIDAD DE MEDIDA
UBICACIÓN
cronómetro Medir tiempo 10 segundos Laboratorio industrial
balanzas Medir pesos 5 gramos Laboratorio industrial
calibrador 5 Laboratorio industrial
antropómetro 1 Laboratorio industrial
cinta métrica Medir distancias
15 metros Laboratorio industrial
silla antropométrica
Sacar todas las medidas del cuerpo humano sentado
1 metros Laboratorio industrial
calibrador pie de rey
5 Laboratorio industrial
balanza clínica 1 agujas para altura
Señalar medidas
Laboratorio industrial
Fuente. Laboratorios departamento de sistemas de producción.
6.2 INSTITUCIONALES
El proyecto esta asesorado por el departamento de producción, el grupo de
investigación y un gran aporte por parte del personal que asiste en los
laboratorios de industrial, que en conjunto facilitan toda clase de información
necesaria para el desarrollo de este proyecto.
30
6.3 FINACIEROS Se cuenta con un presupuesto aprobado por la UAO el cual ayudara a crear
infraestructura en la implementación del laboratorio de ventilación
industrial…Ver tabla 2…
El desarrollo practico del laboratorio y la implementación de infraestructura
queda pendiente a realizarse en un posterior proyecto, ya que el alcance del
proyecto actual es el desarrollo teórico del laboratorio de diseños de puestos de
trabajo bajo las normas de higiene y seguridad industrial.
6.4 PRESUPUESTO
Tabla 2. Presupuesto
NOMBRE DEL PROYECTO
DESCRIPCION CANTIDAD DIEÑO DE PUETO DE TRABAJO
UNIVERSIDAD DESEMBOLSO PERSONAL
profesor tiempo completo (coordinador)192H/semestre 1 2635800 profesor hora cátedra 192H 1 2635800 EQUIPOS sonómetros digitales 2 Antropómetro 2000000 cinta antropométrica 1500000 Goniómetro 2800000 MATERIALES Controles 3500000 viajes nacionales 1200000 servicio técnicos especializados 4000000 TOTAL 15635800 INVERSION EXITENTE UNIVERSIDAD 4635800 VALOR A DESEMBOLSAR 15635800 VALOR TOTAL-DESARROLLO 20271600 Fuente. Departamento de sistemas de producción.
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7. CRONOGRAMA
Se definió un cronograma un con el objetivo de fijar límites de tiempo para cada actividad. Tabla 3. Cronograma de trabajo
Fuente. Autores.
32
8. CONCLUSIONES
Se desarrollo teóricamente el laboratorio de bajo las normas de higiene y
seguridad industrial para fortalecer el ejercicio de la docencia, la investigación y
extensión en pregrado como en postgrado.
Se definieron métodos y técnicas pedagógicas para aplicar en las prácticas de
laboratorio de diseño de puesto de trabajo que permita complementar los
temas relacionados con la higiene y seguridad industrial.
Se diseñaron tres prácticas de laboratorio y tres manuales para el docente de
diseño de puesto de trabajo acorde a las exigencias del programa.
La antropometría se tomo como base fundamental para el diseño del puesto de
trabajo con el fin de cumplir con las exigencias especificadas.
Las practicas de laboratorio 1 y 2 permitieron que analizar y evaluar los temas
de carga de trabajo físico y gasto energético, además de la relación de ambas
en el hombre.
Para la carga estática y dinámica se aplicaron los métodos de valoración
ergonómica.
Se propone que para la implementación de estos laboratorios posteriormente
se tome en cuenta: recursos físicos, maquinaria, equipos y materiales para los
laboratorios del diseño de puesto de trabajo.
Mediante información suministrada por el personal de laboratorio se puede
decir que los materiales y equipos no son los adecuados para la realización de
las prácticas diseñadas.
33
9. RECOMENDACIONES
Actualizar los instrumentos y equipos utilizados en el laboratorio de ingeniería
industrial, además de adquirir los instrumentos necesarios para la realización
de las prácticas aquí descritas.
Supervisar cada una de las prácticas aquí descritas de forma rigurosa y por
personas que tengan tanto experiencia como conocimiento sobre ellas.
Facilitar al estudiante de toda clase de información necesaria por parte del
docente en el desarrollo de las prácticas de laboratorio.
Realizar los distintos chequeos necesarios antes de la realización de las
prácticas de laboratorio con el fin de no correr con riesgos en la salud del
estudiante.
34
BIBLIOGRAFIA
ADAMS, G. M. Exercise Physiology Laboratory Manual. 3 ed. Boston:
WCB/McGraw-Hill, 1998. 139 p.
AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICINE. ACSM's Guidelines for
Exercise Testing and Prescription. 6 ed. Philadelphia: Lippincott Williams &
Wilkins, 2000. 72 p.
ASTRAND Per Olof. Fisiología del Trabajo Físico. 3 ed. Varberg, Sweden:
Editorial Panamericana, 1992. 26 p.
BAUMGARTNER, T. A., & Jackson, A. S. Measurement for Evaluation in
Physical Education. 2 ed. Dubuque. IOWA: Wm. C. Brown Company
Publishers, 1982. 271 p.
BETANCOURT Oscar. La Salud y el Trabajo. 3 ed. Quito, Ecuador: CEAS –
OPS, 1995. 170p.
COOPER, K. H. El Camino del Aeróbics. 2 ed. México: Editorial Diana, S.A,
1979. 295 p.
CHUNG, E. K. Exercise Electrocardiography Practical Approach. 2 ed.
Baltimore: The Williams and Wilkins Company, 1979. 112 p.
GONZÁLEZ. G. Javier. Fisiología de la Actividad Física y del Deporte. Boston:
McGraw-Hill, 1992. 58 p.
LITWIN, J., & Fernández, G. Medidas, Evaluación y Estadísticas a la educación
física y el deporte. 2 ed. Buenos Aires, Argentina: Editorial Stadium, 1977.
134 p.
35
MELLEROWICZ, H., & Smodlaka, V. N. Ergometry: Basics of Medical Exercise
Testing. Baltimore: Urban & Schwarzenberg, 1981. 318 p
MOREHOUSE, L. E. Laboratory Manual for Physiology of Exercise. 3 ed. Saint
Louis: The C.V. Mosby Company, 1972. 164 p.
MORROW, J. R.; JACKSON, A. W.; DISCH, J. G.; MOOD, D. P. Measurement
and Evaluation in Human Performance Champaign. Illinois: Human Kinetics
Publishers, 1995. 210 p.
36
ANEXOS
Anexo 1. Guías de laboratorio diseños de puestos de trabajo
Facultad de Ingeniera Departamento de Sistemas de Producción
Ingeniería Industrial
GGUUÍÍAA DDEE LLAABBOORRAATTOORRIIOO
Diseño del puesto de trabajo Laboratorio de Ingeniería Industrial
37
TABLA DE CONTENIDO
Página
PRACTICA DE LABORATORIO I : PRUEBA DE CARGA FISICA 30
MANUAL DEL DOCENTE 50
PRACTICA DE LABORATORIO II:
GASTO ENERGETICO 70 MANUAL DEL DOCENTE 87
PRACTICA DE LABORATORIO III: RELACIONES CORPORALES 103
MANUAL DEL DOCENTE 130
38
INTRODUCCIÓN
La importancia de la Ergonomía se ha ido evidenciando rápidamente en el mundo durante los últimos años, especialmente en los campos de las ciencias técnicas, como es el caso de la Ingeniería de procesos, el diseño de los productos, de puestos de trabajo o el diseño industrial en general y donde mas repercusión ha tenido que es en el campo de la Seguridad e Higiene Ocupacional. Esta disciplina se ha incorporado en los planes de estudio de la carrera de Ingeniería Industrial de muchas universidades de diferentes partes del mundo. Las prácticas de Laboratorios de Ergonomía surgieron como forma de sustentar cada uno de los conocimientos acumulados en esta disciplina y de brindar los elementos prácticos que hacen posible reproducir algunas de estas pruebas en el ámbito empresarial. El diseño del puesto de trabajo permite al hombre realizar cualquier actividad sin necesidad de arriesgar su condición física, es por eso que se manejan temas como pruebas de carga física, gasto energético y relaciones corporales. Para lograr el diseño de las practicas de laboratorio de diseño de puesto de trabajo se desarrollaron de acuerdo a unas etapas: la primera que comprendió la recolección de información, organización y estudio de la misma, esta información nos fue suministrada por el docente y trabajos relacionados con el tema, además de una herramienta muy importante como lo es la Internet que nos permite recoger gran cantidad de información de manera rápida. La segunda etapa consistió en el diseño de tres prácticas de laboratorio con sus respectivos manuales para el docente para implementarlas en el laboratorio de HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL (puesto de trabajo).
39
LABORATORIO No I PRUEBA DE CARGA DE FISICA
OBJETIVOS
• Determinar la respuesta del sistema cardiovascular de individuos sometidos a diferentes cargas de trabajo físico.
• Estimar la capacidad de trabajo de los individuos.
• Familiarizar con el uso de equipos e instrumentos.
• Predecir las capacidades máximas para el desempeño de cualquier actividad. • Estimar indirectamente el consumo máximo de oxígeno (VO2máx) (aptitud aeróbica)
MARCO TEORICO “El principal objetivo del fisiólogo del trabajo, el ergónomo es hacer posible que los trabajadores desarrollen su actividad laboral sin sufrir fatiga y desgaste, de modo tal, que al final de la jornada de trabajo puedan reproducir adecuadamente su fuerza de trabajo”. Esta concepción, lleva implícita dos grandes variables que desde la perspectiva individual y colectiva no son fáciles de medir y evaluar como son la fatiga, (dado el condicionamiento que tiene en la percepción del individuo la misma), y el desgaste debido a la complejidad del concepto, definido como la pérdida de capacidad efectiva y/o potencial biológica y psíquica en el trabajador…. que permite consignar las transformaciones negativas, originadas por la interacción dinámica de los procesos bio-psíquicos humanos” En todo caso, queda claro que el propósito sigue siendo por un lado proteger al trabajador de los procesos peligrosos derivados del trabajo mediante técnicas de prevención y control; y por el otro, propiciar el desarrollo de las condiciones y potencialidades individuales y colectivas de los trabajadores, mediante técnicas de promoción de la salud. Esto implica que las acciones se encaminen al estudio del proceso de trabajo (con todos sus componentes), al trabajador (como individuo y colectivo) y su ambiente La medición y evaluación de la carga física de trabajo no se exime de esta concepción general y por lo tanto requiere la inclusión de variables inherentes al proceso de trabajo y al trabajador. El propósito es identificar la capacidad de desempeño físico del trabajador y con base en estos resultados, evaluar su capacidad con los requerimientos laborales, es decir, medir el trabajador y el trabajo con el fin de comparar las exigencias del segundo (el trabajo) con las posibilidades del primero (el trabajador), para así tomar decisiones que permitan transformar la dualidad proceso de trabajo trabajador.
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No sobra decir que en la medida en que se ajusten el uno al otro (trabajo al trabador y viceversa) las condiciones de riesgo disminuirán y las potencialidades del trabajador se materializaran e incrementaran, revirtiéndose en el proceso de trabajo, en el producto (bien material o servicio) y calidad de vida para el trabajador, es decir productividad. La capacidad de desempeño físico está determinada por factores intrínsecos al trabajador que se derivan específicamente de los procesos productores de energía, para lo cual es fundamental la incorporación, almacenamiento, y distribución de combustible y el consumo de oxigeno. Adicionalmente esta (la capacidad de desempeño físico) está condicionada por factores sicológicos (actitud, motivación), factores somáticos (peso, talla, tipo de fibra muscular), entrenamiento, adaptación entre otros; por factores externos propios del proceso de trabajo como son el ambiente de trabajo (altura, presión del aire, contaminación ambiental, ruido, ambiente térmico, etc.), la organización y división del trabajo (intensidad, duración, técnica, ritmo, posición, programa de trabajo, tipo de jornada, tipo de contrato, etc.) y factores externos relacionados con procesos de reproducción de la fuerza de trabajo (descanso, alimentación, vivienda, recreación, educación, etc.. Este modelo solo hará referencia a los aspectos propios del trabajador en relación con el proceso de trabajo (donde se produce y consume la fuerza de trabajo) y no a los aspectos del consumo (reproducción de la fuerza de trabajo) que deben ser tenidos en cuenta para la integridad del análisis y podrían dar cuenta de comportamientos que a la luz del presente método no pueden ser explicados. Entre los métodos para la estimación de la capacidad de trabajo física a partir de pruebas submáximas se encuentran el método de regresión lineal, las expresiones empíricas y los nomogramas. El método de regresión lineal se basa en el establecimiento de la relación lineal que existe entre el ritmo cardiaco y la carga de trabajo impuesta al individuo cuando se ha alcanzado el régimen estable ante un trabajo submáximo, extrapolando para encontrar el máximo correspondiente al ritmo cardiaco máximo. El procedimiento consiste en someter a los sujetos a tres cargas de trabajo diferentes como mínimo en un veloergonometro, midiendo el ritmo cardiaco. Los tres valores del ritmo cardiaco se toman en un grafico contra la carga de trabajo y se encuentra la expresión de la recta que mejor se ajusta a dichos puntos. Seguidamente se extrapola el valor máximo del ritmo cardiaco. De forma convencional se utiliza como ritmo cardiaco máximo un valor de 170 pulsaciones por minuto, lo cual se incorpora a la expresión como sigue:
)(00884.02 *
6019.3max Te
Fc
LVO −
−=
Entre los nomogramas para estimar los valores de la potencia máxima aeróbica, se encuentra el de Astrand y Rodahl, el mismo ha sido ajustado para condiciones tropicales, esto son contenidos en anexos adjuntos a este guía. Se ha recomendado que el consumo de oxigeno durante el trabajo con una duración de 8 horas diarias no debe exceder del 30-40 % del volumen máximo de oxigeno VO2 max. La capacidad de trabajo física junto a la fuerza muscular y la capacidad vital pueden ser de utilidad para evaluara la aptitud del individuo para trabajos físicos.
La prueba ergométrica en bicicleta es utilizada por las Fuerzas Armadas de varios países como un estimado de la capacidad aeróbica y, por tanto, de la aptitud cardiovascular.
41
La capacidad de trabajo físico ha sido objeto de estudio desde finales del siglo pasado y principios del actual. La capacidad de rendimiento se define como la aptitud para realizar un trabajo fuerte o de larga duración sin la sensación de fatiga. La capacidad física es una tolerancia de las modificaciones del medio interior que ocurren durante la ejecución de un esfuerzo muy intenso. En el contexto militar, la aptitud física se define como la capacidad de ejecutar tareas pesadas y cumplir misiones.
El término de capacidad de trabajo físico puede considerarse como una definición convencional que trata de manifestar las posibilidades del organismo para enfrentar sus relaciones con el medio en que desarrolla sus actividades, lo cual motiva que existan varios conceptos, según el criterio de cada autor, sin impedir que la mayoría coincida y esté de acuerdo en que la capacidad de trabajo físico equivale al consumo máximo de oxígeno. En las tesis sobre Política Científica Nacional del Primer Congreso del Partido Comunista de Cuba, ratificadas en el segundo y tercer congresos, se hace énfasis en las investigaciones en el campo de salud para estudiar el comportamiento fisiológico del cubano y su capacidad de adaptación con el fin de elevar el grado de salud para el trabajo en nuestras condiciones.
CRITERIOS Y DEFINICIONES CONSUMO MÁXIMO DE OXÍGENO
Consideramos así a la mayor tasa de metabolismo aerobio alcanzable durante la ejecución de un trabajo muscular dinámico (rítmico). Su valor absoluto depende de la capacidad física de cada individuo. En el presente trabajo fue asumido según el nomograma de Astrand. Es definido como el máximo nivel de oxigeno que puede ser alcanzado durante un ejercicio dinámico exhaustivo, que compromete grandes masas musculares. Es el mejor indicativo de la capacidad aeróbica de una persona y representa la cantidad de oxigeno transportado y usado en el metabolismo celular. El VO2 máx. se obtiene cuando al realizar una prueba de esfuerzo cardiopulmonar, el VO2 no se incrementa, alcanzando una fase de meseta, a pesar de incrementar la carga. De acuerdo al principio de Fick, el VO2 máx., está determinado por el Gasto Cardíaco Máximo (GCmax) y la máxima extracción de oxigeno por los tejidos o sea la máxima diferencia arteriovenosa de oxigeno (a- VO2 máx.) El VO2 máx., está relacionado con la edad, sexo, hábitos de ejercicio, herencia y estado clínico cardiopulmonar. Los valores normales del VO2 máx, para los adultos sanos, suelen oscilar entre 25 y 50 ml/Kg./min. 1 MET equivale a 3, 5 mlO2/kg/min.
CAPACIDAD DE TRABAJO FÍSICO
Es un término fisiológico y representa la capacidad de ejecución de una labor mecánica lo más intensa posible y de larga duración. Se utiliza la tabla de Shephard, según el peso y la edad del sujeto. Es una prueba submáxima con registro de la frecuencia cardiaca y de la intensidad del esfuerzo, que es progresivo y se realiza en cicloergómetro. Frecuencia cardiaca es una función de V02 y de la carga de trabajo. La frecuencia máxima se establece en 170 lpm (1 menos por año a partir de los 30)
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APTITUD FÍSICA Se considera como la capacidad para mantener un funcionamiento lo más cerca posible del nivel de reposo durante la ejecución de un esfuerzo prolongado y el restablecimiento rápido cuando éste cesa. También se emplea como un término fisiológico, relacionado con la homeostasis en condiciones de carga física.
WATT Es una expresión de la carga de trabajo externa. Es la unidad de potencia que se mide en la bicicleta de laboratorio contra una resistencia en la unidad de tiempo.
ESFUERZO MÁXIMO
Es el que logra el máximo consumo corporal total de oxígeno (VO2
máx.). En estado estable, la FC que se registra en respuesta a una carga física, guarda una relación lineal con el consumo de oxígeno (VO2). FRECUENCIA CARDIACA Es el indicador de trabajo (consumo de oxigeno) la cual se mide en reposo y al terminar la aplicación de cada carga de trabajo, en los primeros 15 segundo del reposo, mediante auscultación de la región precordial con fonendoscopio, o toma de la frecuencia del pulso a nivel radial. El “permiso” para la aplicación de una carga creciente está dado por el 65% de la frecuencia cardiaca máxima teórica, FCmaxt (220 – edad) sí: la frecuencia cardiaca obtenida en el tiempo de reposo (Frecuencia cardiaca de la prueba FCp) al terminar cada carga supera esta cifra (65% de FCmaxt) la prueba debe ser detenida. Este valor de frecuencia cardiaca (FCp) es referido a una matriz donde se toman en cuenta el sexo y el peso del trabajador y se cruza con FCp, a este resultado se debe aplicar un factor de corrección que está determinado por la edad, el valor obtenido será la VO2 máx. ¿QUÉ ES VO2 máx.?
¿Alguna vez has intentado correr con todas tus ganas, hasta el punto donde "te quedas sin aliento" y debes parar? Sucede cuando el incremento o "demanda" de la actividad física supera la "oferta" de oxígeno celular. En teoría, VO2
máx. es el volumen máximo de oxígeno que nuestro organismo es capaz de utilizar al máximo esfuerzo posible en cuestión de 1 a 6 segundos y es una expresión de nuestra máxima capacidad funcional. En la práctica esto se percibe como la condición o capacidad cardiovascular o cardiopulmonar, uno de los factores asociados al rendimiento físico de un individuo. Esta capacidad de extraer oxígeno a nivel celular es cuantificable, primero en un valor absoluto (Litros por minuto), para luego determinar el relativo al sujeto, en mililitros de Oxígeno por kilogramo de peso corporal por minuto de actividad. VO2
máx. = [mlO2/Kg. /min.].
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¿POR QUE ES IMPORTANTE CONOCER TU VO2 máx.?
Es común ignorar si estamos trabajando por debajo del esfuerzo requerido para lograr algún tipo de adaptación fisiológica positiva (Ej.: incremento de la capacidad cardiopulmonar, incremento de la eficiencia muscular en la utilización del oxígeno, incremento de la fracción cardiaca, entre otros,) o si por el contrario, se está trabajando muy por encima de los niveles óptimos, lo que se traduce en disminución del rendimiento muscular, depleción de las reservas inmediatas energéticas, (Ej.: te "quedaste sin gasolina" a mitad de la carrera) sobre-entrenamiento, lesiones músculo tendinosas, riesgos coronarios asociados a altos niveles de stress cardíaco, síntesis de ácido láctico (subproducto de la glicólisis anaeróbica muscular por combustión de ATP y Fosfocreatina en ausencia de oxígeno: el "umbral anaeróbico") a niveles mas allá de la capacidad del hígado "reciclarlo" en cuestión de minutos a horas y reenviarlo en forma de glucosa al torrente sanguíneo, disminuyendo la eficiencia fisiológica y muscular. Un entrenamiento sistemático establece porcentajes (%) de trabajo físico relativo al VO2
máx. del sujeto, según el desempeño sea "explosivo" como los 100 metros planos, o "de fondo"; una competencia multideportiva de varios días, o de intervalos, como un partido de fútbol, y así trabajar en base a ese individual "techo" o "umbral anaeróbico". Esta información es relevante inclusive para calcular el gasto calórico, aproximar la contribución de los sistemas energéticos humanos predominantes en el trabajo mecánico, y hasta diseñar el menú nutritivo antes, durante y después del evento.
VARIABLES A CONSIDERAR: Únicas para cada individuo como las fisiológicas: ventilación (cantidad y calidad del aire que sale y entra a los pulmones), la capacidad de difusión de estos gases hacia la sangre, la cantidad de células rojas (hemoglobina) presentes, el volumen de sangre impulsado desde el corazón con cada contracción, el sistema de arterias, arteriolas y capilares, que se extienden y multiplican con el estímulo cardíaco, la habilidad de las células para extraer efectivamente el oxígeno al realizar las funciones metabólicas de transferencia de ATP en energía. Así mismo, el VO2
máx. está condicionado por otras variables fisonómicas: edad, peso, género, composición corporal (% de grasa, músculo, agua, tejido óseo, etc.) Inclusive factores genéticos y hasta ambientales, como la temperatura, la humedad y la atura, influyen en el rendimiento fisiológico.
VO2 máx. ES VARIABLE: EL factor VO2
máx. de un maratonista olímpico oscila entre los 76mlO2/Kg./min. - 84mlO2/Kg. /min., (excelente medida muy por encima del promedio) mientras que una persona sedentaria procesa alrededor de 18-23 mlO2/Kg./min. Personas con problemas cardiopulmonares o extremadamente sedentarios se ubican entre los 8-10 mlO2/Kg./min. Y algunos casos agudos requieren oxígeno suplementario para actividades diarias.
Personas sanas con bajo VO2
máx. al ser entrenadas sistemáticamente incrementan en gran medida esa capacidad cardiopulmonar, mientras que personas con muy buen nivel VO2
máx observan menores cambios con el entrenamiento.
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL VO2 máx.
Existen varios métodos para determinar la capacidad funcional. El método directo consiste en recolectar y analizar por computadora (espirómetro) las fracciones de Oxígeno (O2) y Dióxido de Carbono (CO2) que expelen los pulmones hacia una cámara hermética, mientras el sujeto es sometido a ejercicio aeróbico (maquina trotadora, bicicleta estática, etc.). Los hay desde inmensas cámaras de laboratorio, a portátiles como una impresora de escritorio. Este método también se conoce como "calorimetría indirecta", porque en base a la diferencia de Oxigeno consumido y Dióxido de Carbono expelido se puede aproximar el consumo calórico del individuo, entre otros datos metabólicos y fisiológicos.
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Los métodos indirectos (Prueba Máxima, Prueba Submáxima) utilizan la data obtenida de las pulsaciones cardíacas ante determinadas presiones de trabajo mecánico de naturaleza aeróbica, siendo que existe una relación lineal entre el ritmo cardíaco y el esfuerzo físico. Es decir, a medida que se incrementa la demanda mecánica, el corazón late más rápido.
• En la Prueba Máxima se lleva al individuo al límite de su capacidad funcional y es solamente ejecutado en laboratorio bajo supervisión médica, personal paramédico in situ, monitoreando presión sanguínea, electro cardiograma, fracción ventilatoria, entre otros.
• La Prueba Sub-máxima toma de 4 a 15 minutos. Es la mayormente utilizada por instructores deportivos, entrenadores, atletas profesionales. Existen distintos tipos de pruebas submaximas: correr la mayor distancia posible en 12 minutos, o milla y media contra reloj, el banquito, la trotadora eléctrica, etc.
Existen pros y contras para cada uno. El más aceptado por su precisión requiere el uso de un ciclo-ergómetro; una especie de bicicleta estática para piernas o para brazos, de resistencia ajustable. Al comparar la respuesta cardiaca ante las incrementadas "estaciones" de trabajo (medidas en kilopondios, watts o Kg./metros), algunas ecuaciones y extrapolando los resultados a tablas sorteadas por edad y género, se calcula el valor aproximado de VO2
máx, con un margen de error calculado en 7% (bastante aceptable).
ÍNDICE DE EFICIENCIA MIOCÁRDICA (IEM)
Carga máxima en kilográmetros/doble producto x 10-2/superficie corporal en m2.
NOMOGRAMA
Representación gráfica de una relación. (EJEMPLOS NOMOGRAMA DE ASTRAND)
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MATERIAL Y EQUIPO
Cronómetro Dinamómetro manual
Termómetro clínico. Esfigmomanómetro
Estetoscopio
• Veloergómetro • Cronómetro • Balanza clínica con tallímetro • Vitalómetro • Dinamómetro manual. • Termómetro clínico. • Esfigmómetro • Cicloergómetro.
46
• Metrónomo (si el cicloergómetro no posee un velocímetro [tacómetro] o dispositivo electrónico que mida revoluciones por minuto [RPM]). Se puede emplear una cinta de audio de 60 minutos, en la cual se ha grabado la cadencia de un metrónomo eléctrico a colocado a 100 latidos por minuto.
• Esfigmomanómetro (aparato para mediar la presión arterial). • Estetoscopio (o transmisor de frecuencia cardiaca [e.g., "Polar Heart Rate
Monitor"],"pulse meter", o EKG). • Reloj (con indicador de segundos). • Hojas/formas para colección de los datos, lápiz, entre otros materiales (e.g., toallas,
agua).
PROCEDIMIENTO
COMPOSICIÓN DEL GRUPO DE PRÁCTICAS El grupo estará constituido por un número no superior a 5 estudiantes de los cuales se designarán 2 que se someterán a las cargas de trabajo, se les estimará la capacidad de trabajo. Por ser una prueba de trabajo submáxima solo podrán ser sometidos a las mismas estudiantes que no padezcan enfermedad cardiovascular y que además no hayan ingerido alimentos en un periodo reciente. Las funciones a desarrollar por cada estudiante son las siguientes:
• Estudiante que controla las pulsaciones del sujeto sometido a la prueba en los momentos que se indican y dictan los periodos de trabajo y descanso.
• Estudiante que registra en una libreta las distintas informaciones o resultados del
examen y garantiza que las condiciones de la prueba (ritmo, fuerza del pedaleo, y posiciones, etc.) se cumplan estrictamente.
• Los dos sujetos o individuos que se someterán al examen. • El Jefe de grupo que será el responsable de asignar y hacer cumplir las funciones de
cada estudiante, explicadas anteriormente. METODOS
• Se registra el nombre, sexo, edad, peso, estatura, ritmo cardiaco en reposo, temperatura corporal, así como hora y fecha de la prueba.
• Se determina la capacidad vital de los dos individuos utilizando el Vitalómetro. • Se determinan las fuerzas de las manos utilizando el Dinamómetro. • Se ajusta la silla del Veloergómetro a la altura conveniente según la antropometría del
trabajador, se entrena a los sujetos en la frecuencia y ritmo de pedaleo.
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• Ajusta correctamente la altura del asiento en el cicloergómetro y anota el número en la hoja de colectar los datos:
o La rodilla debe colocarse en su extensión apropiada (cuando el pedal y pie se encuentre en su posición más baja):
� Si el sujeto habrá de efectuar la prueba colocando la parte delantera o "bola" del pie sobre el pedal del cicloergómetro, la rodilla debe estar ligeramente flexionada.
� Si el sujeto realiza la prueba colocando, de manera que los metatarsos hagan contacto con éstos, entonces las rodillas deberán estar completamente extendidas.
• Si el ergómetro no cuenta con un velocímetro (tacómetro) o dispositivo electrónico que permita al sujeto ver sus revoluciones por minuto (rpm), entonces coloca el metrónomo a 100 latidos/minuto:
o Esto equivale a 50 vueltas (revoluciones) completas del pedal por minuto. Durante cada latido del metrónomo, un pie debe estar abajo en la revolución del pedal.
o Si el metrónomo es eléctrico, se debe activar luz intermitente y sonido, los cuales dictarán la cadencia de la prueba (50 rpm).
• Coteja que la resistencia del cicloergómetro esté a "0" kp. • Instruye al sujeto a que pedalee sin resistencia hasta que alcance una cadencia de 50
revoluciones por minuto (50 rpm); esto servirá de calentamiento. El calentamiento debe poseer una duración de 2 a 3 minutos
• Luego del calentamiento, prepara el reloj. • Coloca la primera carga/potencia ergométrica: 0.5 kp (150 kpm/min) • El sujeto debe trabajar en el cicloergómetro durante 3 minutos. • Toma la frecuencia cardiaca durante la última mitad de los minutos 2do y 3ro de cada
etapa, y la presión arterial durante los primeros 25 segundos del 2do minuto. La frecuencia cardiaca se puede tomar mediante palpación (carótida o radial), auscultación, empleando un cardio-tacómetro, "pulse-meter", transmisor de señal EKG, o lecturas directas vía trazados de electrocardiografía (EKG). De emplearse el método de palpación o auscultación, se recomienda que se cuente el número de latidos en treinta (30) segundos. Comience cronómetro en el primer latido. provee la conversión para latidos por minuto. En adición, las Tablas 2 y 3, proveen equivalencias cuando se registran las frecuencias cardiaca en 10 ó 15 (se multiplica por 4) segundos. En estos casos, se calcula la frecuencia cardiaca (en latidos/min) multiplicando el número de latidos obtenidos por 6 ó por 4, respectivamente.
• Se debe preguntar la percepción del esfuerzo (RPE) al final de los minutos 2do y 3ro (véase Tabla 1)
• Si las frecuencias cardíacas registradas durante el 2do y 3er minuto tienen una diferencia mayor de 5 latidos/min., extiende ésta etapa del ejercicio hacia un minuto adicional (y toma de nuevo la frecuencia cardiaca) o hasta que se alcance un valor menor de 5 latidos/min.
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• Según sea el valor de la frecuencia cardiaca obtenida en el último minuto de la primera etapa, sigue la dirección correspondiente que se ilustra en el diagrama para determinar la 2da carga/potencia ergométrica (véase Figura 1):
o Si es menor que 80 latidos/min., coloca la segunda carga ergométrica a 750 kpm/min. (2.5 kp).
o Si se encuentra de 80 a 89 latidos/min., coloca la segunda potencia ergométrica a 600 kpm /min. (2.0 kp).
o Si la frecuencia cardiaca s de 90 a 100, entonces aumenta la carga ergométrica a 450 kpm/min. (1.5 kp).
o Si la frecuencia cardiaca es menor que 100 latidos/min., coloca la potencia ergométrica a 300 kpm/min.
• NOTA: Si se produce una frecuencia cardiaca de 110 ó mayor durante la primera carga/potencia ergométrica (primera etapa), dicho valor será utilizado en la gráfica (utilizada para calcular el VO2máx), y solamente se necesitará UNA carga/potencia ergométrica adicional. Es importante que como mínimo la última etapa en que se ejercita el sujeto se alcance una frecuencia cardiaca de 150 latidos/min. Esto nos asegura una relación lineal entre la frecuencia cardiaca y el VO2, de manera que la predicción del VO2máx sea más precisa (aumenta la validez de la prueba).
• De ser necesario, continúa la prueba hacia las etapas 3ra y 4ta. Sigue el flujo de estas próximas cargas ergo métricas según las columnas debajo de la segunda carga (véase Figura 1).
• Termina la prueba cuando: o Se alcance el 85 - 75% de la frecuencia cardiaca máxima (FCmáx). o Se presenten signos y síntomas de respuestas inadecuadas hacia el ejercicio. o Se lleguen a las etapas necesarias (dos o más), en las cuales se han registrado
frecuencias cardíacas fluctuado entre 110 y 150 latidos por minuto. • Durante la recuperación (enfriamiento), baja la resistencia del cicloergómetro a "0" kp.
El sujeto puede detenerse si la frecuencia cardiaca durante la recuperación es menor de 100 latidos/min.
CALCULOS
Valoración de los resultados: 1. Valoración de la respuesta cardiovascular. La frecuencia cardiaca debe ser lineal con
relación a la carga de trabajo salvo en los momentos finales en que se pierde o rompe dicha linealidad.
2. Valoración del rendimiento expresado como capacidad de trabajo físico. Atendiendo a la
metodología seguida se puede proceder a una valoración desde el rendimiento máximo y desde el submáximo parándose la prueba en frecuencias cardiacas cercanas a la máxima teórica y extrapolando los resultados a unas frecuencias cardiacas dadas. Por ello se pueden establecer unos rendimientos con relación a frecuencias cardiacas de 130, 150 o 170 en función de la edad y frecuencias alcanzadas.
3. Ello se puede representar gráficamente registrando en un sistema de coordenadas las potencias y frecuencias cardiacas alcanzadas, y hacer las extrapolaciones o intrapolaciones oportunas; o bien se puede proceder a un cálculo matemático del rendimiento o la capacidad de trabajo físico a 170 lpm mediante las siguientes ecuaciones diferentes según los distintos incrementos del protocolo: a) con incrementos de 50W, utilizar la siguiente ecuación
49
( ) ( )( )
−−−+=−
12
1121)(
FrCFrC
FrCFrCWWWwattsFrCPWC
En esta ecuación PWC--FrC es la capacidad de trabajo físico a la frecuencia cardiaca determinada; W1 y W2 las potencias correspondientes a las cargas anterior y posterior a la frecuencia cardiaca intrapolada; y FrC1 y FrC2 las frecuencias cardiacas correspondientes a dichas cargas. b) con incrementos de 25W, se ha de utilizar esta otra ecuación
( )( )
−−+=−
4*12
100*1170)(170
FF
FWwattsPWC
En esta ecuación "W" son los wattios máximos alcanzados; F1 corresponde al valor de la frecuencia cardiaca inferior a la carga de 170 y F2 corresponde al valor de frecuencia cardiaca superior a la carga de 170. Sus autores estiman unos valores teóricos de 2,8 w/kg para los hombres y de 2,3 w/kg para las mujeres.
4. Valoración del rendimiento expresado como VO2
máx. : Con los datos obtenidos se puede realizar una estimación indirecta del VO2
máx. atendiendo a 2 metodologías diferentes: A) Método gráfico: mediante la aplicación del nomograma de Anstrand, en el cual se debe unir primeramente la carga de trabajo alcanzada a la frecuencia cardiaca obtenida para la misma, quedando delimitado el valor del VO2
máx. (l/min). Si el sujeto tiene más de 35 años o si llegamos a conocer su frecuencia cardiaca máxima se debe de aplicar el factor de corrección correspondiente, multiplicando dicho factor por el valor de VO2 máx. obtenido en el nomograma. B) Método matemático: aplicando una ecuación de predicción del VO2
máx.
• Estimar el VO2 para una frecuencia cardiaca determinada mediante la siguiente fórmula
(donde Y = % VO2 máx.) y que es diferente par ambos sexos: Hombres: Y = 0.969 * (frecuencia cardiaca alcanzada) – 48.5 Mujeres: Y = 0.969 * (frecuencia cardiaca alcanzada) – 56.1 El hecho de conocer el costo energético para una carga de trabajo determinada y el porcentaje de VO2
máx para la frecuencia cardiaca alcanzada, nos permite estimar el VO2
máx mediante una simple regla de tres: VO2 máx = X * 100/Y. A este resultado le
aplicaremos el factor de corrección correspondiente a la edad (Astrand, 1986). VO2
-170 = (PWC170 *0.01433) / (0.23 * 4.83) En esta ecuación el valor 0.01433 representa el factor de corrección de wattios en Kcal./min; el valor 0.23 representa el factor de corrección de rendimiento muscular y el valor 4,83 el de combustión de 1 litro de oxígeno.
50
Informe
1. Se presentará una tabla resumiendo los datos de cada unos de los sujetos sometidos al examen de capacidad de trabajo física y los valores determinados en las pruebas. (VER ANEXOS)
2. Se harán gráficos de la variación del ritmo cardiaco en el tiempo según las distintas cargas de trabajo impuestas.
3. Se estimará la potencia máxima aeróbica de cada sujeto utilizando la expresión de Doblen.
4. Se comparará la información de cada sujeto, se analizarán las variaciones. 5. conclusiones y recomendaciones.
NOTA: “los cálculos le sirven al estudiante para realizar el informe de la practica”
Bibliografías • Lange Anderson, K. Y otros: Fundamentals of exercise testing, OMS, Ginebra, 1971
• Guía de Laboratorios de Ergonomía. Silvio Viña Brito y Enrique Gregori Torada
• American Heart Association. The Committe on Exercise (1972). Exercise Testing and Training of Apparently Healthy Individual: A Handbook for Physicians (p. 15). Dallas, Texas: American Heart Association.
• American Heart Association. The Committe on Exercise. (1975). Exercise Testing and Training of Individual with Heart Disease or at High Risk for its Development: A Handbook for Physicians.(pp.). Dallas, Texas: Americanm Heart Association
• Adams, G. M. (1998). Exercise Physiology Laboratory Manual. (3rd ed., pp. 139-153). Boston: WCB/McGraw-Hill Companies.
51
ANEXOS
Tabla 1
Tabla 1: Escala para la Percepción del Esfuerzo (EPE) o Escala de Borg para Adultos
PERCEPCIÓN DEL ESFUERZO FRECUENCIA CARDÍACA APROXIMADA (Latidos/Minuto)
6
7 BIEN, BIEN LIVIANO
8
9 BIEN LIVIANO
10
11 BASTANTE LIVIANO
12
13 ALGO FUERTE
14
15 FUERTE
16
17 BIEN FUERTE
18
19 BIEN, BIEN FUERTE
20
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
52
Tabla 2
Tabla 2: Tabla de Conversión para la Frecuencia Cardiaca (10 Segundos para Calcular latidos por Minuto)
Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min) Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min)
8 48 21 126
9 54 22 132
10 60 23 138
11 66 24 144
12 72 25 150
13 78 26 156
14 84 27 162
15 90 28 168
16 96 29 174
17 102 30 180
18 108 31 186
19 114 32 192
20 120 33 198
53
Tabla 3
Tabla 3: Tabla de Conversión para la Frecuencia Cardiaca (15 Segundos para Calcular Latidos por Minuto)
Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min) Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min)
15 60 32 128
16 64 33 132
17 68 34 136
18 72 35 140
19 76 36 144
20 80 37 148
21 84 38 152
22 88 39 156
23 92 40 160
24 96 41 164
25 100 42 168
26 104 43 172
27 108 44 176
28 112 45 180
29 116 46 184
30 120 47 188
31 124 48 192
54
Figura 1
Figura 1: Guías a Seguir para la Determinación de las Cargas/Potencia Ergométrica en el Cicloergómetro
55
Tabla 4: Tabla de Conversión de la Frecuencia Cardiaca (30 Latidos a Ser Convertidos en Latidos por Minuto)
56
FORMATOS
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LABORATORIO No I
CARGA DE TRABAJO FISICO MANUAL DEL DOCENTE
INTRODUCCION Con esta practica se busca que el estudiante conozca el funcionamiento de su cuerpo al realizar cualquier actividad física que produzca un cansancio, donde su carga física varíen de acuerdo al desarrollo de una actividades física en busca de encontrar el esfuerzo máximo del estudiante en la realización de esta actividad. En esta practica se aplican conceptos teóricos tales como los métodos para la estimación de la capacidad de trabajo física a partir de pruebas submáximas se encuentran el método de regresión lineal, las expresiones empíricas y los nomogramas. El método de regresión lineal se basa en el establecimiento de la relación lineal que existe entre el ritmo cardiaco y la carga de trabajo impuesta al individuo cuando se ha alcanzado el régimen estable ante un trabajo submáximo, extrapolando para encontrar el máximo correspondiente al ritmo cardiaco máximo. OBJETIVO: El objetivo primordial de esta práctica es permitir que el estudiante realice una actividad donde requieran su esfuerzo máximo como lo es el de pedaleo en la bicicleta estática con distintas cargas para que evalúen su capacidad de carga física y poder evaluar su comportamiento en el desarrollo de dicha actividad.
MARCO TEORICO “El principal objetivo del fisiólogo del trabajo, el ergónomo es hacer posible que los trabajadores desarrollen su actividad laboral sin sufrir fatiga y desgaste, de modo tal, que al final de la jornada de trabajo puedan reproducir adecuadamente su fuerza de trabajo”. Esta concepción, lleva implícita dos grandes variables que desde la perspectiva individual y colectiva no son fáciles de medir y evaluar como son la fatiga, (dado el condicionamiento que tiene en la percepción del individuo la misma), y el desgaste debido a la complejidad del concepto, definido como la pérdida de capacidad efectiva y/o potencial biológica y psíquica en el trabajador…. que permite consignar las transformaciones negativas, originadas por la interacción dinámica de los procesos bio-psíquicos humanos” En todo caso, queda claro que el propósito sigue siendo por un lado proteger al trabajador de los procesos peligrosos derivados del trabajo mediante técnicas de prevención y control; y por el otro, propiciar el desarrollo de las condiciones y potencialidades individuales y colectivas de los trabajadores, mediante técnicas de promoción de la salud. Esto implica que las acciones se encaminen al estudio del proceso de trabajo (con todos sus componentes), al trabajador (como individuo y colectivo) y su ambiente
58
La medición y evaluación de la carga física de trabajo no se exime de esta concepción general y por lo tanto requiere la inclusión de variables inherentes al proceso de trabajo y al trabajador. El propósito es identificar la capacidad de desempeño físico del trabajador y con base en estos resultados, evaluar su capacidad con los requerimientos laborales, es decir, medir el trabajador y el trabajo con el fin de comparar las exigencias del segundo (el trabajo) con las posibilidades del primero (el trabajador), para así tomar decisiones que permitan transformar la dualidad proceso de trabajo trabajador. No sobra decir que en la medida en que se ajusten el uno al otro (trabajo al trabador y viceversa) las condiciones de riesgo disminuirán y las potencialidades del trabajador se materializaran e incrementaran, revirtiéndose en el proceso de trabajo, en el producto (bien material o servicio) y calidad de vida para el trabajador, es decir productividad. La capacidad de desempeño físico está determinada por factores intrínsecos al trabajador que se derivan específicamente de los procesos productores de energía, para lo cual es fundamental la incorporación, almacenamiento, y distribución de combustible y el consumo de oxigeno. Adicionalmente esta (la capacidad de desempeño físico) está condicionada por factores sicológicos (actitud, motivación), factores somáticos (peso, talla, tipo de fibra muscular), entrenamiento, adaptación entre otros; por factores externos propios del proceso de trabajo como son el ambiente de trabajo (altura, presión del aire, contaminación ambiental, ruido, ambiente térmico, etc.), la organización y división del trabajo (intensidad, duración, técnica, ritmo, posición, programa de trabajo, tipo de jornada, tipo de contrato, etc.) y factores externos relacionados con procesos de reproducción de la fuerza de trabajo (descanso, alimentación, vivienda, recreación, educación, etc.. Este modelo solo hará referencia a los aspectos propios del trabajador en relación con el proceso de trabajo (donde se produce y consume la fuerza de trabajo) y no a los aspectos del consumo (reproducción de la fuerza de trabajo) que deben ser tenidos en cuenta para la integridad del análisis y podrían dar cuenta de comportamientos que a la luz del presente método no pueden ser explicados. Entre los métodos para la estimación de la capacidad de trabajo física a partir de pruebas submáximas se encuentran el método de regresión lineal, las expresiones empíricas y los nomogramas. El método de regresión lineal se basa en el establecimiento de la relación lineal que existe entre el ritmo cardiaco y la carga de trabajo impuesta al individuo cuando se ha alcanzado el régimen estable ante un trabajo submáximo, extrapolando para encontrar el máximo correspondiente al ritmo cardiaco máximo. El procedimiento consiste en someter a los sujetos a tres cargas de trabajo diferentes como mínimo en un veloergonometro, midiendo el ritmo cardiaco. Los tres valores del ritmo cardiaco se toman en un grafico contra la carga de trabajo y se encuentra la expresión de la recta que mejor se ajusta a dichos puntos. Seguidamente se extrapola el valor máximo del ritmo cardiaco. De forma convencional se utiliza como ritmo cardiaco máximo un valor de 170 pulsaciones por minuto, lo cual se incorpora a la expresión como sigue:
)(00884.02 *
6019.3max Te
Fc
LVO −
−=
59
Entre los nomogramas para estimar los valores de la potencia máxima aeróbica, se encuentra el de Astrand y Rodahl, el mismo ha sido ajustado para condiciones tropicales, esto son contenidos en anexos adjuntos a este guía. Se ha recomendado que el consumo de oxigeno durante el trabajo con una duración de 8 horas diarias no debe exceder del 30-40 % del volumen máximo de oxigeno VO2 max. La capacidad de trabajo física junto a la fuerza muscular y la capacidad vital pueden ser de utilidad para evaluara la aptitud del individuo para trabajos físicos.
La prueba ergométrica en bicicleta es utilizada por las Fuerzas Armadas de varios países como un estimado de la capacidad aeróbica y, por tanto, de la aptitud cardiovascular.
La capacidad de trabajo físico ha sido objeto de estudio desde finales del siglo pasado y principios del actual. La capacidad de rendimiento se define como la aptitud para realizar un trabajo fuerte o de larga duración sin la sensación de fatiga. La capacidad física es una tolerancia de las modificaciones del medio interior que ocurren durante la ejecución de un esfuerzo muy intenso. En el contexto militar, la aptitud física se define como la capacidad de ejecutar tareas pesadas y cumplir misiones.
El término de capacidad de trabajo físico puede considerarse como una definición convencional que trata de manifestar las posibilidades del organismo para enfrentar sus relaciones con el medio en que desarrolla sus actividades, lo cual motiva que existan varios conceptos, según el criterio de cada autor, sin impedir que la mayoría coincida y esté de acuerdo en que la capacidad de trabajo físico equivale al consumo máximo de oxígeno. En las tesis sobre Política Científica Nacional del Primer Congreso del Partido Comunista de Cuba, ratificadas en el segundo y tercer congresos, se hace énfasis en las investigaciones en el campo de salud para estudiar el comportamiento fisiológico del cubano y su capacidad de adaptación con el fin de elevar el grado de salud para el trabajo en nuestras condiciones.
CRITERIOS Y DEFINICIONES CONSUMO MÁXIMO DE OXÍGENO Consideramos así a la mayor tasa de metabolismo aerobio alcanzable durante la ejecución de un trabajo muscular dinámico (rítmico). Su valor absoluto depende de la capacidad física de cada individuo. En el presente trabajo fue asumido según el nomograma de Astrand. Es definido como el máximo nivel de oxigeno que puede ser alcanzado durante un ejercicio dinámico exhaustivo, que compromete grandes masas musculares. Es el mejor indicativo de la capacidad aeróbica de una persona y representa la cantidad de oxigeno transportado y usado en el metabolismo celular. El VO2 máx. se obtiene cuando al realizar una prueba de esfuerzo cardiopulmonar, el VO2 no se incrementa, alcanzando una fase de meseta, a pesar de incrementar la carga. De acuerdo al principio de Fick, el VO2 máx., está determinado por el Gasto Cardíaco Máximo (GCmax) y la máxima extracción de oxigeno por los tejidos o sea la máxima diferencia arteriovenosa de oxigeno (a- VO2 máx.) El VO2 máx., está relacionado con la edad, sexo, hábitos de ejercicio, herencia y estado clínico cardiopulmonar. Los valores normales del VO2 máx, para los adultos sanos, suelen oscilar entre 25 y 50 ml/Kg./min. 1 MET equivale a 3, 5 mlO2/kg/min.
60
CAPACIDAD DE TRABAJO FÍSICO Es un término fisiológico y representa la capacidad de ejecución de una labor mecánica lo más intensa posible y de larga duración. Se utiliza la tabla de Shephard, según el peso y la edad del sujeto. Es una prueba submáxima con registro de la frecuencia cardiaca y de la intensidad del esfuerzo, que es progresivo y se realiza en cicloergómetro. Frecuencia cardiaca es una función de V02 y de la carga de trabajo. La frecuencia máxima se establece en 170 lpm (1 menos por año a partir de los 30)
APTITUD FÍSICA Se considera como la capacidad para mantener un funcionamiento lo más cerca posible del nivel de reposo durante la ejecución de un esfuerzo prolongado y el restablecimiento rápido cuando éste cesa. También se emplea como un término fisiológico, relacionado con la homeostasis en condiciones de carga física.
WATT
Es una expresión de la carga de trabajo externa. Es la unidad de potencia que se mide en la bicicleta de laboratorio contra una resistencia en la unidad de tiempo.
ESFUERZO MÁXIMO Es el que logra el máximo consumo corporal total de oxígeno (VO2
máx.). En estado estable, la FC que se registra en respuesta a una carga física, guarda una relación lineal con el consumo de oxígeno (VO2). FRECUENCIA CARDIACA Es el indicador de trabajo (consumo de oxigeno) la cual se mide en reposo y al terminar la aplicación de cada carga de trabajo, en los primeros 15 segundo del reposo, mediante auscultación de la región precordial con fonendoscopio, o toma de la frecuencia del pulso a nivel radial. El “permiso” para la aplicación de una carga creciente está dado por el 65% de la frecuencia cardiaca máxima teórica, FCmaxt (220 – edad) sí: la frecuencia cardiaca obtenida en el tiempo de reposo (Frecuencia cardiaca de la prueba FCp) al terminar cada carga supera esta cifra (65% de FCmaxt) la prueba debe ser detenida. Este valor de frecuencia cardiaca (FCp) es referido a una matriz donde se toman en cuenta el sexo y el peso del trabajador y se cruza con FCp, a este resultado se debe aplicar un factor de corrección que está determinado por la edad, el valor obtenido será la VO2 máx.
61
¿QUÉ ES VO2 máx.?
¿Alguna vez has intentado correr con todas tus ganas, hasta el punto donde "te quedas sin aliento" y debes parar? Sucede cuando el incremento o "demanda" de la actividad física supera la "oferta" de oxígeno celular. En teoría, VO2
máx. es el volumen máximo de oxígeno que nuestro organismo es capaz de utilizar al máximo esfuerzo posible en cuestión de 1 a 6 segundos y es una expresión de nuestra máxima capacidad funcional. En la práctica esto se percibe como la condición o capacidad cardiovascular o cardiopulmonar, uno de los factores asociados al rendimiento físico de un individuo.
Esta capacidad de extraer oxígeno a nivel celular es cuantificable, primero en un valor absoluto (Litros por minuto), para luego determinar el relativo al sujeto, en mililitros de Oxígeno por kilogramo de peso corporal por minuto de actividad. VO2
máx. = [mlO2/Kg. /min.].
¿POR QUE ES IMPORTANTE CONOCER TU VO2 máx.?
Es común ignorar si estamos trabajando por debajo del esfuerzo requerido para lograr algún tipo de adaptación fisiológica positiva (Ej.: incremento de la capacidad cardiopulmonar, incremento de la eficiencia muscular en la utilización del oxígeno, incremento de la fracción cardiaca, entre otros,) o si por el contrario, se está trabajando muy por encima de los niveles óptimos, lo que se traduce en disminución del rendimiento muscular, depleción de las reservas inmediatas energéticas, (Ej.: te "quedaste sin gasolina" a mitad de la carrera) sobre-entrenamiento, lesiones músculo tendinosas, riesgos coronarios asociados a altos niveles de stress cardíaco, síntesis de ácido láctico (subproducto de la glicólisis anaeróbica muscular por combustión de ATP y Fosfocreatina en ausencia de oxígeno: el "umbral anaeróbico") a niveles mas allá de la capacidad del hígado "reciclarlo" en cuestión de minutos a horas y reenviarlo en forma de glucosa al torrente sanguíneo, disminuyendo la eficiencia fisiológica y muscular. Un entrenamiento sistemático establece porcentajes (%) de trabajo físico relativo al VO2
máx. del sujeto, según el desempeño sea "explosivo" como los 100 metros planos, o "de fondo"; una competencia multideportiva de varios días, o de intervalos, como un partido de fútbol, y así trabajar en base a ese individual "techo" o "umbral anaeróbico". Esta información es relevante inclusive para calcular el gasto calórico, aproximar la contribución de los sistemas energéticos humanos predominantes en el trabajo mecánico, y hasta diseñar el menú nutritivo antes, durante y después del evento.
VARIABLES A CONSIDERAR: Únicas para cada individuo como las fisiológicas: ventilación (cantidad y calidad del aire que sale y entra a los pulmones), la capacidad de difusión de estos gases hacia la sangre, la cantidad de células rojas (hemoglobina) presentes, el volumen de sangre impulsado desde el corazón con cada contracción, el sistema de arterias, arteriolas y capilares, que se extienden y multiplican con el estímulo cardíaco, la habilidad de las células para extraer efectivamente el oxígeno al realizar las funciones metabólicas de transferencia de ATP en energía. Así mismo, el VO2
máx. está condicionado por otras variables fisonómicas: edad, peso, género, composición corporal (% de grasa, músculo, agua, tejido óseo, etc.) Inclusive factores genéticos y hasta ambientales, como la temperatura, la humedad y la atura, influyen en el rendimiento fisiológico.
62
VO2 máx. ES VARIABLE: EL factor VO2
máx. De un maratonista olímpico oscila entre los 76mlO2/Kg./min. - 84mlO2/Kg. /min., (excelente medida muy por encima del promedio) mientras que una persona sedentaria procesa alrededor de 18-23 mlO2/Kg./min. Personas con problemas cardiopulmonares o extremadamente sedentarios se ubican entre los 8-10 mlO2/Kg./min. Y algunos casos agudos requieren oxígeno suplementario para actividades diarias.
Personas sanas con bajo VO2
máx. al ser entrenadas sistemáticamente incrementan en gran medida esa capacidad cardiopulmonar, mientras que personas con muy buen nivel VO2
máx observan menores cambios con el entrenamiento.
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL VO2 máx.
Existen varios métodos para determinar la capacidad funcional. El método directo consiste en recolectar y analizar por computadora (espirómetro) las fracciones de Oxígeno (O2) y Dióxido de Carbono (CO2) que expelen los pulmones hacia una cámara hermética, mientras el sujeto es sometido a ejercicio aeróbico (maquina trotadora, bicicleta estática, etc.). Los hay desde inmensas cámaras de laboratorio, a portátiles como una impresora de escritorio. Este método también se conoce como "calorimetría indirecta", porque en base a la diferencia de Oxigeno consumido y Dióxido de Carbono expelido se puede aproximar el consumo calórico del individuo, entre otros datos metabólicos y fisiológicos.
Los métodos indirectos (Prueba Máxima, Prueba Submáxima) utilizan la data obtenida de las pulsaciones cardíacas ante determinadas presiones de trabajo mecánico de naturaleza aeróbica, siendo que existe una relación lineal entre el ritmo cardíaco y el esfuerzo físico. Es decir, a medida que se incrementa la demanda mecánica, el corazón late más rápido.
• En la Prueba Máxima se lleva al individuo al límite de su capacidad funcional y es solamente ejecutado en laboratorio bajo supervisión médica, personal paramédico in situ, monitoreando presión sanguínea, electro cardiograma, fracción ventilatoria, entre otros.
• La Prueba Sub-máxima toma de 4 a 15 minutos. Es la mayormente utilizada por instructores deportivos, entrenadores, atletas profesionales. Existen distintos tipos de pruebas submaximas: correr la mayor distancia posible en 12 minutos, o milla y media contra reloj, el banquito, la trotadora eléctrica, etc.
Existen pros y contras para cada uno. El más aceptado por su precisión requiere el uso de un ciclo-ergómetro; una especie de bicicleta estática para piernas o para brazos, de resistencia ajustable. Al comparar la respuesta cardiaca ante las incrementadas "estaciones" de trabajo (medidas en kilopondios, watts o Kg./metros), algunas ecuaciones y extrapolando los resultados a tablas sorteadas por edad y género, se calcula el valor aproximado de VO2
máx, con un margen de error calculado en 7% (bastante aceptable).
63
ÍNDICE DE EFICIENCIA MIOCÁRDICA (IEM) Carga máxima en kilográmetros/doble producto x 10-2/superficie corporal en m2.
NOMOGRAMA Representación gráfica de una relación. (EJEMPLOS NOMOGRAMA DE ASTRAND)
64
MATERIAL Y EQUIPO
• Veloergómetro • Cronómetro • Balanza clínica con tallímetro • Vitalómetro • Dinamómetro manual. • Termómetro clínico. • Esfigmómetro • Cicloergómetro.
PROCEDIMIENTO:
• El docente debe conformar grupos de cinco estudiantes y asignarle a cada uno su respectiva actividad a desarrollar en el laboratorio: Estudiante 1 se someterá a la carga física Estudiante 2 se someterá a la carga física Estudiante 3 toma pulsaciones de los estudiantes 1 y 2 Estudiante 4 toma registros de todos los datos suministrados por la prueba Estudiante 5 recopila toda la información y entrega resultados.
• El docente dotara a cada grupo sus respectivos equipos y materiales que sean necesarios para el desarrollo de la practica
• El docente dará una pequeña introducción sobre la práctica a desarrollar (como y para que), además de explicar el uso de los distintos equipos y materiales de laboratorios.
• El docente suministrara al estudiante una guía detallada sobre la práctica de laboratorio.
• El docente responderá a las diferentes inquietudes que surjan durante el desarrollo de la práctica.
METODOS:
• se le dará al estudiante todo tipo de ayudas como lo son formulas y tablas que se requieran para los cálculos necesarios. (ver anexos).
• El docente analizara los resultados y evaluara de acuerdo al desempeño del grupo en la realización de la práctica.
• El docente entregara al finalizar la practica un informe que el estudiante deberá desarrollar y entregar la próxima clase.(ver anexos).
INFORME:
• El docente analizara los resultados del informe presentado por el estudiante de acuerdo al desarrollo de la práctica.
• El docente entregara resultados del informe al estudiante con sus respectivas correcciones si son necesarias.
65
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67
ANEXOS Tabla 1
Tabla 1: Escala para la Percepción del Esfuerzo (EPE) o Escala de Borg para Adultos
PERCEPCIÓN DEL ESFUERZO FRECUENCIA CARDÍACA APROXIMADA (Latidos/Minuto)
6
7 BIEN, BIEN LIVIANO
8
9 BIEN LIVIANO
10
11 BASTANTE LIVIANO
12
13 ALGO FUERTE
14
15 FUERTE
16
17 BIEN FUERTE
18
19 BIEN, BIEN FUERTE
20
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
68
Tabla 2
Tabla 2: Tabla de Conversión para la Frecuencia Cardiaca (10 Segundos para Calcular latidos por Minuto)
Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min) Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min)
8 48 21 126
9 54 22 132
10 60 23 138
11 66 24 144
12 72 25 150
13 78 26 156
14 84 27 162
15 90 28 168
16 96 29 174
17 102 30 180
18 108 31 186
19 114 32 192
20 120 33 198
69
Tabla 3
Tabla 3: Tabla de Conversión para la Frecuencia Cardiaca (15 Segundos para Calcular Latidos por Minuto)
Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min) Latidos en
10 Segundos Frecuencia Cardiaca
(latidos/min)
15 60 32 128
16 64 33 132
17 68 34 136
18 72 35 140
19 76 36 144
20 80 37 148
21 84 38 152
22 88 39 156
23 92 40 160
24 96 41 164
25 100 42 168
26 104 43 172
27 108 44 176
28 112 45 180
29 116 46 184
30 120 47 188
31 124 48 192
70
Figura 1
Figura 1: Guías a Seguir para la Determinación de las Cargas/Potencia Ergométrica en el Cicloergómetro
71
Tabla 4: Tabla de Conversión de la Frecuencia Cardiaca (30 Latidos a Ser Convertidos en Latidos por Minuto)
72
FORMATOS
73
CALCULOS
Valoración de los resultados: Valoración de la respuesta cardiovascular. La frecuencia cardiaca debe ser lineal con relación a la carga de trabajo salvo en los momentos finales en que se pierde o rompe dicha linealidad. Valoración del rendimiento expresado como capacidad de trabajo físico. Atendiendo a la metodología seguida se puede proceder a una valoración desde el rendimiento máximo y desde el submáximo parándose la prueba en frecuencias cardiacas cercanas a la máxima teórica y extrapolando los resultados a unas frecuencias cardiacas dadas. Por ello se pueden establecer unos rendimientos con relación a frecuencias cardiacas de 130, 150 o 170 en función de la edad y frecuencias alcanzadas. Ello se puede representar gráficamente registrando en un sistema de coordenadas las potencias y frecuencias cardiacas alcanzadas, y hacer las extrapolaciones o intrapolaciones oportunas; o bien se puede proceder a un cálculo matemático del rendimiento o la capacidad de trabajo físico a 170 lpm mediante las siguientes ecuaciones diferentes según los distintos incrementos del protocolo:
a) con incrementos de 50W, utilizar la siguiente ecuación
( ) ( )( )
−−−+=−
12
1121)(
FrCFrC
FrCFrCWWWwattsFrCPWC
En esta ecuación PWC-FrC es la capacidad de trabajo físico a la frecuencia cardiaca determinada; W1 y W2 las potencias correspondientes a las cargas anterior y posterior a la frecuencia cardiaca intrapolada; y FrC1 y FrC2 las frecuencias cardiacas correspondientes a dichas cargas. c) con incrementos de 25W, se ha de utilizar esta otra ecuación
( )( )
−−+=−
4*12
100*1170)(170
FF
FWwattsPWC
En esta ecuación "W" son los wattios máximos alcanzados; F1 corresponde al valor de la frecuencia cardiaca inferior a la carga de 170 y F2 corresponde al valor de frecuencia cardiaca superior a la carga de 170. Sus autores estiman unos valores teóricos de 2,8 w/Kg. para los hombres y de 2,3 w/Kg. para las mujeres.
5. Valoración del rendimiento expresado como VO2
máx : Con los datos obtenidos se puede realizar una estimación indirecta del VO2
máx atendiendo a 2 metodologías diferentes: A) Método gráfico: mediante la aplicación del nomograma de Anstrand, en el cual se debe unir primeramente la carga de trabajo alcanzada a la frecuencia cardiaca obtenida para la misma, quedando delimitado el valor del VO2
máx (l/min). Si el sujeto tiene más de 35 años o si llegamos a conocer su frecuencia cardiaca máxima se debe de aplicar el factor de corrección correspondiente, multiplicando dicho factor por el valor de VO2 máx obtenido en el nomograma. B) Método matemático: aplicando una ecuación de predicción del VO2
máx.
• Estimar el VO2 para una frecuencia cardiaca determinada mediante la siguiente fórmula
(donde Y = % VO2 máx) y que es diferente par ambos sexos:
74
Hombres: Y = 0.969 * (frecuencia cardiaca alcanzada) – 48.5 Mujeres: Y = 0.969 * (frecuencia cardiaca alcanzada) – 56.1 El hecho de conocer el costo energético para una carga de trabajo determinada y el porcentaje de VO2
máx para la frecuencia cardiaca alcanzada, nos permite estimar el VO2
máx mediante una simple regla de tres: VO2 máx = X * 100/Y. A este resultado le
aplicaremos el factor de corrección correspondiente a la edad (Astrand, 1986). VO2
-170 = (PWC170 *0.01433) / (0.23 * 4.83) En esta ecuación el valor 0.01433 representa el factor de corrección de wattios en Kcal./min; el valor 0.23 representa el factor de corrección de rendimiento muscular y el valor 4,83 el de combustión de 1 litro de oxígeno.
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LABORATORIO No II GASTO ENERGETICO
OBJETIVOS
• Medir el gasto energético de varios individuos al realizar trabajo. • Familiarizarse con el uso de equipos e instrumentos.
• Aplicar los métodos de medición de gasto energético (calorimetría directa y calorimetría
indirecta)
• Conocer la frecuencia cardiaca en la actividad que se desarrolla ( escalones )
MARCO TEORICO
El metabolismo, que transforma la energía química de los alimentos en energía mecánica y en calor, mide el gasto energético muscular. Este gasto energético se expresa normalmente en unidades de energía y potencia: kilocalorías (Kcal.), joules (J), y watios (w). La equivalencia entre las mismas es la siguiente:
• 1 Kcal. = 4,184 kJ • 1 M = 0,239 Kcal. • 1 Kcal./h = 1, 161 w • 1 w = 0,861 Kcal./h • 1 Kcal./h = 0,644 w/m2 • 1 w / m2 = 1,553 Kcal. / hora (para una superficie corporal estándar de 1,8 m2).
Existen varios métodos para determinar el gasto energético, que se basan en la consulta de tablas o en la medida de algún parámetro fisiológico. En la tabla 1 se indican los que recoge la ISO 8996, clasificados en niveles según su precisión y dificultad. (ANEXOS tabla 6). Estimación del consumo metabólico a través de tablas
La estimación del consumo metabólico a través de tablas implica aceptar unos valores estandarizados para distintos tipos de actividad, esfuerzo, movimiento, etc. y suponer, tanto que nuestra población se ajusta a la que sirvió de base para la confección de las tablas, como que las acciones generadoras de un gasto energético son, en nuestro caso, las mismas que las expresadas en las tablas. Estos dos factores constituyen las desviaciones más importantes respecto de la realidad y motivan que los métodos de estimación del consumo metabólico mediante tablas ofrezcan menor precisión que los basados en mediciones de parámetros fisiológicos. A cambio son mucho más fáciles de aplicar y en general son más utilizados.
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Consumo metabólico según el tipo de actividad
Mediante este sistema se puede clasificar de forma rápida el consumo metabólico en reposo, ligero, moderado, pesado o muy pesado, en función del tipo de actividad desarrollada. El término numérico que se obtiene representa sólo el valor medio, dentro de un intervalo posible demasiado amplio. Desde un punto de vista cuantitativo el método permite establecer con cierta rapidez cual es el nivel aproximado de metabolismo. Por su simplicidad es un método bastante utilizado. En la tabla 7 se representa la mencionada clasificación por tipos de actividad. (VER ANEXOS TABLA 7).
Consumo metabólico a partir de los componentes de la actividad
Mediante este tipo de tablas se dispone, por separado, de información sobre posturas, desplazamientos, etc., de forma que la suma del gasto energético que suponen esos componentes, que en conjunto integran la actividad, es el consumo metabólico de esa actividad. Es posiblemente el sistema más utilizado para determinar el consumo metabólico.
Los términos a sumar son los siguientes:
• Metabolismo basal. Es el consumo de energía de una persona acostada y en reposo. Representa el gasto energético necesario para mantener las funciones vegetativas (respiración, circulación, etc.). La tabla 10 muestra su valor en función del sexo y la edad. Puede tomarse como una buena aproximación, 44 w/ m2 para los hombres y 41 w/m2 para mujeres (corresponden aproximadamente al metabolismo basal de un hombre de 1,7 metros de altura 70 Kg de peso y 35 años de edad, y de una mujer de 1,6 metros de altura, 60 Kg de peso, y 35 años). (VER ANEXOS TABLA 8)
• Componente postural. Es el consumo de energía que tiene una persona en función de la postura que mantiene (de pie, sentado, etc.). La tabla 11 muestra los valores correspondientes.( VER ANEXOS TABLA 9)
• Componente del tipo de trabajo. Es el gasto energético que se produce en función del tipo de trabajo (manual, con un brazo, con el tronco, etc.) y de la intensidad de éste (ligero, moderado, pesado, etc.)
• Componente de desplazamiento se refiere al consumo de energía que supone el hecho de desplazarse, horizontal o verticalmente a una determinada velocidad.
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Variación del gasto energético con el tiempo
Cuando las condiciones del trabajo varían durante la jornada laboral, las tablas no son de aplicación directa (excepto la tabla 8) y los valores de consumo energético deben ponderarse en el tiempo.
Esto exige el cronometraje del puesto de trabajo, de forma que se conozca la duración de cada tarea, actividad, etc. Cuando estos datos son conocidos, el consumo metabólico medio de una serie de trabajos consecutivos viene dado por la expresión:
M = consumo metabólico medio durante el periodo de tiempo T
Mi = consumo metabólico durante el periodo de tiempo ti
Cuando ninguno de los valores de Mi incluye el metabolismo basal, es decir que están extraídos de la tabla 11, hay que añadir ese valor al obtenido en (I).
Si en el cálculo mediante esa ecuación (I) se utilizan valores de Mi que incluyen el metabolismo basal junto a otros que no lo hacen (por ejemplo usando datos de la tabla 9 con otros de la tabla 11) deben homogeneizarse los términos, añadiendo a cada Mi el valor del metabolismo basal cuando no esté incluido.
Esta forma de ponderar en el tiempo es útil cuando el trabajo habitual del individuo es la repetición consecutiva de un conjunto de tareas (ciclo de trabajo). En este caso, para determinar el consumo metabólico medio de esa persona (durante su jornada laboral) basta con utilizar la expresión (I) aplicada a un ciclo de trabajo.
Limite de Gasto Energético LGE. El límite de gasto energético es un indicador que se comporta como un límite fisiológico, el cual permite determinar en función del tiempo, que proporción de la CTFmax puede ser comprometida en el trabajo. El límite es menor mientras mayor sea el tiempo que dura el trabajo o la actividad laboral. Limite de Gasto Energético Acumulado LGEa. “Durante la jornada de trabajo se produce una acumulación creciente de energía consumida, crecimiento que se va haciendo menor con el tiempo y que adopta la forma de un arco que se va curvando a medida que se prolonga la jornada laboral debido al “peso acumulado de la energía consumida (fatiga)”. Este arco se denomina Limite de Gasto Energético Acumulado (LGEa) y marca el “techo umbral” del gasto energético del trabajador”. El cual no debe superar o traspasar (VER GRAFICO 2).
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FLEXIVILIDAD Se ha demostrado que el entrenamiento de la flexibilidad permite prevenir lesiones articulares, mejora la velocidad de conducción nerviosa, la velocidad de respuesta motora, la sensopercepción, motricidad y recambio metabólico. Un trabajador con la flexibilidad alterada, está propenso a sufrir con mayor frecuencias accidentes de trabajo y lesiones osteomioarticulares. La evaluación de la flexibilidad se realiza mediante goniometría activa y su límite esta dado por limitación funcional o por aparición de dolor de las siguientes articulaciones: Hombros, articulación de la muñeca, cadera y rodilla: Flexión y extensión Columna cervical y columna lumbar: Flexión lateral y anterior. MEDICIONES EN EL PROCESO DE TRABAJO Las mediciones en el proceso de trabajo a las cuales hace referencia este método están en función de la carga de trabajo físico donde el componente dinámico prevalece. Sin embargo, algunos de los indicadores podrían ser alterados por sobrecarga estática adicional a la dinámica, lo cual es muy importante establecer y diferenciar, en vista de las medidas de intervención. Como se planeo anteriormente, la frecuencia cardiaca o la frecuencia del pulso son buenos indicadores indirectos del consumo de oxigeno y por ende de la carga de trabajo físico, su medición es bastante fácil, además requiere de tecnología sencilla (para medir la frecuencia cardiaca se necesita solo de un fonendoscopio y un reloj con segundero, y para la frecuencia del pulso solo un reloj con segundero o un cronometro); tecnología mas sofisticada, pero no mucho más costosa es la basada en pulsímetros, que pueden medir frecuencias cardiacas medias, frecuencias cardiacas mínimas, frecuencias cardiacas máximas, consumo energético de la actividad en kilocalorías, e inclusive los más modernos tienen incorporado un software con memoria que permite migrar estos datos a un computador y hacer análisis mas minuciosos. INDICE DE COSTO CARDIACO RELATIVO. ICCR El índice de costo cardiaco relativo es un indicador que valora el costo en latidos por minutos que implica a un individuo, realizar una actividad partiendo desde el reposo (costo cardiaco CC) y teniendo en cuenta la edad. “Este índice nos da una idea de la adaptación del sujeto a su puesto de trabajo. Se utilizará como frecuencia máxima teórica el valor FCMmáx = (220-edad), con lo que se asume un error de un 5% con respecto a la real que se determinaría mediante una prueba de esfuerzo.” Frecuencia cardiaca de reposo: Frecuencia cardiaca durante 5-10 minutos en posición sentado o, Valor alrededor del cual se estabiliza la frecuencia cardiaca durante al menos tres minutos durante un periodo de reposo, en posición sentada. FC media de trabajo (FCM) Es la frecuencia media de trabajo para las horas de registro; se tomará la media de todos los valores obtenidos durante el periodo determinado. El rango de dicha variable estará comprendido entre el percentil 5 (FCMmin) y el percentil 95 (FCMmáx).
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Pulso de trabajo real PTR y pulso de Trabajo Dinámico PTD Esta metodología propone comparar dos indicadores denominados pulso de trabajo real, que mide la respuesta cardiovascular en costo cardiaco en función del trabajo y el pulso de trabajo dinámico que valora la respuesta cardiovascular media como una constante construida para hombres y mujeres con referencia a un límite fisiológico de gasto energético para un trabajo de ocho horas. El pulso de trabajo dinámico en realidad es un limite que establece la relación entre una constante para hombres y mujeres en latidos por minutos y la proporción de la capacidad máxima de trabajo que puede ser comprometida sin riesgo en un trabajo de 8 horas continuas (30% de la CTFmax) Determinación del consumo metabólico mediante medición de parámetros fisiológicos
Los dos métodos de valoración de la carga física mediante la medición de parámetros fisiológicos son el basado en el (a) consumo de oxígeno y el de la frecuencia cardiaca (b).
a. La medición directa del metabolismo se basa en el consumo de oxígeno ya que existe una relación casi lineal entre dicho consumo y el nivel de metabolismo.
b. El consumo de 1 litro de oxígeno corresponde a 4,85 Kcal. = 20,2 kilo joules. A pesar de su gran precisión, este método suele utilizarse poco, ya que constituye una prueba de laboratorio.
c. Así mismo se puede hacer una estimación del metabolismo por medición indirecta, mediante la frecuencia cardiaca. Este método se basa en el aumento de la irrigación sanguínea que exige un trabajo físico.
d. Es especialmente indicado en aquellos casos en que el trabajo es (principalmente) de componente estático, o en aquellos en que se utiliza un pequeño número de músculos. Los datos personales a tener en cuenta son: sexo, edad, talla, peso, hábitos tóxicos, patología actual, actividad deportiva e ingesta de fármacos.
e. En cuanto a factores ambientales se tendrá en cuenta la temperatura y la humedad. Se puede clasificar la peroxidad de un puesto de trabajo a partir de la medición individualizada de la frecuencia cardiaca y comparándola posteriormente con unos valores de referencia; se utilizan los criterios de CHAMOUX (tabla 10) para la valoración global del puesto y para duraciones de jornada laboral de ocho horas consecutivas y los
criterios de FRIMAT (tabla 11) para fases cortas del ciclo de trabajo.
En ambos casos se necesitan conocer los siguientes parámetros:
• Frecuencia cardiaca basal o de reposo (FCB) • Frecuencia cardiaca media (FCM) • Frecuencia cardiaca máxima teórica (FCMax.t)
FC Max.t = 220 - edad (en años)
• Costo cardíaco absoluto (CCA)
CGA = FCM – FCB
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• Costo cardíaco relativo (CCR)
CCR = (CCA/FCMax.t - FCB)
• Aceleración de la frecuencia cardiaca (DFC)
δFC= FCMax.t - FCM
La medición del gasto energético durante el trabajo tiene importancia práctica, pues comparándolo con la capacidad de trabajo física del individuo se puede evaluar su aptitud para cualquier tipo de trabajo y establecer regímenes de trabajo y descanso adecuados.
Para la medición del gasto energético se pueden utilizar varios métodos (directos e indirectos). Hay que partir de que en última instancia toda la energía consumida durante el trabajo se convierte en calor, lo que ofrece otra posibilidad para medir el gasto energético. Los métodos mas utilizados son los que se basan en la calorimetría indirecta, que parten de la generación de calor debido a la oxidación de alimentos, por lo que es posible determinarla midiendo el oxígeno consumido por el sujeto durante el trabajo. Existe una serie de métodos y técnicas destinados a la medición del gasto energético de un individuo, sin embargo el método más difundido es la calorimetría, es decir, la medición de energía como calor. Esta técnica está sustentada en las leyes de conservación de la energía y permite que el contenido de energía de un sistema, como el cuerpo humano, pueda ser medido de manera exacta.
La calorimetría aplicada a los estudios clínicos hechos en seres humanos puede dividirse en dos tipos, calorimetría directa que es el método de referencia y que cuantifica el gasto energético en forma de calor y la calorimetría indirecta que mide el gasto de energía a través del consumo de oxígeno y producción de anhídrido carbónico de un sujeto en un cierto período.
CALORIMETRÍA DIRECTA Esta técnica mide de manera directa la producción de calor del cuerpo para lo cual se utiliza una pieza calorimétrica que consiste en una habitación en la cual permanece el individuo y cuyas paredes se mantienen a una temperatura constante; de esta manera se monitorea permanentemente la diferencia producida entre la temperatura corporal del individuo y de la habitación, permitiendo conocer la cantidad de calor corporal producido.
Sin embargo, el costo, la complejidad y el tiempo que requiere este método no permiten su aplicación en forma rutinaria y queda circunscrita sólo al ámbito de la investigación y su utilización en un reducido número de lugares en el mundo.
CALORIMETRIA INDIRECTA La energía es utilizada en los tejidos animales por medio de reacciones químicas, de esta forma es posible evaluar la utilización de dicha energía a través de la medición de las sustancias consumidas y productos formados. En un estado estable, el consumo de oxígeno y la producción de anhídrido carbónico por unidad de tiempo se pueden correlacionar con la liberación de energía del cuerpo.
81
El porcentaje de oxígeno del aire espirado de un adulto normal es alrededor de un cuatro por ciento más bajo que el aire ambiental, esta diferencia representa aproximadamente la utilización de 250 ml/minuto de oxígeno, dicha cantidad representa la suma de los requerimientos en los distintos órganos del cuerpo.
De esta forma la calorimetría indirecta aprovecha este fenómeno para la medición del gasto energético, cuantificando las cantidades de oxígeno consumido y anhídrido carbónico producidas, por lo cual es también llamada calorimetría respiratoria, y puede realizarse mediante dos maneras:
a) C.I. Circuito Cerrado: La medición es hecha aislando al sujeto del aire ambiental, debido a que debe respirar en un reservorio que contiene oxígeno puro, el aire espirado retorna al reservorio una vez que el anhídrido carbónico ha sido absorbido por alguna sustancia adecuada, así la disminución de volumen del gas (O2 )en este sistema cerrado, está relacionado con el oxígeno consumido del cual se calcula el nivel metabólico del individuo. Este método fue utilizado en las primeras investigaciones de metabolismo, y a partir de él fueron derivadas las primeras fórmulas teóricas para el cálculo de gasto energético, sin embargo su uso fue abandonado para dar paso a metodologías de mayor exactitud y menos engorrosas.
b) C.I. Circuito Abierto: La técnica mediante circuito abierto permite que el sujeto esté en contacto con el medio ambiente, y requiere de la medición de las concentraciones de oxígeno y anhídrido carbónico en el aire inspirado y espirado por el individuo, una vez obtenidos estos valores deben ser corregidos por las condiciones estándares para así expresar el volumen de oxígeno utilizado por unidad de tiempo y los requerimientos de energía, basándose en tablas y fórmulas que relacionan las calorías equivalentes a los litros de oxígeno consumidos de acuerdo al cuociente respiratorio.
Como el volumen del aire depende de las condiciones de presión, temperatura y contenido de vapor de agua, estas condiciones deben especificarse siendo utilizadas las denominaciones siguientes: VTPS: Volumen del aire a temperatura del cuerpo y presión barométrica ambiental, saturado de humedad. Aire expirado a la salida del cuerpo. ATPS: Volumen del aire a temperatura del cuerpo y presión barométrica ambiental, saturado de humedad. Aire expirado colectado en depósito no aislado después de un periodo determinado. STPD: Volumen de aire seco a una temperatura de cero grado Celsius y 760 mm de presión de mercurio, que son las condiciones normalizadas. Utilizar nomograma. En la práctica generalmente se utiliza un valor calórico del O2 aproximado de 21 joule/litro (4.8 a 5.0 Kcal./l). El método de calorimetría indirecta consiste básicamente en medir el consumo de O2 del individuo durante el trabajo y hallará el gasto energético.
GE = VO2 * Vc O2
El consumo de oxígeno (VO2) se puede determinar a través de la siguiente expresión:
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( )VP
consumoOVO *
100
9.20 22
−=
Del gasto energético medido durante el trabajo, frecuentemente se descuenta el metabolismo basal para encontrar el gasto energético propio del trabajo (kilocaloría de trabajo). En trabajos donde se emplean grupos musculares grandes parece más conveniente establecer límites de fuerza desarrollada y su duración o utilizar un indicador fisiológico como el ritmo cardiaco. MATERIAL Y EQUIPO
• Barómetro Psicrómetro
Analizador O2 y CO2. Cronometro
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• Velo ergómetro • Cronómetro • Balanza clínica con tallímetro • Juego de mangueras • Válvulas • Boquilla. • Presilla para la nariz • Barómetro • Psicrómetro • Gasómetro • Bolsa impermeable. • Esfigmómetro • Analizador O2 y CO2.
PROCEDIMIENTO
COMPOSICIÓN DEL GRUPO DE PRÁCTICAS El grupo estará constituido por un número no superior a 5 estudiantes de los cuales se designarán 2 someterse a las cargas de trabajo. Por ser una prueba de trabajo agotadora solo se permitirán estudiantes que no padezcan enfermedad cardiovascular y que no hayan ingerido alimentos recientemente. Las funciones a desarrollar por cada estudiante son las siguientes:
• Dos sujetos o individuos que se someten voluntariamente a las cargas de trabajo para medir el gasto energético.
• Estudiante que controla la colección de aire expirado, ocupándose además de la correcta disposición del sistema de tuberías, válvulas, boquillas y bolsa, mide el volumen de aire expirado, vela por la correcta disposición del gasómetro y de las lecturas de presión y temperatura de la medición del volumen de aire expirado.
• Estudiante que registra en una libreta las distintas informaciones o resultados del examen y garantiza que las condiciones de la prueba se cumplan estrictamente, mide además el ritmo cardiaco con auxilio del cronometro.
• Jefe de grupo que será el responsable de asignar y hacer cumplir las funciones de cada estudiante, coopera con los integrantes del equipo. Mide las concentraciones de O2 y CO2, toma las muestras y mide las concentraciones.
METODOS
1. Se registra el nombre, sexo, edad, peso, estatura, temperatura corporal, temperatura ambiental, humedad, velocidad del aire, así como hora y fecha de la prueba.
2. Se comprueba el buen estado y funcionamiento de todos los instrumentos. 3. Se hace la primera colección de aire espirado en reposo y se mide el ritmo cardiaco en
reposo. 4. Se toma una muestra de aire expirado y se determina su composición de 02 y CO2. 5. Se mide el volumen de aire expiado que contiene la bolsa (litros). 6. Se entrena a los sujetos en la prueba del escalón.
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7. Tres cargas consecutivas (en un escalón de 25 cm. de altura) de tres minutos de duración con un minuto de descanso entre cada carga. El límite para la prueba es el 65% de la Fcmax. Teórica (220-edad), la cual se toma al finalizar cada carga.
8. Se mantiene la colección del aire expirado durante el último minuto de la imposición de cada carga. Se mide el ritmo cardiaco simultáneamente. Se repiten pasos 4 y 5.
9. Durante la ejecución de la prueba se debe mantener la supervisión de todos los parámetros y condiciones preceptuadas.
CALCULOS
Limite de Gasto Energético LGE. LGE = CTFmax (1,2 – 0.33 Log T) LGE: es el límite de gasto energético recomendado para la actividad. CTFmax: Capacidad de Trabajo Físico máximo, obtenida mediante la prueba del escalón para la estimación de la potencia aeróbica máxima T: el tiempo de duración de la actividad laboral o el trabajo en minutos. El índice de costo cardiaco relativo.
FC del trabajo - FC de reposo
ICCR = ---------------------------------------------------------- X 100 FCmaxt – FC de reposo
ICCR = porcentaje de carga cardiovascular FC = frecuencia cardiaca FCmaxt = 220 - edad El Pulso de Trabajo Dinámico
34 lat/min. PTD Hombres =-------------------------------
30% CTFmax
42 lat/min.
PTD Mujeres =------------------------------- 30% CTFmax
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El pulso de trabajo real CCA
PTR = ----------------------------------------------- Gasto energético de la actividad
El Gasto energético total del trabajo:
GEtt = (GE trabajo + MB) * T
Donde: GEtt: Es el gasto energético total de la actividad en Joules, Kcal. o Litros de O2, empleados durante la actividad es decir el gasto del trabajo más el metabolismo basal. GEtrabajo Es el gasto energético del trabajo. Puede ser obtenido por tablas o mediante pulsometría, estimación a través de la frecuencia cardiaca o calorimetría indirecta, tal como se explico anteriormente dado en Joules, Kcal. o Litros de O2, empleados durante la actividad es decir el gasto del trabajo más el metabolismo basal. MB: Es el metabolismo basal que puede ser calculado mediante la fórmula de Harris y Benedic: Bastante completas, puesto que tiene en cuenta el peso, la edad, el sexo y la estatura del individuo, HOMBRES: 66.4730 + (13.751 x W) + (5.0033 x L) - (6.7550 x A) MUJERES: 65,5095 + (9.463 x W) + (1.8496 x L) - (4.6756 x A) W: peso. L: altura. A: edad. Se ha estimado que en promedio el metabolismo basal para hombres y mujeres es de 1.1 Kcal./min. Este valor puede ser usado en reemplazo del cálculo según la formula de Harris y Benedic. T: tiempo de duración del trabajo en minutos. Informe
1. Se presentará una tabla resumiendo los datos de cada unos de los sujetos sometidos a la carga de trabajo física y los valores determinados en las pruebas.
2. Se calculará el gasto energético para cada unos de los niveles de actividad impuestos al sujeto, totales y de trabajo.
3. Se clasificará el trabajo según el gasto energético encontrado. 4. Se harán gráficos de la variación del ritmo cardiaco en el tiempo y del consumo de
oxigeno según las distintas cargas de trabajo impuestas. 5. Se comparara la información de cada sujeto, se analizaran las variaciones. 6. se comparara el resultado final del gasto energético con el resultado de carga física
¿Qué concluye? Justifique su respuesta 7. conclusiones y recomendaciones
NOTA: “los cálculos le sirven al estudiante para realizar el informe de la practica”
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Bibliografías
• Lange Anderson, K. Y otros: Fundamentals of exercise testing, OMS, Ginebra, 1971 • Lehman, Gunther, Fisiología practica del trabajo, edición Aguilar, España. • Guía de Laboratorios de Ergonomía. Silvio Viña Brito y Enrique Gregori Torada • ISO 8996
Ergonomics - Determination of metabolic heat production 1990
• (2) SPITZER, H. y HETTINGER, TH. Tables donnant la dépense énergétique en calories pour le travail physique B. T. E. 1966
• (3) SCHERRIER, J. et al. Physiologie du travail (Tomo 1) Masson, París, 1967
• (4) FRIMAT, P. y DELEPINE, P. Utilisation d'une grille d'évaluation de l'astreinte cardiaque Revue de médicine du travail, tomo XV, nº4,1988
• (5) FRIMAT, P., AMPHOUX, M., CHAMOUX, A. Interprétation et mesure de la fréquence cardiaque Revue deMedicine du Travail XV (4), 147, 165, 1988
• Astrand Per Olof. Fisiología del Trabajo Físico, Editorial Panamericana, tercera edición, 1992.
• Bigalan, B. and O. C. Lippold: The relation between Force, Velocity and Integrated
Eclectrical Activity in Human Muscles. Journal Physiology, 1954.
• Betancourt Oscar. La Salud y el Trabajo. CEAS – OPS. Quito Ecuador 1995.
• Betancourt, Oscar, para la enseñanza e investigación de la salud y seguridad en el trabajo. FUNSAD – OPS. Quito Ecuador 1999.
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ANEXOS Tabla 6: Métodos para determinar el gasto energético. ISO 8996
Tabla 7: Clasificación del metabolismo por tipo de actividad
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Tabla 8: Metabolismo basal en función de la edad y sexo
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GRAFICO 2
Tabla 9: Metabolismo para la postura corporal. Valores excluyendo el metabolismo basal
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Tabla 10: Criterios de CHAMOUX. Permiten clasificar directamente la penosidad del trabajo en función del costo cardiaco absoluto y del relativo, según se indica a continuación
Tabla 11: Tabla de los coeficientes de penosidad según los criterios de FRIMAT
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Tabla 11:
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LABORATORIO No II GASTO ENERGETICO
MANUAL DEL DOCENTE
INTRODUCCION El gasto energético es un factor importante en el ser humano debido a que este permite que el hombre tenga un desgaste o fatiga a la hora de desarrollar cualquier actividad física. Hay que partir de que en última instancia toda la energía consumida durante el trabajo se convierte en calor Es por esto que en esta practica buscamos que el estudiante pueda medir el gasto energético mediante métodos de calorimetría directos e indirectos que parten de la generación de calor debido a la oxidación de alimentos, por lo que es posible determinarla midiendo el oxígeno consumido por el sujeto durante el trabajo. OBJETIVO: lo que busca la practica es permitirle al estudiante que mediante la realización de una actividad física en este caso la subir y bajar escaleras aplicando su esfuerzo máximo pueda evaluar y analizar sus limites de gasto energético
MARCO TEORICO
El metabolismo, que transforma la energía química de los alimentos en energía mecánica y en calor, mide el gasto energético muscular. Este gasto energético se expresa normalmente en unidades de energía y potencia: kilocalorías (Kcal.), joules (J), y watios (w). La equivalencia entre las mismas es la siguiente:
• 1 Kcal. = 4,184 kJ • 1 M = 0,239 Kcal. • 1 Kcal./h = 1, 161 w • 1 w = 0,861 Kcal./h • 1 Kcal./h = 0,644 w/m2 • 1 w / m2 = 1,553 Kcal. / hora (para una superficie corporal estándar de 1,8 m2).
Existen varios métodos para determinar el gasto energético, que se basan en la consulta de tablas o en la medida de algún parámetro fisiológico. En la tabla 1 se indican los que recoge la ISO 8996, clasificados en niveles según su precisión y dificultad. (ANEXOS tabla 6). Estimación del consumo metabólico a través de tablas
La estimación del consumo metabólico a través de tablas implica aceptar unos valores estandarizados para distintos tipos de actividad, esfuerzo, movimiento, etc. y suponer, tanto que nuestra población se ajusta a la que sirvió de base para la confección de las tablas, como que las acciones generadoras de un gasto energético son, en nuestro caso, las mismas que las expresadas en las tablas. Estos dos factores constituyen las desviaciones más importantes respecto de la realidad y motivan que los métodos de estimación del consumo metabólico
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mediante tablas ofrezcan menor precisión que los basados en mediciones de parámetros fisiológicos. A cambio son mucho más fáciles de aplicar y en general son más utilizados.
Consumo metabólico según el tipo de actividad
Mediante este sistema se puede clasificar de forma rápida el consumo metabólico en reposo, ligero, moderado, pesado o muy pesado, en función del tipo de actividad desarrollada. El término numérico que se obtiene representa sólo el valor medio, dentro de un intervalo posible demasiado amplio. Desde un punto de vista cuantitativo el método permite establecer con cierta rapidez cual es el nivel aproximado de metabolismo. Por su simplicidad es un método bastante utilizado. En la tabla 7 se representa la mencionada clasificación por tipos de actividad. (VER ANEXOS TABLA 7).
Consumo metabólico a partir de los componentes de la actividad
Mediante este tipo de tablas se dispone, por separado, de información sobre posturas, desplazamientos, etc., de forma que la suma del gasto energético que suponen esos componentes, que en conjunto integran la actividad, es el consumo metabólico de esa actividad. Es posiblemente el sistema más utilizado para determinar el consumo metabólico.
Los términos a sumar son los siguientes:
• Metabolismo basal. Es el consumo de energía de una persona acostada y en reposo. Representa el gasto energético necesario para mantener las funciones vegetativas (respiración, circulación, etc.). La tabla 10 muestra su valor en función del sexo y la edad. Puede tomarse como una buena aproximación, 44 w/ m2 para los hombres y 41 w/m2 para mujeres (corresponden aproximadamente al metabolismo basal de un hombre de 1,7 metros de altura 70 Kg de peso y 35 años de edad, y de una mujer de 1,6 metros de altura, 60 Kg de peso, y 35 años). (VER ANEXOS TABLA 8)
• Componente postural. Es el consumo de energía que tiene una persona en función de la postura que mantiene (de pie, sentado, etc.). La tabla 11 muestra los valores correspondientes.( VER ANEXOS TABLA 9)
• Componente del tipo de trabajo. Es el gasto energético que se produce en función del tipo de trabajo (manual, con un brazo, con el tronco, etc.) y de la intensidad de éste (ligero, moderado, pesado, etc.)
• Componente de desplazamiento se refiere al consumo de energía que supone el hecho de desplazarse, horizontal o verticalmente a una determinada velocidad.
Variación del gasto energético con el tiempo
Cuando las condiciones del trabajo varían durante la jornada laboral, las tablas no son de aplicación directa (excepto la tabla 8) y los valores de consumo energético deben ponderarse en el tiempo.
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Esto exige el cronometraje del puesto de trabajo, de forma que se conozca la duración de cada tarea, actividad, etc. Cuando estos datos son conocidos, el consumo metabólico medio de una serie de trabajos consecutivos viene dado por la expresión:
M = consumo metabólico medio durante el periodo de tiempo T
Mi = consumo metabólico durante el periodo de tiempo ti
Cuando ninguno de los valores de Mi incluye el metabolismo basal, es decir que están extraídos de las tablas 6, 7 u 8, hay que añadir ese valor al obtenido en (I).
Si en el cálculo mediante esa ecuación (I) se utilizan valores de Mi que incluyen el metabolismo basal junto a otros que no lo hacen (por ejemplo usando datos de la tabla 9 con otros de la tabla 11) deben homogeneizarse los términos, añadiendo a cada Mi el valor del metabolismo basal cuando no esté incluido.
Esta forma de ponderar en el tiempo es útil cuando el trabajo habitual del individuo es la repetición consecutiva de un conjunto de tareas (ciclo de trabajo). En este caso, para determinar el consumo metabólico medio de esa persona (durante su jornada laboral) basta con utilizar la expresión (I) aplicada a un ciclo de trabajo.
Limite de Gasto Energético LGE. El límite de gasto energético es un indicador que se comporta como un límite fisiológico, el cual permite determinar en función del tiempo, que proporción de la CTFmax puede ser comprometida en el trabajo. El límite es menor mientras mayor sea el tiempo que dura el trabajo o la actividad laboral. Limite de Gasto Energético Acumulado LGEa. “Durante la jornada de trabajo se produce una acumulación creciente de energía consumida, crecimiento que se va haciendo menor con el tiempo y que adopta la forma de un arco que se va curvando a medida que se prolonga la jornada laboral debido al “peso acumulado de la energía consumida (fatiga)”. Este arco se denomina Limite de Gasto Energético Acumulado (LGEa) y marca el “techo umbral” del gasto energético del trabajador”. El cual no debe superar o traspasar (VER GRAFICO 2). FLEXIVILIDAD Se ha demostrado que el entrenamiento de la flexibilidad permite prevenir lesiones articulares, mejora la velocidad de conducción nerviosa, la velocidad de respuesta motora, la sensopercepción, motricidad y recambio metabólico. Un trabajador con la flexibilidad alterada, está propenso a sufrir con mayor frecuencias accidentes de trabajo y lesiones osteomioarticulares.
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La evaluación de la flexibilidad se realiza mediante goniometría activa y su límite esta dado por limitación funcional o por aparición de dolor de las siguientes articulaciones: Hombros, articulación de la muñeca, cadera y rodilla: Flexión y extensión Columna cervical y columna lumbar: Flexión lateral y anterior. MEDICIONES EN EL PROCESO DE TRABAJO Las mediciones en el proceso de trabajo a las cuales hace referencia este método están en función de la carga de trabajo físico donde el componente dinámico prevalece. Sin embargo, algunos de los indicadores podrían ser alterados por sobrecarga estática adicional a la dinámica, lo cual es muy importante establecer y diferenciar, en vista de las medidas de intervención. Como se planeo anteriormente, la frecuencia cardiaca o la frecuencia del pulso son buenos indicadores indirectos del consumo de oxigeno y por ende de la carga de trabajo físico, su medición es bastante fácil, además requiere de tecnología sencilla (para medir la frecuencia cardiaca se necesita solo de un fonendoscopio y un reloj con segundero, y para la frecuencia del pulso solo un reloj con segundero o un cronometro); tecnología mas sofisticada, pero no mucho más costosa es la basada en pulsímetros, que pueden medir frecuencias cardiacas medias, frecuencias cardiacas mínimas, frecuencias cardiacas máximas, consumo energético de la actividad en kilocalorías, e inclusive los más modernos tienen incorporado un software con memoria que permite migrar estos datos a un computador y hacer análisis mas minuciosos. INDICE DE COSTO CARDIACO RELATIVO. ICCR El índice de costo cardiaco relativo es un indicador que valora el costo en latidos por minutos que implica a un individuo, realizar una actividad partiendo desde el reposo (costo cardiaco CC) y teniendo en cuenta la edad. “Este índice nos da una idea de la adaptación del sujeto a su puesto de trabajo. Se utilizará como frecuencia máxima teórica el valor FCMmáx = (220-edad), con lo que se asume un error de un 5% con respecto a la real que se determinaría mediante una prueba de esfuerzo.” Frecuencia cardiaca de reposo: Frecuencia cardiaca durante 5-10 minutos en posición sentado o, Valor alrededor del cual se estabiliza la frecuencia cardiaca durante al menos tres minutos durante un periodo de reposo, en posición sentada. FC media de trabajo (FCM) Es la frecuencia media de trabajo para las horas de registro; se tomará la media de todos los valores obtenidos durante el periodo determinado. El rango de dicha variable estará comprendido entre el percentil 5 (FCMmin) y el percentil 95 (FCMmáx). Pulso de trabajo real PTR y pulso de Trabajo Dinámico PTD Esta metodología propone comparar dos indicadores denominados pulso de trabajo real, que mide la respuesta cardiovascular en costo cardiaco en función del trabajo y el pulso de trabajo dinámico que valora la respuesta cardiovascular media como una constante construida para hombres y mujeres con referencia a un límite fisiológico de gasto energético para un trabajo de ocho horas.
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El pulso de trabajo dinámico en realidad es un limite que establece la relación entre una constante para hombres y mujeres en latidos por minutos y la proporción de la capacidad máxima de trabajo que puede ser comprometida sin riesgo en un trabajo de 8 horas continuas (30% de la CTFmax) Determinación del consumo metabólico mediante medición de parámetros fisiológicos
Los dos métodos de valoración de la carga física mediante la medición de parámetros fisiológicos son el basado en el (a) consumo de oxígeno y el de la frecuencia cardiaca (b).
f. La medición directa del metabolismo se basa en el consumo de oxígeno ya que existe una relación casi lineal entre dicho consumo y el nivel de metabolismo.
g. El consumo de 1 litro de oxígeno corresponde a 4,85 Kcal. = 20,2 kilo joules. A pesar de su gran precisión, este método suele utilizarse poco, ya que constituye una prueba de laboratorio.
h. Así mismo se puede hacer una estimación del metabolismo por medición indirecta, mediante la frecuencia cardiaca. Este método se basa en el aumento de la irrigación sanguínea que exige un trabajo físico.
i. Es especialmente indicado en aquellos casos en que el trabajo es (principalmente) de componente estático, o en aquellos en que se utiliza un pequeño número de músculos. Los datos personales a tener en cuenta son: sexo, edad, talla, peso, hábitos tóxicos, patología actual, actividad deportiva e ingesta de fármacos.
j. En cuanto a factores ambientales se tendrá en cuenta la temperatura y la humedad. Se puede clasificar la peroxidad de un puesto de trabajo a partir de la medición individualizada de la frecuencia cardiaca y comparándola posteriormente con unos valores de referencia; se utilizan los criterios de CHAMOUX (tabla 10) para la valoración global del puesto y para duraciones de jornada laboral de ocho horas consecutivas y los
criterios de FRIMAT (tabla 11) para fases cortas del ciclo de trabajo.
En ambos casos se necesitan conocer los siguientes parámetros:
• Frecuencia cardiaca basal o de reposo (FCB) • Frecuencia cardiaca media (FCM) • Frecuencia cardiaca máxima teórica (FCMax.t)
FC Max.t = 220 - edad (en años)
• Costo cardíaco absoluto (CCA)
CGA = FCM - FCB
• Costo cardíaco relativo (CCR)
CCR = (CCA/FCMax.t - FCB)
• Aceleración de la frecuencia cardiaca (DFC)
δFC= FCMax.t - FCM
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La medición del gasto energético durante el trabajo tiene importancia práctica, pues comparándolo con la capacidad de trabajo física del individuo se puede evaluar su aptitud para cualquier tipo de trabajo y establecer regímenes de trabajo y descanso adecuados.
Para la medición del gasto energético se pueden utilizar varios métodos (directos e indirectos). Hay que partir de que en última instancia toda la energía consumida durante el trabajo se convierte en calor, lo que ofrece otra posibilidad para medir el gasto energético. Los métodos mas utilizados son los que se basan en la calorimetría indirecta, que parten de la generación de calor debido a la oxidación de alimentos, por lo que es posible determinarla midiendo el oxígeno consumido por el sujeto durante el trabajo. Existe una serie de métodos y técnicas destinados a la medición del gasto energético de un individuo, sin embargo el método más difundido es la calorimetría, es decir, la medición de energía como calor. Esta técnica está sustentada en las leyes de conservación de la energía y permite que el contenido de energía de un sistema, como el cuerpo humano, pueda ser medido de manera exacta.
La calorimetría aplicada a los estudios clínicos hechos en seres humanos puede dividirse en dos tipos, calorimetría directa que es el método de referencia y que cuantifica el gasto energético en forma de calor y la calorimetría indirecta que mide el gasto de energía a través del consumo de oxígeno y producción de anhídrido carbónico de un sujeto en un cierto período.
CALORIMETRÍA DIRECTA Esta técnica mide de manera directa la producción de calor del cuerpo para lo cual se utiliza una pieza calorimétrica que consiste en una habitación en la cual permanece el individuo y cuyas paredes se mantienen a una temperatura constante; de esta manera se monitorea permanentemente la diferencia producida entre la temperatura corporal del individuo y de la habitación, permitiendo conocer la cantidad de calor corporal producido.
Sin embargo, el costo, la complejidad y el tiempo que requiere este método no permiten su aplicación en forma rutinaria y queda circunscrita sólo al ámbito de la investigación y su utilización en un reducido número de lugares en el mundo.
CALORIMETRIA INDIRECTA La energía es utilizada en los tejidos animales por medio de reacciones químicas, de esta forma es posible evaluar la utilización de dicha energía a través de la medición de las sustancias consumidas y productos formados. En un estado estable, el consumo de oxígeno y la producción de anhídrido carbónico por unidad de tiempo se pueden correlacionar con la liberación de energía del cuerpo. El porcentaje de oxígeno del aire espirado de un adulto normal es alrededor de un cuatro por ciento más bajo que el aire ambiental, esta diferencia representa aproximadamente la utilización de 250 ml/minuto de oxígeno, dicha cantidad representa la suma de los requerimientos en los distintos órganos del cuerpo.
De esta forma la calorimetría indirecta aprovecha este fenómeno para la medición del gasto energético, cuantificando las cantidades de oxígeno consumidas y anhídrido carbónico producidas, por lo cual es también llamada calorimetría respiratoria, y puede realizarse mediante dos maneras:
a) C.I. Circuito Cerrado: La medición es hecha aislando al sujeto del aire ambiental, debido a que debe respirar en un reservorio que contiene oxígeno puro, el aire espirado retorna al
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reservorio una vez que el anhídrido carbónico ha sido absorbido por alguna sustancia adecuada, así la disminución de volumen del gas (O2 )en este sistema cerrado, está relacionado con el oxígeno consumido del cual se calcula el nivel metabólico del individuo. Este método fue utilizado en las primeras investigaciones de metabolismo, y a partir de él fueron derivadas las primeras fórmulas teóricas para el cálculo de gasto energético, sin embargo su uso fue abandonado para dar paso a metodologías de mayor exactitud y menos engorrosas.
b) C.I. Circuito Abierto: La técnica mediante circuito abierto permite que el sujeto esté en contacto con el medio ambiente, y requiere de la medición de las concentraciones de oxígeno y anhídrido carbónico en el aire inspirado y espirado por el individuo, una vez obtenidos estos valores deben ser corregidos por las condiciones estándares para así expresar el volumen de oxígeno utilizado por unidad de tiempo y los requerimientos de energía, basándose en tablas y fórmulas que relacionan las calorías equivalentes a los litros de oxígeno consumidos de acuerdo al cuociente respiratorio.
Como el volumen del aire depende de las condiciones de presión, temperatura y contenido de vapor de agua, estas condiciones deben especificarse siendo utilizadas las denominaciones siguientes: VTPS: Volumen del aire a temperatura del cuerpo y presión barométrica ambiental, saturado de humedad. Aire expirado a la salida del cuerpo. ATPS: Volumen del aire a temperatura del cuerpo y presión barométrica ambiental, saturado de humedad. Aire expirado colectado en depósito no aislado después de un periodo determinado. STPD: Volumen de aire seco a una temperatura de cero grado Celsius y 760 mm de presión de mercurio, que son las condiciones normalizadas. Utilizar nomograma. En la práctica generalmente se utiliza un valor calórico del O2 aproximado de 21 joule/litro (4.8 a 5.0 Kcal./l). El método de calorimetría indirecta consiste básicamente en medir el consumo de O2 del individuo durante el trabajo y hallará el gasto energético.
GE = VO2 * Vc O2
El consumo de oxígeno (VO2) se puede determinar a través de la siguiente expresión:
( )VP
consumoOVO *
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9.20 22
−=
Del gasto energético medido durante el trabajo, frecuentemente se descuenta el metabolismo basal para encontrar el gasto energético propio del trabajo (kilocaloría de trabajo). En trabajos donde se emplean grupos musculares grandes parece más conveniente establecer límites de fuerza desarrollada y su duración o utilizar un indicador fisiológico como el ritmo cardiaco.
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MATERIAL Y EQUIPO
• Velo ergómetro • Cronómetro • Balanza clínica con tallímetro • Juego de mangueras • Válvulas • Boquilla. • Presilla para la nariz • Barómetro • Psicrómetro • Gasómetro • Bolsa impermeable. • Esfigmómetro • Analizador O2 y CO2.
PROCEDIMIENTO:
• El docente designara grupos de estudiantes y designara sus respectivas actividades. • Explicar de forma clara en que consiste la practica • Asignara los distintos equipos y instrumentos que se nesecitan para realizar la practica • Explicara el manejo de cada instrumento • El docente suministrara al estudiante una guía detallada sobre la práctica de
laboratorio. • El docente responderá a las diferentes inquietudes que surjan durante el desarrollo de
la práctica.
METODOS:
• se le dará al estudiante todo tipo de ayudas como lo son formulas y tablas que se requieran para los cálculos necesarios. (ver anexos).
• El docente analizara los resultados y evaluara de acuerdo al desempeño del grupo en la realización de la práctica.
• El docente entregara al finalizar la práctica un informe que el estudiante deberá desarrollar y entregar la próxima clase. (ver anexos).
INFORME:
• El docente analizara los resultados del informe presentado por el estudiante de acuerdo al desarrollo de la práctica.
• El docente entregara resultados del informe al estudiante con sus respectivas correcciones si son necesarias.
100
BIBLIOGRAFIA
• Lange Anderson, K. Y otros: Fundamentals of exercise testing, OMS, Ginebra, 1971 • Lehman, Gunther, Fisiología practica del trabajo, edición Aguilar, España. • Guía de Laboratorios de Ergonomía. Silvio Viña Brito y Enrique Gregori Torada • ISO 8996
Ergonomics - Determination of metabolic heat production 1990
• (2) SPITZER, H. y HETTINGER, TH. Tables donnant la dépense énergétique en calories pour le travail physique B. T. E. 1966
• (3) SCHERRIER, J. et al. Physiologie du travail (Tomo 1) Masson, París, 1967
• (4) FRIMAT, P. y DELEPINE, P. Utilisation d'une grille d'évaluation de l'astreinte cardiaque Revue de médicine du travail, tomo XV, nº4,1988
• (5) FRIMAT, P., AMPHOUX, M., CHAMOUX, A. Interprétation et mesure de la fréquence cardiaque Revue deMedicine du Travail XV (4), 147, 165, 1988
• Astrand Per Olof. Fisiología del Trabajo Físico, Editorial Panamericana, tercera edición, 1992.
• Bigalan, B. and O. C. Lippold: The relation between Force, Velocity and Integrated
Eclectrical Activity in Human Muscles. Journal Physiology, 1954.
• Betancourt Oscar. La Salud y el Trabajo. CEAS – OPS. Quito Ecuador 1995.
• Betancourt, Oscar, para la enseñanza e investigación de la salud y seguridad en el trabajo. FUNSAD – OPS. Quito Ecuador 1999.
• CINFORO, Ministerio de Trabajo y Seguridad Social. Propuesta Pedagógica para el
Estudio de la Salud en el Trabajo, Pereira. 2001.
• CINFORO, UNEB, Velásquez Juan Carlos. La Salud del Trabajador Bancario 1997.
• Floyd, W. F., Welford. A. T. Fatiga y Trabajo. Instituto Cubano del Libro. 1972.
• Fundación MAPFRE. Manual de Ergonomía. Madrid 1994.
• Gonzalez. G. Javier. Fisiología de la Actividad Física y del Deporte. Interamericana McGraw-Hill. 1992
• Laurell, Asa Cristina. Márquez Margarita, “El desgaste obrero” en México. Ediciones Era
• Kurt Meinel. Gunter. S Teoría del Movimiento. Editorial Estadium. 2004.
• Marx Carlos. El capital. Tomo primero. Editorial Nacional de Cuba.1962.
• Montmollin, Maurice. Introducción a la Ergonomía. Editorial Limusa 1999.
• Mondelo Pedro. Ergonomía 3. Diseño del Puesto de Trabajo. Ediciones UPC. 2001.
• Mondelo, R Pedro Ergonomía 1, Estudio del Puesto de Trabajo,. Ediciones UPC
101
• Manero, Rogelio, Prueba escalonada La Habana, 1995
• Selkurt Ewald. Fisiología. Editorial el ateneo. 1976.
• Velásquez, Juan Carlos, caracterización de capacidad física de trabajo, en trabajadores
colombianos. 1995 – 2004.
• Velásquez, V, Juan Calos. Fisiología del Trabajo. Universidad Libre. 2005.
• Gómez; Maria Dolores. Physical work load evaluation by continuos register of heart rate. NTP 295
102
ANEXOS
Tabla 6: Métodos para determinar el gasto energético. ISO 8996
Tabla 7: Clasificación del metabolismo por tipo de actividad
103
Tabla 8: Metabolismo basal en función de la edad y sexo
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GRAFICO 2
Tabla 9: Metabolismo para la postura corporal. Valores excluyendo el metabolismo basal
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Tabla 10: Criterios de CHAMOUX. Permiten clasificar directamente la penosidad del trabajo en función del costo cardiaco absoluto y del relativo, según se indica a continuación
Tabla 11: Tabla de los coeficientes de penosidad según los criterios de FRIMAT
106
Tabla 12:
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LABORATORIO No III
RELACIONES CORPORALES
OBJETIVOS
• Medir a un grupo de individuos y utilizar la información para el diseño integral de
puestos de trabajo. • Desarrollar habilidades en el diseño ergonométrico de los puestos de trabajo.
• Lograr diseñar un puesto de trabajo con todas sus especificaciones.
• Conocer las dimensiones del cuerpo humano
MARCO TEORICO El correcto diseño de los puestos de trabajo es de vital importancia para la protección e higiene del trabajo. Un puesto de trabajo no adecuado a la antropometría de los trabajadores provoca esfuerzos innecesarios, fatiga en determinados grupos musculares y a más largo plazo pueden provocar dolencias diversas. Antes de iniciar un estudio antropométrico es necesario haber realizado un análisis sobre los métodos de trabajo, la frecuencia con que se realizan los movimientos y las fuerzas a desarrollar por el trabajador. Si son necesarios controles, instrumentos para la obtención de información y alarmas visuales es imprescindible conocer su importancia relativa, así como con que frecuencia el trabajador debe atenderlos. Este análisis debe indicar cuales son las dimensiones más relevantes para el diseño, debiéndose definir entonces las técnicas a emplear para su obtención. En pocas ocasiones es conveniente utilizar el promedio de la dimensión relevante para el diseño de individuos involucrados, es mas frecuente considerar las dimensiones de los individuos extremos. Al igual que en un grupo grande de individuos es útil calculara los percentiles de cada dimensión relevante, puesto que generalmente no resulta practico, ni posible a veces diseñara para la totalidad de la población. La inclusión de ajustes en las dimensiones de l puesto o medio de trabajo hace posible la adaptación de estos a los individuos extremos, sobre todo en grupos pequeños. En ocasiones no será posible encontrar un diseño compatible a todos los individuos de la población, lo que obliga a fijará reglas para la selección del personal que ocupará el puesto. Existen muchas informaciones antropométricas contenidas en tablas y estudios de determinados grupos de poblaciones, esta información examinándola con el cuidado necesario y advirtiendo todas sus posibles diferencias respecto a nuestras necesidades, sirven de gran ayuda en diseño de asientos y determinados puestos de trabajo. En tal sentido podrán servir de ayuda un amplio número de recomendaciones hechas en materiales y literaturas orientadas en clases.
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MATERIAL Y EQUIPO
1. El vestuario de los sujetos puede distorsionar las mediciones. Se recomienda el sujeto en trusa y descalzos. 2. Calibración y cuidado de los instrumentos. 3. Lectura y anotación. 4. Integración del grupo de prácticas: Medidor Anotador Auxiliar Sujeto de las mediciones. 5. Pesa (balanza). 6. Estadiómetro. 7. Antropómetro. 8. Cinta métrica. 9. Plano vertical. 10. escuadras. 11. Silla Antropométrica. 12. tablas antropométricas 13. medidas dimensionales del cuerpo humano 14. cámara de video 15. autocad 16. t.v
PROCEDIMIENTO
Posición del sujeto. Para realizar las mediciones antropométricas el sujeto debe encontrase en posición de atención antropométrica (P. A. A.) es decir, de pie, con los talones unidos, el cuerpo perpendicular al suelo, los brazos descansando a los lados, las manos extendidas, los hombros relajados, sin hundir el pecho y la cabeza en el plano Frankfort (Un plano horizontal pasa tangencialmente al borde superior del conducto auditivo externo y por el pliegue del párpado inferior). Otros grupo de mediciones se toman colocando al sujeto en posición antropométrica modificada (P. A. M.) en el asiento de mediciones de manera que ambos pies queden apoyados de forma plana sobre el plano que hace función de piso, que el borde del asiento no ejerza presión sobre el muslo y que los mismos queden en posición horizontal formando un ángulo de 90 grados con el tronco y las piernas. (Ver anexos) METODOS 1. Utilizando el material de medidas antropométricas disponible, se medirán según el procedimiento Normalizado de medida las siguientes dimensiones para todo el grupo de prácticas (cada alumno ha de medir una vez y ser medido otra):
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MEDIDAS DE IDENTIFICACION: • Longitud del tronco • Perímetro del tronco • Contorno de la cabeza • Contorno del cuello • Contorno bajo el pecho • Contorno de cintura • Contorno de la base de cadera • Longitud interior de la pierna • Longitud exterior de la pierna • Contorno de la mano • Longitud de la mano • Longitud del pie.
MEDIDAS DE PERIMETRO:
• Base del cuello • Punto base del cuello • Contorno de sisa • Contorno del brazo doblado • Contorno del brazo caído • Contorno del codo • Contorno de muñeca • Contorno de cadera • Contorno de muslo • Contorno de corva • Contorno de rodilla • Contorno de pantorrilla • Contorno mínimo de pierna • Contorno de tobillo
MEDIDAS DE ALTURA:
• Altura del cuerpo • Altura de sisa • Altura de senos • Altura de cintura posterior • Altura de cintura anterior • Altura lateral de cintura • Altura de la rodilla
MEDIDAS DE LONGITUD:
• Longitud bajo el brazo • Longitud total del brazo • Longitud del brazo • Longitud del brazo al codo • Longitud anterior del brazo • Longitud séptima vértebra cervical • Longitud séptima vértebra punta del seno • Longitud del talle delantero • Longitud cintura base de cadera • Tiro • Entrepierna al tobillo • longitud del muslo
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MEDIDAS DE ANCHURA:
• punto ancho de espalda • ancho de espalda • punto ancho de pecho • ancho de pecho • separación de los senos
2. Cada subgrupo de alumnos recopilará los valores de la dimensión que le será asignada de todos los alumnos del grupo en un fichero de datos y estimará los siguientes parámetros para esa población distinguiendo sexo (con ayuda del programa estadístico o la calculadora) (ver anexo): – estimación de la media y la desviación típica – estimación de percentiles 5, 50 y 95 de la población con los parámetros estimados – intervalo de confianza al 95% para la media, el percentil 95 y el percentil 5 – nº de gente que habría que medir para obtener un error en la media aceptable (3 mm si se
trata de una dimensión de la mano y 7 mm para el resto de dimensiones) – nº de gente que habría que medir para obtener un error aceptable en el percentil 5 de
mujeres (7 mm si se trata de una dimensión de la mano y 15 mm para el resto). – nº de gente que habría que medir para obtener un error aceptable en el percentil 95 de
hombres (7 mm si se trata de una dimensión de la mano y 15 mm para el resto).
3. Para todos los integrantes del subgrupo se debe calcular en qué percentil están (utilizando la media y desviación típica de las tablas antropométricas del grupo de edad al que pertenece) en las siguientes dimensiones: estatura, longitud nalga-rodilla, anchura de caderas, anchura de hombros y longitud de la mano. A la vista de los resultados, ¿qué conclusiones se obtienen? NOTA: Los intervalos de confianza al 95% para la media y los percentiles son los siguientes:
IC95 para la media = ±196. * n
s
IC95 para el percentil p= ±k * n
s con k la de la tabla
RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN: La información se anotara en modelos habilitados por cada individuo, acotándose por cada estudiante con sus propias dimensiones las figuras que se entregaran por el docente. TABLA 13.
percentiles k 40% y 60% 2,49 30% y 70% 2,58 20% y 80% 2,8 10% y 90% 3,35 5% y 95% 4,14 1% y 99% 7,33
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Informe
1. Con la base de datos de que se dispondrá por los estudiantes se deberá realizar el
diseño de un puesto de trabajo de acuerdo a los conceptos y parámetros vistos en la práctica.(VER MODELO DE DISEÑO DE UN PUESTO DE TRABAJO)
2. Se compararan estos diseños indicando ventajas y diferencias relativas. 3. conclusiones y recomendaciones
Bibliografia
• Murrell, KPH: Ergonomics. Man in his Working Enviroment, Chapman an May. Londres, 1971.
• Dreyfuss, Henry: The measure of man. Human factors in design, Whitney Publications,
Nueva York, 1967.
• Manual de Laboratorio de Ergonomía. Ing. Silvio Viña Brito, Ing. Enrique Gregori
Torada.
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ANEXO
Nomenclatura. POSICIÓN DE ATENCIÓN ANTROPOMÉTRICA (P. A. A.): Estatura (E): Distancia vertical desde el vertex hasta el suelo con el sujeto en P. A. A. Altura de los ojos (AO): Distancia vertical desde el suelo hasta el eje horizontal que pasa por el centro de la pupila. Altura del codo (AC): Distancia vertical desde el suelo hasta la depresión que forma la unión del brazo y antebrazo. Diámetro Biacromial (DB): Distancia entre los puntos más laterales y superiores de los apófisis acromiales del omoplato. Diámetro Bicrestal (DBC): Distancia entre las crestas iliacas. POSICIÓN ANTROPOMÉTRICA MODIFICADA (P. A. M.): Alcance máximo del brazo (AMB): Distancia desde el plano vertical hasta el eje que se produce en la mano cuando el sujeto tiene extendido al máximo el brazo. Alcance mínimo del brazo (AMIB): Distancia desde el respaldo hasta el eje vertical de la mano con el puño cerrado cuando el sujeto tiene su brazo paralelo a la línea media del tronco y el brazo y antebrazo formando un ángulo de 90 grados. Altura de los ojos, sentado (AOS): Distancia desde el eje que pasa por el centro de la pupila hasta la superficie horizontal del asiento. Altura del codo, sentado (ACS): Distancia desde el plano del asiento hasta la depresión del codo, cuando el brazo esta paralelo a la línea media del tronco y formando un ángulo de 90 grados con el antebrazo. Altura del muslo (AM): Distancia desde el punto más alto del muslo y el plano horizontal del asiento. Altura iliocrestal, sentado (AI): Distancia vertical desde la espina iliaca anterior y superior hasta el plano horizontal del asiento, al estar el sujeto sentado con el tronco perpendicular al plano del asiento formando un ángulo de 90 grados con los muslos. Altura subescapular (AS): Distancia desde el ángulo inferior de la escápula hasta el plano del asiento. Altura de la rodilla (AR): Distancia vertical desde el plano horizontal del piso hasta la rotula. Altura poplítea (AP): Distancia vertical desde el plano del suelo hasta la zona inmediata posterior de la rodilla. Longitud sacro rótula (LSR): Distancia desde el vértice de la rotula hasta el plano vertical de la espalda del individuo. Longitud sacro poplítea (LSP): Distancia desde el punto de la depresión poplítea de la pierna hasta el plano vertical de la espalda. Longitud del muslo (LM): Distancia desde el vértice de la rotula hasta la depresión producida entre la parte posterior del muslo y el abdomen. Anchura de la cadera sentado (ACS): Distancia máxima entre las caderas. Anchura de codo a codo (ACC): Distancia que separa las superficies laterales de estos. Por ultimo se define el peso total del sujeto garantizando previamente que el mismo tenga el mínimo de ropa, situado en el centro de la plataforma de la balanza, sin tener ningún tipo de apoyo.
113
TOMA DE MEDIDAS DEL CUERPO HUMANO
FIGURA 3
FIGURA 4
114
FIGURA 5
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FIGURA 6
116
FIGURA 7
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118
FIGURA 8
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TABLAS ANTROPOMETRICAS
TABLA 13: ALTURA DE CODO EN REPOSO
120
TABLA 14: ALTURA
121
TABLA 15: ALTURA EN POSICION SEDENTE ERGUIDA
122
TABLA 16: ALTURA POSICION SEDENTE NORMAL
123
TABLA 17: ANCHURA CODO-CODOO
124
TABLA 18: ANCHURA CADERAS
125
TABLA 19: HOLGURA DEL MUSLO
126
TABLA 20: ALTURA DE RODILLA
127
TABLA 21: LARGURA NALGA- POPLITEO
128
TABLA 22: LARGURA NALGA-RODILLA
129
Tabla 23: Dimensiones funcionales del cuerpo humano
130
Tabla 24: Dimensiones estructurales combinadas del cuerpo humano
131
Tabla 25: Dimensiones de mano y pie
132
FORMATOS
DIMENSIONES 1 2 3 4 peso hombre mujer altura hombre mujer altura posición sentado erguido hombre mujer anchura caderas hombre mujer altura rodillas hombre mujer altura poplítea hombre mujer altura ojo hombre mujer altura ojo sentado hombre mujer anchura hombros hombre mujer perímetro de pecho hombre mujer contorno cabeza hombre mujer longitud interna de la pierna hombre mujer longitud exterior de la pierna hombre mujer alcance punta mano hombre mujer
133
FORMATO
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LABORATORIO No III
RELACIONES CORPORALES
MANUAL DEL DOCENTE
INTRODUCCION Es de vital importancia que el puesto de trabajo de cualquier actividad que el hombre desarrolle se encuentre en excelentes condiciones para poder crear una buen ambiente de trabajo y una optima relación hombre-puesto de trabajo La practica busca que mediante los conceptos de antropometría y ergonomía se pueda conocer y analizar los elementos que conforman un buen diseño de puesto de trabajo. Además pretende que el estudiante conozca las dimensiones de su cuerpo y como pueden beneficiarlo en la realización de determinada actividad que requiera algún esfuerzo. OBJETIVO: Esta practica esta enfocada a que el estudiante mediante la antropometría encuentre la relación entre el hombre y su puesto de trabajo en busca de alcázar el máximo rendimiento sin que el cuerpo se desgaste a través del tiempo. MARCO TEORICO El correcto diseño de los puestos de trabajo es de vital importancia para la protección e higiene del trabajo. Un puesto de trabajo no adecuado a la antropometría de los trabajadores provoca esfuerzos innecesarios, fatiga en determinados grupos musculares y a más largo plazo pueden provocar dolencias diversas. Antes de iniciar un estudio antropométrico es necesario haber realizado un análisis sobre los métodos de trabajo, la frecuencia con que se realizan los movimientos y las fuerzas a desarrollar por el trabajador. Si son necesarios controles, instrumentos para la obtención de información y alarmas visuales es imprescindible conocer su importancia relativa, así como con que frecuencia el trabajador debe atenderlos. Este análisis debe indicar cuales son las dimensiones mas relevantes para el diseño, debiéndose definir entonces las técnicas a emplear para su obtención. En pocas ocasiones es conveniente utilizar el promedio de la dimensión relevante para el diseño de individuos involucrados, es mas frecuente considerar las dimensiones de los individuos extremos. Al igual que en un grupo grande de individuos es útil calculara los percentiles de cada dimensión relevante, puesto que generalmente no resulta practico, ni posible a veces diseñara para la totalidad de la población. La inclusión de ajustes en las dimensiones de l puesto o medio de trabajo hace posible la adaptación de estos a los individuos extremos, sobre todo en grupos pequeños. En ocasiones no será posible encontrar un diseño compatible a todos los individuos de la población, lo que obliga a fijará reglas para la selección del personal que ocupará el puesto.
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Existen muchas informaciones antropométricas contenidas en tablas y estudios de determinados grupos de poblaciones, esta información examinándola con el cuidado necesario y advirtiendo todas sus posibles diferencias respecto a nuestras necesidades, sirven de gran ayuda en diseño de asientos y determinados puestos de trabajo. En tal sentido podrán servir de ayuda un amplio número de recomendaciones hechas en materiales y literaturas orientadas en clases. MATERIAL Y EQUIPO
1. El vestuario de los sujetos puede distorsionar las mediciones. Se recomienda el sujeto en trusa y descalzos. 2. Calibración y cuidado de los instrumentos. 3. Lectura y anotación. 4. Integración del grupo de prácticas: Medidor Anotador Auxiliar Sujeto de las mediciones. 5. Pesa (balanza). 6. Estadiómetro. 7. Antropómetro. 8. Cinta métrica. 9. Plano vertical. 10. escuadras. 11. Silla Antropométrica. 12. tablas de antropométricas 13. tablas descriptivas de medidas 14. Internet 15. modelos de puesto de trabajos
PROCEDIMIENTO:
• el docente formara grupos y asignara que mediadas debe de tomar en la practica.
• El docente dotara a cada grupo sus respectivos equipos y materiales que sean necesarios para el desarrollo de la practica de acuerdo a las medidas que se vallan a tomar
• El docente dará una pequeña introducción sobre la práctica a desarrollar (como y para que), además de explicar el uso de los distintos equipos y materiales de laboratorios.
• El docente supervisar la toma de medidas y el manejo de tablas. • El docente suministrara al estudiante una guía detallada sobre la práctica de
laboratorio. • El docente responderá a las diferentes inquietudes que surjan durante el desarrollo
de la práctica.
136
METODOS:
• se le dará al estudiante todo tipo de ayudas como lo son formulas y tablas que se requieran para los cálculos necesarios. (ver anexos).
• El docente analizara los resultados y evaluara de acuerdo al desempeño del grupo en la realización de la práctica.
• El docente entregara al finalizar la practica un informe que el estudiante deberá desarrolla y entregar la próxima clase. (ver anexos).
INFORME:
• El docente analizara los resultados del informe presentado por el estudiante de acuerdo al desarrollo de la práctica.
• El docente entregara resultados del informe al estudiante con sus respectivas correcciones si son necesarias.
BIBLIOGRAFIA
• Murrell, KPH: Ergonomics. Man in his Working Enviroment, Chapman an May. Londres, 1971.
• Dreyfuss, Henry: The measure of man. Human factors in design, Whitney Publications,
Nueva York, 1967.
• Manual de Laboratorio de Ergonomía. Ing. Silvio Viña Brito, Ing. Enrique Gregori
Torada.
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ANEXOS
Nomenclatura. POSICIÓN DE ATENCIÓN ANTROPOMÉTRICA (P. A. A.): Estatura (E): Distancia vertical desde el vertex hasta el suelo con el sujeto en P. A. A. Altura de los ojos (AO): Distancia vertical desde el suelo hasta el eje horizontal que pasa por el centro de la pupila. Altura del codo (AC): Distancia vertical desde el suelo hasta la depresión que forma la unión del brazo y antebrazo. Diámetro Biacromial (DB): Distancia entre los puntos más laterales y superiores de los apófisis acromiales del omoplato. Diámetro Bicrestal (DBC): Distancia entre las crestas iliacas. POSICIÓN ANTROPOMÉTRICA MODIFICADA (P. A. M.): Alcance máximo del brazo (AMB): Distancia desde el plano vertical hasta el eje que se produce en la mano cuando el sujeto tiene extendido al máximo el brazo. Alcance mínimo del brazo (AMIB): Distancia desde el respaldo hasta el eje vertical de la mano con el puño cerrado cuando el sujeto tiene su brazo paralelo a la línea media del tronco y el brazo y antebrazo formando un ángulo de 90 grados. Altura de los ojos, sentado (AOS): Distancia desde el eje que pasa por el centro de la pupila hasta la superficie horizontal del asiento. Altura del codo, sentado (ACS): Distancia desde el plano del asiento hasta la depresión del codo, cuando el brazo esta paralelo a la línea media del tronco y formando un ángulo de 90 grados con el antebrazo. Altura del muslo (AM): Distancia desde el punto más alto del muslo y el plano horizontal del asiento. Altura iliocrestal, sentado (AI): Distancia vertical desde la espina iliaca anterior y superior hasta el plano horizontal del asiento, al estar el sujeto sentado con el tronco perpendicular al plano del asiento formando un ángulo de 90 grados con los muslos. Altura subescapular (AS): Distancia desde el ángulo inferior de la escápula hasta el plano del asiento. Altura de la rodilla (AR): Distancia vertical desde el plano horizontal del piso hasta la rotula. Altura poplítea (AP): Distancia vertical desde el plano del suelo hasta la zona inmediata posterior de la rodilla. Longitud sacro rótula (LSR): Distancia desde el vértice de la rotula hasta el plano vertical de la espalda del individuo. Longitud sacro poplítea (LSP): Distancia desde el punto de la depresión poplítea de la pierna hasta el plano vertical de la espalda. Longitud del muslo (LM): Distancia desde el vértice de la rotula hasta la depresión producida entre la parte posterior del muslo y el abdomen. Anchura de la cadera sentada (ACS): Distancia máxima entre las caderas. Anchura de codo a codo (ACC): Distancia que separa las superficies laterales de estos. Por ultimo se define el peso total del sujeto garantizando previamente que el mismo tenga el mínimo de ropa, situado en el centro de la plataforma de la balanza, sin tener ningún tipo de apoyo.
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TOMA DE MEDIDAS DEL CUERPO HUMANO FIGURA 3
FIGURA 4
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FIGURA 5
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FIGURA 6
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FIGURA 7
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FIGURA 8:
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TABLAS ANTROPOMETRICAS
TABLA 13: ALTURA DE CODO EN REPOSO
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TABLA 14: ALTURA
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TABLA 15: ALTURA EN POSICION SEDENTE ERGUIDA
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TABLA 16: ALTURA POSICION SEDENTE NORMAL
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TABLA 17: ANCHURA CODO-CODOO
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TABLA 18: ANCHURA CADERAS
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TABLA 19: HOLGURA DEL MUSLO
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TABLA 20: ALTURA DE RODILLA
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TABLA 21: LARGURA NALGA- POPLITEO
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TABLA 22: LARGURA NALGA-RODILLA
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Tabla 23: Dimensiones funcionales del cuerpo humano
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Tabla 24: Dimensiones estructurales combinadas del cuerpo humano
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Tabla 25: Dimensiones de mano y pie
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FORMATOS
DIMENSIONES 1 2 3 4 peso hombre mujer altura hombre mujer altura posición sentado erguido hombre mujer anchura caderas hombre mujer altura rodillas hombre mujer altura poplítea hombre mujer altura ojo hombre mujer altura ojo sentado hombre mujer anchura hombros hombre mujer perímetro de pecho hombre mujer contorno cabeza hombre mujer longitud interna de la pierna hombre mujer longitud exterior de la pierna hombre mujer alcance punta mano hombre mujer
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FORMATO
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MODELO DE DISEÑO NOMBRE: DISEÑO DE PUESTO DE TRABAJO EN COMPUTADORAS. OBJETIVO:
• Lograr que las características de diseño de este puesto de trabajo permitan una fácil, cómoda y eficiente relación computador – hombre.
• Permitir el fácil acondicionamiento a personas de ambos sexos de diversas
características antropométricas.
• Obtener un diseño de puesto de trabajo que brinde.
• unas condiciones de seguridad y confort especiales, pues se trata de un trabajo con alto grado de responsabilidad y riesgo.
Elementos del diseño de los puestos de trabajo Es importante, también, aclarar la diferencia existente entre ciertos términos comúnmente utilizados en el Análisis y descripción de puestos de trabajo: Elemento: Es la unidad mínima indivisible del trabajo. Tarea: Actividad individualizada e identificable como diferente del resto. Función: conjunto de tareas, realizadas por una persona, que forman un área definida de trabajo. Suelen mantener entre sí una relación de proximidad física o técnica. Obligación: se le denomina así a las diversas compromisos que puede desarrollar una persona en una organización. Puesto: Se trata de una o mas funciones que se organizan constituyendo una nueva unidad de orden superior y adoptan una posición jerárquica en la organización. También puede definirse como "una unidad de organización que conlleva un grupo de deberes y responsabilidades que lo vuelven separado y distinto de los otros" (8). Ocupación: clases de puestos que pueden ser hallados en diferentes organizaciones y que presentan una gran similitud entre sí. Este término está relacionado con la calificación profesional de los individuos, que le capacita para el desempeño de determinados puestos de trabajo.
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Entre los objetivos o posibles usos del análisis y descripción de puestos de trabajo cabe destacar los siguientes: Reclutamiento: El análisis y descripción de puestos de trabajo proporciona información sobre las características que debe poseer el candidato/a a ocupar el puesto de trabajo y por tanto resulta de utilidad a la hora de determinar las fuentes de reclutamiento, esto es, aquellos lugares, centros, etc., donde es más probable que encontremos suficiente número de personas que se ajustan a los requisitos exigidos. Selección de Personal: El análisis y descripción de puestos de trabajo proporciona datos suficientes para elaborar el perfil profesiográfico o profesiograma en el que se especifican las características y requisitos tanto profesionales como personales que debe cumplir el candidato para desarrollar de forma adecuada las tareas y actividades propias del puesto. Esta información guiará la elección de la batería de pruebas psicológicas que se utilizará para medir las características aptitudinales y de personalidad que buscamos. También servirá de guía para la entrevista de selección y para los distintos procedimientos selectivos que se utilicen: dinámicas de grupo, assesment center, etc. Formación: Comparando el ajuste existente entre los requisitos exigidos por el puesto y los conocimientos, aptitudes y características que aporta el candidato, podremos determinar la existencia de posibles desajustes que indiquen la necesidad de desarrollar acciones formativas encaminadas a subsanar las carencias y potenciar los aspectos positivos. De esta forma, una vez detectada la necesidad podremos diseñar e implementar los planes de formación más adecuados. Evaluación del desempeño: Dado que la descripción de puestos nos indica las tareas, actividades, deberes y obligaciones de las que es responsable la persona que ocupa el cargo, dicha descripción nos servirá para determinar hasta que punto la persona está desarrollando un rendimiento acorde a lo exigido por el puesto. Esto cobra especial relevancia si se está utilizando un procedimiento de evaluación por objetivos o por valores. Valoración de Puestos: El análisis y descripción de puestos de trabajo constituye la herramienta básica a partir de la cual se determina el sistema de valoración de puestos a utilizar. Sin el análisis de puestos de trabajo no resultaría posible la posterior realización de la valoración, procedimiento mediante el que se pretende determinar el valor relativo de los distintos puestos que componen una organización. Esto se hace de cara al establecimiento de sistemas retributivos más justos y equitativos. Otras Finalidades en las que contribuye o participa: Administración de salarios Seguridad e higiene del trabajo Planes de carrera Mejora de la comunicación entre el personal de la organización y otras. Profesiograma De Cargos. A partir del ADPT se elabora el Profesiograma de cargos que constituye el documento que sintetiza los principales requerimientos y exigencias que debe poseer el ocupante del puesto. Según A. Cuesta Santos “el Profesiograma, cuyos componentes esenciales se expresan en la figura 3, es el resultado de las actividades claves de ADPT, marca un hito metodológico fundamental y es un elemento esencial de conexión técnico – organizativo.(9)
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TECNICAS DE DISEÑO El diseño ideal debe de comenzar lógicamente pensando en el empleado para que este pueda trabajar en una postura confortable y adecuada, pueda ver lo indispensable y que ejecute sus funciones sin riesgo de errores. Los criterios o consideraciones que se deben tener en cuenta son:
• Las alturas del plano de trabajo recomendadas para trabajos sentados es la siguiente:
• Definir si el espacio reservado para las piernas permite el confort postural del operario en situación de trabajo.
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• Una buena disposición de los elementos a manipular en el área de trabajo no nos obligará a realizar movimientos forzados del tronco con los consiguientes problemas de dolores de espalda.
Tanto en el plano vertical como en el horizontal, debemos determinar cuales son las distancias óptimas que consigan un confort postural adecuado.
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• El monitor debe situarse en línea recta a la línea de visión del usuario, de manera tal que la pantalla se encuentre a la misma altura de los ojos (así no tendrá que doblar el cuello para mirarla).
• -Agregarle al monitor algún filtro antireflejo con el fin de eliminar las radiaciones electromagnéticas y los deslumbramientos que puedan provocar trastornos en la vista.
• Bajar el brillo todo lo posible, pero sin llegar al extremo de tener que forzar la vista • La distancia entre la persona y el monitor no debe ser inferior a 50 o 60 cm. • -Si la luz del ambiente produce reflejo sobre la pantalla; cambiar la posición del monitor,
o disminuir la iluminación del ambiente de manera que no haya reflejos, pero sin llegar al extremo de usar la computadora en lugares muy oscuros.
• El asiento debe tener un respaldo que permita apoyarse correctamente. Tiene que ser móvil, y con posibilidad de regular tanto la altura como la posición del respaldo.
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• La altura del asiento hay que variarla para que las articulaciones de los tobillos, las rodillas, y las caderas mantengan ángulos de 90°. Para así evitar dolor en las cervicales, lumbalgias o problemas de disco.
• A la hora de teclear, los antebrazos y las muñecas deben formar una misma línea, y los codos tienen que estar a ambos lados del cuerpo. Lo ideal sería utilizar un teclado ergonómico, ya que por la disposición de sus teclas brinda un descanso y evita la fatiga muscular.
• Siempre es bueno hacer un descanso de 5 minutos por cada hora de trabajo y hacer una serie de ejercicios sencillos:
• Asomarse a una ventana, elija un objeto lejano y detener la visión en él, inspirar hondo, contar mentalmente hasta 4 y expirar el aire lentamente. Repetirlo varias veces.
• Hacer ejercicios con los hombros: pararse derecho y levantarlos lentamente varias veces. • Para los músculos del cuello: sentarse derecho mirando hacia delante. Girar la cabeza
para ambos lados en forma alternativa, alineando el mentón con el hombro al hacerlo. Luego inclinar la cabeza hacia la izquierda y la derecha, intentando tocar el hombro con la oreja.
• No apoyar las manos en el teclado ni en el mouse mientras no se utilizan, y hacer pausas cortas dejando que los brazos cuelguen libremente.
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COMPONENTES ESENCIALES DEL ADPT.
Análisis, diseño y descripciones de puestos de
trabajo
Requisitos y Responsabilidades
Contenido del puesto
Condiciones de trabajo
Que hace Cómo lo hace Por qué lo hace
PROFESIOGRAMA