En este apartado se va a dimensionar el espacio entre las patas de la mesa y la pared (ya que es una mesa empotrada en la pared) “EP”, ya que si este espacio no está bien dimensionado se obtendrá una mesa con un nivel de confortabilidad bajo, en las tablas de datos antropométrico la única medida que se puede utilizar como base para dimensionar este espacio es la anchura de caderas “ACs”.
19. Anchura de caderas (ACs). Es la distancia horizontal que existe entre los muslos, encontrándose el sujeto sentado con el tórax perpendicular al plano de trabajo.
Para la obtención del espacio mínimo entre las patas de la mesa de escritorio se sobredimensionará al doble de la anchura de caderas (muslos) sentado, para conseguir un espacio más cómodo para posible movimientos.
𝐸𝑃 = 2 × 𝐴𝐶𝑠
ZONAS DE ALCANCE DE ELEMENTOS
Otro de los puntos importantes a tener en cuenta a la hora del dimensionado de una mesa de escritorio es la búsqueda de una buena disposición de los elementos a manipular en el área de trabajo, ya que de esta forma el usuario no se vea obligado a realizar movimientos forzados del tronco para poder acceder a ellos. Para ello se determina cuáles son las distancias óptimas de alcance y tras esto se dimensiona la mesa en profundidad y anchura. Para conseguirlo se utilizan las siguientes medidas antropométricas.
ANEXOS
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Figura 6525. Longitud hombro-agarre (HA). Distancia desde el hueso del hombro al centro de un objeto que se agarra con la mano, con el codo y la muñeca rectos. Se utiliza para calcular zonas de alcance conveniente.
17. Anchura hombros (AH). Máxima anchura de los hombros. Holgura necesaria en la parte superior de la zona de trabajo.
Por lo tanto el establecimiento de la medida de profundidad máxima de la mesa “PM” está definido por la longitud hombro-agarre.
𝑃𝑀 = 𝐻𝐴
Para determinar la medida de anchura máxima de la mesa “AM”.se utiliza la siguiente formula.
𝐴𝑀 = 2 × (𝐻𝐴 + 𝐴𝐻 2⁄ )
En este apartado se realiza el dimensionado de las medidas que afecta al diseño de la mesa de escritorio. Como se dijo anteriormente al tratarse del diseño de puestos de trabajo, no es suficiente pensar en realizarlos para personas de talla media, es más adecuado tener en cuenta a los individuos de mayor estatura (percentil 95) para acotar las dimensiones de espacio entre las patas y altura de la mesa y a los individuos de menor estatura para acotar las dimensiones de las zonas de alcance en plano horizontal (percentil 5).
Para él cálculo de estas medidas se utilizan los datos obtenidos de las tablas antropométricas de población española entre 19 y 65 años sacadas del libro “Colección de problemas y tablas antropométricas para diseño”. A continuación en la siguiente tabla se muestran las dimensiones necesarias para el dimensionado del producto.
69
19-65 añosHOMBRES MUJERES
5% 95% 5% 95%
11. Altura codos-asiento (CA) 190 296 182 284
16. Altura poplítea (AP) 387 486 350 445
17. Anchura hombros (AH) 413 509 350 434
19. Anchura de caderas (ACs) 307 406 301 434
25. Longitud hombro-agarre (HA) 605 714 545 647
Tabla 9
Para el establecimiento de la altura de la mesase utiliza el percentil P95 ya que este permite acomodar al máximo número de población posible.
Para ello se utiliza la fórmula especificada anteriormente en la cual se obtiene la altura del codo al suelo en posición sentada.
𝐶𝑆 = 𝐶𝐴 + 𝐴𝑃 Hombres (P95) = 296 +486 = 782 mm
Mujeres (P95) = 284 +445 = 729 mm
Debido a la diferencia entre hombres y mujeres se toma la medida media entre las dos por lo que la mesa tendrá una altura de 750 mm.
El siguiente cálculo sirve para conseguir la medida del espacio mínimo entre las patas de la mesa y la pared. En este caso es una medida orientativa ya que por ahora solo afecta la restricción de la longitud mínima.
Para el cálculo se utiliza la fórmula descrita anteriormente y se toman los datos del percentil 95 de hombres ya que este dato es capaz de acomodar al resto de la población española.
𝐸𝑃 = 2 × 𝐴𝐶𝑠 Hombres (P95) = 406 + 50% x 406 = 609 mm
El último cálculo sirve para calcular la profundidad y anchura mínimas de la mesa. Al igual que el apartado anterior son medidas orientativas las cuales se tienen que tener en cuenta a la hora de dimensionar el tablero de trabajo.
Para la profundidad del tablero de trabajo se utiliza la fórmula para al cual se utilizará el percentil 5 de mujeres ya que acomoda a toda la población, porque les permite acceder a todos los objetos de la mesa sin tener que moverse o hacer posturas forzadas.
𝑃𝑀 = 𝐻𝐴 Mujeres (P5)=545 mm
ANEXOS
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Por último para la anchura mínima de la mesa se utiliza la fórmula descrita anteriormente usando el percentil 5 de mujeres ya que al igual que en la profundidad, acomoda a todos los usuarios.
𝐴𝑀 = 2 × (𝐻𝐴 + 𝐴𝐻 2⁄ )
Mujeres (𝑃5) = 2 × (545 + 350 2⁄ ) = 1440 mm
Estos valores son los que se consideran óptimos para un correcto uso de la mesa de escritorio, pero no definen la mesa en algunos aspectos, ya que solo son unas medidas de orientación. En base a estos resultados las medidas finales de la mesa son los siguientes.
Altura de la mesa: 750 mm Espacio entre patas: 915 mm Profundidad de la mesa: 500 mm Anchura de la mesa: 1000 mm
71
ANEXO 5: CÁLCULOS ESTRUCTURALES
En este apartado se muestran los cálculos estructurales del producto con el fin de que soporte cargas sin que afecten a sus componentes. Además de las cargas normales que pueda tener este tipo de mobiliario, es necesario sobredimensionarlo para soportar cargas anormales que se puedan producir y que son superiores a las de un uso adecuado.
También hay que tener en cuenta, que si se supera la carga máxima aplicada en los cálculos no se garantiza la integridad del producto. Además, el documento Pliego de condiciones, apartado Condiciones de uso se muestran las condiciones bajo las cuales se debe utilizar el producto.
Todos los valores obtenidos en los cálculos se tienen en cuenta para dimensionar el producto de forma que el producto tenga un pequeño sobredimensionado para reforzar su seguridad. En el caso de algunos cálculos se parte de un dimensionado inicial de las piezas, por lo que solo es una comprobación de que la dimensión es correcta, si no lo fuera ésta se cambiaría aumentando sus dimensiones.
Los cálculos mecánicos se dividirán en dos apartados, por una parte los cálculos de los módulos mesa, que al tener patas su estructura cambia, y por otra parte los cálculos de los módulos balda y cubo.
Solo hay un cálculo que es común a todos los módulos que es el dimensionado de los tornillos que mantienen unidas la pieza en forma de T y los módulos de madera, para que al estirar los módulos no se separen de dicha pieza para aguantar a aplastamiento y cizalladura. Los datos y supuestos de partida utilizados para hacer dicho cálculo son los siguientes:
Carga aplicada→30kg
Tensión admisible del acero (σadm) = 345 MPa
El coeficiente de seguridad ( ns) es de 2
Los espesores son 13,4mm las dos partes del módulo de madera y 3,2mm de la pieza en forma de T
Figura 66
Primero se calculará el diámetro mínimo del tornillo para aguantar a cizalladura. F=30kg x 9,81=294,2N
𝜁
𝑡𝑟𝑎𝑏≤
𝜁
𝑎𝑑𝑚𝑛
𝑠;
𝑇
𝐴 × 𝑁º 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠≤
𝜎
𝑎𝑑𝑚2 × 𝑛
𝑠(𝑡𝑟𝑒𝑠𝑘𝑎)
;
294,2
𝜋 × 𝑑
2⁄ × 24
≤
345𝑒6
2 × 2
; 𝒅 ≥ 𝟏, 𝟒𝟕𝒎𝒎
ANEXOS
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En segundo lugar se calculará el diámetro mínimo del tornillo para aguantar a aplastamiento, después de eso se cogerá el diámetro más restrictivo de los dos.
𝜎
𝑡𝑟𝑎𝑏≤ [𝜎];
𝐹 𝑑×𝑒𝑚á𝑥×𝑁º𝑡𝑜𝑟𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜𝑠≤
2×𝜎𝑎𝑑𝑚 𝑛𝑠;
294,2 𝑑×0,0134×2≤
2×345𝑒6 2; 𝒅 ≥ 𝟎, 𝟎𝟑𝒎𝒎
De los dos diámetros obtenidos el más restrictivo es el obtenido en el cálculo de cizalladura por lo que será el que se utilice para el dimensionado del tornillo.