UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA ERGONÓMICO
PARA UN VEHÍCULO TIPO POLARIS ARENERO
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
CHRISTIAN JONATHAN AGUIRRE MONTENEGRO
DIRECTOR: ING. MILTON REVELO
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1719342709
APELLIDO Y NOMBRES: AGUIRRE CHRISTIAN JONATHAN
DIRECCIÓN: CALDERON, URB SIERRA HERMOSA #189
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 022824264
TELÉFONO MOVIL: 0992701878
DATOS DE LA OBRA TITULO:
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA ERGONÓMICO PARA UN VEHÍCULO TIPO POLARIS ARENERO AUTOR O AUTORES:
AGUIRRE MONTENEGRO CHRISTIAN JONATHAN
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN: 2015/10/13
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN: ING. MILTON REVELO
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO AUTOMOTRIZ RESUMEN: Mínimo 250 palabras El proyecto fue desarrollado con el fin de
analizar el sistema ergonómico del vehículo polaris arenero con sus diferentes actividades de manera multidisciplinario, encargado de cargas y movimientos de alto riesgo ya que se realizó dentro del vehículo, el cual nos ayudó ajustar la optimización buscando su seguridad y comodidad. Dentro del vehículo polaris arenero, la comodidad es lo que se define como ergonomía o soluciones ergonómicas, en donde se ofreció soluciones para el manejo directo del conductor y/o pasajero, como el equilibrio en la colocación
del asiento, pedales, volante entre otros, segundo se ocupó de proponer un acceso rápido y controlado a los instrumentos al conducir el vehículo, como los interruptores de las luces, la regulación de asientos, el cinturón de seguridad y los ajustes de la cabecera, tercero la seguridad y la sencillez en el manejo de otras funciones, para la comodidad y bienestar del conductor y/o pasajero. Con las medidas de seguridad para el vehículo polaris arenero se puedo prever posibles molestias, se logró indicar las posiciones y dimensiones adecuadas al momento de conducir ya que dependió de cada persona el haber adoptado a la medida cada elemento según su necesidad mejorando la salud y los hábitos. Al terminar el proyecto se fortaleció la teoría y la práctica, y se amplió el conocimiento en el área automotriz además se enfocó en el diseño, e implementación del sistema ergonómico, que permitió obtener resultados de manera segura y confiable ya que este vehículo fue diseñado para recorrer diferentes tipos de terrenos.
PALABRAS CLAVES: Diseño
Sistema ergonómico Vehículo tipo polaris
ABSTRACT: The project was developed in order to analyze the ergonomic system sandpit polaris vehicle
with its various activities multidisciplinary way,
responsible for loads and movements of high
risk as it was carried in the vehicle, which
helped us adjust optimization looking for
safety and comfort. Inside the vehicle sandpit
polaris, comfort is what is defined as
ergonomics or ergonomic solutions where
/ or passenger, as the balance in the
placement of the seat, pedals, steering wheel
and others offered, second it was held to
propose a rapid and controlled instruments to
drive the vehicle, such as light switches,
regulating seats, seat belts and adjustment of
the head, third safety and easy handling
access other functions, for comfort and
well-being of the driver and / or passenger. With
security measures for the vehicle polaris
sandpit is can foresee any inconvenience, it
was possible to indicate the right when driving
as it depended on each person to have
adopted the measure each element according
to your need improving health positions and
dimensions and habits. Upon completion of
the project theory and practice it was
strengthened, and knowledge in the
automotive area also was focused on the
design and implementation of ergonomic
system, which provided results safely and
reliably expanded since this vehicle was
designed to Jeeps go.
KEYWORDS Design
Ergonomic system Polaris vehicle type
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f:__________________________________________ AGUIRRE MONTENEGRO CHRISTIAN JONATHAN
DECLARACIÓN
Yo, CHRISTIAN JONATHAN AGUIRRE MONTENEGRO, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
__________________________________ Christian Jonathan Aguirre Montenegro
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Diseño e implementación del sistema ergonómico para un vehículo tipo
POLARIS arenero”, que, para aspirar al título de Ingeniero Automotriz, fue desarrollado por Christian Jonathan Aguirre Montenegro, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.
_______________________________________
Ing. Milton Revelo
DIRECTOR DEL TRABAJO
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, AGUIRRE MONTENEGRO CHRISTIAN JONATHAN, C.I. 1719342709 autor/a del proyecto titulado: Diseño e implementación del sistema ergonómico para un vehículo tipo polaris arenero previo a la obtención del título de GRADO ACADÉMICO COMO APRECE EN EL CERTIFICADO DE EGRESAMIENTO en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual vigentes.
Quito, junio de 2016.
f:__________________________________________ AGUIRRE MONTENEGRO CHRISTIAN JONATHAN
DEDICATORIA
Este proyecto se los dedico a mi madre Sara Montenegro, padre Luis Aguirre ya que son la construcción de mi vida espiritual y profesional en la cual siempre me ayudaron alentándome y dándome fuerzas para cumplir mis metas, preocupándose siempre del más mínimo detalle, por ser cada uno de ellos un ejemplo en mi vida y siempre brindándome sus consejos sabios que me ayudaron a llegar hasta aquí.
AGRADECIMIENTOS
A Dios, por darme la vida, por cuidar de mi familia, ayudándome cada día a ser mejor persona y vencer los obstáculos que me ha puesto la vida, a ti te debo todo mi Señor.
A mis Padres, Luis Aguirre y Sara Montenegro quienes fueron mi apoyo incondicional en cada momento de mi vida, llenándome de valores, consejos para ser cada día una mejor persona, por nunca dejarme solo cuando más los he necesitado, por ayudarme a alcanzar las metas que me he propuesto.
A mis hermanos, Nicole Aguirre y Arnold Aguirre quienes jamás dudaron de mí y siempre dándome su apoyo incondicional.
A mi familia en general que siempre estuvieron presentes, dándome ánimos alentándome para lograr mi meta de ser un profesional, a mi novia que me ha apoyado incansablemente, ayudándome de una forma muy inspiradora a llegar hasta aquí.
Al Ing. Milton Revelo por su apoyo incondicional, por su guía en cada fase de este trabajo y por demostrarme ser un gran profesional.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN ... vii
ABSTRACT ... viii
1. INTRODUCCIÓN ... 1
2. MARCO TEÓRICO ... 4
2.1. REVISIÓN DE LA LITERATURA ... 4
2.1.1 ESTADO DEL ARTE ... 4
2.1.2 ERGONOMÍA ... 7
2.1.2.1 Definición, alcance y aplicación ... 7
2.1.2.2 Clasificación ... 8
2.1.2.3 Antropometría...11
2.1.2.4 Biomecánica ...13
2.1.2.5 Riesgos ergonómicos ...15
2.1.2.6 Sistema ergonómico ...19
2.1.2.7 Diseño e implementación ...21
2.1.3 DESCRIPCIÓN DEL VEHÍCULO: RZR XP 900 ...26
3. METODOLOGÍA...31
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...37
4.1. EVALUACIÓN Y ANÁLISIS DEL DISEÑO ERGONÓMICO DEL VEHÍCULO POLARIS ARENERO ...37
4.1.2 ANÁLISIS DE LAS MEDIDAS DE CONTROL EN EL
ii
DEL VEHÍCULO POLARIS ARENERO. ...47
4.2. DISEÑO E IMPLEMENTACION DE LAS MEJORAS ERGONÓMICO PARA EL VEHICULO POLARIS ARENERO ...49
4.2.1 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS GENERADOS POR LAS CARGAS ...51
4.2.1.1 Cálculo de las deformaciones de las vigas A ...55
4.2.1.2 Cálculo del factor de seguridad de la estructura diseñada ...58
4.2.1.3 Fabricación y montaje de los elementos para las correcciones ergonómicas...60
4.2.3 ANÁLISIS Y MEDICIÓN DE LAS POSTURAS DEL CONDUCTOR CON LAS CORRECIONES ...61
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...70
5.1. CONCLUSIONES ...70
5.2. RECOMENDACIONES ...71
BIBLIOGRAFÍA ...72
iii
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA Tabla 1. Tipos de ergonomía ...10
Tabla 2. Descripción de los movimientos articulatorios ...13
Tabla 3. Descripción de los movimientos articulatorios (Continuación…)...14 Tabla 4. Consideraciones ergonómicas y biomecánicas para el diseño de los asientos...24
Tabla 5. Medidas promedio de un habitante de Quito ...47
Tabla 6. Tabla comparativa de ángulos recomendados y ángulos
obtenidos en la medición ...48
Tabla 7. Tabla de formaciones admisibles por reglamento (CIRSOC) ...56
Tabla 8. Tabla comparativa de los parámetros ergonómicos
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. La ergonomía posee un carácter multidisciplinar ... 5
Figura 2.RZRXP900: Modelo objeto de análisis... 7
Figura 3.Tipos de ergonomía aplicada a los vehículos ... 9
Figura 4.Datos antropométricos más utilizados ...12
Figura 5.Conducción: un trabajo estático ...16
Figura 6.Posición correcta al conducir ...17
Figura 7.Consecuencias de la posición estática ...18
Figura 8.Interacciones en el sistema ergonómico H-M-E ...20
Figura 9.Etapas del diseño en ingeniería mecánica ...21
Figura 10. Asientos regulables y seguros ...23
Figura 11.Parámetros ergonométricos del hombre 95% ...25
Figura 12.Para trasladarse en cualquier tipo de terreno ...27
Figura 13.Modelo retirado del mercado por peligro de incendio ...28
Figura 14.Uso de los dispositivos de seguridad ...29
Figura 15. Dimensiones de geometría de la cabina para un vehículo...37
Figura 16. Asientos del Polaris arenero ...39
Figura 17. Medición del ángulo entre la pierna y el muslo ...39
Figura 18. Medición de la distancia del asiento al panel de control...40
Figura 19. Dimensiones del timón al asiento ...40
Figura 20. Dimensiones recomendad del timón al asiento ...41
Figura 21.Medición de los ángulos del asiento ...41
Figura 22. Posición de los brazos y hombros ...42
Figura 23. Posición de los brazos y hombros ...42
Figura 24. Posición de los pedales de aceleración y freno ...43
Figura 25. Posición del cinturón de seguridad...44
Figura 26. Posición inadecuada del reposa cabezas ...44
Figura 27. Campo de visión normal...45
Figura 28.Volante o manubrio del POLARIS arenero ...45
v
Figura 30. Posición inadecuada para el accionamiento de los pedales ...46
Figura 31. Posiciones de ángulos más adecuados para conducir ...48
Figura 32. Distancia disponible entre el espaldar asiento y la estructura del auto...50
Figura 33. Construcción de la nueva base del asiento ...50
Figura 34. Diagrama cuerpo libre viga A ...51
Figura 35. Diagrama de reacciones en los punto de apoyo A y B ...52
Figura 36. Diagrama de fuerzas cortantes y momento flector ...55
Figura 37. Equipo de suelda MIG ...60
Figura 38. Taladro vertical...60
Figura 39. Acabado de la base del asiento ...61
Figura 40. Montaje del asiento en la nueva base...61
Figura 41. Nueva posición del asiento ...62
Figura 42. Ángulo adecuado de la pierna y muslo obtenidos con la nueva posición del asiento ...62
Figura 43. Posición de confort del conductor...63
Figura 44. Postura adecuada de los brazos y cuerpo en el asiento ...63
Figura 45. Desplazamiento del reposacabezas ...64
Figura 46. Posición actual del cinturón de seguridad ...64
Figura 47. Posición adecuada de los brazos en el volante ...65
Figura 48. Posición cómoda para la conducción...65
Figura 49. Accionamiento de los pedales de mando ...66
Figura 50. Posición de confort de las piernas en la cabina ...66
vi
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. ...77 Posturas más adecuadas para la conducción de un vehículo.
Anexo 2. ...78 Tablas características de los perfiles cuadrados ASTM A -500
Anexo 3. ...79 Recomendaciones para posición del volante y maniobrabilidad.
Anexo 4. ...80 Posiciones más adecuadas y recomendadas para conducir.
Anexo 5. ...81 Antropometría en el vehículo.
Anexo 6. ...82 Ubicación de los pedales de mando y palancas de cambio y
emergencia.
Anexo 7. ...83 Posición de confort del conductor para realizar los cambios, luego de
realizar las correcciones.
Anexo 8. ...84 Posición del asiento antes de la corrección y después de corrección.
Anexo 9. ...85 Posición del reposa cabezas antes de la corrección y después de
corrección.
Anexo 10. ...86 Normas y características de los aceros ASTM
RESUMEN
ABSTRACT
The project was developed in order to analyze the ergonomic system sandpit
polaris vehicle with its various activities multidisciplinary way, responsible for
loads and movements of high risk as it was carried in the vehicle, which
helped us adjust optimization looking for safety and comfort. Inside the
vehicle sandpit polaris, comfort is what is defined as ergonomics or
ergonomic solutions where solutions for direct operation of the driver and / or
passenger, as the balance in the placement of the seat, pedals, steering
wheel and others offered, second it was held to propose a rapid and
controlled instruments to drive the vehicle, such as light switches, regulating
seats, seat belts and adjustment of the head, third safety and easy handling
access other functions, for comfort and well-being of the driver and / or
passenger. With security measures for the vehicle polaris sandpit is can
foresee any inconvenience, it was possible to indicate the right when driving
as it depended on each person to have adopted the measure each element
according to your need improving health positions and dimensions and
habits. Upon completion of the project theory and practice it was
strengthened, and knowledge in the automotive area also was focused on
the design and implementation of ergonomic system, which provided results
safely and reliably expanded since this vehicle was designed to that drivers
enjoy themselves to the extreme because the vehicle sandpit polaris is a lot
of adrenaline and in turn was obtained that the vehicle can work in extremely
hazardous areas with comfortably and equipment more comfort for the driver
and passenger, it was observed polaris the sandpit can explore different
1
1. INTRODUCCIÓN
¿Cómo pueden optimizarse las condiciones ergonómicas de un vehículo tipo POLARIS arenero?... He ahí la pregunta que guía el presente estudio, como planteamiento del problema.
Sucede que la preocupación porque las herramientas se adapten a las capacidades y habilidades humanas es tan antigua como la propia humanidad. A lo largo de la historia, numerosos investigadores se han acercado a esta relación desde los más diferentes ámbitos científicos.
La utilización por vez primera del término “ergonomía” remite a 1857. Aparece en la obra Esbozo de la ergonomía o ciencia del trabajo basada en unas verdades tomadas de la naturaleza, del polaco W. Jastrzebowski (Tomasiello, 2008).
Mas, la mayor parte de las definiciones de ergonomía están vinculadas a entornos de trabajo en el sentido más popular de la palabra. Por ejemplo, la Sociedad Ergonómica de Investigación la conceptualiza como “el estudio científico de los factores humanos en relación con el ambiente de trabajo y el diseño de los equipos (máquinas, espacios de trabajo, etc.)” (Tomasiello, 2008, p. 25).
No obstante, otros autores amplían el alcance del objeto de estudio ergonómico al considerar que la ergonomía:
(…) persigue(…) mejorar la calidad de vida del usuario, tanto delante de una máquina-herramienta como delante de una cocina doméstica, y en todos estos casos este objetivo se concreta con la reducción de los riesgos de error, y con el incremento de bienestar de los usuarios (Consumer Product Safety Commission, 2016, p. 1).
De cualquier manera, la ergonomía debe buscar la mejoría en tres elementos fundamentales –conocido como el triángulo de la ergonomía–, aplicables a cualquier sistema hombre-máquina: salud y seguridad, confort y satisfacción, rendimiento y eficacia (Tomasiello, 2008).
2 organizacional y de artefactos, procesos cognitivos y ambientes de trabajo; arquitectura, transporte, justicia, diseño industrial, entre otros (Tomasiello, 2008).
Específicamente en lo referente al transporte, Tomasiello (2008) subraya que: Se consideran y analizan los siguientes factores: dimensiones de los asientos y del espacio entre ellos, problemas de vibraciones y aceleración, problemas de climatización, insonorización, etc. (…) La ergonomía del conductor, además de las cuestiones antes reseñadas, aborda los aspectos de toma y tratamiento de la información (señalización de los indicadores del cuadro de control) y la adaptación de los controles (p. 37).
El vehículo marca POLARIS, específicamente el modelo RZR XP 900, se ha construido con el objetivo de trasladar a su conductor en cualquier tipo de terreno. A ello contribuyen las características de su motor, los rasgos de sus llantas y neumáticos, sistema de refrigeración, suspensión y frenado, entre lo más destacable.
No obstante, el referido vehículo ha presentado niveles considerables de accidentalidad, vinculados a incendios (Consumer Product Safety Commission, 2016, p. 1). Por ello se estima pertinente realizar un estudio ergonómico que reporte saldos positivos en cuanto a prevención de la salud de conductores y pasajeros, fundamentalmente.
El objetivo general del proyecto de titulación es diseñar e implementar el sistema ergonómico para un vehículo tipo POLARIS arenero.
3 o mentales derivados de su uso y se avengan a las capacidades de los operarios.
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1. REVISIÓN DE LA LITERATURA
Está enfocado al problema de investigación por otros actores e investigadores con trabajos previos al nuestro, además nos ayuda a refinar nuestro planteamiento del problema para ajustarlo y contextualizarlo, así mismo es útil para detectar instrumentos de recolección de los datos, como se analiza los datos que tipos de datos son, en fin la revisión de la literatura nos orienta al estudio en todo el desarrollo del mismo.
2.1.1 ESTADO DEL ARTE
La revisión de la literatura indica que la ergonomía constituye una de las variables más estudiadas en los últimos años. Si bien aún persiste el debate en torno a su condición de ciencia, disciplina o tecnología, la Asociación Internacional de Ergonomía (IEA, s.f.) la considera una disciplina científica y homogeniza su conceptualización en el XIV Congreso de la organización, celebrado en el año 2000, en San Diego, California.
Desde los inicios de la ergonomía, se delimita su objeto de estudio: el ser humano en su entorno laboral. En tal sentido, se le atribuye un enfoque eminentemente prescriptivo (Llorca, 2009) que, al actuar como regulador, restringe la proyección de la disciplina.
La presente investigación, de acuerdo con Saravia (2006), toma en cuenta el criterio que refiere un enfoque amplio y multidisciplinar como se muestra en la figura 1.
Esta visión posibilita un mayor alcance y una perspectiva desde lo sistémico que contribuye al diseño y evaluación de tareas, trabajos, productos, ambientes y sistemas.
5
Figura 1. La ergonomía posee un carácter multidisciplinar (Romero & Abad, 2008)
Varias investigaciones traducen los fundamentos de esta especialidad a la visión del sistema con aportes en lo práctico y teórico (Mata, 2004) y (Saravia, 2006). A nivel mundial, los estudios sobre sistemas ergonómicos en el área de la ingeniería mecánica se centran en la prevención de riesgos y accidentes, y el confort para los conductores y pasajeros (Arjona, 2014). En América Latina aparecen indagaciones sobre la seguridad en el transporte de carga y las medidas en los determinados tipos de vehículos (Gómez, Arévalo, & Castillo, 2007).
6 en la posición correcta al manejar, los músculos y las complicaciones que pueden aparecer en los talleres como ambiente laboral (Yépez, 2015). Los estudios de Álvarez (2013) y Pauta & Villacís(2012) sirven como referentes para el diseño que plantea el actual.
Por su parte, Romero y Abad (2008), en Diseño y construcción de un sistema ergonómico semiautomático para el montaje de baterías en la línea de producción de autos, insisten en que el enfoque ergonómico en el diseño establece a esta variable como prioritaria en la proyección de determinada máquina o equipo. En tanto, el artículo Ergonomía y diseño (Mata, 2004) refiere las particularidades y ventajas de la concepción ergonómica de un vehículo.
Cuando las personas adquieren un auto, independientemente del modelo, se preocupan por su funcionalidad, confort y seguridad. En Diseño de un vehículo todo terreno, Beltrán & Ejarque (2009) plantean algunas de las consideraciones que se deben tener en cuenta para la concepción de estos carros que se someten a difíciles condiciones del terreno ósea es un mini todoterreno en donde es un modelo sobre el que aporta deportividad, alimentado por la implacable pasión por una experiencia única, alcanza el equilibrio perfecto entre desempeño, andar, conducción y comodidad, es conocido por todo el mundo por su desempeño.
Otra de las investigaciones que aborda modelos similares es Diseño y construcción del chasis para un vehículo tipo Buggy de la Fórmula Automovilística Universitaria (FAU), de Andrade & Jaramillo (2009).
Las investigaciones antes señaladas sirven como patrones para desarrollar la teoría y la metodología del estudio en cuanto al diseño del sistema ergonómico.
7
Figura 2.RZR XP 900: Modelo objeto de análisis (Polaris Industries Inc., 2015)
2.1.2 ERGONOMÍA
2.1.2.1 Definición, alcance y aplicación
La ergonomía es el estudio sistemático de las personas en su entorno de trabajo, con el fin de mejorar su situación y condición laboral, así como las tareas que realizan. El objetivo radica en adquirir datos relevantes y fiables que sirvan de base para recomendar cambios en situaciones específicas y desarrollar teorías, conceptos, directrices y procedimientos más generales que contribuyan a un continuo desarrollo de los conocimientos en el campo de la ergonomía (Enciclopedia de Salud y Seguridad del Trabajo, 2012). En este contexto, resulta necesario entender el término “trabajo” como una actividad humana con un propósito. Así, abarca los deportes y otras actividades del tiempo libre, las labores domésticas, la educación y la formación, los servicios sociales y de salud, el control de los sistemas de ingeniería o la adaptación de los mismos, como sucede, por ejemplo, con un conductor o pasajero en un vehículo (Arjona, 2014).
8 elementos de un sistema, así como la profesión que aplica teoría, principios, datos y métodos al diseño con el propósito de optimizar el bienestar del ser humano y el resultado global del sistema (Gobierno de Aragón, 2013).
La misión de la ergonomía es diseñar o adaptar el lugar de trabajo al trabajador, con vistas a evitar problemas de salud y aumentar la eficacia. En el caso del diseño de un vehículo, se dedica a prevenir riesgos en la salud del conductor, velar por su confort e impedir accidentes. Por ello, la concepción parte de la evaluación de los aspectos sobre la base de tales factores.
Los principios ergonómicos se fundamentan en que el diseño de productos o de trabajos debe enfocarse a partir del conocimiento de cuáles son las capacidades, habilidades y limitaciones de los trabajadores, perfilando las máquinas y herramientas a partir de esas características (Gobierno de Aragón, 2013).
De tal modo, esta disciplina estudia la relación del hombre con las máquinas; cómo el individuo se comunica, interactúa y trabaja con ellas. Dicha relación tiene generalmente cuatro vertientes: visual, auditiva, táctil y postural (Mata, 2004). El concepto evidencia la concepción sistémica que se debe tener presente en el diseño ergonómico.
La ergonomía que, como se puede deducir, interviene en la regulación para concebir puestos de trabajo o productos, norma el diseño y evalúa los posibles riesgos. Semejantes acciones, en el caso del presente estudio, permiten optimizar la relación vehículo-usuario. Para ello se centra en los elementos existentes en el auto y la posibilidad de perfeccionarlos.
2.1.2.2 Clasificación
9 La Asociación Internacional de Ergonomía (IEA, s.f.) propone como primera clasificación la ergonomía física. Tal cual indica la figura 3, es una de las que se aplica al diseño de los vehículos. Esta rama se ocupa de las características anatómicas, antropométricas, fisiológicas y biomecánicas que se relacionan con la actividad física. Como temas relevantes, incluye las posturas de trabajo, manejo de materiales, movimientos repetitivos, trastornos musculoesqueléticos relacionados con el trabajo, lugar de trabajo, seguridad y salud.
La ergonomía cognitiva se ocupa de los procesos mentales –dígase la percepción, la memoria, el razonamiento y la respuesta del motor–, ya que afectan las interacciones entre los seres humanos y otros elementos de un sistema. Esta modalidad observa la carga de trabajo mental, la toma de decisiones, el funcionamiento experto, la interacción humano-computadora, la fiabilidad humana, el estrés laboral y la formación, y cómo estos, a su vez, pueden estar relacionados con el diseño del sistema (IEA, s.f.).
10 La última clasificación que refiere la Asociación Internacional de Ergonomía (IEA, s.f.) es la organizacional, encargada de la optimización de los sistemas socio-técnicos, incluyendo sus estructuras organizativas, políticas y procesos. A este tipo se integran la comunicación, la gestión de recursos de la tripulación, el trabajo de diseño, el trabajo en equipo, el diseño participativo, la ergonomía de la comunidad, el trabajo cooperativo, los nuevos paradigmas de trabajo, las organizaciones virtuales, el teletrabajo y la gestión de la calidad.
La tabla 1 muestra una clasificación a partir de las áreas de trabajo, la cual resulta útil a la investigación. Contiene especializaciones como la preventiva, que advierte de riesgos posturales; y la de diseño y evaluación, que interviene directamente en los propósitos del estudio.
Tabla 1. Tipos de ergonomía
ERGONOMÍA ESPECIALIZACIÓN
Antropométrica Antropometría y dimensionado del cuerpo. Carga física y confort postural.
Biomecánica y operatividad. Aplicación de fuerzas. Ambiental Condiciones ambientales.
Carga visual y alumbrado. Ambiente sonoro y vibraciones. Cognitiva Psicopercepción y carga mental.
Interfaces de comunicación. Biorritmos y cronoergonomía. Preventiva Seguridad en el trabajo.
Salud y confort laboral. Esfuerzo y fatiga muscular. De diseño y
evaluación
Diseño ergonómico de productos. Diseño ergonómico de sistemas. Diseño ergonómico de entornos.
Específica Minusvalías y capacidades especiales. Infantil y escolar.
Microentornos autónomos (aeroespacial). Geométrica Condiciones geométricas del puesto de trabajo.
Dimensiones básicas.
11 Llaneza (2009) refiere los tipos de ergonomía aplicada a las especialidades. Menciona en tal grupo la ergonomía del trasporte, que aborda y analiza los factores ligados al confort, la señalización e indicadores del cuadro de control, la adaptación de los mandos, los riesgos para la circulación y la investigación de los accidentes. Otros aspectos definidos como significativos son la climatización y la acústica, así como la sobrecarga –elementos que otras bibliografías incluyen en la denominación de ergonomía ambiental. La Asociación Española de Ergonomía (s.f.) añade otras áreas de trabajo:
Ergonomía de puestos / ergonomía de sistemas
Ergonomía de concepción o ergonomía de corrección
Ergonomía geométrica
Ergonomía ambiental
Ergonomía temporal o cronoergonomía
Ergonomía informática: hardware y software.
La clasificación de la ergonomía por áreas de especialización posibilita al investigador adecuar los tipos que intervienen en su estudio. En el expuesto en este informe, se tienen en cuenta, además de las clases generales (cognitivo y físico, que incluye lo antropométrico y lo biomecánico), la ergonomía aplicada al transporte y la de diseño y evaluación como patrón para desarrollar el sistema ergonómico del vehículo. De igual manera, se alude a la ergonomía ambiental que se ocupa de las vibraciones y la climatización en los autos.
2.1.2.3 Antropometría
12
1) Antropometría estática o estructural: Su objetivo es la medición de dimensiones estáticas, es decir, aquellas que se toman con el cuerpo en una posición fija y determinada. Las aplicaciones de este tipo de antropometría permiten el diseño de elementos como guantes, cascos, entre otros (Carmona, 2003).
2) Antropometría dinámica o funcional: Corresponde a las medidas realizadas a partir del movimiento asociado a ciertas actividades; por ejemplo, al estirarse para alcanzar algo y los rangos angulares de varias articulaciones (Carmona, 2003).
Figura 4.Datos antropométricos más utilizados (Yépez, 2015)
13
2.1.2.4 Biomecánica
Esta área de la ergonomía presenta como objetivo principal el estudio del cuerpo humano con el fin de obtener un rendimiento máximo, resolver algún tipo de discapacidad o diseñar tareas y actividades para que la mayoría de las personas puedan realizarlas sin riesgo de sufrir daños o lesiones.
Al decir de Darby (1998), la biomecánica es una disciplina que se encarga del estudio del cuerpo, como si este se tratara simplemente de un sistema mecánico: todas las partes se comparan con estructuras mecánicas y se estudian como tales. Este autor establece las siguientes analogías:
• Huesos: palancas, elementos estructurales • Masa muscular: volúmenes y masas
• Articulaciones: cojinetes y superficies articuladas
• Tejidos de recubrimiento de las articulaciones: lubricantes • Músculos: motores, muelles
• Nervios: mecanismos de control y retroalimentación • Órganos: suministro de energía
• Tendones y tejidos: cuerdas y muelles
En este trabajo de titulación se analizan fundamentalmente los componentes musculoesqueléticos que intervienen a la hora de conducir un vehículo todoterreno. Se debe valorar entonces el accionar de las articulaciones y los movimientos que aparecen sintetizados y graficados en la tabla 2, así como su respectivo impacto en huesos y músculos.
Tabla 2. Descripción de los movimientos articulatorios
Movimientos Descripción Imagen
a) Abducción b) Aducción
a) Movimiento lateral con separación de la línea media del tronco.
14
Tabla 3. Descripción de los movimientos articulatorios (Continuación…) c)Flexión
d)Extensión
c) Movimiento de inclinación en el que se disminuye el ángulo de una articulación, aproximando los huesos que une.
d) Movimiento de enderezamiento que produce un aumento del ángulo en una articulación, separando los huesos. e)Circunducción Movimiento circular de un miembro que
describe un cono, combinando los movimientos de flexión, extensión, abducción y aducción.
f)Rotación externa g)Rotación interna
f) Movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal de un hueso que se separa de la línea media del cuerpo.
g) Movimiento rotatorio alrededor del eje longitudinal de un hueso que se acerca a la línea media del cuerpo.
h) Supinación i) Pronación
h) La palma de la mano se orienta hacia arriba y el pulgar adopta una orientación lateral.
i) La palma de la mano se orienta hacia abajo y el pulgar adopta una orientación medial.
(Instituto Médico Leloir, 2013-2014)
Dentro de las enfermedades musculoesqueléticas, las dolencias en la zona lumbar han atraído la atención en el estudio de la biomecánica. Los problemas musculoesqueléticos relacionados con el trabajo repetitivo tienen que ver con las posturas y el tiempo que los músculos permanecen en la misma posición.
15 alternancia, lo cual provoca fatiga estructural.
b) Posturas forzadas extremas o por fuera de los ángulos de confort: los ángulos de confort son aquellos en que las articulaciones, por la posición, presentan mayor eficiencia biomecánica. Cuando la postura está por fuera de estos ángulos se aumenta la carga física estática y el consumo energético, por lo cual aparece la fatiga.
La aplicación de la biomecánica permite definir qué movimientos articulatorios resultan los más usados y pueden derivar en afectaciones. De igual modo, establece una guía cuya información permite diseñar los vehículos previniendo lesiones y otros riesgos.
2.1.2.5 Riesgos ergonómicos
Evaluar los riesgos ergonómicos constituye una de las prioridades dentro del diseño del sistema ergonómico de un vehículo. Los principales se concentran en la postura y el tiempo prolongado que esta se mantenga. El concepto de trabajo muscular estático incide en la valoración de tal aspecto. En particular, resulta necesario considerar otros riesgos ergonómicos relacionados con la fatiga, la vibración y la carga física, tras conocer las principales características de los escenarios donde actúa el vehículo objeto de análisis.
Existe una serie de variables ergonómicas básicas relacionadas con la carga musculoesquelética que deben tenerse en cuenta en el proceso de diseño, con el fin de eliminar el riesgo de trastornos afines. Se caracterizan estos por el dolor localizado en el sistema musculoesquelético, que aparece durante períodos de tiempo prolongados como resultado de tensiones repetidas en una parte determinada del cuerpo:
• Exigencia de fuerza muscular • Exigencias de la postura de trabajo • Exigencias de tiempo (Kadefors, 1998).
16 por ejemplo, en un miembro. El trabajo estático aumenta la presión en el interior del músculo. Ello, junto con la compresión mecánica, ocluye la circulación total o parcial de la sangre. El aporte de nutrientes y de oxígeno al músculo y la eliminación de productos metabólicos finales del mismo quedan así obstaculizados. Consecuentemente, los músculos se fatigan con más facilidad que en los trabajos dinámicos.
Figura 5.Conducción: un trabajo estático (Todo Mecánica, 2007)
Cuando se está sentado, con la cadera formando un ángulo de 90°, los tendones de las rodillas y la articulación de la cadera tienden a tirar de la zona sacra (la parte de la columna vertebral que conecta con la pelvis) forzándola a adoptar una posición vertical. El efecto que produce es la eliminación de la lordosis (curvatura) natural de la zona lumbar. No en vano, las sillas deben tener un respaldo adecuado para corregir esta tendencia (Kuorinka, 1998).
17 espalda, tendinitis, síndrome del túnel carpiano y mayor riesgo de accidentes.
Igualmente, Senior & Cabrera (2013) indican que se pueden sufrir contracturas musculares producidas por la combinación del ejercicio repetitivo y los cambios bruscos de temperatura. El problema de dichas lesiones radica en que presentan múltiples recaídas, y la situación se acentúa con la edad, al igual que los problemas prostáticos por la presión constante de esa glándula.
Uno de los principales problemas es el causado por el diseño de la silla o asiento del conductor. Las posiciones adoptadas debido a su mal diseño causan presiones anormales en los discos intervertebrales, que terminan en dolor, impotencia funcional y/o hernias de disco. También las articulaciones inferiores se ven comprometidas por las continuas torsiones y extensiones a que las someten durante largas horas de conducción (Senior & Cabrera, 2013).
En un estudio sobre la tensión de los músculos extensores de la espalda en personas que trabajan sentadas, se ha observado que al inclinarse hacia atrás con el respaldo reclinado, como en la figura 6 se reduce la tensión en estos músculos. Semejante efecto se explica porque el respaldo soporta la mayor parte del peso de la parte superior del cuerpo (Darby, 1998).
Figura 6.Posición correcta al conducir (Navarro, 2015)
18 diversas causas; y la postura puede ser una de ellas. Estudios epidemiológicos demuestran que un trabajo físicamente pesado provoca dolor lumbar, y que la postura se convierte en un elemento clave de este proceso (Kuorinka, 1998).
La fatiga que puede producirse como consecuencia de un trabajo estático y repetitivo de los músculos, representa uno de los factores motivo de análisis en los conductores de vehículos. Una consecuencia directa radica en la reducción de la capacidad de trabajo a niveles muy bajos de fuerza relativa. Por lo tanto, la intervención ergonómica debe tener como objetivo la reducción del número de movimientos repetitivos y de contracciones estáticas tanto como sea posible (Smolander & Louhevaar, 1998).
Como ilustra la figura 7, la posición estática inhibe el aporte de oxígeno al músculo y origina cambios en el rendimiento. Estos se manifiestan generalmente como una disminución en la regularidad del trabajo o como un aumento en la cantidad de errores; aunque es posible que el rendimiento medio aún no se vea afectado (Rohmert, 1998).
Figura 7.Consecuencias de la posición estática (Smolander & Louhevaar, 1998)
La ventilación pulmonar permanece
estable
La frecuencia cardíaca y el gasto cardíaco
permanecen estables
El aporte de oxígeno y nutrientes al músculo se ve obstaculizado y
19 Sin embargo, el rendimiento en un conductor se debe valorar en términos en los que nunca lo venza la fatiga, pues esta puede ocasionar riesgos de accidente un peligro potencial para su vida y la de posibles implicados. El manejo de un vehículo todoterreno demanda que el conductor se mantenga alerta.
La vibración puede causar una insuficiencia vascular de la mano y dedos (enfermedad de Raynaud o vibración de dedo blanco). Además, una fuerte asociación se ha reportado entre el síndrome del túnel del carpo y la vibración segmentaria (Yépez, 2015).
Al resumir los principales riesgos ergonómicos para los conductores de vehículos todoterrenos, destacan: la posición estática, por esfuerzos menores; los dolores lumbares; el diseño incorrecto de los asientos; y la fatiga. A los anteriores se suma el peligro de llevar la cabeza descubierta, si se examina el entorno donde generalmente se encuentra el vehículo. Aunque la bibliografía no revela explícitamente la cuestión, sí alude a la sensibilidad de órganos como los ojos, los oídos o la nariz.
2.1.2.6 Sistema ergonómico
Según García (2002), al precisar sistémicamente a la ergonomía se habla del “estudio del sistema ser humano-ambiente construido”. El propio autor define “ambiente construido” como los componentes materiales físicos, concretos, producto del ser humano, los cuales hacen parte del sistema ergonómico; por ejemplo una calle, una casa, una silla, un coche…
El estudio se nutre de otra conceptualización que esboza el sistema ergonómico como el objeto de estudio de la ergonomía, compuesto por tres elementos conocidos y predeterminados: el ser humano, el objeto/máquina y el espacio físico. Estos se relacionan entre sí o entre sus partes, o interactúan para llevar a cabo trabajo o actividades que pueden ser motoras, sensoriales o racionales (Saravia, 2006).
20 desde el enfoque sistémico es que todos los componentes que interactúan sean tenidos en cuenta al momento de la evaluación –en el caso de la presente investigación, en el momento del diseño y la implementación. A dicho proceso sistémico constituido por las relaciones ya mencionadas – entre el individuo, el equipamiento y el entorno– se le conoce universalmente como Sistema H-M-E (Persona-Máquina-Entorno) (Germán, s.f). La figura 8 describe algunas de las interacciones del proceso:
Figura 8.Interacciones en el sistema ergonómico H-M-E (Germán, s.f)
21 sociológicas y costumbres de la población a la que está dirigido el diseño (Germán, s.f).
2.1.2.7 Diseño e implementación
Diseñar supone formular un plan para satisfacer una necesidad específica o resolver un problema. Si del plan resulta la creación de algo físicamente real, entonces el producto debe ser funcional, seguro, confiable, competitivo, útil, que pueda fabricarse y comercializarse (Budynas & Nisbett, 2008).
El texto Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley destaca que el diseño es un proceso iterativo en el cual se procede, a través de varios pasos, a evaluar los resultados y luego se regresa a una fase inicial del procedimiento. Así, se pueden sintetizar varios componentes de un sistema, analizar y optimizarlos, y regresar a la síntesis para ver qué efectos tiene sobre las partes restantes (Budynas & Nisbett, 2008).
La figura 9 muestra las etapas del diseño en la ingeniería mecánica que convergen con las de un sistema ergonómico y sirven de guía para proceder a su implementación:
22 Llaneza (2009) diferencia una serie de etapas en los proyectos de tipo ergonómico:
1) Análisis de la situación: Se realiza cuando aparece algún tipo de conflicto. 2) Diagnóstico: Una vez detectado el problema, el siguiente paso es diferenciar lo latente de lo manifiesto, destacando las variables relevantes para el problema que se enfrenta. Esto supone evaluar el puesto de trabajo y dar una valoración al mismo.
3) Experimentación, simulación o modelaje de las posibles soluciones. 4) Aplicaciones de las soluciones ergonómicas propuestas.
5) Validación de los resultados: Una vez implantadas las soluciones pertinentes, hay que valorar si las medidas adoptadas han cumplido el objetivo de solventar el problema; al tiempo que no han sido generadoras de nuevos conflictos.
6) Seguimiento y retroalimentación: Es necesario comprobar el grado de desviación respecto a los valores pretendidos (Llaneza, 2009).
La ergonomía se proyecta en relación con el diseño para disminuir la distancia y eliminar las barreras entre diseñador y usuario. Para iniciar el diseño del sistema ergonómico del vehículo, se han de considerar los requisitos técnicos que se pretenden conseguir y sus motivos.
A continuación se especifican dichos requisitos:
Funcionalidad:
- Dimensiones de longitud y altura mínimas, que hagan posible tanto la conducción por terrenos naturales como la instalación de todos los elementos mecánicos y eléctricos que harán que el vehículo funcione correctamente.
- Dimensiones de anchura que hagan posible la dirección del mismo sin problemas, la instalación de los elementos mecánicos necesarios y, a la vez, le proporcionen la estabilidad requerida.
23 vehículo sea normal. Lo anterior se encuentra restringido por la normativa de seguridad.
Rigidez:
- Ofrece una transferencia óptima de los pesos en la dinámica del vehículo. - Mayor sensibilidad del piloto debido a la precisa transferencia de fuerzas. - Deformación elástica mínima para garantizar un funcionamiento óptimo del vehículo.
Ligereza:
- Mejor rendimiento dinámico del vehículo (disminución de fuerzas, momentos e inercias).
- Mejor rendimiento mecánico (más potencia efectiva del motor y menor fregamiento mecánico) (Beltrán & Ejarque, 2009, pp. 38-39).
En su artículo Ergonomía y diseño, Mata (2004) desarrolla algunos aspectos que se deben tener en cuenta para diseñar un vehículo. En primer lugar insiste en tener claras las especificidades del auto, y recomienda:
Asientos regulables y seguros como muestra la figura 10 (distancias a pedales de mando, posición de la espalda, amortiguadores en determinados vehículos):
24
Volante regulable en altura y dirección asistida
Posición de indicadores (espacio visual) y dispositivos de mando (luces, limpia)
Diseño de puertas de acceso y posición y regulación de espejos retrovisores
Climatización, insonorización
Los asientos deben seguir las consideraciones ergonómicas y biomecánicas que se sintetizan en la tabla 4:
Tabla 4. Consideraciones ergonómicas y biomecánicas para el diseño de los asientos Altura de la base del asiento Se toma como referencia la fosa poplítea1 Ancho del asiento Es conveniente que toda la cadera quede
dentro de la superficie del asiento.
Profundidad Se toma como referencia la dimensión entre la cadera y la fosa poplítea, y que el borde anterior no quede presionando dicha zona anatómica.
Altura del respaldo El respaldo deberá permitir que haya un punto de apoyo inmediatamente debajo del omóplato y en la inflexión lumbar donde hay cambio de curvatura. La forma permitirá acoplarse al perfil de la columna. El ángulo del respaldo debe ser regulable para varios usuarios.
Ancho del respaldo Debe cubrir en forma adecuada el ancho del tórax y permitir que los codos tengan desplazamiento hacia atrás.
(Gómez, Arévalo, & Castillo, 2007) 1
También llamada hueco poplíteo, es la zona deprimida que se encuentra justo detrás de la rodilla. Su forma es aproximadamente romboidal, o de diamante (Morales, 2011).
El timón es un dispositivo que tiene muy buena precisión en su accionamiento, con fuerza regular (su accionamiento no debe requerir demasiada fuerza).
25
Figura 11.Parámetros ergonométricos del hombre 95% (Andrade & Jaramillo, 2009)
26 En ocasiones, la falta de formación o la presentación inadecuada de esta lleva a la adquisición de vicios y a la aparición de riesgos foráneos, derivados de un mal uso. Sobre la propia máquina se materializa cierta información relevante en forma de marcas, pictogramas, además de las correspondientes señales visuales y acústicas (Mata, 2004).
Como señala en entrevista Antonio Citterio (Finizio, 1994), diseñar significa proyectar, enfrentarse con la realidad industrial, social y económica. La coherencia de un proyecto y su belleza emanan del atento análisis de cuanto circunda; de entender qué y cómo satisfacer en torno a las exigencias de la empresa y las demandas del mercado.
Esto no implica someterse a las áridas reglas del marketing: quiere decir pensar en inventar, o sencillamente lo que no es fácil mejorar lo que ya existe.
La implementación del sistema conlleva valorar si el aporte consiguió sus objetivos sin acarrear nuevos perjuicios. Dentro de la culminación del sistema ergonómico del vehículo se incluyen las pruebas de los medios de seguridad para proteger la visión, los músculos, unido a la verificación de que los riesgos ergonómicos se han limitado al mínimo.
2.1.3 DESCRIPCIÓN DEL VEHÍCULO: RZR XP 900
El vehículo objeto de análisis representa a los SidebySide deportivos extremos de la línea RZR perteneciente a la marca americana POLARIS. La modalidad RZR XP 900 fue construida, como se observa en la figura 11, con el objetivo de poder trasladar a su conductor en cualquier tipo de terreno.
27
Figura 12.Para trasladarse en cualquier tipo de terreno (Utvguide, 2011)
Según reseña el sitio Todomotos (2016), para mantener la estabilidad en terrenos casi inaccesibles cuenta con una suspensión delantera de doble brazo triangular con amortiguador FOX PODIUM X 2.0 (comprensión regulable), que logra un recorrido de 34,3 cm. Se encargan de la suspensión trasera brazos de suspensión completamente independientes, también con amortiguadores FOX PODIUM X 2.0 (comprensión regulable), que obtienen un recorrido de 35,6 cm.
La fuerza del RZR XP 900 representa uno de los valores altamente calificados. Tiene una capacidad de carga de 136.1 kg (incluye una caja para esa función) y puede remolcar 335,6 kg con su enganche de 1.25. Mientras, sus frenos delanteros y traseros están conformados por cuatro discos hidráulicos de doble pistón delante del accionamiento con pedal; por su parte, el freno de estacionamiento se da a través de la caja de cambios (Todomotos, 2016).
28 En cuanto a iluminación, posee dos faros delanteros de luz blanca HID en alta y baja; también, dos faros posteriores (Todomotos, 2016).
La mayoría de los SidebySide vienen equipados de fábrica con estructuras antivuelco y elementos de seguridad reforzados, para la protección del cliente que se decide por este tipo de autos. Sin embargo, la Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor de EE.UU. (U.S. ConsumerProduct Safety Commission, CPSC) (2016), en cooperación con Polaris Industries Inc., de Medina, Minnesota, se decide a retirar del mercado unos 133 mil vehículos recreativos todoterreno (ROVs) RZR 900 y RZR 1000 de POLARIS de los años modelo 2013-2016, por razones de seguridad para los usuarios visualizar la figura 13.
La propia fuente explica que POLARIS ha recibido más de 160 reportes de incendio en el ROV RZR retirado. Puede ocurrir mientras se maneja, lo cual representa riesgos de quemaduras para conductores y pasajeros. La cifra evidencia la necesidad de una revisión ergonómica del vehículo proyectada hacia el diseño de un sistema totalmente seguro.
Figura 13.Modelo retirado del mercado por peligro de incendio (Comisión de Seguridad de Productos del Consumidor de EE.UU, 2016)
29 para operarlos. Los pasajeros, si estuvieran permitidos, deben contar al menos 12 años.
Como se observa en la figura 14, los conductores deben usar en todo momento casco, protección ocular e indumentaria de resguardo. Asimismo, los cinturones y las redes de seguridad (según estén equipadas). Sobresale como otra recomendación la de nunca realizar acrobacias durante la conducción del vehículo, y evitar velocidades excesivas y curvas cerradas (Polaris, 2014).
Figura 14.Uso de los dispositivos de seguridad (Utvguide, 2011)
Los usos de este vehículo que se observa en la figura 14 varían según las necesidades y gustos del usuario: pueden ir desde las actividades agrícolas hasta las recreativas. Es frecuente en eventos deportivos a nivel mundial. De igual modo, se emplea en el turismo de Naturaleza para llegar a lugares con terreno de difícil acceso. En el entorno familiar lo prefieren para ir de camping o a excursiones.
31
3. METODOLOGÍA
El enfoque de esta investigación siguió una perspectiva cuantitativa. Esta clase de enfoque incluye una “guía estricta de observación; se anota lo que se vio, no lo que se cree que se vio (y de qué); recolecta datos cuantificables que son interpretados y aplicados al final de la investigación” (Hernández & Coello, 2011, pp. 88-89).
Entonces se recopiló información medible, en tanto a los indicadores estudiados se les asignó un valor numérico. Luego, esa información se procesó y el resultado se utilizó para arribar a conclusiones generalizables sobre el objeto de estudio, que guiaron la fase de diseño del sistema ergonómico.
El alcance de la investigación según Hernández, Fernández, & Baptista (2010), la investigación científica puede ser de dos tipos en coherencia con los propósitos que cumple: básica (produce conocimientos y teorías) y aplicada (resuelve problemas). Además, el alcance se establece en función de “la revisión de la literatura y de la perspectiva del estudio (…) Dependen de los objetivos del investigador” (p. 77).
Como el objetivo general de la presente investigación fue “implementar un sistema ergonómico para un vehículo tipo POLARIS arenero”, clasificó como aplicada, lo cual se aviene con el carácter aplicado de la ergonomía como disciplina científica, ya que rebasa límites meramente descriptivos (Llaneza, 2009).
Ahora, de evaluarse por una tipología que emplea como rasero el nivel de profundidad teórica del conocimiento producido, habría que decir que el alcance fue descriptivo. En este tipo de estudios:
''La meta del investigador consiste en describir fenómenos, situaciones,
contextos y eventos; esto es, detallar cómo son y se manifiestan. Los
estudios descriptivos buscan especificar las propiedades, las características
y los perfiles de personas, grupos, comunidades, procesos, objetos o
cualquier otro fenómeno que se someta a un análisis’’ (Hernández,
32 En este caso, se pretendió describir condiciones ergonómicas actuales, es decir, detallar cómo se produce la relación hombre-máquina, del vehículo POLARIS arenero y las condiciones óptimas de seguridad, eficiencia y comodidad que deberían esperarse durante su utilización, en correspondencia con las tareas y actividades que realizan sus usuarios. Existen varias modalidades de la investigación del proyecto titulado “Diseño e implementación del sistema ergonómico para un vehículo tipo POLARIS arenero” transcurrió en la modalidad de campo. Se determinaron las condiciones ergonómicas a través de la observación directa de la interacción que se produjo entre los usuarios y el auto, en las circunstancias habituales en que estas tienen lugar. Lo que nos indica que “La investigación de campo, (…) se caracteriza por orientarse a la búsqueda de información in situ, es decir, en el lugar que se presenta el tema a estudiar” (Martínez,
2012, p. 87).
Sin embargo, en el estudio de las modalidades también existen:
‘’Quienes realizan investigación de campo deben recurrir al análisis
documental para fundamentar sus planteamientos y evitar la duplicidad de
trabajos. Por lo tanto, en la investigación de campo se hace necesaria la
consulta documental. A partir de esta perspectiva, cualquier tipo de
investigación debe cumplir con este requisito’’ (Martínez, 2012, p. 87).
En cuanto a métodos, técnicas e instrumentos, vale acotar que, de acuerdo con Hernández & Coello (2008):
‘’El método debe ser una estrategia general para enfrentar el problema que
se investiga, con una dirección consciente que garantice una organización
basada en un análisis teórico precedente y guarde una relación directa con
la esencia misma del fenómeno, con sus leyes y regularidades y que tenga
en cuenta la práctica como punto de partida y finalidad del conocimiento’’ (p.
87).
En el desarrollo de la presente investigación fue utilizado el método analítico -sintético, el inductivo-deductivo y la observación.
33 facilitar su estudio. Luego estos se volvieron a reunir para identificar características generales, diferentes rasgos propios de las partes (Hernández & Coello, 2011).
Así, el objeto de investigación quedó fragmentado en indicadores que fueron observados. La información procedente de tal examen se convirtió en materia prima para las conclusiones sobre las condiciones ergonómicas del vehículo tipo POLARIS antes de la implementación del sistema ergonómico diseñado en la presente e investigación, y, por consiguiente, para la determinación de las condiciones ergonómicas óptimas que debía tener y que orientaron el diseño del sistema ergonómico.
En el método inductivo-deductivo se usó alternativamente la inducción (procedimiento mental que posibilita elaborar constructos generalizables a partir de hechos o circunstancias particulares) y la deducción (a través del razonamiento lógico, atribuir rasgos a hechos o circunstancias específicas, partiendo de generalidades) (Hernández & Coello, 2011).
A través del análisis de teorías ya formuladas sobre la ergonomía y su aplicación en el ámbito del transporte y de la recolección empírica de datos, mediante una guía de observación que persiguió la evaluación de la relación hombre-máquina en un vehículo del tipo POLARIS arenero, se formularon nuevas generalizaciones que sirvieron para delinear el diseño de un sistema ergonómico para ese auto.
En el método de observación, Hernández & Coello (2011) describen la observación con las siguientes palabras: “percepción planificada hacia un fin y relativamente prolongada de un hecho o fenómeno” (p. 61).
34 Para conseguir los objetivos planteados, se recurrió al Método ERGOS (propio de los análisis ergonómicos) y la revisión bibliográfica.
El método ERGOS, “a través de una recogida sistematizada de los datos del puesto mediante una guía de campo, facilita la obtención de un diagnóstico relativo a los distintos factores de riesgo” (Llaneza, 2009, p. 77) y evalúa integralmente las condiciones de trabajo.
La guía de campo suele incluir seis grandes grupos de indicadores, que a su vez contienen otros subindicadores (Llaneza, 2009). En el presente caso fue eliminado el grupo de carga física y quedaron fuera asimismo algunos de los subindicadores de otros grupos –aislamiento, relaciones y horario–, dada su falta de relevancia para el estudio. Se añadieron otros pertinentes: aceleración, dimensiones de los asientos y espacio entre ellos, toma y tratamiento de la información y adaptación de los controles.
Configuración del puesto de trabajo o microclima: Espacio, dimensiones de los asientos y espacio entre ellos, toma y tratamiento de la información, adaptación de los controles, iluminación, ventilación, temperatura, ruido molesto. La Carga física: Carga dinámica y carga estática. La carga mental: Presión de tiempo, atención, complejidad, monotonía e iniciativa. Contaminantes químicos: Polvos, gases, vapores, nieblas. Agentes físicos: Ruido, vibraciones, iluminación, aceleración, calor. La seguridad: Caídas, quemaduras, incendios, proyecciones, aplastamientos y otros.
Al aplicar el método ERGOS, los resultados se evalúan de la siguiente manera: “Para cada grupo de factores existe una escala de puntuación que va de cero a cien puntos, de modo que la puntuación de cada factor se obtenga sobre las puntuaciones relativas a los conceptos integrantes del mismo” (Llaneza, 2009, p. 92). Con tales evaluaciones se configura un índice global que en el intervalo 0-30 califica al puesto como satisfactorio; en el 31-60, como aceptable; y en el 61- 100, debe mejorarse.
‘’La interpretación de esta puntuación siempre será la misma,
independientemente de que se estén valorando indicadores, subindicadores
o el puesto en su totalidad.
35
Aceptable: Las condiciones están dentro de los parámetros
internacionalmente aceptados.
Desfavorable: Cuestiona el cumplimiento de los estándares de calidad. En todos los casos es importante intentar validar el cambio (…) del hecho
que la práctica introduce necesariamente unos compromisos entre exigencias económicas, técnicas y humanas: (…) permite corregir los errores siempre posibles. Los criterios de validación, en ergonomía, son (…) los
accidentes, los alcances a la salud física y mental, el desarrollo de las
capacidades y las competencias de los operadores’’ (Llaneza, 2009, p. 92).
La revisión bibliográfica implica la consulta y análisis de “fuentes de información escritas, documentos de cualquier índole –libros (bibliográficas), revistas y periódicos (hemerográficas), electrónicas o fuentes primarias (bandos, cartas, oficios y expedientes) que se localizan en archivos públicos y privados e Internet” (Martínez, 2012, p. 87). Así, a través de esta técnica, se conocieron los fundamentos de la ergonomía como disciplina científica y su aplicación en el ámbito del transporte.
Y así se realizó el proceso en la práctica, puede referirse, en síntesis, que en el presente proyecto en primer lugar se llevó a cabo la investigación bibliográfica, mediante la cual se recolectó información y posteriormente se realizó el análisis de las posiciones ergonómicas del POLARIS arenero. Como segundo paso, se desarrolló el estudio de las diferentes posiciones y ángulos de las extremidades y la postura del conductor, mediante una comparación de estas con las posturas y ángulos adecuados –propuestos por estudios e investigaciones especializadas. En tercer lugar, se procedió al análisis de los resultados del sistema ergonómico ya implementado en el vehículo las correcciones de la postura del conductor, por medio de la ejecución de pruebas de campo.
