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Diseño Ergonómico de Herramientas, Máquinas e Instalaciones Industriales

ERGONOMIA Y CIBERNETICA21/04/23 1

Johann Rangel


•Definición.•Variables Antropométricas.•Precisión y errores.

Antropometría

Antropómetro


•Antropometría Estática.•Antropometría Dinámica.•Precisión y errores.•Muestreo y Análisis.

Antropometría


Antropometría


Biomecánica

•Definición.•Determinar analogias en:• 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: cuerdas• Tejidos: muelles• Cavidades corporales: globos.


Biomecánica

•Principios Básicos Importantes.•Los músculos funcionan por pares.•Se contraen eficazmente cuando el par de músculos cuando están relajados.•Límites de Pesos Recomendados.límite de peso para una ejercicio de levantamiento es lafórmula desarrollada por el NIOSH:RWL = LC x HM x VM x DM x AM x CM x FMDonde:RWL = límite de peso recomendado para la tarea en cuestiónHM = Factor horizontal - H, distancia horizontal entre elcentro de gravedad de la carga y el punto medio entre los tobillos(mínimo 15 cm, máximo 80 cm)VM = Factor vertical - V, distancia vertical entre el centro degravedad de la carga y el suelo al inicio del levantamiento(máximo 175 cm)DM = Factor de desplazamiento - D, desplazamiento verticalde la carga (mínimo 25 cm, máximo 200 cm)AM = Factor de asimetría - A, ángulo de desviación de latarea con relación al plano medio sagitalCM = Factor de agarre - C, posibilidad de sujetar bien elbulto que se desea levantar. Se define en tablas de referenciaFM = Factor de frecuencia - F, la frecuencia dellevantamiento.


•Criterios de Diseño.•Forma del mango. •Prácticas de seguridad.•Gestión de las herramientas.

Diseño Ergonómico de Herramientas, Máquinas e Instalaciones Industriales


Origen del peligro:• mecánico• eléctrico• térmico• acústico• por vibración• por radiación• por los materiales• por no respetar los principios de laergonomía

Descripción de peligros generados por las máquinas


El proceso de diseño y proyecto puede desarrollarse en cuatro etapas principales:

Elaboración y clasificación de las especificaciones. Las propuestas iniciales para la solución delproblema del diseño se evaluarán según las exigencias técnicas aplicables.Preparación del esquema de diseño. Las especificaciones deben ser evaluadas según los principiosergonómicos de diseño anteriormente expuestos.Preparación del proyecto detallado. La solución de diseño elegida se desarrollará en profundidadpresentándose soluciones detalladas.Puesta en práctica. Se realizarán ensayos previos para detectar posibles errores de diseño y permitirrealizar mejoras.

Principios generales ergonómicos en el proceso de diseño y proyecto de máquinas


Diseño considerando la antropometría y la biomecánica

•Dimensiones Corporales: Altura, regulación de los asientos, espacio suficiente para realizar movimientos, empuñaduras y pedales adaptados a la anatomía, Organos de accionamiento situados al alcance inmediato.

•Posturas evitar posturas indeseables, deben permitir cambios ocasionales, facilitar una postura de trabajo conveniente.

•Movimientos del Cuerpo: no obligará al operador a permanecer inmóvil durante su uso, Se evitarán movimientos repetitivos, movimientos con gran precisión deben de requerir fuerzas pequeñas para su ejecución, se evitará la aplicación de fuerzas que exijan movimientos de rotación o posturas forzadas de las articulaciones del brazo o de la mano.



Diseño de pantallas de información y mandos

•Pantallas de información: deben proporcionar una información clara e inequívoca, El número y tipo de pantallas y señales se mantendrá en el mínimo necesario para la adecuada realización de la tarea, ritmo y el sentido de las variaciones de la información que aparezca en las pantallas serán compatibles con el ritmo y el sentido de las variaciones de la información en la fuente.

Mandos: El tipo, diseño y disposición de los mandos se corresponderá con la tarea de control a ejecutar, La posición del mando, su movimiento, su efecto y la correspondiente función o información presentada serán mutuamente compatibles, su selección, proyección y disposición será tal que evite su operación involuntaria, cuando se cambie una máquina por otra similar, mantener la misma distribución de los mandos, la distribución, forma, situación y bloqueo de los paneles de mando serán proyectados para evitar posibles errores humanos durante su manejo.



Señales y dispositivos de informaciónEl dispositivo indicador debe ser visible desde todos los lugares donde deba ser visto.Las señales activas, que señalan un peligro y advierten a las personas para que actúen de una forma determinada, tendrán un ángulo de visibilidad tan amplio como sea posible.Aquellas que tengan un ángulo de visibilidad limitado deben colocarse en dicho ángulo.Las señales visuales pasivas tales como las señales de seguridad, etiquetas y marcados, deben situarse de forma que las personas no deban desplazarse para ser informadas



•Requisitos para la interpretación de dispositivos de información•Codificación de la informaciónUtilización de los colores.Codificación por medios complementarios al color.



Codificación por medios complementarios al color.



SEÑALES Y DISPOSITIVOS DE INFORMACION TACTILComplemento de otros tipos de dispositivos.· Cuando la vista no pueda ser .· No deben utilizarse para transmitir información esencial, o que se empleen como alternativa para personas con discapacidades sensoriales.Codificación de las señales táctiles· La codificación de las señales táctiles debe permitir una diferenciación sin ambigüedad de los diversos elementos de mando, para actuar sobre las diferentes funciones de la máquina.· Las señales táctiles relativas a la seguridad deben estar descritas sobre o cerca del elemento de mando y las instrucciones de funcionamiento.



•Estudia las interacciones entre un dispositivo, objeto,producto y un Individuo. Estas interacciones hacen uso de las prinicpales funciones mentales (percepcion, memoria, razonamiento. La ergonomia cognitiva se ocupa entonces de los problemas de costo cognitivo derivado de esta interaccion.

•La ley establece que el menor cambio discernible en la magnitud de un estimulo es proporcional a la magnitud del estimulo.

•Incluye el estudio de la carga de trabajo mental, la toma de decisiones, el funcionamiento experto, la interacción humano-computadora (por ejemplo, la ley de Fitts), la confiabilidad humana, el stress laboral y el entrenamiento y la capacitación, en la medida en que estos factores pueden relacionarse con el diseño de la interacción

humano-sistema. •También está basada en la ley de Weber Fechner, Donde 'dp' corresponde al cambio percibido en el estímulo, 'dS' corresponde a cambio de magnitud del estímulo y S

corresponde a la magnitud del estímulo

Ergonomia Cognitiva


Ergonomía aplicada al diseño de máquinas

Comunicación Hombre – Máquina a través de Indicadores



Diseño de controles y mandosLos controles y mandos son sistemas que el usuario manipula para conseguirrespuestas de la máquina.Tipos:Capacidad de los usuarios: fuerza, visión, percepción, memoria, antropometríaFeedback: el usuario debe saber si ha activado o no el mandoResistencia: estática, elástica, viscosa, inercialTextura: rugososidad, durezaEfectividad: mano de preferencia, movimientos requeridos, uso de guantesEliminación activación accidental: Orientación, resistencia, mov. complejosFactores de diseño y selección:Discretos: definen diferentes alternativas discretasContinuos: definen una rango de valores de forma contínua


Ergonomia para Operadores de Montacargas

•Problemas de visibilidad y postura.

•Espejos retrovisores y asientos giratorios.


Caso Etiquetadora


Error Humano y Ergonomía

White star liner(Titanic)1912(1513 muertos): Error en la interpretación del tablero de velocidad del barco y toma de decisiones erróneas debido a ello.



DC 210 Air France(364 muertos)1974: un avión sufre una severa descompresión posterior a su despegue precipitándose sobre un bosque cercano a Orly Paris, la investigación reveló que una de las compuertas para equipaje requería de un uso de fuerza excesiva para cerrarla, en esa ocasión no quedo cerrada.



Three mile island 1979: (no hubo muertos,solo perdidas por $1000 millones dolares)un panel de control en una planta termonuclear se activa como arbol de navidad a las 4 de la mañana,el trabajador adormilado(por alteraciones de sus ciclo circadiano) no supo interpretar lo que ocurria y se sucitó una fuga de material radioactivo.



Bophal India(Union Carbide)1984(2500 muertos y 200,000 heridos)un tablero no visible que indicaba el nivel de presión de un contenedor de un gas toxico fue ignorado por el trabajador provocando una fuga masiva.



Chernobyl 1985(30 trabajadores muertos , un número aun no determinado de personas enfermas de cancer por radiación y una zona de mas de 200 km alrededor de la planta de tierras contaminadas):a las 2 de la mañana se realizaban pruebas a un reactor nuclear,se violaron varias reglas de seguridad y se operaron manualmente controles que deberian operarse automaticamente;el supervisor de la maniobra tenia mas de 32 horas sin dormir.

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