diseño ergonómico de la cabina de pilotos para la aeronave ultraligera stela m (1)

José Eduardo Ávila Razo

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Diseño Ergonómico De La Cabina De Pilotos Para La Aeronave Ultraligera Stela M-1


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1.-Resumen

Este trabajo presenta un estudio de dimensionamiento de cabina para pilotos, incluye las

dimensiones dentro del cabina, los ángulos de visión óptimos hacia los instrumentos y hacia el

exterior de la cabina, un análisis de los materiales con los que deben construirse las ventanillas

par evitar reflejos dentro de la compartimiento, un estudio de la posición de los pedales bastón

de mando o volante para una optimo pilotaje de la aeronave, también se incluye un estudio de

los instrumentos de navegación tanto analógicos y digitales mínimos que debe llevar la

aeronave y su configuración.

Estos estudios se basaron en la antropometría del mexicano y en normatividad nacional y

extranjera vigente para cada caso.


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2.-Índice

Resumen 2

Listados 4

Generalidades

Antecedentes

Aeronave Stela M-1

Características de la aeronave

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Situación Analizada

Situación Actual

Características que requieren mejoramiento

Situación Deseada

Relación de la situación deseada con la existente

Objetivo

Objetivos Particulares

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Metodología 13

Marco Teórico 17

Actividades Realizadas 29

Análisis de Resultados 42

Conclusiones 45

Anexo 46


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3.- Listados

Tabla 1 Diagrama de la metodología a seguir .......................................................................... 14 Tabla 2 Criterios de diseño ....................................................................................................... 15 Tabla 3 Desplazamientos obtenidos ......................................................................................... 32 Tabla 4 Desplazamientos obtenidos redondeados .................................................................... 32 Tabla 5 Principales Fabricantes de Avionica en el Mundo ...................................................... 40

Ilustración 1 Características Stela M-1 ................................................................................................................... 8 Ilustración 2 Stela M-1 Vista Exterior .................................................................................................................... 8 Ilustración 3Tablero ................................................................................................................................................ 9 Ilustración 4 Estudio ergonometrico de la sociedad de ergonomistas de México ................................................. 19 Ilustración 5 Estudio ergonometrico de la sociedad de ergonomistas de México continuación ........................... 21 Ilustración 6 Estudio ergonometrico de la sociedad de ergonomistas de México continuación ........................... 22 Ilustración 7 Ejes del avión y movimientos sobre ellos ........................................................................................ 26 Ilustración 8 Alerones y mando de control ........................................................................................................... 27 Ilustración 9 Timón de profundidad y mando de control ...................................................................................... 27 Ilustración 10 Timón de dirección y pedales de control ........................................................................................ 28 Ilustración 11 Rango de confort de ángulos para puesto de trabajo de conducción. ........................................... 29 Ilustración 12 Maniquí con dimensiones inferiores. ............................................................................................. 29 Ilustración 13 Maniquí con dimensiones inferiores y ángulos de movimiento recomendados. ............................ 30 Ilustración 14 Maniquí con dimensiones superiores. ............................................................................................ 30 Ilustración 15 Maniquí con dimensiones superiores y ángulos de movimiento recomendados. ........................... 31 Ilustración 16 Maniquís combinados para obtener los movimientos en los pedales y en el bastón o volante ...... 31 Ilustración 17 Ancho del cuerpo ........................................................................................................................... 32 Ilustración 18 Dimensiones del asiento y separación entre ellos .......................................................................... 33 Ilustración 19 Ángulos de visión óptimos ............................................................................................................. 33 Ilustración 20 Ángulos de visión con los dos maniquíes y propuesta de colocación del tablero .......................... 34 Ilustración 21 Medidas propuestas del tablero ...................................................................................................... 34 Ilustración 22 Bastón de mando. ........................................................................................................................... 35 Ilustración 23 Asiento Modificado con ranura ...................................................................................................... 35 Ilustración 24 Posición del volante ....................................................................................................................... 36 Ilustración 25 Posición tentativa de los pedales .................................................................................................... 36 Ilustración 26 Pedal con inclinación de 15 grados ................................................................................................ 37 Ilustración 27 T Básica de navegación .................................................................................................................. 41 Ilustración 28 Instrumentos de navegación en pantalla digital ................................................ 41 Ilustración 29 Dimensiones del panel y configuración con instrumentos digitales ................. 42 Ilustración 30 Dimensiones del panel y configuración de instrumentos analógicos ................ 42


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4.- Generalidades

Antecedentes

“La ergonomía es la adaptación del medio al hombre”

El comienzo del siglo XX con todo su estallido técnico barcos a vapor, trenes a vapor, el automóvil, el avión, donde en un mundo turbulento políticamente, estalla la primera guerra mundial.

Hace aparición en su debut, la aviación militar, primero mediante la observación desde globos cautivos desde donde, observadores en sus canastas dan las posiciones enemigas y guían la artillería, pero esto no dura mucho pues son fáciles blancos, grandes e inmóviles, de los fusiles, entonces entran los aviones de los aristócratas y ricos, los cuales con su movilidad observan, fotografían al enemigo, para en su retorno a la base poder dar la información que será usada por los estados mayores y artillería.

Primero el piloto conducía la máquina voladora, observaba y fotografiaba, ahora se agregó, el miedo a ser derribado junto con la necesidad de ver al enemigo antes que él a uno, y disparar las armas, muchas cosas a la vez para aviones preparados para la acrobacia.

Para no ser derribado entonces era necesario tener la cabeza (vista) levantada, lo que obligó a mejorar la palanca de mando y aumentar sus dimensiones, pero los instrumentos no pedían quedar debajo dentro del habitáculo del piloto, era necesario levantarlos y agruparlos de manera que con un golpe de vista pueda leerlos y saber como estaba de combustible, presión de aceite, temperatura de motor, altura, etc., etc., una vez hecha la reubicación, apareció que los instrumentos eran poco legibles, generando la necesidad del color que se pintaba, el diseño de la escala, tamaño de las rayas, forma color y tamaño de la aguja indicadora, forma y tamaño de las letras y números, además de su color contrastante, iluminación de estos en vuelos nocturnos o con escasa iluminación.

El arma primero disparaba sobre el ala superior, luego a través de las hélices y por último a través del eje del motor, teniendo que diseñar en cada caso un gatillo disparador apropiado a la posición y hombre.

Se tuvo en cuenta la forma y el tamaño del asiento en base al piloto, en pocas palabras de un aeroplano deportivo diseñado en un tablero sin conocer quien y como lo usará se pasó a un diseño considerando al piloto, el primer avance a la ergonomía moderna quedó hecho.

Termina la primera guerra mundial. Continuando con la aviación, la enseñanza de la primera gran guerra fue que la aeronave que pudiera volar a mayor altura tenia una gran ventaja sobre el oponente, al caer en picada el enemigo tenía dificultad para detectarlo y cuando lo hacia era tarde teniendo dificultad para escapar de alguien que le venía apuntando en picada.

Este motivo hizo que obtener aviones que tuvieran mayor techo de vuelo era crucial, el avión lo obtenía pero el piloto, se congelaba por la altura (a 10.000 metros puede haber – 50°C,


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entonces surge el diseño de ropa de acorde al problema, luego a esa altura la densidad del aire y contenido de oxígeno comenzó a ser el problema a solucionar, de manera que tras solucionar un problema, aparece otro, la temperatura del aire la necesidad de cerrar los habitáculos del piloto dando lugar a las cabinas, culminando los alemanes con las cabinas presurizadas.

Este desarrollo llevó consigo mucho trabajo, la muerte de muchos pilotos de prueba, en EE.UU., Alemania, Japón, Rusia, Inglaterra, Francia, Italia, etc. pero dejó una cantidad enorme da datos sobre los límites de la soportabilidad del hombre.

En víspera de la segunda guerra mundial estalla la Rusa-Finlandesa y allí surge otro caso para conversar, la técnica de derribo de los Finlandeses que con aviones de la primera guerra se enfrentaba a los Rusos con aeronaves muy superiores con tren retráctil. Los pilotos finlandeses provocaban a los rusos sobrevolando sus aeropuertos, estos al verlos se dirigían a sus aeronaves, para remontar vuelo, luego se agachaban para retraer el tren de aterrizaje dado que el accionamiento era mecánico y se manejaba inclinado sobre sus muslos haciendo girar una manivela, en ese momento (cuando los finlandeses veían retraer el tren) los atacaban derribándolos sin darse cuenta de lo que pasaba. El tren retráctil les daba más velocidad al tener menos componentes que ofrecieran resistencia al viento, pero no se pensó que el hombre quedaba anulado, simple problema ergonómico, la vista era el órgano que primaba y se lo anulaba en el momento más crucial.

Durante la segunda guerra mundial tenemos grandes ejemplos, los blindados Rusos, T 34, KV, JS, eran de primer orden cada uno en su momento y los llegó a haber en forma masiva, combatiendo con Alemanes en igualdad de condiciones o inferiores, y en la batalla la cantidad de bajas fueron muy superiores la Rusas (casi siempre), el hecho fue muy sencillo más allá de lo que se puede decir de los sistemas de tiro, calidad de los cañones, etc., los blindados Alemanes tenían la torre de combate y los puestos de radio operador y conductor diseñados en función del hombre primando la comodidad de estos (confortabilidad), la idea muy simple el hombre debe llegar al combate descansado y pelear cómodo para ser más efectivos (los blindados alemanes son de un lujo innecesario, según palabras de José Stalin), los blindados rusos eran estrechos e incómodos, los tripulantes carecían de espacio y en marchas largas fundamentalmente a campo traviesa se agotaban, no vale la pena continuar aclarando las razones de los resultados (ergonomía pura).

Lamentablemente la ergonomía en el siglo comenzó expandiéndose en el área militar y así continuó en la entre guerras y en la última se hicieron muchos experimentos para saber la capacidad y los límites del hombre, en forma no ortodoxa, ni ética, ni moral, se experimentó con seres humanos de algunas naciones lo sabemos en forma abierta de otras se calla pero, podemos decir que en esa época se estudió la resistencia de los pilotos caídos en el océano para determinar hasta cuando se los podía retirar vivos del agua, se desarrollaron en Asia los sistemas de transfusión de sangre, operaciones de injertos, resistencia de músculos, capacidad a carga térmica, tiempos de sobre vivencia de todo lo imaginable e inimaginable, un horror en lo humano.

Al finalizar la guerra todos los experimentos se callaron y ocultaron pero bien registrados, cuando hubo que comenzar a sobrevivir en paz en Europa se encontró con un panorama nada


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bueno y allí volvió la ergonomía para servir al hombre en toda su potencialidad y no retirarse más, sino expandirse y cubrirlo todo.

Aeronave Stela M-1

La aeronave Stela M-1 es un diseño español, desarrollado por la empresa AEROMORAGON. Actualmente en México se esta fabricando esta aeronave por parte de la empresa AEROMARMI SA de CV ubicada en el estado de San Luís Potosí.

Se pretende incursionar en el mercado nacional y en el mercado latinoamericano, es por eso que se proyecta hacer un estudio ergonómico de la cabina de pilotos para adaptarla a las características fisiológicas y antropométricas de los mexicanos.

Características de la Aeronave.

STELA es un monoplano biplaza de tren triciclo fijo, que puede ser equipado con motores JABIRU de 80 HP, motores Rotax de 80 y 100 H.P y VERNER de 80 H.P.

La estructura tanto del ala como del fuselaje es de fibra de carbono AS4C-G.P. de 210-245 GPA. El material utilizado para los herrajes de sujeción es un 2024-T3 y el montante está formado por una extrusión de aluminio 6061-T6.

El fuselaje está construido totalmente con fibra de carbono y el fuselaje desde el mamparo cortafuegos hasta el empotre del estabilizador horizontal. Las partes fijas del estabilizador vertical y horizontal forman parte integrada con el fuselaje.

El ala está construida con fibra de carbono y vidrio tiene la configuración estructural típica, formada por dos largueros, el anterior, que es el principal, contiene el punto de anclaje del montante. El posterior sirve de sujeción a las superficies móviles de mando, flaps y alerones.

Los asientos son desplazables sobre estructura rígida que forma parte integral con el fuselaje, y están provistos del correspondiente cinturón de seguridad con anclaje en tres puntos.

Mandos de vuelo: Son de tipo convencional, la operación de las superficies de control es a través de tubos de torsión para los flaps (con mando eléctrico), los alerones y el timón de profundidad. El timón de dirección a través de cables.

Para el control de tierra, el avión dispone de frenos de palanca ubicada entre los asientos (con posibilidad de instalación en pedales), y con ellos se controla la orientación de la pata del morro. El avión tiene los mandos de control duplicados por lo que es controlable por ambos pilotos.

Instrumentos: Está equipado con la instrumentación básica para el vuelo: Anemómetro, altímetro, variómetro, tacómetro, contador horario, indicador de presión de aceite, de


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temperatura de aceite, temperatura de culatas, indicador del estado de batería, Brújula, indicador de resbale, flaps eléctricos, trim eléctrico e indicadores de nivel de combustible eléctricos.

Ilustración 1 Características Stela M-1

Ilustración 2 Stela M-1 Vista Exterior


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Ilustración 3Tablero

5.- Situación Analizada

Situación actual

La aeronave Stela M-1 fue diseñada en España, para usuarios del continente europeo, actualmente se esta rediseñando esta aeronave para adaptarla al mercado local, algunas de las adaptaciones a las que esta siendo sometida son:

Fabricación de piezas con materiales nacionales.

Rediseño del tren de aterrizaje.

Rediseño del sistema de frenos.

Cambio de la planta motriz.

Rediseño de la cabina de pilotos.

Este trabajo se enfocara directamente al rediseño de la cabina de pilotos, por lo tanto hay características dentro de la cabina que requieren mejoramiento, las cuales son:


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Características que requieren mejoramiento

Espacios dentro del área de movimiento

Una de las partes cruciales en el diseño de aeronaves es el peso, entre menor sea este mayor carga útil o de paga podemos llevar, para esto debemos adaptar un espacio dentro de nuestra aeronave para los pilotos y/o pasajeros este espacio no debe ser muy grande ni muy pequeño debe estar adaptado al tipo de persona o personas que van a utilizar la aeronave.

Ya que esta aeronave se pretende comercializar en el territorio nacional y en un futuro en Latinoamérica es necesario hacer el estudio de espacios para las características antropométricas de estos usuarios.

Ángulos de visión

Esta aeronave esta certificada para vuelos visuales, esto quiere decir que puede operar desde la salida del sol asta la puesta de este, y la navegación se hace prácticamente observando hacia fuera de la aeronave apoyado de algunos instrumentos.

Es necesario que tenga ángulos de visión óptimos hacia el exterior y hacia el interior para observar los instrumentos.

Controles de mando.

Como ya se menciono anteriormente es necesario hacer un estudio de espacios dentro de la cabina, este estudio nos permitirá también conocer donde y a que distancia debemos colocar los controles de mando, estos son: los pedales y el bastón o volante.

Luminosidad dentro de la cabina.

Una de las partes críticas en vuelo es el reflejo del sol en instrumentos y en ventanillas, es por eso que hay que definir el material de las ventanillas, colores dentro de la cabina para los instrumentos y tipo de protección para evitar daños por exposición al sol.

Tipo de instrumentos a utilizar

Hoy en día el gran desarrollo tecnológico en materia de instrumentos de navegación permite escoger una gran gama de posibles instrumentos que podemos utilizar en la aeronave, es necesario definir que tipo de instrumentos se utilizaran ya sean analógicos, digitales o una mezcla de estos.


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Ruido dentro de la cabina

La exposición a ruidos fuertes y frecuentes ocasiona perdida en la audición y agotamiento mental.

Situación deseada

Definir espacios dentro del área de movimiento del piloto.

Rediseñar los espacios de acuerdo a la antropometría del mexicano

Ángulos de visión hacia el exterior y hacia los instrumentos.

Modificar los ángulos de visión tanto para el exterior como al interior de la aeronave para tener una lectura de los instrumentos y del exterior idónea.

Controles de mando.

Definir las distancias idóneas para la manipulación de los controles de mando que cumplan con la antropometría del mexicano.


Proponer una solución para evitar los deslumbramientos dentro de la cabina.

Tipo de instrumentos a utilizar.

Hacer una evaluación de la mejor representación de los instrumentos ya sea analógicos o digitales.

Ruido dentro de la cabina.

Recomendar como solucionar el ruido excesivo dentro de la cabina


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Relación de la situación deseada con la existente.

Situación Actual Situación Deseada


Espacios diseñados para usuarios del tipo Europeo, esto ocasiona que algunos usuarios no puedan manipular la aeronave


Rediseñar los espacios de acuerdo a la antropometría del mexicano.


El piloto al estar tripulando la aeronave tiene problemas para interpretar los instrumentos ya que los ángulos de visión están afectados por la antropometría de usuarios europeos, lo que ocasiona malas lecturas.


Modificar los ángulos de visión tanto para el exterior como al interior de la aeronave para tener una lectura de los instrumentos y del exterior idóneo.

Controles de mando

La distancia hacia los controles de mando no son las correctas para usuarios nacionales, lo que origina malas posiciones para poder manipular los controles.

Controles de mando

Definir las distancias idóneas para la manipulación de los controles de mando que cumplan con la antropometría del mexicano.


Uno de los principales problemas del vuelo visual son los reflejos ocasionados por el sol, esta aeronave no toma en cuanta este fenómeno.


Proponer una solución para evitar los deslumbramientos dentro de la cabina.


Esta aeronave cuenta con instrumentos analógicos.


Hacer una evaluación de la mejor representación de los instrumentos ya sea analógicos o digitales.


Ruido excesivo dentro de la cabina.


Recomendar como solucionar el ruido excesivo dentro de la cabina.


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Objetivo

Diseñar una cabina de pilotos para la aeronave ultraligera Stela M-1 de fabricación nacional, que cumpla con las características antropométricas del mexicano, aplicando los conceptos de ergonomía que apliquen a este problema, tales como: espacio de trabajo, visión, localización de instrumentos, ruido, movimientos, etc.

Objetivos particulares.

Adaptar los espacios y áreas de movimiento para la antropometría del mexicano

Proponer una configuración de cabina que sea capaz de permitir un ángulo de visión óptimo tanto al exterior como al interior.

Proponer uso de materiales y componentes que eviten reflejos y permitan una interpretación optima de los sistemas.

Proponer el tipo y cantidad de instrumentos necesarios para la navegación optima de la aeronave.

Proponer algún medio para disminuir la cantidad de ruido dentro de la cabina.


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6.- Metodología

Tabla 1 Diagrama de la metodología a seguir

Definir el área de movimiento en la cabina es el primer paso metodológico, si este no es satisfactorio no podemos pasar al siguiente paso que es definir los ángulos de visión hacia el exterior y hacia el tablero, si los ángulos de visión no pueden ser resueltos es porque el primer paso no fue satisfactorio y hay que regresar a este, así interactivamente pasa con cada paso asta llegar a una solución optima.




Controles de mando




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Características del espacio de trabajo.

Partes del cuerpo relacionadas

Criterio de diseño

Altura de la cabeza al techo.

Tronco y cabeza Definir distancias de trabajo que satisfagan a los usuarios.

Distancia de los brazos a los mandos.

Brazos y manos Definir distancias de trabajo que satisfagan a los usuarios.

Distancia de los pies a los pedales.

Piernas Definir distancias de trabajo que satisfagan a los usuarios.

Ángulos de visión. Cabeza Definir ángulos de visión que permitan una adecuada interacción,

Distancia de las manos a los instrumentos

Brazos y manos Definir distancias de trabajo que satisfagan a los usuarios.

Ancho de los asientos Tronco Definir distancias de trabajo que satisfagan a los usuarios.

Luminosidad Ojos Identificar materiales antirreflejantes para las ventanillas

ruido Oidos Definir soluciones para evitar el ruido excesivo.

Tabla 2 Criterios de diseño

Espacios dentro del área de movimiento del piloto

Es necesario conocer la antropometría del mexicano y de ahí con las normas que apliquen diseñar la postura y el espacio necesario para el buen desempeño de los pilotos

Algunas normas que aplican a este caso son:

ISO (International Standards Organization) 6385: Principios ergonómicos en el diseño de los sistemas de trabajo.

Normas de Higiene y Seguridad de la STPS (Secretaria del Trabajo y Previsión Social)


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Ángulos de visión hacia el exterior y hacia los instrumentos

Después del estudio antropométrico se prosigue al estudio de los ángulos de visón óptimos tanto fuera como dentro de la cabina, para esto aplicaremos la siguiente normatividad:

AC25.773-1 Pilot Compartment view design consideration

Controles de mando

De acuerdo a los estudios antropométricos se deben rediseñar los controles de vuelo y definir la distancia de estos de acuerdo a las condiciones de espacio, aplicando la normatividad vigente.

Luminosidad dentro de la cabina

La reglamentación aeronáutica que aplica a este caso es:

AC-25-775-1(ventanas y parabrisas)

La norma SAE ARP-1048B (instrumentos e iluminación en cabinas de aeronaves de aviación general)


Para esta sección debemos analizar la siguiente reglamentación:

NOM-038-SCT3-1994 Características que deben reunir las aeronaves ultraligeras

AC25.672-1 Active Flight control


Para definir que cantidad de ruido es permisible para el trabajo, hay que investigar sobre afectaciones del ruido en condiciones de trabajo.

Este trabajo solo abarca el estudio hasta el tipo de instrumentos a utilizar, ya que el estudio de ruido dentro de la cabina requiere de pruebas en las diferentes etapas de vuelo, despegue crucero y aterrizaje, lo que ocasionaría que este estudio fuera muy caro.


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7.- Marco Teórico

Relaciones dimensionales (Antropometría)

Durante las veinticuatro horas del día, minuto a minuto, todos los años de nuestras vidas, estamos formando parte de múltiples sistemas y ocupando los más variados espacios en diversos lugares donde realizamos todas nuestras actividades, alguna de las cuales, ciertamente, jamás podemos dejar de hacer. Las relaciones dimensionales que se establecen entre nuestros cuerpos y muchos de estos espacios y objetos generalmente no se ajustan a nuestras necesidades antropométricas. La revolución industrial trajo consigo la producción masiva, lo que provocó una derrota para las compatibilidades dimensionales que existían entre las personas y sus entornos, cuando el diseño de los mismos dependía de los artesanos; lo mismo en los productos y herramientas, como en los espacios de actividad en todos los ámbitos de la vida. Por los objetos y el mobiliario dejados por nuestros antepasados es posible saber, más o menos, cómo eran, porque todo se hacía a su medida. Incluso las unidades utilizadas partían de las personas: el codo, el pie, la pulgada, el palmo..., cuando las personas eran la medida de todas las cosas. Por el tamaño de sus armaduras sabemos que los valientes guerreros de la edad media eran mucho menos corpulentos que lo supuesto y por los muebles de la casa del Greco en Toledo sabemos que el ilustre pintor no era tan esbelto como lo imaginamos al compararlo con los cánones actuales. Es por todo ello y más, que el primer principio que debemos interiorizar en ergonomía aplicada al diseño de PP.TT. es el de la supremacía de la persona como el elemento más importante de cualquier proyecto de concepción o rediseño, y la obligación de mantener el referente humano en todas y cada una de las etapas del proyecto, o sea, desde la conceptualización hasta la retirada. El segundo principio es reconocer nuestra limitada capacidad para modificar psicofísicamente a las personas y que más allá del entrenamiento y la alimentación para mejorar sus aptitudes físicas y mentales, nada se puede hacer. Por lo tanto, la solución realista es diseñar correctamente el puesto y el trabajo, es decir, adaptarlos a los segmentos corporales relevantes del grupo de operarios que debe intervenir, considerando alcances, tiempos de reacción, esfuerzos, momentos, cadencias, etc., admitiendo que la varible persona es flexible pero frágil, y aceptando que el grupo de operarios de que disponemos y del cual partimos es el mejor que tendremos durante toda la vida útil de nuestro proyecto. El tercer principio es dejar por sentado que la persona nunca debe de ser dañada por su actividad dentro de un sistema, ni siquiera con molestias psicológicas, y que incluso una actividad sencillamente aburrida afecta, y que el perjuicio no se limita a la incomodidad de una mala postura, sino que es mucho más serio; involucra al sistema músculo esquelético, pero también a los sistemas cardiovascular, respiratorio, gastrointestinal y nervioso, por citar los más evidentes. La adaptación de la persona a posiciones incómodas es una falacia: jamás nos adaptamos, simplemente nos resignamos y sacrificamos nuestra salud y la calidad del trabajo en aras de una falsa productividad, y culpamos a las máquinas de obsoletas o nos auto culpamos como


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incapaces, enfermizos, viejos, etc., y acabamos pensando en los “años que pasan”. Resignación y baja productividad son sinónimos del mal funcionamiento del sistema. No hay posturas buenas durante mucho tiempo. Sin duda, el mejor diseño de puesto de trabajo es aquel que le da la mayor libertad a la persona para modificar su postura cada vez que lo desee sin abandonar ni perjudicar la tarea que esté realizando y si la abandona que sea para descansar y recuperarse, bien realizando otra tarea (descanso activo), bien en reposo. La antropometría es la ciencia que estudia las dimensiones del cuerpo humano, lo mismo con objetivos antropológicos, médicos, deportivos, que para el diseño de sistemas de los que la persona forma parte: objetos, herramientas, muebles, espacios y puestos de trabajo. La diferencia estriba precisamente en los objetivos con que se utilice. El ser humano es el elemento más importante de cualquier sistema P-M, pero a la vez es el más frágil y caro (caro en su doble acepción: costoso y querido). Es, pues, mucho más económico tener en cuenta a la persona en el diseño de los puestos de trabajo que ignorarla. Las dimensiones humanas, sus movimientos y tiempos, deben primar para determinar las dimensiones del puesto.

Ángulos de confort

Cuando analizamos movimientos, hemos de tener presente que la mayoría de las veces no nos interesa el rango máximo de la articulación, sino los valores de confort de los ángulos que tienen las diversas articulaciones, fuera de los cuales el trabajo a realizar es más difícil, penoso o incluso peligroso para las personas. Cabe destacar que la orquilla de ajuste de los ángulos de confort dependerá también de la edad, el entrenamiento físico, las diferencias anatómico-funcionales, etc.

Ángulos de visión Casi todos los puestos de actividad a que se ven sometidas las personas, además, tienen una implicación alta con el campo de visión, y esto lleva a que tengamos que analizar la posición de la cabeza y los ojos en las diferentes tareas que se deban desarrollar. Algunas veces al diseñar un PP.TT. el elemento del que partimos para componer la arquitectura del puesto es precisamente la distancia entre el ojo y la mano, o la distancia del ojo a un punto crítico de la pieza. Los ángulos definidos a continuación suponen el ojo inmóvil. Los límites angulares, en función del desplazamiento del globo ocular son netamente superiores, tal y como se indica seguidamente. En el plano sagital, el campo visual está comprendido en un ángulo que, respecto a la paralela al suelo, varía de +15° a -30°. En el plano horizontal, el campo visual se considera como satisfactorio en los límites de 25° a derecha y 25° a izquierda del eje que pasa por la nariz.


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Antropometría del mexicano

A continuación se presenta el avance del Estudio Antropométrico Nacional, conducido por el Doctor en Ingeniería Enrique de la Vega, socio fundador y vicepresidente de la Sociedad de Ergonomitas de México A.C., del cual se sacaran los datos antropométricos para empezar el diseño de los espacios dentro de la cabina de vuelo.

Ilustración 4 Estudio ergonometrico de la sociedad de ergonomistas de México


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Ilustración 5 Estudio ergonometrico de la sociedad de ergonomistas de México continuación


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Ilustración 6 Estudio ergonometrico de la sociedad de ergonomistas de México continuación

Sistema hombre-maquina

El bienestar, la salud, la satisfacción, la calidad y la eficiencia en la actividad de las personas dependen de la correcta interrelación existente entre los múltiples factores que se presentan en sus espacios vitales y las relaciones que establecen con los objetos que les rodean. Existen múltiples formas de análisis de los espacios de actividad o trabajo, de los objetos y del conjunto de acciones que las personas se verán obligadas a realizar, por ejemplo, clasificar el monto de interrelaciones P-M en los siguientes tipos: Relaciones dimensionales Relaciones informativas, Relaciones de control, Relaciones ambientales, Relaciones temporales, Relaciones sociales, Relaciones de organización, Relaciones culturales. Pero debemos señalar que todas las interacciones de los sistemas P-M ejercen una acción determinante sobre los factores psicosociológicos y fisiológicos residentes en las personas, provocando satisfacción o insatisfacción en el trabajo, desarrollo o involución de la personalidad, potenciando o inhibiendo la creatividad, cohesionando o disgregando el grupo de trabajo, etc. Obviamente, ésta, como cualquier otra clasificación es un recurso metodológico utilizado con el objetivo de poder acceder al conocimiento de la estructura y el funcionamiento de un fenómeno altamente complejo y complicado, como es el sistema persona-máquina, cuyas interacciones se


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manifiestan sinérgicamente y aparecen ante los ojos de los observadores de manera hipercompleja y formando un todo. Por ejemplo: las relaciones informativas, mediante las cuales una persona se informa suficiente o insuficientemente) de la marcha de la actividad de un sistema a través de los sentidos (visión, oído, tacto...), producen reacciones fisiológicas y psicológicas, que inciden sobre las relaciones de control (las que posibilitan o dificultan el control del sistema), sobre las relaciones organizativas en general (que determinan la forma que adopta la marcha del sistema), y sobre las relaciones sociales (que ponen de manifiesto la situación del individuo en la sociedad). Todas esta relaciones, que son inherentes a cualquier tipo de actividad, benefician o dañan al sistema y, en consecuencia, a la persona. Por otra parte, determinadas relaciones dimensionales entre el usuario y la máquina, compatibles (o incompatibles), garantizarán o impedirán que éste se informe y controle satisfactoriamente la marcha del proceso. No cabe la menor duda de que la actividad iterativa y dinámica de los sistemas P-M, de una forma u otra, siempre está activada, y que no existen elementos que no pertenezcan a un sistema específico y definido, o sea, que todo elemento interactivo muestra, y a la vez limita, los grados de libertad de todo el sistema. Ya que la persona pertenece en todo momento a algún sistema podemos decir que los individuos, a lo largo del día y de su vida, van formando parte de múltiples subsistemas P-M, pasando de uno a otro con relativa frecuencia, y se ven obligados a responder a requerimientos diferentes en tiempos mínimos.

Tipos básicos de controles o mandos

Los principales tipos básicos de controles son: los botones pulsadores de mano, botones pulsadores de pie, interruptores de palanca, perillas, selectores rotativos, volantes de mano, manivelas, volantes (de brazos), palancas, pedales, teclados, ratones, lápices electrónicos, etcétera, de cada uno de los cuales existen y pueden existir un gran número de variantes (formas, tamaños, sensibilidad, precisión, etcétera). Por otra parte, la voz, la expresión del rostro y los gestos, de los cuales ya hablamos en el capítulo de las relaciones informativas, son inapreciables como controles en determinadas situaciones: los movimientos corporales y la expresión del rostro en una fábrica muy ruidosa, en la dirección del tránsito y en la dirección de una orquesta, son buenos ejemplos de la eficiencia de estos controles en la conducción de sus sistemas. Los botones pulsadores de mano son los controles más simples, su función es ordenar si o no, encender o apagar, arrancar o detener. Por otra parte no requieren de fuerza apreciable para ser activados y responden rápidamente a una acción bien simple como es la ligera presión de un dedo, o de varios, o de la mano o puño, según sea el diseño de su superficie y sus objetivos. Además, la acción con un dedo es la más económica y rápida, siguiéndole por orden creciente de gasto energético, la mano, el brazo los pies y las piernas: mientras mayor masa muscular deba ser activada, habrá mayor consumo de energía y más lentitud. Los interruptores de palanca de dedos, son rápidos y prácticos. Pueden utilizarse para dos o tres órdenes.


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Las perillas o botones rotativos, de valores discretos o continuos, pertenecen a la familia de los controles rotatorios y se emplean cuando es necesario hacer crecer una variable múltiples valores. Los selectores rotativos, de valores discretos y de valores continuos: es conveniente realizar ensayos según su uso, el tiempo de selección es menor, y son preferibles los selectores de escala fija. Los errores cometidos son menos (del orden de la mitad) cuando se utilizan escalas móviles. Los volantes de mano y las manivelas: el diámetro de los volantes de mano dependerá de la proporción C/D que se precise aunque diámetros comprendidos entre 15 y 20 cms. suelen ser válidos para muchas operaciones. Los momentos óptimos se encuentran entre los 40 y 65 Newton-metro. Las palancas: si la relación C/D está comprendida entre 2,5 y 3, una longitud de palanca de 30 a 75 cm es indiferente en cuanto a velocidad de respuesta y precisión. En un estudio realizado para grúas puente se llegó a la conclusión que las palancas de 30 cm y movimientos de 35° o 50° son las proporciones más aconsejables. Los pedales: la mayoría de los especialistas consideran que los pedales pueden afectar la salud. Los únicos pedales que no resultan perjudiciales a las personas son los de bicicleta; todos los demás obligan al pie a adoptar posiciones y esfuerzos no naturales que a la larga, al menos pueden provocar molestias; tales son los casos del pedal de las máquinas de coser mecánicas, de las planchadoras mecánicas, de muchas máquinas industriales y, aunque no lo parezcan, los pedales de los automóviles.

Proceso Perceptivo

Todos los individuos reciben estímulos mediante las sensaciones, es decir, flujos de información a través de cada uno de sus cinco sentidos; pero no todo lo que se siente es percibido, sino que hay un proceso perceptivo mediante el cual el individuo selecciona, organiza e interpreta los estímulos, con el fin de adaptarlos mejor a sus niveles de comprensión.

Los individuos perciben sólo una pequeña porción de los estímulos a los cuales están expuestos.

Cuando la percepción se recibe de acuerdo con nuestros intereses, se denomina percepción selectiva. La percepción selectiva se refiere al hecho de que el sujeto percibe aquellos mensajes a que está expuesto según sus actitudes, intereses, escala de valores y necesidades. Es decir, se opera un auténtico procesamiento de la información por parte del sujeto, mediante el cual el mensaje despierta en el individuo toda una serie de juicios de valor que se traducen en reacciones de muy distinto signo.

Por esta razón, se puede decir que el individuo participa directamente en lo que experimenta. Esta intervención no se limita a una simple adaptación, sino que se acompaña de una selección efectuada entre los estímulos propuestos.


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La cantidad de estímulo que un individuo es susceptible de percibir es enorme. Sólo sobre el terreno publicitario, se estima en varias centenas el número de mensajes procedentes de los "mass media" a los que está expuesto diariamente. Menos de una decena de entre ellos tendrán alguna influencia sobre el comportamiento. La atención selectiva actúa entonces como una guillotina despiadada a la que pocos anuncios se escapan.

Ambiente Lumínico

La capacidad de nuestros ojos de adaptarse a condiciones deficientes de iluminación nos ha llevado a restar importancia a esta variable; sin embargo, más del 80% de la información que reciben las personas es visual, por lo que aquí radica la enorme importancia de la iluminación. La vista dispone de dos mecanismos básicos denominados acomodación y adaptación; mientras que la acomodación permite enfocar la vista en un punto específico según la distancia, de acuerdo con el interés y la necesidad del operario, la adaptación hace posible ajustar la sensibilidad de la vista al nivel de iluminación existente. El punto débil de la visión aparece cuando se hace necesario observar pequeños detalles muy cercanos con un nivel de iluminación bajo; en estas circunstancias se incrementan los errores, y surgen la fatiga visual y la fatiga mental, por lo que es explicable que para tareas visuales con esas características se busquen soluciones tales como incrementar el nivel de iluminación y/o el tamaño de los detalles. El conjunto de factores que determina las relaciones entre la iluminación y la visión son: el ángulo visual, la agudeza visual, el brillo o luminancia, el contraste, la distribución del brillo en el campo visual, el deslumbramiento, la difusión de la luz, el color, y el tiempo. El ángulo visual también se puede denominar tamaño de la imagen que se forma en la retina. El concepto nos da la medida del tamaño del objeto y de la distancia que nos separa de él. La distribución del brillo en el campo visual del sujeto debe ser lo más homogénea posible, pues el ojo debe adaptarse según la intensidad luminosa y si esta adaptación es muy frecuente provoca daños en la percepción visual y fatiga. La homogeneidad del brillo prácticamente es imposible de lograr. Por lo tanto, considerando tres zonas en el campo visual (centro de la tarea, alrededores inmediatos y alrededores mediatos), las diferencias entre los brillos de las tres zonas no debe ser superior a la relación 10:3:1, o a la inversa: 1:3:10.

Superficies de Mando y Control.

Además de que un avión vuele, es necesario que este vuelo se efectúe bajo control del piloto; que el avión se mueva respondiendo a sus órdenes. Los primeros pioneros de la aviación estaban tan preocupados por elevar sus artilugios que no prestaban mucha atención a este hecho; por suerte para ellos nunca estuvieron suficientemente altos y rápidos como para provocar o provocarse un accidente. Una de las contribuciones de los hermanos Wright fue el sistema de control del avión sobre sus tres ejes; su Flyer disponía de timón de profundidad, timón de dirección, y de un sistema de torsión de las alas que producía el alabeo.


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Por otro lado, es de gran interés contar con dispositivos que, a voluntad del piloto, aporten sustentación adicional facilitando la realización de ciertas maniobras.

Para lograr una u otra funcionalidad se emplean superficies aerodinámicas, denominándose primarias a las que proporcionan control y secundarias a las que modifican la sustentación.

Las superficies de mando y control modifican la aerodinámica del avión provocando un desequilibrio de fuerzas, una o más de ellas cambian de magnitud. Este desequilibrio, es lo que hace que el avión se mueva sobre uno o más de sus ejes, incremente la sustentación, o aumente la resistencia.

Ejes del avión.

Se trata de rectas imaginarias e ideales trazadas sobre el avión. Su denominación y los movimientos que se realizan alrededor de ellos son los siguientes:

Eje longitudinal. Es el eje imaginario que va desde la nariz hasta la cola del avión. El movimiento alrededor de este eje (levantar un ala bajando la otra) se denomina alabeo (en ingles "roll").

Eje transversal o lateral. Eje imaginario que va desde el extremo de l semi-ala al extremo de la otra. El movimiento alrededor de este eje (cabeza arriba o cabeza abajo) se denomina cabeceo ("pitch" en ingles).

Eje vertical. Eje imaginario que atraviesa el centro del avión. El movimiento en torno a este eje (cabeza virando a la izquierda o la derecha) se llama guiñada ("yaw" en ingles).

Ilustración 7 Ejes del avión y movimientos sobre ellos

Superficies primarias.

Son superficies aerodinámicas movibles que, accionadas por el piloto a través de los mandos de la cabina, modifican la aerodinámica del avión provocando el desplazamiento de este sobre sus ejes y de esta manera el seguimiento de la trayectoria de vuelo deseada.


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Las superficies de control son tres: alerones, timón de profundidad y timón de dirección. El movimiento en torno a cada eje se controla mediante una de estas tres superficies.

Alerones. Superficies móviles, situadas en la parte posterior del extremo de cada semi-ala, cuyo accionamiento provoca el movimiento de alabeo del avión sobre su eje longitudinal. El piloto acciona los alerones girando el volante de control a la izquierda o la derecha, o en algunos aviones moviendo la palanca o bastón de mando a la izquierda o la derecha.

Ilustración 8 Alerones y mando de control

Timón de profundidad. Es la superficie o superficies móviles situadas en la parte posterior del empenaje horizontal de la cola del avión. su accionamiento provoca el movimiento de cabeceo del avión sobre su eje transversal. El movimiento de cabeceo del avión provoca la modificación del ángulo de ataque; es decir que el mando de control del timón de profundidad controla el ángulo de ataque.

Ilustración 9 Timón de profundidad y mando de control

Timón de dirección. Es la superficie móvil montada en la parte posterior del empenaje vertical de la cola del avión. Su movimiento provoca el movimiento de guiñada del avión sobre su eje vertical, sin embargo ello no hace virar el aparato, sino que se suele utilizar para equilibrar las fuerzas en los virajes o para centrar el avión en la trayectoria deseada. Esta superficie se maneja mediante unos pedales situados en el suelo de la cabina.


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Ilustración 10 Timón de dirección y pedales de control


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8.- Actividades Realizadas

Espacios dentro del área de movimiento

Dimensiones laterales

De acuerdo a los resultados obtenidos en el estudio del Doctor en Ingeniería Enrique de la Vega miembro de la Sociedad de Ergonomitas de México A.C., y teniendo en cuanta que la actividad en una cabina de pilotos se realiza sentado, se modelaron 2 maniquíes, el primero de ellos con las dimensiones inferiores del estudio antropométrico, el segundo de ellos con las dimensiones superiores del estudio, se implementaron los ángulos de confort que recomienda el libro “Diseño de puestos de trabajo” de Pedro R Mándelo quedando de la siguiente manera.

Ilustración 11 Rango de confort de ángulos para puesto de trabajo de conducción.

Ilustración 12 Maniquí con dimensiones inferiores.


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Ilustración 13 Maniquí con dimensiones inferiores y ángulos de movimiento recomendados.

La ilustración 8 y 9 muestran el maniquí de rangos inferiores con los ángulos de confort recomendados y con los ángulos de movimiento respectivamente.

Ilustración 14 Maniquí con dimensiones superiores.


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Ilustración 15 Maniquí con dimensiones superiores y ángulos de movimiento recomendados.

La ilustración 10 y11 muestra el maniquí de rangos inferiores con los ángulos de confort recomendados y con los ángulos de movimiento respectivamente.

Al combinar los maniquíes obtenemos el rango de movimiento que deben tener los pedales y el bastón o volante en la aeronave, quedando de la siguiente manera:

Ilustración 16 Maniquís combinados para obtener los movimientos en los pedales y en el bastón o volante


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Los datos obtenidos son los siguientes:

Desplazamiento del asiento

Desplazamiento del recorrido del bastón o

volante

Desplazamiento del recorrido de

los pedales

Altura del piso a los pedales

Altura de los pedales

115 mm 158 mm 214 mm 128mm 155mm Tabla 3 Desplazamientos obtenidos

Redondeando los valores obtenidos

Desplazamiento del asiento

Desplazamiento del recorrido del bastón o

volante

Desplazamiento del recorrido de

los pedales

Altura del piso a los pedales

Altura de los pedales

120 mm 160 mm 220 mm 130mm 160mm Tabla 4 Desplazamientos obtenidos redondeados

El desplazamiento del bastón o volante es hacia adelante y hacia atrás igualmente el de los pedales, por lo tanto el bastón o volante se desplazara 80mm hacia adelante y 80mm hacia atrás, los pedales 110mm hacia adelante y 110mm hacia atrás.

Dimensiones posteriores

Se necesita espacio para dos personas por lo consiguiente tomamos las dimensiones superiores del estudio del Dr. Enrique de la Vega.

Ilustración 17 Ancho del cuerpo


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Como se aprecia en la ilustración 13 el ancho de la espalda del mexicano oscila de 271 mm a 377 mm, el ancho incluyendo brazos oscila de 379 mm a 500 mm siendo así se toma la dimensión más grande para diseñar el espacio posterior de la cabina. Con estas dimensiones tomaremos como ancho del asiento 400 mm y un espacio intermedio entre asientos de 100mm quedando las dimensiones como se muestra en la ilustración 14

Ilustración 18 Dimensiones del asiento y separación entre ellos


Determinar ángulos óptimos de visión hacia el interior y el exterior de la cabina permitirá que la interpretación de los instrumentos y la apreciación del exterior no afecten indirectamente a decisiones que pueda tomar el piloto.

Ilustración 19 Ángulos de visión óptimos


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Ilustración 20 Ángulos de visión con los dos maniquíes y propuesta de colocación del tablero

En la figura 16 se observan las líneas de visión con los ángulos respectivos, la colocación del tablero se propone por debajo de la línea neutral y perpendicular a la línea de 30 grados que es donde es bueno el ángulo de visión, la inclinación de la ventanilla se propone perpendicular a la línea de 15 grados.

Ilustración 21 Medidas propuestas del tablero

El tablero se propone que tenga una altura de 100 mm respecto a la rodilla y recorrido hacia atrás 50 mm de la rodilla, un ángulo de inclinación de 65 grados y una longitud de 450 mm

Controles de mando

Las superficies de control son tres: alerones, timón de profundidad y timón de dirección.


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Los pedales son los encargados de mover el timón de dirección, el volante o bastón según se escoja es el encargado de mover los alerones y el timón de profundidad.

Para este estudio analizaremos el caso de tener un bastón de mando y un volante y los pedales.

Ilustración 22 Bastón de mando.

El bastón de mando debe tener una posición intermedia entre los desplazamientos de las manos de los dos maniquíes, en la ilustración 22 se muestra que el bastón tiene un desplazamiento de 76mm hacia adelante y hacia atrás, y esta dispuesto a 146mm del tablero, como se aprecia en la ilustración 22 el bastón de mando interfiere en el desplazamiento del asiento, siendo así hay que modificar el asiento haciéndole una ranura en el centro para que el movimiento del bastón no interfiera como se muestra en la figura 23.

Ilustración 23 Asiento Modificado con ranura

En el caso de utilizar el volante en lugar del bastón el asiento no debe modificarse, lo que sufriría modificación es el tablero, el cual debe tener una ranura para albergar el vástago del volante, las dimensiones del volante y del bastón no son representadas en este trabajo


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Ilustración 24 Posición del volante

En la ilustración 24 se ve la posición del volante y la modificación que sufriría el tablero. Para la posición de los pedales se debe buscar la posición el la cual los pedales queden centrados con la posición de los dos maniquíes, en la ilustración 16 se ve el desplazamiento optimo que debe tener el movimiento de los pies, la ilustración 25 muestra la posición tentativa de los pedales.

Ilustración 25 Posición tentativa de los pedales

Como se pede observar en la figura 25 el pedal esta recto lo cual es incomodo para el pie, es necesario inclinarlo, el movimiento del pedales debe ser hacia adelante y hacia atrás, la mayoría de los especialistas consideran que los pedales son perjudiciales para la salud excepto los de bicicleta que son los únicos que se adaptan al movimiento natural del pie. En el caso de las aeronaves se tienen dos pedales por tripulante, cuando un pedal es empujado hacia adelante el pedal contrario es movido hacia atrás, en consecuencia no solo se mueve un pie sino los dos en conjunto con las piernas.


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En la ilustración 26 tenemos el pedal con una inclinación de 15 grados.

Ilustración 26 Pedal con inclinación de 15 grados

Luminosidad dentro de la cabina La norma SAE ARP-1048B (instrumentos e iluminación en cabinas de aeronaves de aviación general), esta norma establece los criterios de diseño para los instrumentos e iluminación dentro de las cabinas de aeronave. Esta norma no es de carácter publico y para su consulta se debe pagar una tarifa de $45 usd por lo tanto no se pudo consultar para su estudio. Por esta situación solo se basara esta parte del estudio en la norma AC-25-775-1(ventanas y parabrisas) A continuación se presentan los materiales aconsejables para su utilización en el diseño de ventanas y parabrisas en aeronaves Vidrio: En general, el vidrio tiene buena resistencia a las ralladuras y ataques químicos, tales como la acción del limpiaparabrisas, disolventes, y líquidos para la remoción de hielo. Polimetil-metacrilato (Acrílico): los materiales acrílicos usados para paneles de estructuras transparentes en aeronaves son basados en polímeros. Comparado con el vidrio los acrílicos son más manejables y resistentes, en general al incrementar la temperatura decrecen sus propiedades, mecánicas al aumentar la temperatura no de afecta la elongación y las propiedades de impacto del acrílico. Policarbonato: El policarbonato es un termoplástico amorfo tiene gran resistencia al impacto, gran deflexión bajo condiciones de impacto y puede ser comparo con el acrílico, se degrada lentamente en condiciones ambientales. Cualquiera de estos tres materiales son recomendables para ser utilizados en el diseño de ventanas y parabrisas de las aeronaves.


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Para el caso de la luminosidad dentro de la cabina es aconsejable seguir los criterios de la norma SAE mencionada anteriormente. Hay lentes para pilotos que están homologados con esta norma y es aconsejable utilizarlos para prevenir afectaciones a la vista.


El Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana NOM-038-SCT3-1994, que regula las Características que deben reunir las aeronaves ultraligeras recomienda utilizar los siguientes instrumentos. En el punto 3.4.11 instrumentos y equipo mínimo para aeronaves ultraligeras.

Instrumentos de vuelo:

Brújula Velocímetro. Altímetro barométrico. Indicador de velocidad vertical

Instrumentos de planta moto propulsora.

Tacómetro. Indicador de temperatura ambiente. Indicador de temperatura de cabeza de cilindros, Indicador de temperatura de gases de escape o un indicador de temperatura de refrigerante, de acuerdo a la clase y tipo de motor empleado

Estos son los instrumentos mínimos que debe tener la aeronave, no afecta la operación tener mas instrumentos duplicados o diferentes a los que se mencionan. En le mercado hay una gran gama de fabricantes de instrumentos de vuelo y de indicadores, tanto digitales como analógicos entre estas marcas se encuentran.

Garmin Aviónica en general y sobre todo gran cantidad y calidad en gps

AlliedSignal Fusión de fabricantes de aviónica que comercializa marcas reconocidas y actualmente absorvida por honeywell

Narco Otro grande de productos de aviónica, sobre todo en comunicaciones para aviación general

Bendix/King La super conocida y reconocida marca de aviónica por excelencia, fabrica de todo,absorvida por Allied Signal y a su vez por Honeywell

Honeywell La gran fusión de fabricantes de aviónica que comercializa absolutamente de todo Alliedsignal,Bendix-King,Skyforce..

Ups Aviation Technologies Amplía gama de productos para comercial y general, poco conocido en el mercado español,pero de gran calidad

Collins El todopoderoso de la aviación, todo en equipamiento en aviónica,sobre todo para aviación comercial


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Magellan El experimentado fabricante de gps con más modelos en el mercado,terrestres y aeronáuticos

Skyforce Filial de AlliedSignal que distribuye la familia Skymap,muy apreciada en aviación general

Avidyne Pantallas multifuncionales de gran resolución

Ps-Engineerig Fabricante de paneles y accesorios de audio

DRE Communications Intercom,cascos y accesorios de audio

Nat Intercom y accesorios de audio

Airpathways Intercom y accesorios de audio

Trans-Cal Encoder para modo charly

Telcom Intercom,gps,cascos y accesorios de audio

Becker Comunicaciones de altas prestaciones y tamaño reducido

Delcom Walkies y comunicaciones

Jrc Walkies de banda aerea,hf,radares y gps naúticos

Lowrance Gps con pantallas gran formato y alta resolución

Sigtronics Paneles,intercom,cascos y todo lo relacionado con audio

S-Tec Pilotos automáticos,intrumentos y aviónica en general

Icom Especialista en comunicaciones,sobre todo en walkies

Ryan Anticolisión y radioatimetros

BgGoodrich Otro grande de la aviación Stormscopes y aviónica en general

Arnav Gps y pantallas multifunción

Dittel Comunicaciones de altas prestaciones ,tamaño y peso muy reducido

Val Comunicaciones para aviación general

Microair Comunicaciones de tamaño reducido

Sunair Comunicaciones Hf

Artex Fabricante de Elts

David Clark Cascos,intercom y todo lo relacionado con audio

Telex Cascos,intercom y todo lo relacionado con audio

Flightcom Intercom,cascos y todo lo relacionado con audio

Peltor Cascos y accesorios de audio

Pilot Avionics Cascos y accesorios de audio

Sennheiser Cascos y accesorios de audio

Bose Cascos y accesorios de audio

Softcomm Cascos,intercom y todo lo relacionado con audio

Lightspeed Cascos y accesorios de audio

Yaesu Especialistas en walkies de tamaño muy reducido y altas prestaciones

Insight Reconocida marca de instrumentos en general y sobre todo por el stormscope strikefinder

Century Pilotos automáticos,hsi,instrumentos..

Sandel Conocido por sus hsi digitales multifuncionales

Trimble Fabricante de gps de muy alta calidad,incluso en aproximación.También precursor de la línea de aviónica Terra

Northstar Gps y displays multifunción

Comant El mayor fabricante de todo tipo de antenas y accesorios

Decibel La conocida marca de todo tipo de antenas y accesorios

Chelton Comerzializa todo tipo de antenas,comunicaciones,navegación,elt..

Dayton Granger La conocida marca de todo tipo de antenas y accesorios

Dorne&Margolin Marca de todo tipo de antenas y accesorios

Rami Marca de todo tipo de antenas y accesorios

Jeppesen La mayor base de datos para gps del mundo,de hecho las grandes marcas usan sus mapas.También accesorios para piloto


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Mccoy avionics Comercializa un buen frontal digital para reemplazarlo por el Kx170/175 de Bendix-King

Ashtech Fabricante de sistemas electrónicos de todo tipo y distribuidor oficial de Magellan

Asa Todo sobre accesorios para pilotos,bolsas,gafas,cursos y mucha información útil

Teledyne Electronics Sistemas elctricos para aviación,conocido por sus baterías

Kollsman

Instrumentos de todo tipo,es una de las marcas mas antiguas en su genero

Aerosonic

Instrumentos de precisión a buen precio,contempla practicamente de todo

Thomson Racal Avionics Grabadores de succesos y comunicación por satélite

Technisonic Paneles de audio muy buena calidad,algún comunicaciones

DelcoRemy Productos eléctricos para aeronaves e industria

Lucas Aerospace Fabricante de todo tipo de piezas para aviación

RcAllen Instrumentos, conocido por sus horizontes de vacío y eléctricos

Jp Instruments Instrumentos sobre todo de ingeniería o para espacios muy reducidos

Sigma-tek Seguramente sea el fabricante de todo tipo de instrumentos más difundido

Mid-Continental Instrumentos,anunciadores de panel y cdi

Shadin Especialista en medidores de combustible y de aire,convertidores arinc 429

Icarus Instrumentos,alertadores de gps y serielizador para encoder

Avrotec Display multifunción co pantalla táctil que corre bajo Windows

Electronics International Indicadores digitales de todo tipo

Vision Microsystems Indicadores multifuncionales digitales

Vision Microsystems Altimetros,variometros,Indicadores multifuncionales digitales

Uma Instruments Variometros,anemometros e indicadores de todo tipo

Davtron Instruments Indicadores digitales de todo tipo

Cencal Bolsas para gps,ordenadores,cascos y accesorios

Lancair Paneles estandar para varias aeronaves o prototipos

L-3 Communications Grabadoras de voz y sucesos para aviación

Tabla 5 Principales Fabricantes de Avionica en el Mundo Se puede escoger cualquier tipo de fabricante ya que estos están certificados par poder fabricar estos instrumentos. A lo largo de la evolución de la aeronáutica se han tomado criterios de configuración de posición de cada instrumento, a la configuración básica se le llama. T básica de navegación, la cual se muestra en la figuara


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Ilustración 27 T Básica de navegación

1. Indicador de velocidad aerodinámica 2. Horizonte artificial 3. Altímetro 4. Indicador de rumbo

En el caso de que los instrumentos sean digitales

Ilustración 28 Instrumentos de navegación en pantalla digital


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Como se puede observar en la figura 28 los instrumentos están inmersos en una pantalla, pareciera que es mucho más complejo interpretar estos instrumentos, pero se simplifica el espacio y la interpretación al estar todo en un solo lugar. A continuación se presenta una propuesta de configuración del panel de instrumentos, tomando en consideración la ilustración 18 donde se muestra el ancho de los asientos y la distancia entre ellos, queda el panel de las siguientes dimensiones.

Ilustración 29 Dimensiones del panel y configuración con instrumentos digitales

Ilustración 30 Dimensiones del panel y configuración de instrumentos analógicos



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Para definir que cantidad de ruido que es permisible para el trabajo, hay que investigar sobre afectaciones del ruido en condiciones de trabajo.

Este trabajo solo abarca el estudio hasta el tipo de instrumentos a utilizar, ya que el estudio de ruido dentro de la cabina requiere de pruebas en las diferentes etapas de vuelo, despegue crucero y aterrizaje, lo que ocasionaría que este estudio fuera muy caro.


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9.- Análisis de Resultados. De acuerdo a los objetivos particulares planteados al principio de este trabajo, a continuación se evaluaran para determinar que se cumplió y que no se cumplió.

Adaptar los espacios y áreas de movimiento para la antropometría del mexicano

El estudio realizado incluyo los datos de la sociedad de Ergonomitas de México A.C, este estudio abarca las dimensiones antropométricas de los mexicanos incluye las dimensiones inferiores medias y superiores, por lo consiguiente los datos obtenidos en esta etapa del estudio son características solo para la población del país.

El diseño de los espacios permite que personas de 148.1 cm a 178.3 cm puedan operar la aeronave.

Proponer una configuración de cabina que sea capaz de permitir un ángulo de visión óptimo tanto al exterior como al interior.

Los ángulos de visión quedaron dentro de lo recomendado por la bibliografía de puestos de trabajo, los ángulos hacia el exterior igualmente quedaron dentro de lo recomendado.

Proponer uso de materiales y componentes que eviten reflejos y permitan una interpretación optima de los sistemas.

De los materiales propuestos en esta sección del trabajo se puede utilizar cualquiera de ellos, la limitante de no haber podido obtener la normatividad completa para esta sección deja inconcluso esta sección

Proponer el tipo y cantidad de instrumentos necesarios para la navegación optima de la aeronave.

Los instrumentos con los que pede ser equipada la aeronave pueden ser analógicos o digitales esto depende de la configuración que el cliente solicite, tanto la marca como el fabricante todos cumplen con la normatividad de construcción vigente.

Proponer algún medio para disminuir la cantidad de ruido dentro de la cabina.

Para realizar esta parte del trabajo es necesario hacer pruebas con la aeronave en vuelo, sto implica costos de operación los cuales no peden ser pagados. Es por esto que esta parte del estudio no se realizo.

Es necesario comparar los datos obtenidos de este estudio con la cabina del Stela M-1 y determinar la variación que existe, si no existieran grandes variaciones es posible solo hacer adecuaciones a la cabina existente, si las variaciones son considerables es necesario fabricar las siguientes cabinas con lo datos obtenidos y someter el diseño a una evaluación por parte de un grupo determinado de pilotos.


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10.- Conclusiones

De los resultados obtenidos de la configuración interior y dimensionado de la cabina, Serra posible fabricar aeronaves cuyas cabinas permitan desempeñar las funciones del piloto copiloto, cuando estos tengan estaturas que van de 143 cm a 178.3cm.

Ya que las características del mexicano son muy similares a las de otros grupos de America latina, es posible que las dimensiones de la cabina satisfagan a estos grupos de población permitiendo que las aeronaves fabricadas con estos criterios puedan ser exportadas.

Con los ángulos de visión propuestos para la construcción de cabinas de pilotos, se asegura una optima visión hacia los instrumentos y hacia el exterior de la cabina, aumentando la seguridad de vuelo.

Las dimensiones de posicionamiento de los pedales y del bastón o volante, permiten pilotar la aeronave de una manera más comida y accesible para los usuarios de la misma

Aunque no fue posible obtener reglamentación extranjera para el diseño y fabricación de ventanillas y parabrisas de aeronaves, y que en mexico no existe normatividad al respecto, fue posible por medio de una normatividad de Estados unidos, determinar los materiales para la fabricación de estas, siendo: vidrio, acrílico y policarbonato.

Los reflejos dentro de la cabina pueden ser evitados con la utilización de lentes especiales para sol.

Las dimensiones y configuración del panel de instrumentos propuesto en este estudio permite la instalación de sistemas analógicos y digitales indistintamente, lo cual permite que el equipamiento de la aeronave se realice atendiendo requerimientos particulares del cliente.

Desde el alcance de este estudio se acoto que el estudio de ruido no es posible aplicarlo por los costos de operación es por eso que no se realizo, sin embargo se puede recomendar el uso de orejeras para evitar la exposición al ruido dentro de la cabina.


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Bibliografía

Diseño de puestos de trabajo Pedro R. Mondelo, Enrique Gregoli. Universidad Politécnica de Cataluña.

Enciclopedia de ergonomía Wolfgang Laurig y Joachim Vedder Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana NOM-038-SCT3-1994, que regula las Características que deben reunir las aeronaves ultraligeras ISO (International Standards Organization) 6385: Principios ergonómicos en el diseño de los sistemas de trabajo.

AC-25-775-1(ventanas y parabrisas)

AC25.672-1 Active Flight control

AC-25-773-1 Vista del compartimento de pilotos criterios de diseño

SAE ARP-1048B (instrumentos e iluminación en cabinas de aeronaves de aviación general)

diseño ergonómico de la cabina de pilotos para la aeronave ultraligera stela m (1)

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