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Investigaciones sobre ergonomía en el sudeste de los Estados Unidos

L.A. Smith y R.E. Thomas, Jr.

Leo A. Smith y Robert E. Thomas Jr. pertenecen al Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Auburn, Auburn, Alabama, Estados Unidos.

Investigaciones sobre ergonomía forestal llevadas a cabo en el sudeste de los Estados Unidos, entre 1980 y 1982, bajo los auspicios de la Southern Forest Experiment Station del Servicio Forestal de los Estados Unidos. La semejanza de las condiciones ambientales de esta región con las de otras zonas tropicales húmedas permitiría aplicar los resultados en una escala más amplia.

Colocación de un aparato registrador del ritmo cardíaco

La industria maderera es una de las actividades que emplea más personas en el sur de los Estados Unidos. En la extracción de madera se emplea una multitud de trabajadores en tareas manuales, semimecanizadas y totalmente mecanizadas. Estas actividades han sido siempre físicamente fatigosas y asociadas con el peligro de accidentes y lesiones frecuentes de cierta gravedad. En esta región, la explotación suele estar confiada a numerosos pequeños contratistas independientes, aunque algunas de las mayores empresas madereras tienen cuadrillas propias de taladores. La extracción se está mecanizando rápidamente a base de maquinaria muy costosa, pero sigue exigiendo trabajo manual pesado. Es indispensable llevar a cabo la extracción de manera económica y productiva, y efectuarla sin fatiga excesiva, lesiones ni enfermedades del personal.

Durante la década pasada, el Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Auburn, en cooperación con la estación experimental de ingeniería de dicha universidad y la estación experimental (Southern Forest Experiment Station) del Servicio Forestal de los Estados Unidos, llevó a cabo un programa de investigaciones ergonómicas cuyo objetivo fue incrementar la productividad de las actividades de extracción. A continuación se describen los resultados de los principales estudios realizados como parte de este programa.

Evaluación de las exigencias fisiológicas

Con el fin de obtener datos básicos sobre las exigencias físicas de las actividades madereras, se hizo un estudio sobre la fatiga fisiológica - medida por el nivel del ritmo cardíaco - causada a diferentes tipos de trabajador por sus actividades normales y el lugar en que las llevan a cabo, prestando particular atención a la fatiga impuesta por el calor en verano (Smith, Wilson y Sirois, 1982;1983). Durante el verano de 1981, en el centro - este de Alabama, se recogieron datos de cuatro diferentes combinaciones de empleado y lugar de trabajo, referentes a personas empeñadas en tareas simples de apeo con motosierra, arrastre con cable, tronzado y despiece, y manejo de cargadoras mecánicas de brazo largo articulado. En uno de los lugares se obtuvieron también datos sobre apeo mecanizado y sobre el uso de arrastraderas de garras (grapple skidder).

Los datos obtenidos indican que las tareas que llevan a cabo los trabajadores madereros en verano tienen exigencias fisiológicas iguales o superiores a los valores máximos generalmente considerados tolerables. Según las cifras obtenidas se pueden calificar las tareas en el siguiente orden descendente de exigencias fisiológicas: tronzado y despiece (trabajo pesado); apeo con motosierra (trabajo medio a pesado); arrastre con cable (trabajo ligero); apeo mecanizado (trabajo ligero); carga con máquina de brazo largo articulado (trabajo ligero). El estudio dio también como resultado una importante observación que condujo a ulteriores estudios de fatiga térmica: los latidos medios del corazón no se aceleran tanto como podría esperarse cuando el trabajo se realiza con exposición al calor, comparado con la velocidad a que lote cuando se trabaja en condiciones normales.

Tronzado y desrame en el cargadero

Esto nos sugiere que el empleado hace su trabajo sin llegar a fatigarse al punto que él considera inaceptable. Esto significa un menor trabajo muscular que puede ser imperceptible para el observador, y que puede incluso hacerse inconscientemente. Por ejemplo, se pudo notar que al aumentar la temperatura se registraban más períodos de descanso encubierto, tales como interrupciones por bloquearse la motosierra, etc. Evidentemente esos episodios limitan la fatiga pero también rebajan la productividad. Como consecuencia de esta observación se hicieron más tarde investigaciones para determinar la relación entre fatiga causada por el calor y productividad.

Evaluación de la fatiga causada por el calor

Productividad versus calor

Se llevó a cabo un estudio para evaluar la relación existente entre la productividad del trabajador y el nivel de calor ambiental presente durante el trabajo para tareas comunes de explotación forestal (Smith, Seay y Sirois, 1985). Las tareas evaluadas fueron: apeo con motosierra, arrastre con cable, tronzado en el cargadero, manejo de una apeadora mecánica y de una trenzadora múltiple. Se revisaron datos de archivo que abarcaban un período de 806 jornadas de una cuadrilla, y se completaron con observaciones personales, totalizando más de 20000 datos.

La productividad en el primer conjunto de datos venía medida en libras extraídas por horas - hombre trabajadas. Por observación directa se determinó el porcentaje de actividades improductivas que dependían de factores como control del operador, nivel de esfuerzo del trabajador, rendimiento del trabajador, porcentaje de actividades riesgosas y porcentaje de casos en que no se usó el equipo de seguridad.

Los resultados indican que la productividad de toda la cuadrilla de apeo, y en particular la productividad de los operadores de motosierra y de cable de arrastre, desciende en un 5 a 15 por ciento cuando la temperatura, medida según el test Oxford Index y la temperatura de bulbo húmedo, supera 25°C y 26°C, respectivamente. Ninguna de las actividades de tronzado resultó afectada al aumentar la temperatura ambiental, tal vez porque no se aprovechaba plenamente el personal correspondiente en las cuadrillas observadas. Los operadores de apeadoras mecánicas experimentaron una pérdida de productividad de un 2 a 3 por ciento al aumentar la temperatura. Las dos compañías que colaboraban en este estudio tenían en funciones programas de seguridad en el trabajo que alentaban a no incurrir en riesgos inútiles. Ninguno de los trabajadores observados tenía un índice de comportamiento arriesgado superior al 2 por ciento. Aunque alrededor de la mitad de los trabajadores se exponía más a peligros al aumentar la temperatura, no llegaban a modificar sensiblemente su comportamiento. Sin embargo los tronzadores, que son los trabajadores más expuestos al sol, olvidaban con mayor frecuencia las medidas de seguridad cuando hacía mucho calor. Los responsables de la corta deben estar alerta a esta posibilidad y aplicar controles y supervisión apropiados.

Guía para prevenir la fatiga causada por el calor

Otro estudio (Smith y Rummer, 1988), tomando en cuenta los datos del estudio descrito antes y de una investigación de las repercusiones en la productividad del uso de aire acondicionado en la maquinaria de extracción (Rummer y Smith, 1990), formuló una guía para prevenir la fatiga causada por el calor en las actividades madereras, para uso de los encargados de la extracción. Esta guía, titulada Guide to the prevention of heat stress in forest harvesting tasks, permite evaluar el peligro de fatiga consultando unos cuadros apropiados; la guía abarca tareas manuales, semimecanizadas y totalmente mecanizadas; incluye algunas sugerencias sobre prácticas que reducen el peligro de cansancio; discute situaciones especiales en que el peligro puede ser mayor de lo que parecen indicar las condiciones meteorológicas; trata de enfermedades provocadas por el calor y de las medidas que deben adoptarse si aparecen los síntomas; y analiza los efectos de un ambiente de trabajo caluroso sobre la seguridad. La guía necesita pruebas sobre el terreno por los encargados de la extracción para verificar su eficacia.

Operador amarrando un cable para arrastrar una carga de troncos

Registro del nivel de calor en el bosque

Evaluación de la exposición a vibraciones

La exposición del organismo a vibraciones puede ser parcial o total. Desde el punto de vista de la medicina del trabajo la exposición parcial más peligrosa es la de la mano y del brazo de los operadores de herramientas motorizadas, entre ellas la motosierra. La exposición total tiene lugar a través de la estructura de los edificios en que hay instalada maquinaria generadora de vibraciones o bien a través de la carrocería de los vehículos motorizados, entre los que se cuentan numerosas máquinas empleadas en la extracción de madera. La exposición total del organismo es causa de incomodidad, de reducción del rendimiento y de toda una serie de síntomas físicos, que incluyen náusea y microfracturas de los huesos.

Examen de la maquinaria para el análisis de las vibraciones a que queda sometido el operador

Rummer, Smith y Stockes (1985) compararon la exposición a vibraciones y ruidos de dos modelos de motosierras monocilíndricas con un nuevo modelo bicilíndrico. Se hicieron ensayos estáticos, en un banco de pruebas, y dinámicos, cortando sobre el terreno. Los resultados muestran que el modelo bicilíndrico tiene un menor nivel de vibraciones. Se hizo un cálculo del período durante el cual hay un 50 por ciento de probabilidades de que se acumulen daños al organismo y se dedujo que, con cuatro horas diarias de uso de la motosierra bicilíndrica, el período sería de 26 años, mientras que para la monocilíndrica sería de menos de 12 años. Los ruidos emitidos por todas las motosierras sobrepasan el límite recomendado. La menos ruidosa, a velocidad constante, es la bicilíndrica, pero, si se deja al operador elegir la velocidad de funcionamiento, el nivel del ruido es equivalente en ambas, ya que, al parecer, los operadores calculan la velocidad de la motosierra basándose en el ruido. Si fuera posible generalizar este resultado, tendría considerables repercusiones en los programas de capacitación.

La mayor parte de los estudios hechos sobre exposición total del organismo humano a vibraciones mide los niveles de exposición y los compara con modelos existentes. Rummer (1988) examinó la actitud de los trabajadores forestales ante la exposición total y construyó un modelo computadorizado que simula todas las posibilidades y puede ser usado para perfeccionar la maquinaria forestal existente; el estudio entrevistó una muestra representativa de 26 operadores de maquinaria forestal y examinó su apreciación subjetiva de la vibración como fuente de fatiga ambiental.

Aunque el estudio no reveló que la exposición total prolongada sea origen de lesiones físicas, las respuestas de los operadores indican que es uno de los aspectos más desagradables de su trabajo. Según el estudio, una parte considerable de la jornada de trabajo (1,5 horas) transcurre a bordo de un camión, camino del tajo. La vibración en el mismo constituye, pues, un elemento significativo del tiempo total de exposición a vibraciones.

Diseño del equipo

Al diseñar la maquinaria forestal los ingenieros nunca atribuyeron mucha importancia a la ergonomía, dando siempre precedencia a parámetros más directamente relacionados con las utilidades, como la capacidad, la durabilidad y el costo. La Southern Forest Experiment Station de los Estados Unidos ha patrocinado estudios sobre la aplicación de criterios ergonómicos al diseño de equipo.

Diseño de equipo de protección personal

La motosierra está involucrada en un elevado porcentaje de los accidentes madereros. Existen varios tipos de protección para las piernas de los motosierristas, las que debidamente usadas son eficaces para prevenir o mitigar lesiones, pero se usan muy poco en el sur de los Estados Unidos. Smith, Helm y Rummer (1988) investigaron los factores que influyen más en la selección y uso qué hacen los operadores de ese equipo: capacidad de protección, aspecto, costo, abrigo, movilidad, durabilidad y estilo.

Cinco trabajadores evaluaron en el laboratorio y sobre el terreno la eficacia de polainas, pantalones protectivos, pantalones normales de trabajo con inserción de parches protectivos, y chaparreras, comparándolos con simples pantalones ordinarios de trabajo. Se obtuvieron así opiniones subjetivas sobre la protección de las piernas. En el laboratorio se usó una computadora para simular distintas condiciones a 23°C y 35°C, y se midieron la temperatura de la piel y las restricciones del movimiento con cada protección; además, se obtuvieron impresiones subjetivas con un cuestionario. Finalmente se pidió a los trabajadores que participaban en las pruebas que llevaran puesto el equipo protector durante una semana y que contestaran después otros cuestionarios con sus propias impresiones.

Los resultados parecen indicar que la capacidad de protección y la comodidad térmica son los dos factores que más afectan la decisión de los operadores; sigue la movilidad. Digno de mención es el hecho de que aun declarando como menos importante de todos los factores el aspecto, al margen de la prueba todos los operadores lo comentaban más que ningún otro factor, es decir, demostraban atribuirle más importancia que la declarada. Los resultados de la prueba de movilidad son contradictorios, lo que podría significar que diferentes tipos de protección afectan la movilidad de personas diferentes de manera diversa. Resumiendo, el estudio parece indicar que para promover el uso de material protector de la pierna entre los motosierristas conviene ofrecerlo en varios colores a elegir, demostrar que la protección es eficaz, y probar de que no abriga demasiado, ni estorba los movimientos.

Análisis ergonómico de la maquinaria forestal

Smith, Adsit y Rummer (1990) desarrollaron un modelo para facilitar el análisis ergonómico de la maquinaria forestal, de manera que se pueda realizar sin necesidad de reunir más datos que los ya compilados en la literatura existente. El modelo fue luego aplicado al estudio de desmenuzadoras móviles.

El modelo asumió la forma de una lista de verificación, que cubre temas como acceso a las cabinas, dimensiones interiores de éstas, asiento, posición de los mandos, fuerza necesaria para mover estos mandos, instrumentos, visibilidad, clima del interior de la cabina, calidad del aire, ruido, vibración y mantenimiento. Además de la lista citada, se redactó un cuestionario para someterlo a los operadores con objeto de obtener información subjetiva.

Cámara que registra automáticamente las posturas del operador

Se evaluaron seis modelos de desmenuzadoras móviles y los resultados indican que los seis son defectuosos desde el punto de vista ergonómico. Los defectos más notables se encontraban en la dimensión del acceso a las cabinas y en las características del asiento. En desigual medida los distintos modelos presentaban deficiencias de visibilidad, climatización de la cabina y aislamiento contra el ruido. Las respuestas al cuestionario citado corroboraron subjetivamente aquellos resultados objetivos.

Operación de una arrastradora de garras

Thomas y Smith (1991) determinaron que los operadores de arrastradoras de garras pasan del 27 al 57 por ciento (41 por ciento por término medio) de su turno de trabajo en posturas retorcidas causantes de dolores lumbares. Quedó claro que la posición del mando de las garras era una de las causas principales del retorcimiento de las posturas que adoptaban los operadores, y también que la vibración del asiento, en todas las máquinas estudiadas, rebajaba el rendimiento de los operadores. Medidas antropométricas demostraron que los operadores de estas máquinas en el sur de los Estados Unidos eran en general más corpulentos que las muestras de población medidas para establecer las normas oficiales SAE y OIT, y que eran también bastante más pesados que lo establecido en las normas SAE.

Conclusiones

Las investigaciones ergonómicas que patrocina la Southern Forest Experiment Station se han concentrado en los sistemas de extracción de la madera que tienen un importante elemento de trabajo manual. Los trabajadores usan poco o ningún equipo protector y trabajan en condiciones ambientales caracterizadas por temperaturas de bulbo húmedo entre 20°C y 35°C. Los resultados de estas investigaciones son hasta cierto punto válidas para otras regiones que tengan sistemas de extracción y características ambientales análogas.

Durante el próximo decenio se intensificará la mecanización de las actividades de extracción maderera a medida que se adopte nueva maquinaria para ejecutar tareas tradicionalmente manuales, o a medida que se implanten actividades - como el aclareo en gran escala o la producción de partículas para combustible - que sólo son remuneradoras ejecutadas mecánicamente. Se promulgarán además nuevas normas obligatorias de protección; por consiguiente, la próxima fase del programa de investigaciones ergonómicas del Servicio Forestal de los Estados Unidos y de la Universidad de Auburn se concentrará en sistemas mecanizados de extracción y en promover la fabricación y el uso de equipo protector. Esas nuevas investigaciones constituirán una ampliación de los estudios ya realizados sobre la fatiga causada por el calor y las vibraciones, con el fin de seguir acumulando datos y de idear sistemas que reduzcan al mínimo los efectos negativos sobre la seguridad, la salud y la productividad de los operadores. Se aumentará y corregirá la base de datos antropométricos a disposición de quienes diseñan maquinaria y se proseguirá con una evaluación ergonómica de las máquinas ya existentes que permita mejorar la habitabilidad y el mantenimiento. Las investigaciones sobre equipo de protección del personal conducirán a conjuntos completos que protejan eficazmente con un mínimo de efectos negativos sobre la comodidad y la movilidad del operador. Se examinarán asimismo algunos artefactos muy populares actualmente como los cinturones que «sostienen» la zona lumbar, y las muñequeras que protegen el antebrazo, cuya eficacia no ha sido demostrada.

Bibliografía

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