Análisis Ergonómico en Tiempo Real
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Escola Politécnica Superior de Ferrol
PROYECTO
FIN DE CARRERA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Título:
DESARROLLO DE UNA APLICACIÓN PARA EL ANÁLISIS
ERGONÓMICO DE TAREAS MANUALES EN TIEMPO REAL
Autora:
REBECA CASANOVA PÉREZ
Fecha:
SEPTIEMBRE 2014
Escola Politécnica Superior de Ferrol
PROYECTO
FIN DE CARRERA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
Título:
DESARROLLO DE UNA APLICACIÓN PARA EL ANÁLISIS
ERGONÓMICO DE TAREAS MANUALES EN TIEMPO REAL
Autora:
REBECA CASANOVA PÉREZ
Tutores:
DIEGO CRESPO PEREIRA
ADOLFO LAMAS RODRÍGUEZ
Fecha:
SEPTIEMBRE 2014
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña i
Índice
Índice de figuras ............................................................................................................................ v
Índice de tablas ............................................................................................................................. xi
1. Introducción .......................................................................................................................... 1
2. Antecedentes ........................................................................................................................ 3
2.1. Ergonomía y trastornos musculoesqueléticos. ............................................................. 3
2.2. Legislación aplicable ...................................................................................................... 6
2.3. Métodos de evaluación ergonómica. ............................................................................ 7
2.3.1. Método RULA ...................................................................................................... 11
2.3.2. Método INSHT de manipulación manual de cargas ............................................ 19
2.4. Simulación. Modelos Digitales Humanos (DHM). ....................................................... 24
2.5. Estudio ergonómico. Toma de datos. ......................................................................... 25
2.5.1. Sensor de profundidad. Principio de funcionamiento. ....................................... 29
2.6. Aplicaciones del sensor de profundidad en ergonomía. ............................................. 34
2.7. Taller de tubos ............................................................................................................. 43
2.7.1. Transporte de los materiales a las máquinas de trabajo .................................... 44
2.7.2. Tareas realizadas en las mesas de trabajo .......................................................... 44
2.7.3. Operaciones de soldadura .................................................................................. 45
2.7.4. Colocación de materiales en el almacén ............................................................. 45
3. Desarrollo de la herramienta .............................................................................................. 46
3.1. Cálculo de los grados de libertad necesarios para el método RULA ........................... 46
3.1.1. Flexión y abducción del brazo ............................................................................. 49
3.1.2. Levantamiento de hombros ................................................................................ 51
3.1.3. Flexión del antebrazo .......................................................................................... 52
3.1.4. Rotación del antebrazo ....................................................................................... 52
3.1.5. Flexión e inclinación lateral del cuello ................................................................ 54
3.1.6. Flexión e inclinación lateral del tronco ............................................................... 55
3.1.7. Rotación del tronco ............................................................................................. 57
3.2. Cálculo de los grados de libertad necesarios para la aplicación de la guía técnica del
INSHT de manipulación de cargas. .......................................................................................... 58
3.2.1. Zona de manipulación de la carga. ...................................................................... 59
3.2.2. Desplazamiento vertical ...................................................................................... 61
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3.2.3. Giro del tronco .................................................................................................... 61
3.2.4. Frecuencia de manipulación ............................................................................... 62
3.3. Tratamiento de los datos obtenidos ........................................................................... 63
3.4. Cálculo del tiempo de ciclo ......................................................................................... 64
3.5. Herramienta y empleo del sensor Asus Xtion Pro ....................................................... 65
3.5.1. Interfaz gráfica .................................................................................................... 65
3.5.2. Resultados proporcionados................................................................................. 68
3.6. Adaptación de la herramienta al sensor de profundidad Kinect 2 ............................. 69
3.6.1. Interfaz gráfica .................................................................................................... 70
4. Validación de la herramienta .............................................................................................. 72
4.1. Medida de la sensibilidad del sensor Asus Xtion Pro para los grados de libertad
calculados ................................................................................................................................ 72
4.1.1. Flexión del brazo ................................................................................................. 72
4.1.2. Abducción del brazo ............................................................................................ 75
4.1.3. Flexión del antebrazo .......................................................................................... 76
4.1.4. Rotación del antebrazo ....................................................................................... 78
4.1.5. Flexión del cuello ................................................................................................. 79
4.1.6. Inclinación lateral del cuello ................................................................................ 81
4.1.7. Flexión del tronco ................................................................................................ 83
4.1.8. Inclinación lateral del tronco ............................................................................... 84
4.1.9. Rotación del tronco ............................................................................................. 86
4.2. Medida de la sensibilidad del sensor Kinect 2 para los grados de libertad calculados
87
4.2.1. Flexión del brazo ................................................................................................. 87
4.2.2. Abducción del brazo ............................................................................................ 88
4.2.3. Flexión del antebrazo .......................................................................................... 89
4.2.4. Rotación del antebrazo ....................................................................................... 90
4.2.5. Flexión del cuello ................................................................................................. 91
4.2.6. Inclinación lateral del cuello ................................................................................ 92
4.2.7. Flexión del tronco ................................................................................................ 94
4.2.8. Inclinación lateral del tronco ............................................................................... 95
4.2.9. Rotación del tronco ............................................................................................. 95
5. Aplicación a un caso real: taller de tubos ........................................................................... 97
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5.1. Tareas analizadas ........................................................................................................ 97
5.1.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte ........................................... 97
5.1.2. Tarea 2. Traslado de tubería cortada a zona de estiba ....................................... 98
5.1.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería .................................... 99
5.1.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería ................................ 101
5.2. Resultados ................................................................................................................. 102
5.2.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte ......................................... 103
5.2.2. Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba. .................................... 108
5.2.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería .................................. 112
5.2.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería ................................ 116
5.3. Medidas correctoras ................................................................................................. 120
5.3.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte ......................................... 120
5.3.2. Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba. .................................... 121
5.3.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería. ................................. 121
5.3.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería ................................ 122
5.4. Comprobación de las medidas correctoras ............................................................... 123
5.4.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte ......................................... 124
5.4.2. Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba ..................................... 128
5.4.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería .................................. 133
5.4.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería ................................ 138
5.5. Resultado del análisis ergonómico del taller de tubos ............................................. 146
6. Conclusiones...................................................................................................................... 149
7. Trabajo futuro ................................................................................................................... 150
Bibliografía ................................................................................................................................ 151
Anexos ....................................................................................................................................... 153
Anexo 1. Plano del taller de tubos. ....................................................................................... 154
Anexo 2. Sensibilidad del sensor Asus Xtion Pro, usuario 1. ................................................. 155
Anexo 3. Sensibilidad del sensor Asus Xtion Pro, usuario 2. ................................................. 157
Anexo 4. Sensibilidad del sensor Kinect 2. ............................................................................ 159
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Índice de figuras
Figura 1. Localización de la dolencia del trabajador. .................................................................... 4
Figura 2. Metodología estudio ergonómico. ................................................................................. 8
Figura 3. Puntuaciones RULA del brazo. ..................................................................................... 12
Figura 4. Modificación de la puntuación RULA del brazo. .......................................................... 12
Figura 5. Puntuación RULA del antebrazo. ................................................................................. 13
Figura 6. Modificación de la puntuación RULA del antebrazo. ................................................... 13
Figura 7. Puntuación RULA de la muñeca. .................................................................................. 13
Figura 8. Modificación de la puntuación RULA de la muñeca. ................................................... 14
Figura 9. Puntuación RULA del giro de la muñeca. ..................................................................... 14
Figura 10. Puntuación RULA del cuello. ...................................................................................... 15
Figura 11. Modificación de la puntuación RULA del cuello. ....................................................... 16
Figura 12. Puntuación RULA del tronco. ..................................................................................... 16
Figura 13. Modificación de la puntuación RULA del tronco. ...................................................... 16
Figura 14. Puntuación RULA de las piernas................................................................................. 17
Figura 15. Peso teórico INSHT en función de la posición de la carga. ........................................ 20
Figura 16. Árbol de decisión de la tolerancia del riesgo INSHT. ................................................. 22
Figura 17. Componentes del sensor Asus Xtion. ......................................................................... 30
Figura 18. Mapa de profundidad, escala de grises. .................................................................... 31
Figura 19. Esqueleto con NITE 2. ................................................................................................ 32
Figura 20. Arquitectura del OpenNI 2. ........................................................................................ 32
Figura 21. Sensor de profundidad Kinect 2. ................................................................................ 34
Figura 22. Esqueleto con colores según el riesgo postural. ........................................................ 38
Figura 23. Disposición de los elementos en Air-Modelling. ........................................................ 41
Figura 24. Puntos de coordenadas conocidas respecto al sensor. ............................................. 47
Figura 25. Sistema de coordenadas fijo, ligado al sensor. .......................................................... 47
Figura 26. Vectores utilizados en el cálculo de los grados de libertad RULA. ............................. 48
Figura 27. Sistema de coordenadas locales 1. ............................................................................ 49
Figura 28. Cálculo de los vectores unitarios del sistema de coordenadas locales 1. ................. 50
Figura 29. Sistema de coordenadas locales 2. ............................................................................ 51
Figura 30. Vector pAntebrazo para el cálculo de la rotación del antebrazo.............................. 53
Figura 31. Vector v para el cálculo de la rotación del antebrazo. .............................................. 53
Figura 32. Sistema de coordenadas locales 3. ............................................................................ 54
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Figura 33. Sistema de coordenadas locales 4. ............................................................................ 56
Figura 34. Sistema de coordenadas locales 5. ............................................................................ 57
Figura 35. Distancias horizontal (H) y vertical (V) de manipulación de la carga. ........................ 59
Figura 36. Sistema de coordenadas locales 6. ............................................................................ 60
Figura 37. Sistema de coordenadas locales 7. ............................................................................ 62
Figura 38. Ejemplo de datos de abducción filtrados. .................................................................. 64
Figura 39. Ejemplo de tarea repetitiva. ...................................................................................... 65
Figura 40. Interfaz gráfica método RULA. ................................................................................... 67
Figura 41. Interfaz gráfica método INSHT. .................................................................................. 68
Figura 42. Introducción de variables manuales en cliente. ........................................................ 70
Figura 43. Flexión del brazo, vista frontal, sujeto 1. ................................................................... 73
Figura 44. Flexión del brazo, vista frontal, sujeto 2. ................................................................... 73
Figura 45. Flexión del brazo, vista lateral, sujeto 1. .................................................................... 74
Figura 46. Flexión del brazo, vista lateral, sujeto 2. .................................................................... 74
Figura 47. Abducción del brazo, vista frontal, sujeto 1............................................................... 75
Figura 48. Abducción del brazo, vista frontal, sujeto 2............................................................... 75
Figura 49. Flexión del antebrazo, vista frontal, sujeto 1. ............................................................ 76
Figura 50. Flexión del antebrazo, vista frontal, sujeto 2. ............................................................ 76
Figura 51. Flexión del antebrazo, vista lateral, sujeto 1. ............................................................ 77
Figura 52. Flexión del antebrazo, vista lateral, sujeto 2. ............................................................ 77
Figura 53. Rotación del antebrazo, vista frontal, sujeto 1. ......................................................... 78
Figura 54. Rotación del antebrazo, vista frontal, sujeto 2. ......................................................... 78
Figura 55. Flexión del cuello, vista frontal, sujeto 1. .................................................................. 79
Figura 56. Flexión del cuello, vista frontal, sujeto 2. .................................................................. 79
Figura 57. Flexión del cuello, vista lateral, sujeto 1. ................................................................... 80
Figura 58. Flexión del cuello, vista lateral, sujeto 2. ................................................................... 80
Figura 59. Inclinación lateral del cuello, vista frontal, sujeto 1. ................................................. 81
Figura 60. Inclinación lateral del cuello, vista frontal, sujeto 2. ................................................. 81
Figura 61. Inclinación lateral del cuello, vista lateral, sujeto 1. .................................................. 82
Figura 62. Inclinación lateral del cuello, vista lateral, sujeto 2. .................................................. 82
Figura 63. Flexión del tronco, vista frontal, sujeto 1. ................................................................. 83
Figura 64. Flexión del tronco, vista frontal, sujeto 2. ................................................................. 83
Figura 65. Flexión del tronco, vista lateral, sujeto 1. .................................................................. 84
Figura 66. Flexión del tronco, vista lateral, sujeto 2. .................................................................. 84
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Figura 67. Inclinación lateral del tronco, vista frontal, sujeto 1. ................................................ 85
Figura 68. Inclinación lateral del tronco, vista frontal, sujeto 2. ................................................ 85
Figura 69. Rotación del tronco, vista frontal, sujeto 1. ............................................................... 86
Figura 70. Rotación del tronco, vista frontal, sujeto 2. ............................................................... 86
Figura 71. Flexión del brazo con el sensor Kinect 2, vista frontal. .............................................. 87
Figura 72. Flexión del brazo con el sensor Kinect 2, vista lateral. .............................................. 88
Figura 73. Abducción del antebrazo con sensor Kinect 2, vista frontal. ..................................... 89
Figura 74. Flexión del antebrazo con sensor Kinect 2, vista frontal. .......................................... 89
Figura 75. Flexión del antebrazo con sensor Kinect 2, vista lateral. ........................................... 90
Figura 76. Rotación del antebrazo con sensor Kinect 2, vista frontal......................................... 91
Figura 77. Flexión del cuello con sensor Kinect 2, vista frontal. ................................................. 91
Figura 78. Flexión del cuello con sensor Kinect 2, vista lateral. .................................................. 92
Figura 79. Inclinación lateral del cuello con sensor Kinect 2, vista frontal. ................................ 93
Figura 80. Inclinación lateral del cuello con sensor Kinect 2, vista lateral. ................................ 93
Figura 81. Flexión del tronco con sensor Kinect 2, vista frontal. ................................................ 94
Figura 82. Flexión del tronco con sensor Kinect 2, vista lateral. ................................................. 94
Figura 83. Inclinación lateral del tronco con sensor Kinect 2, vista frontal. ............................... 95
Figura 84. Rotación del tronco con sensor Kinect 2, vista frontal. ............................................. 96
Figura 85. Operario cogiendo tubo de máquina de corte (izquierda) y depositándolo en palé
(derecha). .................................................................................................................................... 98
Figura 86. Disposición de los accesorios ligero (izquierda) y pesado (derecha) en palé. ......... 100
Figura 87. Operarios colocando accesorio pesado. .................................................................. 101
Figura 88. Puntuación RULA total, tarea 1. ............................................................................... 103
Figura 89. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 1. ................................................................ 104
Figura 90. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 1. ......................................................... 104
Figura 91. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 1. ................................................................. 105
Figura 92. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 1. .............................................................. 106
Figura 93. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 1. .............................. 106
Figura 94. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 1. ........................................... 107
Figura 95. Factor de corrección rotación del tronco, tarea 1. .................................................. 107
Figura 96. Puntuación RULA total, tarea 2. ............................................................................... 108
Figura 97. Puntuación parcial RULA de los brazos, tarea 2. ...................................................... 109
Figura 98. Puntuación parcial RULA de los antebrazos, tarea 2. .............................................. 109
Figura 99. Puntuación parcial RULA del cuello, tarea 2. ........................................................... 110
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Figura 100. Puntuación parcial RULA de la espalda, tarea 2. ................................................... 110
Figura 101. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 2. ............................ 111
Figura 102. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 2. ......................................... 111
Figura 103. Factor de corrección giro del tronco, tarea 2. ....................................................... 112
Figura 104. Puntuación RULA total, tarea 3. ............................................................................. 113
Figura 105. Puntuación parcial RULA de los brazos, tarea 3..................................................... 113
Figura 106. Puntuación parcial RULA de los antebrazos, tarea 3. ............................................ 114
Figura 107. Puntuación parcial RULA del cuello, tarea 3. ......................................................... 115
Figura 108. Puntuación parcial RULA de la espalda, tarea 3. ................................................... 115
Figura 109. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 3. .................................................. 116
Figura 110. Puntuación RULA total, tarea 4, sesión 1. .............................................................. 117
Figura 111. Puntuación parcial RULA de los brazos, tarea 4, sesión 1. .................................... 117
Figura 112. Puntuación parcial RULA de los antebrazos, tarea 4, sesión 1. ............................. 118
Figura 113. Puntuación parcial RULA del cuello, tarea 4, sesión 1. .......................................... 118
Figura 114. Puntuación parcial RULA de la espalda, tarea 4, sesión 1. .................................... 119
Figura 115. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, sesión 1. ................................... 119
Figura 116. Puntuación RULA total, tarea 1, propuesta de mejora. ......................................... 124
Figura 117. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 1, propuesta de mejora. .......................... 125
Figura 118. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 1, propuesta de mejora. ................... 125
Figura 119. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 1, propuesta de mejora. ........................... 126
Figura 120. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 1, propuesta de mejora. ........................ 126
Figura 121. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 1, propuesta de
mejora. ...................................................................................................................................... 127
Figura 122. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 1, propuesta de mejora. ..... 127
Figura 123. Factor de corrección giro del tronco, tarea 1, propuesta de mejora..................... 128
Figura 124. Puntuación RULA total, tarea 2, propuesta de mejora. ......................................... 129
Figura 125. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 2, propuesta de mejora. .......................... 129
Figura 126. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 2, propuesta de mejora. ................... 130
Figura 127. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 2, propuesta de mejora. ........................... 130
Figura 128. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 2, propuesta de mejora. ........................ 131
Figura 129. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 2, propuesta de
mejora. ...................................................................................................................................... 131
Figura 130. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 2, propuesta de mejora. ..... 132
Figura 131. Factor de corrección giro del tronco, tarea 2, propuesta de mejora..................... 132
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Figura 132. Puntuación RULA total, tarea 3, propuesta de mejora. ......................................... 133
Figura 133. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 3, propuesta de mejora. .......................... 134
Figura 134. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 3, propuesta de mejora. ................... 134
Figura 135. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 3, propuesta de mejora. ........................... 135
Figura 136. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 3, propuesta de mejora. ........................ 135
Figura 137. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 3, propuesta de mejora. .............. 136
Figura 138. Puntuación RULA total, tarea 3, propuesta de mejora 2. ...................................... 137
Figura 139. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 3, propuesta de mejora 2. ........... 137
Figura 140. Puntuación RULA total, tarea 4, propuesta de mejora 1. ...................................... 138
Figura 141. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 4, propuesta de mejora 1. ....................... 139
Figura 142. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 4, propuesta de mejora 1. ................ 139
Figura 143. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 4, propuesta de mejora 1. ........................ 140
Figura 144. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 4, propuesta de mejora 1. ..................... 140
Figura 145. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, propuesta de mejora 1. ........... 141
Figura 146. Puntuación RULA total, tarea 4, propuesta de mejora 2. ...................................... 142
Figura 147. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 4, propuesta de mejora 2. ....................... 142
Figura 148. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 4, propuesta de mejora 2. ................ 143
Figura 149. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 4, propuesta de mejora 2. ........................ 143
Figura 150. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 4, propuesta de mejora 2. ..................... 144
Figura 151. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, propuesta de mejora 2. ........... 144
Figura 152. Puntuación RULA total, tarea 4, propuesta de mejora 3. ...................................... 145
Figura 153. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, propuesta de mejora 3. ........... 145
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Índice de tablas
Tabla 1. Evidencia de la relación entre los factores de riesgo y el desarrollo de TME. ................ 5
Tabla 2. Puntuación global para el grupo A. ............................................................................... 14
Tabla 3. Puntuaciones globales para el grupo B. ........................................................................ 17
Tabla 4. Puntuación para la actividad muscular y la fuerza aplicada. ........................................ 18
Tabla 5. Puntuación final del método RULA. .............................................................................. 18
Tabla 6. Grado de actuación recomendado. ............................................................................... 18
Tabla 7. Factor de corrección de desplazamiento vertical INSHT............................................... 20
Tabla 8. Factor de corrección del giro del tronco INSHT. ........................................................... 21
Tabla 9. Factor de corrección del tipo de agarre INSHT. ............................................................ 21
Tabla 10. Factor de corrección de la frecuencia de manipulación INSHT. ................................. 21
Tabla 11. Factores ergonómicos a considerar en el método INSHT. .......................................... 23
Tabla 12. Factores individuales a considerar en el método INSHT. ............................................ 23
Tabla 13. Características del sensor Asus Xtion Pro. .................................................................. 30
Tabla 14. Características del sensor Kinect 2. ............................................................................. 33
Tabla 15. Procesos desarrollados en casa nave del taller de tubos. ........................................... 43
Tabla 16. Grados de libertad del método RULA.......................................................................... 46
Tabla 17. Sistemas de coordenadas locales utilizados en el método RULA. .............................. 48
Tabla 18. Grados de libertad necesarios de la Guía Técnica del INSHT sobre manipulación de
cargas. ......................................................................................................................................... 58
Tabla 19. Sistemas de coordenadas locales utilizados en el método INSHT .............................. 59
Tabla 20. Código de colores según la puntuación parcial RULA. ................................................ 68
Tabla 21. Altura de las bandejas en el almacén del taller de tubos. .......................................... 99
Tabla 22. Resultados de la evaluación ergonómica del taller de tubos. ................................... 148
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1. Introducción
Los procesos de producción se han automatizado cada vez más, pero a pesar de eso, existen
procesos con una complejidad muy elevada que deben ser llevados a cabo por personas, ya
que se trata de trabajos muy minuciosos y exhaustivos en los que se requieren tareas
manuales. El desarrollo de estas actividades puede dar lugar a TME (Trastornos
Musculoesqueléticos) que son las lesiones en el aparato locomotor, es decir, que afectan a
músculos, tendones, huesos, articulaciones, ligamentos y nervios del cuerpo.
Existen diversos factores de riesgo que pueden contribuir al desarrollo de TME, por ejemplo
movimientos repetitivos, posturas forzadas estáticas o dinámicas, fuerzas muy intensas,
esfuerzo muscular intenso o duradero, etc. Algunos de estos factores de riesgo se pueden
evitar con un diseño adecuado del puesto de trabajo. Es recomendable realizar un estudio
ergonómico para tratar de mitigar los factores de riesgo que conllevan el sufrimiento de un
TME, ya que de este modo se reduce el número de bajas, lo que es beneficioso tanto para la
empresa como para el trabajador.
Otro aspecto a tener en cuenta en el diseño del puesto de trabajo es el tiempo de ciclo de
realización de las tareas, ya que está directamente relacionado con la productividad y es de
vital importancia para el rendimiento de la empresa.
Estos dos criterios (ergonomía y tiempo de ciclo) están muy relacionados, ya que si el
trabajador está cómodo y puede desarrollar su actividad sin dificultad podrá trabajar más
rápido y sin riesgo de sufrir una lesión. Por lo tanto, en el diseño del puesto de trabajo se
tendrá en cuenta en primer lugar la consecución de unas condiciones ergonómicas adecuadas
y, en segundo lugar, la reducción del tiempo de ciclo.
El proceso de toma de datos previo al análisis ergonómico ha evolucionado desde los métodos
de observación directa a otros métodos más exactos, pero que tienen sus inconvenientes,
como es el caso de los métodos de procesado de imágenes o los métodos de captura de
movimiento (MoCaps). Los primeros son sistemas laboriosos, ya que implica analizar mucha
información correspondiente con las posturas que se realizan durante el desarrollo de la tarea,
aunque tienen la ventaja de que son sistemas poco costosos. Por otro lado, los sistemas de
captura de movimiento son muy precisos y además la información se adquiere de forma
automática en el ordenador, pero tienen el inconveniente de ser muy caros y además, pueden
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interferir y molestar al trabajador al llevar a cabo su tarea, ya que es necesario colocar
dispositivos al operario para registrar sus movimientos.
Este Proyecto Fin de Carrera pretende proporcionar una alternativa a los métodos de toma de
datos que existen en la actualidad, reuniendo las ventajas de ambos: en primer lugar, la
herramienta resultante proporciona información de los movimientos y posturas realizados por
el trabajador de forma automática, sin la necesidad de colocar dispositivos al trabajador y con
un coste bastante menor que el de los sistemas de captura de movimiento tradicionales y,
además, es un sistema portátil y fácil de manipular.
Además, la herramienta permitirá recabar información ergonómica en tiempo real, a la vez
que el trabajador desempeña su tarea. Esta herramienta se apoyará en el uso del sensor de
profundidad Asus Xtion Pro para la captura de datos y se implementará en lenguaje de
programación Java, utilizando las librerías de código abierto OpenNi 2 y Nite 2.2.0.11. La
herramienta mostrará un esquema del esqueleto humano siguiendo un código de colores
según el riesgo de sufrir una lesión utilizando el método ergonómico RULA (Rappid Upper Limb
Assessment) y permitirá calcular el tiempo de ciclo de la tarea de forma automática, tras una
etapa de calibración inicial en la que se indican el principio y final de dicha tarea.
A mediados del mes de julio de 2014 Microsoft lanza un nuevo sensor de profundidad, el
Kinect 2, que tiene una mayor precisión y resolución que los sensores de la generación
anterior. Para utilizar los datos proporcionados por este sensor, se desarrolla una aplicación en
lenguaje de programación C# que proporciona los datos de los puntos de unión de las
articulaciones a la herramienta desarrollada anteriormente.
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2. Antecedentes
2.1. Ergonomía y trastornos musculoesqueléticos.
La ergonomía es la ciencia cuyo objetivo es adecuar el entorno de trabajo a las capacidades del
trabajador, de forma que se contribuya a su bienestar físico, social y mental. Busca optimizar
las interacciones del operario con la maquinaria, así como el ambiente de trabajo, para lograr
mejorar tanto la calidad de vida del trabajador como la seguridad en el desempeño de su
tarea. Para ello, tiene en cuenta las características físicas, fisiológicas, antropométricas,
psicológicas y socioculturales, que son distintas para cada trabajador, y es donde radica la gran
dificultad de la ergonomía: diseñar un puesto de trabajo ergonómicamente válido para un
conjunto de personas.
La ergonomía está directamente relacionada con la productividad en un doble sentido: en
primer lugar, si el trabajador está cómodo puede realizar su tarea de forma más rápida y
eficaz, logrando reducir los tiempos de ciclo; por otro lado, debido a que el diseño del puesto
de trabajo es adecuado, el trabajador no debe enfrentarse a posturas que le causen cansancio
o fatiga y, por lo tanto, el riesgo de sufrir un trastorno musculoesquelético (en adelante TME)
es mucho menor, lo que se traduce en un menor número de bajas y absentismo laboral.
Los TME son lesiones que causan dolor, molestias y pérdida de funcionalidad en músculos,
articulaciones, tendones, ligamentos, nervios, huesos y sistema circulatorio, causadas o
agravadas fundamentalmente por el trabajo y los efectos del entorno en el que éste se
desarrolla. Afectan a un gran número de trabajadores, sin limitarse a un sector o actividad
profesional concretos. Pueden producirse en cualquier parte del cuerpo, aunque los más
frecuentes son en espalda, cuello, codos, manos y muñecas.
El riesgo de padecer un TME depende de factores intrínsecos a la persona, como son la edad,
el género (Widanarko et al., 2011), la capacidad física, el historial médico, el tipo de trabajo a
realizar y factores psicosociales, como el estrés y la ansiedad en el trabajo (Eatough, Way, &
Chang, 2012). Sin embargo, existen ciertos factores de riesgo comunes a todas las personas
que es conveniente evitar. Entre ellos se pueden mencionar:
- Movimientos repetitivos.
- Posturas forzadas y estáticas, que se deben mantener durante un cierto periodo de
tiempo.
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- Manipulación de cargas (levantamiento, transporte, tracción, empuje…).
- Aplicación de fuerzas importantes.
- Vibraciones.
- Trabajo prolongado y sin descansos.
- Aumento del ritmo de trabajo.
- Diseños ergonómicos inadecuados.
También se consideran factores de riesgo determinadas situaciones en el entorno de trabajo
que pueden causar incomodidad al trabajador, como por ejemplo entornos fríos o
excesivamente calurosos, iluminación insuficiente, niveles de ruido elevados…
Los TME más frecuentes se dan en las extremidades superiores y en la espalda. Según la VII
Encuesta Nacional de Condiciones de Trabajo del INSHT (Instituto Nacional de Seguridad e
Higiene en el Trabajo) del año 2013, el 77,5% de los trabajadores siente alguna molestia física
que achaca a posturas y esfuerzos derivados del trabajo que realiza. Entre las molestias más
frecuentes figuran las localizadas en la zona baja de la espalda (44,9%), la nuca/cuello (34,3%)
y la zona alta de la espalda (27,1%). La Figura 1 muestra las dolencias más frecuentes que
sufren los trabajadores expresadas en porcentaje.
Figura 1. Localización de la dolencia del trabajador.
(www.insht.com)
34,3%
13,8%
12,6%
25,0%
10,8%
27,1%
44,9%
5,5%
1,0%
7,5%
11,8%
6,1%
0,1%
22,4%
0% 10% 20% 30% 40% 50%
Nuca/cuello
Hombro/s
Brazo/s y/o antebrazo/s
Codo/s
Mano/s, muñeca/s, dedo/s
Zona alta de la espalda
Zona baja de la espalda
Nalgas/Caderas
Muslos
Rodillas
Piernas
Pies/Tobillos
No sabe (espontáneo)
Ninguna
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Tras una revisión bibliográfica de alrededor de 600 artículos, el INSHT nos proporciona
información sobre la evidencia de sufrir un TME en distintos miembros debido a la existencia
de determinados factores de riesgo en el trabajo. Los resultados de esta revisión se muestran
en la Tabla 1. Esta información nos proporciona un punto de partida en el diseño del puesto de
trabajo; ya que al existir evidencia de sufrir un TME, deberemos evitar a toda costa la
presencia de estos factores de riesgo.
Tabla 1. Evidencia de la relación entre los factores de riesgo y el desarrollo de TME.
Parte del cuerpo Factor de riesgo Fuerte
evidencia Evidencia
Evidencia insuficiente
Cuello y Cuello/Hombro
Repetición •
Fuerza •
Postura •
Vibración •
Hombro
Repetición • Fuerza
• Postura • Vibración •
Codo
Repetición • Fuerza •
Postura • Combinación •
Mano/muñeca Síndrome del túnel
carpiano
Repetición •
Fuerza •
Postura • Vibración •
Combinación •
Mano/muñeca Tendinitis
Repetición •
Fuerza •
Postura •
Combinación •
Mano/muñeca Síndrome de la
vibración mano/brazo Vibración •
Espalda
Manipulación de cargas
•
Postura forzada •
Trabajo físico pesado
•
Vibración de cuerpo completo
•
Postura estática •
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La estrategia para afrontar los TME es minimizar sus factores de riesgo adaptando el trabajo a
la persona, es decir, adoptando medidas que hagan el trabajo más cómodo y seguro, lo que se
consigue con un buen diseño del puesto de trabajo.
Existen numerosas herramientas que nos ayudan a analizar la situación laboral del trabajador,
son los llamados métodos de evaluación ergonómica. Estos métodos son muy diversos y su
elección no es inmediata, ya que cada uno es aplicable a una situación concreta y su nivel de
precisión y rapidez de utilización varía de uno a otro.
El proceso de evaluación ergonómica comienza con un primer análisis basado en la
observación de los puestos de trabajo, con el objetivo de detectar los posibles factores de
riesgo existentes. Además, se debe consultar el historial de lesiones de los trabajadores, ya
que es una evidencia de la necesidad de introducir mejoras en el espacio de trabajo, así como
tener en cuenta la opinión y experiencia del operario en cuanto a las posibles modificaciones
del lugar de trabajo que hagan su trabajo más cómodo y seguro. Tras realizar este primer
análisis se tiene conocimiento de los puestos que necesitan mejoras ergonómicas y de los
factores de riesgo predominantes en los mismos. En función de esta información y teniendo en
cuenta los recursos de que disponemos, la rapidez con que queremos realizar el análisis y el
nivel de precisión deseado, estamos en condiciones de determinar qué método de evaluación
ergonómica se adapta mejor a cada puesto.
2.2. Legislación aplicable
El presente Proyecto Fin de Carrera pretende facilitar una herramienta para el cálculo del
riesgo ergonómico en el desarrollo de tareas manuales, pero no exime del cumplimiento de la
normativa relativa a la prevención de riesgos laborales, que debe ser contemplada y cumplida
por las empresas, independientemente del empleo de la herramienta.
El apartado 3 del Artículo 5 del R.D. 39/1997, por el que se aprueba el Reglamento de los
Servicios de Prevención, establece como métodos o criterios de evaluación de riesgos los
siguientes:
Cuando la evaluación exija la realización de mediciones, análisis o ensayos y la normativa no
indique o concrete los métodos que deben emplearse, o cuando los criterios de evaluación
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contemplados en dicha normativa deban ser interpretados o precisados a la luz de otros
criterios de carácter técnico, se podrán utilizar, si existen, los métodos o criterios recogidos en:
a) Normas UNE.
b) Guías del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, del Instituto
Nacional de Silicosis y protocolos y guías del Ministerio de Sanidad y Consumo, así
como de Instituciones competentes de las Comunidades Autónomas.
c) Normas internacionales.
d) En ausencia de los anteriores, guías de otras entidades de reconocido prestigio en la
materia y otros métodos o criterios profesionales descritos documentalmente que
proporcionen confianza sobre su resultado y proporcionen un nivel de confianza
equivalente.
La herramienta desarrollada en este Proyecto Fin de Carrera se emplea para evaluar dos
factores de riesgo en el trabajo: la carga postural y la manipulación manual de cargas.
Para la evaluación del factor de riesgo carga postural se emplea el método RULA, de fama
internacional y prestigio reconocido, empleado por diversas instituciones.
En cuanto al factor de riesgo manipulación manual de cargas, se tiene en cuenta lo establecido
en el Real Decreto 487/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud
relativas a la manipulación manual de cargas que entrañe riesgos, en particular
dorsolumbares, para los trabajadores.
Resulta de gran ayuda para la aplicación del R.D. 487/1997 la Guía Técnica desarrollada por el
Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT) para la evaluación y prevención
de los riesgos relativos a la manipulación manual de cargas, ya que proporciona los valores
máximos de carga como referencia para una manipulación manual en condiciones adecuadas
de seguridad y salud, así como los factores correctores en función de las características
individuales, de la carga y de la forma y frecuencia de la manipulación manual.
2.3. Métodos de evaluación ergonómica.
A lo largo de las dos últimas décadas se han desarrollado diversos métodos de evaluación
ergonómica del puesto de trabajo, cuya aplicación resulta más o menos adecuada
dependiendo del factor de riesgo predominante.
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En primer lugar, se puede hacer una distinción entre el nivel de especificidad, distinguiendo
entre métodos globales y métodos específicos. Los métodos globales son útiles para realizar
una primera valoración de carácter general, ya que abarcan la mayoría de los factores de
riesgo, y permiten detectar los aspectos en los que se debe profundizar con un método
específico de evaluación ergonómica. Por lo tanto, una buena forma de abordar el estudio
ergonómico del puesto de trabajo consiste en una primera aplicación de un método de
evaluación global, lo que nos permite detectar el factor de riesgo predominante, y una
segunda aplicación de un método de evaluación específico, adecuado a ese factor de riesgo
(Figura 2).
Figura 2. Metodología estudio ergonómico.
Uno de los métodos de evaluación global más conocido es el método LEST (Laboratorie
d’Economie et Sociologie du Travail). Este método hace un doble análisis objetivo y subjetivo
para tener en cuenta tanto las condiciones físicas como los aspectos psicosociales y la carga
mental. Para ello se establecen 16 variables agrupadas en 5 dimensiones: entorno físico, carga
física, carga menta, aspectos psicosociales y tiempos de trabajo. A cada una de las variables se
le asigna una puntuación entre 0 y 10 y el resultado global se representa en forma de
histograma. La ventaja de este método es que nos permite obtener una visión global, teniendo
en cuenta muchos de los factores de riesgo que pueden darse en la actividad laboral y además
su aplicación es bastante rápida, pero presenta el inconveniente de que el nivel de detalle
proporcionado es muy reducido.
Los métodos específicos de evaluación ergonómica se centran en el análisis de un único factor
de riesgo. Los más conocidos se ocupan del estudio de tres principales factores de riesgo: la
repetitividad de movimientos, la carga postural o la manipulación de carga.
Método ergonómico
global
Detección de factor de riesgo predominante
Repetitividad de movimientos
Carga posturalMétodo
ergonómico específico
Manipulación de cargas
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• En cuanto al primero, la repetitividad de movimientos, un método de evaluación muy
extendido es el Check List OCRA (Occupational Repetitive Action), que es un método de rápida
aplicación que permite obtener una valoración del riesgo por movimientos repetitivos de los
miembros superiores. El método evalúa por una parte el riesgo intrínseco del puesto de
trabajo y, por otro lado, permite obtener el índice de riesgo asociado al trabajador, obteniendo
información independiente para cada uno de ellos. Para ello tiene en cuenta los siguientes
factores: duración del movimiento repetitivo, periodos de recuperación o descanso, frecuencia
de las acciones, duración y tipo de fuerza ejercida, postura de hombros, codos, muñecas y
manos y existencia de factores de riesgo adicionales. Tras la aplicación del método se obtiene
un resultado numérico que viene acompañado de una descripción del riesgo existente en el
lugar de trabajo y una recomendación de acción al respecto.
Como se ha comentado, la ventaja de este método es su rápida aplicación, sin embargo, esto
implica el hecho de que la información obtenida no es suficientemente detallada, por lo que
no es aconsejable realizar cambios en el puesto de trabajo basándose simplemente en los
resultados de este análisis, sino que se debe hacer un estudio más exhaustivo, utilizando otro
método de evaluación.
• Si el factor de riesgo es la carga postural, existen diversos métodos de evaluación
ergonómica entre los que cabe mencionar el método OWAS y el método RULA.
o El método OWAS (Ovako Working Analysis System) se basa en la observación de las
posturas que realiza el trabajador durante la realización de la tarea y en la asignación de un
código identificativo a cada una de ellas. A partir de este código de postura el método
establece cuatro categorías de riesgo y para cada una de ellas indica la necesidad de
rediseño y la urgencia del mismo.
Este método presenta una gran limitación: cada código de postura no permite distinguir
diferentes condiciones de gravedad, es decir, para una postura de flexión, no permite
diferenciar diferentes grados de flexión y, por lo tanto, niveles de incomodidad para el
trabajador, por lo que es necesario la aplicación de un método complementario que recoja
esta información.
o El método RULA (Rapid Upper Limb Assessment) es muy conocido y utilizado en los
sistemas actuales de evaluación ergonómica debido a que es un método claro y de fácil
aplicación. Permite evaluar la carga postural a la que se ven sometidos los miembros
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superiores del operario durante el ciclo de trabajo y evidencia las necesidades de rediseño
del puesto. Este método se explicará con más detalle en el apartado 2.3.1, debido a que es
el método escogido para desarrollar la herramienta objeto de este Proyecto Fin de Carrera.
• Por último ,si el factor de riesgo predominante es la manipulación de carga, un método
muy famoso es el método NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health), que
se basa en el empleo de una ecuación cuyos componentes se definen a partir de tres criterios:
- Biomecánico: refleja la transmisión de momentos mecánicos por los segmentos
corporales hasta las vértebras en el levantamiento de cargas.
- Fisiológico: tiene en cuenta que los movimientos repetitivos pueden superar las
capacidades normales de energía del trabajador, disminuyendo su resistencia.
- Psicofísico: se basa en datos sobre la resistencia y capacidad de los trabajadores bajo
diferentes condiciones de frecuencia y duraciones en el levantamiento de las cargas.
Considera conjuntamente los criterios biomecánico y fisiológico.
La ecuación NIOSH presenta factores multiplicadores para penalizar las situaciones en que la
carga se levante alejada del cuerpo, el origen o destino de la carga se encuentre en posiciones
muy bajas o muy elevadas, el recorrido vertical de la carga sea grande, situaciones en las que
se requiera torsión del tronco, elevaciones realizadas con mucha frecuencia o elevaciones en
las que el agarre de la carga sea deficiente. A partir de esta ecuación se obtiene como
resultado el peso límite recomendado en el levantamiento de la carga y, con este, el índice de
levantamiento, que valora el riesgo que supone la tarea para el trabajador y permite identificar
levantamientos peligrosos.
La aplicación de este método de evaluación ergonómica resulta útil y rápida. El carácter
multiplicativo de la ecuación permite observar cómo la situación estudiada se aleja de la
situación ideal y reconocer los factores sobre los que se debe actuar. Las limitaciones que
presenta este método residen en que se consideran unas condiciones bajo las que se
desarrolla la tarea y, en caso de que estas no se cumplan, deben evaluarse mediante otros
medios.
En España, un método equivalente al NIOSH es el método proporcionado por el INSHT para la
evaluación de los riesgos relativos a la manipulación de cargas. De la misma manera que el
método NIOSH, nos proporciona un peso límite recomendado para distintas condiciones de
manipulación de la carga. Este método se utiliza para la elaboración de la herramienta objeto
de este Proyecto Fin de Carrera, por lo que se explica en profundidad en el apartado 2.3.2.
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El inconveniente que presentan estos métodos de evaluación ergonómica, si no se
complementan con la utilización de otras herramientas, es que requieren un trabajo de
recolección de información muy elevado. Cada análisis se corresponde con una única postura
del trabajador, por lo que si la tarea es muy duradera o si presenta una gran cantidad de
movimientos habrá que hacer un primer análisis visual para detectar las posturas críticas, es
decir, aquellas que a priori parecen ser más perjudiciales para el operario. Esto conlleva una
gran inversión de tiempo, y además, se podría incurrir en errores si el observador no posee la
destreza y experiencia necesarias.
Además, en caso de introducir cambios en la distribución o en las tareas que se realizan en el
puesto de trabajo, es necesario realizar un nuevo análisis ergonómico para verificar que las
condiciones tras el rediseño son aceptables, por lo que el trabajo anterior se multiplica en
función del número de planteamientos de diseño propuestos.
Sin embargo, estos métodos suponen la base teórica sobre la que se apoyan las herramientas y
métodos ergonómicos que se emplean en la actualidad.
2.3.1. Método RULA
El método RULA (Rapid Upper Limb Assessment) fue desarrollado para evaluar la exposición de
los trabajadores a los factores de riesgo que pueden causar lesiones en los miembros
superiores del cuerpo (McAtamney & Nigel Corlett, 1993). Consiste en la medida de los
ángulos formados por determinadas extremidades del operario al adoptar una postura
concreta en la realización de la tarea. La elección de la postura o posturas a analizar surge
después de la observación completa del ciclo de trabajo, y corresponde a aquellas que sean
más significativas, ya sea por suponer una carga postural más elevada o porque la postura se
mantiene durante un tiempo elevado.
El método divide el cuerpo en dos grupos: el grupo A, formado por los brazos, antebrazos y
muñecas, y el grupo B, por las piernas, tronco y cuello. A cada miembro se le da una
puntuación en función de su ángulo, lo que nos permite obtener una puntuación global tanto
para el grupo A como para el B. A continuación, estas puntuaciones se modifican según el tipo
de actividad muscular y la fuerza aplicada, obteniendo así las puntuaciones C y D,
respectivamente. Por último, ingresamos estas dos puntuaciones en una tabla que nos da la
puntuación final del método, la que nos permite definir el grado de actuación recomendado
por el método RULA.
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• Puntuación del grupo A: Esta puntuación se obtiene en función de los ángulos de
brazos, antebrazos y muñecas.
- Puntuación del brazo: En función del ángulo formado por el brazo y el tronco
obtenemos la puntuación para el mismo, como se observa en la Figura 3.
Figura 3. Puntuaciones RULA del brazo.
Esta puntuación puede verse modificada si se dan alguna de las siguientes situaciones
(Figura 4):
o Si el hombro se encuentra levantado o el brazo rotado: la puntuación se
incrementa en una unidad.
o Si los brazos están abducidos: la puntuación se incrementa en una unidad.
o Si el brazo tiene un punto de apoyo: la puntuación se disminuye en una
unidad.
Figura 4. Modificación de la puntuación RULA del brazo.
- Puntuación del antebrazo: Se obtiene en función del ángulo formado entre el
antebrazo y el brazo tal y como se observa en la Figura 5.
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Figura 5. Puntuación RULA del antebrazo.
Esta puntuación puede verse modificada si se dan alguna de las siguientes
circunstancias (Figura 6):
o Si la proyección vertical del antebrazo se encuentra más allá de la
proyección vertical del codo: la puntuación se incrementa en una unidad.
o Si el antebrazo cruza la línea central del cuerpo: la puntuación se
incrementa en una unidad.
Figura 6. Modificación de la puntuación RULA del antebrazo.
- Puntuación de la muñeca: se obtiene en función del ángulo de flexión entre la
muñeca y el antebrazo, como se observa en la Figura 7.
Figura 7. Puntuación RULA de la muñeca.
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Esta puntuación puede verse modificada en caso de que exista desviación radial o
cubital de la muñeca, en ese caso la puntuación se incrementará un una unidad (Figura
8).
Figura 8. Modificación de la puntuación RULA de la muñeca.
- Giro de la muñeca: una vez obtenida la puntuación de la muñeca se evalúa su giro,
obteniendo una puntuación que es independiente de la anterior y nos servirá para
obtener posteriormente la puntuación global del grupo A. En este caso la
puntuación será 1 si existe pronación o supinación en rango medio y 2 si existe en
rango extremo, como se observa en la Figura 9.
Figura 9. Puntuación RULA del giro de la muñeca.
La puntuación global del grupo A se obtiene entrando en la Tabla 2 con las puntuaciones
obtenidas para cada miembro del grupo.
Tabla 2. Puntuación global para el grupo A.
Brazo Antebrazo
Muñeca
1 2 3 4
Giro de muñeca Giro de muñeca Giro de muñeca Giro de muñeca
1 2 1 2 1 2 1 2
1
1 1 2 2 2 2 3 3 3
2 2 2 2 2 3 3 3 3
3 2 3 3 3 3 3 4 4
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2
1 2 3 3 3 3 4 4 4
2 3 3 3 3 3 4 4 4
3 3 4 4 4 4 4 5 5
3
1 3 3 4 4 4 4 5 5
2 3 4 4 4 4 4 5 5
3 4 4 4 4 4 5 5 5
4
1 4 4 4 4 4 5 5 5
2 4 4 4 4 4 5 5 5
3 4 4 4 5 5 5 6 6
5
1 5 5 5 5 5 6 6 7
2 5 6 6 6 6 7 7 7
3 6 6 6 7 7 7 7 8
6
1 7 7 7 7 7 8 8 9
2 8 8 8 8 8 9 9 9
3 9 9 9 9 9 9 9 9
• Puntuación del grupo B: Esta puntuación se obtiene en función de los ángulos del
cuello, tronco y piernas.
- Puntuación del cuello: se obtiene en función del ángulo formado entre el cuello y
el tronco, tal y como se observa en la Figura 10.
Figura 10. Puntuación RULA del cuello.
Esta puntuación debe incrementarse en una unidad tanto si el cuello está rotado como
si existe inclinación lateral (Figura 11).
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Figura 11. Modificación de la puntuación RULA del cuello.
- Puntuación del tronco: se obtiene en función de si el trabajador está sentado o de
pie, y en el segundo caso en función del grado de flexión del mismo, como se
observa en la Figura 12.
Figura 12. Puntuación RULA del tronco.
Esta puntuación se incrementará en una unidad tanto si existe torsión del tronco como
si existe inclinación lateral del mismo (Figura 13).
Figura 13. Modificación de la puntuación RULA del tronco.
- Puntuación de las piernas: La puntuación de las piernas será 1 si el trabajador está
sentado, con pies y piernas bien apoyados o si está de pie con el peso
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simétricamente distribuido y espacio para cambiar de posición. Por otro lado, la
puntuación será 2 si los pies no están apoyados, o si el peso no está
simétricamente distribuido (Figura 14).
Figura 14. Puntuación RULA de las piernas.
La puntuación para el grupo B se obtiene entrando en la Tabla 3 con las puntuaciones
obtenidas para cada miembro del grupo.
Tabla 3. Puntuaciones globales para el grupo B.
Cuello
Tronco
1 2 3 4 5 6
Piernas Piernas Piernas Piernas Piernas Piernas
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
1 1 3 2 3 3 4 5 5 6 6 7 7
2 2 3 2 3 4 5 5 5 6 7 7 7
3 3 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 7
4 5 5 5 6 6 7 7 7 7 7 8 8
5 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8
6 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9
• Puntuación del tipo de actividad muscular desarrollada y la fuerza aplicada: Las
puntuaciones de los grupos A y B se incrementarán en una unidad si la actividad es
principalmente estática o bien si es repetitiva (se repite más de 4 veces cada minuto).
Por otro lado, si la tarea es poco frecuente o de corta duración se considerará
actividad dinámica y las puntuaciones no se verán modificadas. Además, las
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puntuaciones A y B se verán incrementadas según las fuerzas ejercidas o la carga
manejada según se muestra en la Tabla 4.
Tabla 4. Puntuación para la actividad muscular y la fuerza aplicada.
Puntos Posición
0 Si la carga o fuerza es menor de 2 kg y se realiza intermitentemente.
1 Si la carga o fuerza está entre 2 y 10 kg y se levanta intermitentemente.
2 Si la carga o fuerza está entre 2 y 10 kg y es estática o repetitiva.
2 Si la carga o fuerza es intermitente y superior a 10 kg.
3 Si la carga o fuerza es superior a los 10 kg y es estática o repetitiva.
3 Si se producen golpes o fuerzas bruscas o repentinas.
El resultado de sumar a las puntuaciones A y B la puntuación del tipo de actividad muscular y
fuerza aplicada son las puntuaciones C y D, respectivamente. Entrando con estas puntuaciones
en la Tabla 5 obtenemos la puntuación final del método.
Tabla 5. Puntuación final del método RULA.
Puntuación C Puntuación D
1 2 3 4 5 6 7+
1 1 2 3 3 4 5 5
2 2 2 3 4 4 5 5
3 3 3 3 4 4 5 6
4 3 3 3 4 5 6 6
5 4 4 4 5 6 7 7
6 4 4 5 6 6 7 7
7 5 5 6 6 7 7 7
8 5 5 6 7 7 7 7
Por último, con la puntuación final e ingresando en la Tabla 6 se obtiene el grado de actuación
recomendado, es decir, la urgencia y necesidad de rediseño del puesto de trabajo.
Tabla 6. Grado de actuación recomendado.
Nivel Puntuación
final Actuación
1 1 o 2 La postura es aceptable.
2 3 o 4 Es conveniente profundizar en el estudio, pueden requerirse
cambios en la tarea.
3 5 o 6 Se requiere el rediseño de la tarea, es necesario realizar
actividades de investigación.
4 7 Se requieren cambios urgentes en el puesto de trabajo.
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2.3.2. Método INSHT de manipulación manual de cargas
Este método ha sido desarrollado por el INSHT en el año 2003 y se basa en las
recomendaciones del R.D. 487/1997. Permite evaluar los riesgos derivados de las tareas de
levantamiento y depósito de cargas en postura “de pie”. Será necesario realizar un estudio
más exhaustivo si las tareas no se realizan en dicha postura, si se trata de puestos de trabajo
multitareas (si las tareas que se realizan son muy diferentes unas de otras), si la tarea entraña
un esfuerzo físico adicional importante o si se trata de una situación poco usual en general.
En todo caso, el método indica que no se deben manipular cargas de más de 5 kg en postura
sentada, siempre que el levantamiento se realice en una zona próxima al tronco, evitando
manipular cargas a nivel del suelo o por encima del nivel de los hombros y giros e inclinaciones
del tronco, ya que la capacidad de levantamiento en estas condiciones es menor que cuando
se manejan cargas en posición de pie y la mayor parte del esfuerzo debe hacerse con los
músculos más débiles de los brazos y el tronco.
El método proporciona un peso máximo teórico de la carga que sirve de referencia para una
manipulación manual en condiciones adecuadas de seguridad y salud. A efectos prácticos se
pueden considerar como cargas los objetos que pesen más de 3 kg. Sin embargo, si la
frecuencia de manipulación de la carga es muy elevada, aun siendo esta de menos de 3 kg,
podrían aparecer lesiones de otro tipo. En dichas circunstancias, debería estudiarse el puesto
de trabajo utilizando otro método de evaluación ergonómica.
En caso de existir manipulación de cargas en el puesto de trabajo la primera medida que se
debe considerar es la sustitución de la misma, mediante automatización de los procesos o el
empleo de equipos mecánicos que supongan una ayuda en el levantamiento. Solo en caso de
que esta medida no pueda llevarse a cabo se realizará la evaluación.
El método considera además determinados factores multiplicadores que disminuyen el peso
teórico para tener en cuenta las condiciones desfavorables de levantamiento de la carga,
obteniendo el peso límite aceptable bajo dichas condiciones. Este peso límite aceptable se
obtiene a partir de la siguiente fórmula:
PA = PT · FC�� · FC� · FC� · FC�
Donde:
- PA: Peso límite aceptable.
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- PT: Peso teórico. Se calcula en función de la posición de la carga, de acuerdo con la
Figura 15. Los da
general en la que el 85% de la población estaría protegida
protección, en la que el 95% de la població
peso teórico obtenido en la
obteniendo un peso teórico máximo
esporádicas, en el caso de trabajadores jóvenes y entrenados, se puede multiplicar
por un factor de corrección de valor 1,6, equivalente a un punto de partida de peso
teórico máximo de 40 kg, en lugar de 25 kg.
Figura 15. Peso teórico INSHT en función de la posición de la carga.
- FC��: Factor de corrección en función del desplazamiento vertical, su cálculo está
reflejado en la Tabla
recorre la misma desde que se inicia el levantamiento hasta que finaliza la
manipulación.
Tabla 7. Factor
Desplazamiento vertical
Hasta 100 cm
Hasta 175 cm
Más de 175 cm
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PT: Peso teórico. Se calcula en función de la posición de la carga, de acuerdo con la
Los datos recogidos en dicha figura corresponden
general en la que el 85% de la población estaría protegida. Si se desea una mayor
protección, en la que el 95% de la población quede protegida, se multiplicará el
peso teórico obtenido en la Figura 15 por un factor de corrección de valor 0,6,
obteniendo un peso teórico máximo de 15 kg, en lugar de 25 kg. En situaciones
esporádicas, en el caso de trabajadores jóvenes y entrenados, se puede multiplicar
por un factor de corrección de valor 1,6, equivalente a un punto de partida de peso
teórico máximo de 40 kg, en lugar de 25 kg.
Peso teórico INSHT en función de la posición de la carga.
: Factor de corrección en función del desplazamiento vertical, su cálculo está
Tabla 7. El desplazamiento vertical de una carga es la distancia que
recorre la misma desde que se inicia el levantamiento hasta que finaliza la
Factor de corrección de desplazamiento vertical INSHT.
Desplazamiento vertical Factor de corrección
Hasta 25 cm 1
Hasta 50 cm 0,91
Hasta 100 cm 0,87
Hasta 175 cm 0,84
Más de 175 cm 0
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PT: Peso teórico. Se calcula en función de la posición de la carga, de acuerdo con la
corresponden a una situación
Si se desea una mayor
n quede protegida, se multiplicará el
por un factor de corrección de valor 0,6,
de 15 kg, en lugar de 25 kg. En situaciones
esporádicas, en el caso de trabajadores jóvenes y entrenados, se puede multiplicar
por un factor de corrección de valor 1,6, equivalente a un punto de partida de peso
Peso teórico INSHT en función de la posición de la carga.
: Factor de corrección en función del desplazamiento vertical, su cálculo está
El desplazamiento vertical de una carga es la distancia que
recorre la misma desde que se inicia el levantamiento hasta que finaliza la
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- FC�: Factor de corrección correspondiente al grado de giro del tronco, su cálculo
está reflejado en la Tabla 8. Se define el giro del tronco como el ángulo formado
entre la línea que une los hombros y la línea que une los talones de los pies.
Tabla 8. Factor de corrección del giro del tronco INSHT.
Giro del tronco Factor de corrección
Sin giro 1
Poco girado (hasta 30 ⁰) 0,9
Girado (hasta 60 ⁰) 0,8
Muy girado (90 ⁰) 0,7
- FC�: Factor de corrección correspondiente al tipo de agarre, su cálculo está
reflejado en la Tabla 9.
Tabla 9. Factor de corrección del tipo de agarre INSHT.
Tipo de agarre Factor de corrección
Agarre bueno 1
Agarre regular 0,95
Agarre malo 0,9
o Se considera que el agarre es bueno cuando la carga tiene asas u otro tipo
de agarres con una forma y tamaño que permita un agarre confortable con
toda la mano, permaneciendo la muñeca en una posición neutral, sin
desviaciones ni posturas desfavorables.
o El agarre es regular cuando la carga tiene asas o hendiduras no tan buenas,
de forma que el agarre no sea tan confortable. También se incluyen
aquellas cargas sin asas que pueden sujetarse flexionando la mano 90 ⁰
alrededor de la carga.
o El agarre es malo cuando no se cumplen los requisitos del agarre medio.
- FC�: Factor de corrección correspondiente a la frecuencia de manipulación de la
carga, su cálculo está reflejado en la Tabla 10.
Tabla 10. Factor de corrección de la frecuencia de manipulación INSHT.
Duración de la manipulación
≤ 1 h/día > 1 h y ≤ 2 h > 2h y ≤ 8 h
Frecuencia de manipulación Factor de corrección
1 vez cada 5 minutos 1 0,95 0,85
1 vez/minuto 0,94 0,88 0,75
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4 veces/minuto 0,84 0,72 0,45
9 veces/minuto 0,52 0,30 0,00
12 veces/minuto 0,37 0,00 0,00
> 15 veces/minuto 0,00 0,00 0,00
Por otro lado, el método establece un árbol de decisión para determinar si el riesgo es o no
tolerable, que se puede ver en la Figura 16. Para poder aplicar este árbol de decisión
necesitamos saber el peso real de la carga que se está manipulando, el peso límite
recomendado, la distancia horizontal de transporte de la carga y el peso total transportado
diariamente. Además, antes de determinar la tolerancia del método se tienen en cuenta una
serie de factores ergonómicos (Tabla 11) e individuales (Tabla 12) de cada trabajador.
Figura 16. Árbol de decisión de la tolerancia del riesgo INSHT.
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Tabla 11. Factores ergonómicos a considerar en el método INSHT.
¿Se inclina el tronco al manipular la carga?
¿Se ejercen fuerzas de empuje o tracción elevadas?
¿El tamaño de la carga es mayor de 60 x 50 x 60 cm?
¿Puede ser peligrosa la superficie de la carga?
¿Se puede desplazar el centro de gravedad?
¿Se pueden mover las cargas de forma brusca o inesperada?
¿Son insuficientes las pausas?
¿Carece el trabajador de autonomía para regular su ritmo de trabajo?
¿Se realiza la tarea con el cuerpo en posición inestable?
¿Son los suelos irregulares o resbaladizos para el calzado del trabajador?
¿Es insuficiente el espacio de trabajo para una manipulación correcta?
¿Hay que salvar desniveles del suelo durante la manipulación?
¿Se realiza la manipulación en condiciones termohigrométricas extremas?
¿Existen corrientes de aire o ráfagas de viento que puedan desequilibrar la carga?
¿Es deficiente la iluminación para la manipulación?
¿Está expuesto el trabajador a vibraciones?
Tabla 12. Factores individuales a considerar en el método INSHT.
¿La vestimenta o el equipo de protección individual dificultan la manipulación?
¿Es inadecuado el calzado para la manipulación?
¿Carece el trabajador de información sobre el peso de la carga?
¿Carece el trabajador de información sobre el lado más pesado de la carga o sobre su centro de gravedad (en caso de estar descentrado)?
¿Es el trabajador especialmente sensible al riesgo (mujeres embarazadas, trabajadores con patologías dorso-lumbares, etc.)?
¿Carece el trabajador de información sobre los riesgos para su salud derivados de la manipulación manual de cargas?
¿Carece el trabajador de entrenamiento para realizar la manipulación con seguridad?
Estos factores ergonómicos e individuales no se incluyen en el desarrollo de la herramienta,
que únicamente considera los factores necesarios para obtener el peso límite recomendado.
Sin embargo, a la hora de la aplicación de la herramienta desarrollada en este Proyecto Fin de
Carrera en un caso real, se deben tomar en consideración estos factores para determinar si el
riesgo se considera tolerable o no tolerable.
En caso de que el riesgo resulte no tolerable es necesario realizar cambios en el puesto de
trabajo de forma inmediata hasta lograr reducir el riesgo. Además, si el riesgo resulta tolerable
se debe revisar esta condición periódicamente o en caso de que cambien las condiciones de
trabajo.
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2.4. Simulación. Modelos Digitales Humanos (DHM).
La aplicación de los métodos de evaluación ergonómica explicados en el apartado 2.3 no es
directa, sino que implica una fase previa de observación de la tarea y elección de las posturas
más representativas y de mayor riesgo. En el caso de tareas con una complejidad elevada el
proceso de evaluación ergonómica se hace muy laborioso.
La simulación supone un gran avance con respecto a los métodos de observación directa, ya
que permite analizar la tarea en su totalidad, contemplando todos los movimientos que realiza
el operario durante la ejecución de la misma. La simulación persigue dos claros objetivos: por
un lado reproducir fidedignamente el espacio de trabajo y, por otro, representar las
características físicas del cuerpo humano mediante un maniquí, para lo que se emplean los
DHM (Modelos Digitales Humanos).
Los DHM comienzan a desarrollarse en la década de los 60 y suponen un complemento a los
modelos de evaluación ergonómica. El DHM se utiliza para representar las posturas y
movimientos realizados por los operarios en la ejecución de su tarea, así como para realizar el
análisis ergonómico de esas posiciones, pudiendo así considerar las consecuencias que podría
tener el proceso y tomar decisiones al respecto.
La gran ventaja que entrañan es que permiten realizar experimentos y conocer cómo se
comporta el trabajador ante un cambio o mejora del puesto de trabajo propuesto antes de
ejecutarlo en la realidad, con la consiguiente disminución de tiempo y ahorro de costes en
prototipos, pruebas o en rediseños posteriores. Se pretende reproducir el escenario en el que
se va a encontrar el trabajador y simular todas las posturas y esfuerzos que llevará a cabo
hasta encontrar una situación de calidad ergonómica.
Del análisis ergonómico mediante simulación se obtienen resultados precisos de la carga
postural que soporta el trabajador, la biomecánica, las consecuencias de la manipulación
manual de cargas y el consumo de energía del operario durante la realización de la tarea.
La principal desventaja es que se requiere un proceso de toma de datos muy laborioso para
que el modelo de simulación sea lo más parecido posible a la realidad. Además, la
representación del cuerpo humano mediante un avatar o maniquí es una labor muy
complicada debido a que existen diferencias entre grupos de individuos debidas a la edad,
sexo, raza, constitución… Actualmente es posible encontrar bases de datos que recogen las
características antropométricas de los diferentes grupos de población. Sin embargo, al ser
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características generales, no coinciden exactamente con las del operario que vaya a realizar la
tarea, por lo que puede conducir a pequeños errores.
Por otro lado, un estudio ergonómico mediante técnicas de simulación debe ser realizado por
personal cualificado, que conozca el software y tenga experiencia para interpretar los
resultados correctamente. Además, el proceso de evaluación ergonómica consta de las fases
de recolección de datos, creación del modelo, validación del mismo, simulación e
interpretación de los resultados. Este proceso dura más o menos dependiendo de la
complejidad y duración de la tarea, pero en todo caso, los resultados no se obtienen
inmediatamente, sino que es un proceso que dura cierto tiempo.
Por lo tanto, los modelos de simulación suponen una mejora significativa con respecto a los
métodos de evaluación ergonómica manuales, sin embargo, presentan el inconveniente de
que hay que esperar un cierto tiempo hasta obtener los resultados.
La herramienta objeto de este Proyecto Fin de Carrera pretende superar este inconveniente,
ya que los resultados se obtienen en tiempo real, por lo que a medida que se realiza el análisis
se pueden ir pensando las acciones correctoras y comprobar su eficacia inmediatamente.
2.5. Estudio ergonómico. Toma de datos.
En todo estudio ergonómico la primera fase es la toma de datos en el lugar de trabajo, para
conocer y entender la tarea que está realizando el trabajador, poder dividirla en subtareas
adecuadas que faciliten el estudio y para hacer un buen planteamiento del propio estudio
ergonómico.
Existen varios métodos de toma de datos, siendo el más simple la observación directa del
trabajador durante el desarrollo de su tarea. Este método tienen las ventajas de que es muy
sencillo de utilizar, se puede emplear en un amplio rango de situaciones y es apropiado para
evaluar un gran número de trabajadores a un relativo bajo coste. Sin embargo, proporciona
información no muy exacta y resultados bastante amplios.
El siguiente método a tener en cuenta es el de procesado de imágenes o videos. Esta técnica
presenta la ventaja de que la información obtenida puede visualizarse en un monitor con la
oportunidad de ver la tarea de nuevo e incluso ralentizar el vídeo o parar la imagen para
realizar mediciones sobre ella. Sin embargo, el empleo de este método puede llevar a errores,
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ya que si la cámara no está colocada en el lugar adecuado pude dar lugar a distorsiones en la
medida de ángulos. En ocasiones, si la tarea es compleja, será necesario incluso grabar la
escena simultáneamente mediante varias cámaras situadas en diferentes posiciones para
estudiar la tarea con exactitud.
Los métodos de observación directa y de procesamiento de imágenes tienen el inconveniente
de que si la tarea es muy duradera o compleja no se puede analizar en su totalidad, ya que
supondría una gran dedicación de tiempo tanto en el proceso de toma de datos como en la
fase de análisis de esa información. Por lo tanto, solo se hace un análisis de las tareas o
posición del trabajador más críticas o características, siendo imposible analizar el resto de
tareas o posiciones.
Los métodos de medición directa o métodos de captura de movimiento (MoCap), emplean
sensores que van unidos al operario para medir variables determinadas. Estos métodos
proporcionan datos exactos, pero presentan los inconvenientes de que pueden interferir en la
tarea del trabajador, la adquisición del equipo necesario requiere una inversión inicial
considerable, los costes de mantenimiento son elevaos y, además, supone la contratación de
empleados cualificados y entrenados en el uso de estos equipos (Diego-Mas & Alcaide-Marzal,
2013).
Dependiendo de su principio de funcionamiento se distinguen cuatro categorías: ópticos,
mecánicos, inerciales y electromagnéticos (Furniss, 1999).
Los ópticos extrapolan la posición de los puntos de unión del cuerpo mediante triangulaciones
entre imágenes tomadas desde diferentes cámaras. Dentro de los MoCaps ópticos podemos
distinguir dos variantes: con marcadores activos (emiten luz) y pasivos (reflejan la luz
procedente de un foco luminoso). En ambos casos un software se encarga de reconocer la
figura humana y sus segmentos. La ventaja de este método con respecto al de procesamiento
de videos es que en este caso no es necesario realizar mediciones manuales a posteriori, en
lugar de eso se obtienen las mediciones de forma automática gracias a la ayuda de un
programa de ordenador.
Un ejemplo de sistema de captura de movimiento óptico pasivo muy empleado y conocido es
el sistema Vicon. El inconveniente que presenta este sistema es que conlleva un gran consumo
de tiempo inicial al tener que colocar al trabajador los marcadores. Además, para captar todos
los marcadores cuando el operario se mueve de su situación inicial, se deben colocar un
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número elevado de cámaras rodeando al trabajador, lo que supone una inversión de tiempo
considerable y un encarecimiento si se desea obtener una precisión elevada.
En los métodos de captura de movimiento mecánicos el operario lleva un conjunto de piezas
metálicas, que constituyen un esqueleto muy básico, unidas al cuerpo. Cuando se mueve, el
exoesqueleto se ve forzado a realizar el mismo movimiento que el operario. En cada punto de
unión existen sensores que registran los movimientos y ángulos de rotación. Otros tipos de
sistemas de captura de movimiento mecánicos pueden incluir guantes o brazos mecánicos.
La ventaja de estos métodos es que proporcionan resultados exactos. Sin embargo, sus
inconvenientes son que requiere una calibración inicial, no se obtienen posiciones absolutas
del cuerpo, sino solo los ángulos que forman las extremidades y además no se sabe la
orientación del trabajador a menos que se utilice otro sensor adicional.
En los métodos inerciales el operario lleva un conjunto de unidades de medición inercial
(IMUs), que son dispositivos que miden la velocidad, orientación y fuerzas gravitacionales de
un aparato. Cada IMU integra tres tipos de sensores diferentes: un acelerómetro (permite la
medición de la aceleración lineal), un giróscopo (permite la medición de las rotaciones) y un
magnetómetro (mide datos de orientación).
Las ventajas de estos métodos son que pueden utilizarse en cualquier lugar y bajo cualquier
condición de luz y el tamaño de los dispositivos es muy pequeño por lo que no limita los
movimientos del operario. Además, se ha demostrado que estos dispositivos pueden utilizarse
para realizar un estudio ergonómico de la tarea que desempeña el trabajador en tiempo real
(Vignais et al., 2013). Sin embargo, se pueden producir interferencias con la presencia de
objetos metálicos que distorsionen los resultados y necesita una etapa de calibración previa al
tratamiento de los datos.
En los métodos de captura de movimiento electromagnéticos el operario lleva un conjunto de
receptores magnéticos que permiten hacer un seguimiento de su ubicación con respecto a un
transmisor magnético estático. Se suelen utilizar de 6 a 11 o más sensores por persona para
recoger el movimiento de los segmentos del cuerpo. Estos dispositivos están conectados con el
ordenador que, con ayuda de un software adecuado, permite representar las posiciones y
rotaciones del cuerpo en tres dimensiones.
La ventaja de estos dispositivos es que permiten conocer las posiciones absolutas de los
segmentos del cuerpo respecto al transmisor. Además, estas mediciones se pueden realizar en
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tiempo real. Sin embargo, presenta el inconveniente de que se pueden producir distorsiones
magnéticas a medida que la distancia entre transmisor y receptor aumenta. Además, si existen
campos magnéticos o materiales metálicos cercanos pueden interferir con la señal dando lugar
a resultados erróneos.
Este Proyecto Fin de Carrera propone una alternativa a los métodos de toma de datos
convencionales mediante el uso de un sensor de profundidad, el Asus Xtion Pro, que nos
proporciona información del movimiento realizado por el operario en las tres dimensiones del
espacio. Con esta información se pueden conocer las posiciones de los puntos de unión que
definen el esqueleto del trabajador en cada instante de tiempo.
Se trata de un sistema de captura de movimiento óptico, con las ventajas que ello conlleva y
con ventajas adicionales respecto a los sistemas ópticos tradicionales: no es necesario colocar
marcadores al trabajador, lo que supone un ahorro de tiempo considerable, ya que el sensor
utiliza la medida en profundidad para reconocer al operario. Además, es una solución
considerablemente más barata que los sistemas de captura de movimiento existentes y no
requiere personal entrenado y con experiencia para su utilización.
Se desarrolla una herramienta que permite obtener la información del sensor y realizar de
forma automática las mediciones y cálculos necesarios para evaluar ergonómicamente el
puesto de trabajo. El personal que se encargue de realizar el estudio únicamente debe tener
cualificación a la hora de interpretar los resultados y ejecutar las acciones correctoras.
Existen ciertas publicaciones que comparan la precisión del sensor de profundidad con los
sistemas de captura de movimiento convencionales. Concluyen que presentan resultados
similares y proponen la utilización del sensor en el campo de la ergonomía.
En 2012, algunos miembros de la Universidad de Melbourne, Australia (Clark et al., 2012),
estudian la posibilidad de utilización del sensor Kinect de Microsoft para hacer un seguimiento
del cuerpo humano en tiempo real. Comparan sus resultados con los obtenidos a través de un
sistema de captura de movimiento óptico pasivo, el sistema VICON Nexus V1.5.2, que adquiere
datos de 12 cámaras VICON MX. El estudio consiste en la realización de tres experimentos:
máximo alcance frontal, máximo alcance lateral y equilibrio sobre una pierna. Los
experimentos se estudian simultáneamente mediante el sensor Kinect y el sistema VICON.
Se sitúan marcadores VICON en la cabeza, brazos, muñecas, manos, tronco, pelvis, piernas y
pies y se comparan con los puntos de unión medidos con el sensor Kinect. Una vez realizados
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los experimentos se hace un estudio estadístico de los resultados, concluyendo que las
mediciones adquiridas con el sensor Kinect son comparables a las mediciones provenientes del
sistema VICON.
En 2014, miembros de la Universidad de Bruselas, Bélgica (Bonnechère et al., 2014) estudian la
validez y reproducibilidad del sensor de profundidad Kinect. Para ello desempeñan un estudio
en el que 88 voluntarios realizan movimientos de abducción de brazos, flexión de antebrazo,
abducción de piernas y flexión de rodillas, procedimiento que se repite una semana después
para medir la reproducibilidad. Los resultados del sensor Kinect se comparan con un sistema
Vicon de 8 cámaras, que se considera como referencia.
Se concluye que ambos dispositivos (el sensor Kinect y el sistema Vicon) presentan una buena
reproducibilidad, ya que no presentan diferencias significativas entre la primera y segunda
sesión. En cuanto a la validez, las diferencias entre las medidas tomadas con ambos sistemas
en la parte superior del cuerpo son muy pequeñas. Sin embargo, en la parte inferior del
cuerpo, se obtienen errores mayores.
A la vista de las conclusiones recabadas en estos artículos, queda justificado el empleo de un
sensor de profundidad como método de captura de movimiento para realizar evaluaciones
ergonómicas en los miembros superiores del cuerpo.
En cuanto a la elección del sensor de profundidad a escoger, autores de la Universidad de Vigo
(Gonzalez-Jorge, Riveiro, Vazquez-Fernandez, Martínez-Sánchez, & Arias, 2013) hacen una
evaluación de las mediciones obtenidas por el sensor Kinect de Microsoft y el sensor Asus
Xtion de PrimeSense, llegando a la conclusión de que ambos sensores presentan una exactitud
y precisión similares.
2.5.1. Sensor de profundidad. Principio de funcionamiento.
Los sensores de profundidad son dispositivos que permiten medir la distancia que existe entre
el propio dispositivo y el entorno, generando mapas de profundidad, con lo que se consigue
obtener una imagen en tres dimensiones. Se pueden encontrar en el mercado varios sensores
de profundidad, los más conocidos son Kinect de Microsoft y Asus Xtion de PrimeSense, ambos
con características similares. En este Proyecto Fin de Carrera se utilizará el sensor Asus Xtion
Pro, cuyas características se pueden ver en la Tabla 13.
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Tabla 13. Características del sensor Asus Xtion Pro.
Distancia de uso 0,8 - 3,5 metros
Campo de visión 58 ⁰ (horizontal), 45 ⁰ (vertical), 70 ⁰ (diagonal)
Sensor RGB + profundidad + micrófono
Resolución profundidad VGA (640 x 480) a 30 fps o QVGA (320 x 240) a 60 fps.
Resolución RGB SXGA (1280x1024)
Interfaz USB 2.0
Dimensiones 18 x 3,5 x 5 cm
El mecanismo que permite obtener la visión en profundidad está formado por un proyector
láser de luz infrarroja, invisible para el ojo humano por estar fuera del espectro visible; y un
sensor monocromático, es decir, que captura una única longitud de onda, lo que permite la
captura de datos bajo cualquier condición de iluminación. Por otro lado, el dispositivo dispone
también de una cámara RGB, que nos permite capturar imágenes en color. En la Figura 17 se
pueden observar los componentes del sensor Asus Xtion.
Figura 17. Componentes del sensor Asus Xtion.
El proceso de medición de la profundidad es el mismo que se emplea en un sonar: el proyector
de luz infrarroja emite un patrón de puntos que rebotan sobre los objetos presentes en la
escena y son capturados por el sensor monocromático. La disparidad entre el patrón de puntos
emitidos y el patrón de puntos captados es la que nos permite obtener información de la
profundidad de los objetos.
En la pantalla de nuestro ordenador la información de profundidad se representa mediante
una escala de grises, de modo que cuanto más cercanos sean los puntos, su color será más
claro y cuanto más lejanos, su color será más oscuro (Figura 18).
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Figura 18. Mapa de profundidad, escala de grises.
Los sensores presentan ciertas limitaciones que implican que las mediciones en profundidad
tengan un margen de error. Por ejemplo, una de las limitaciones es que la malla de puntos
infrarrojos no es uniforme en todo el espacio, de forma que los puntos de la malla se separan
más cuanto mayor sea la profundidad, lo que conlleva que algunos píxeles de la imagen tengan
que ser interpolados. Otra limitación radica en que cuando la luz infrarroja incide sobre un
objeto se pueden generar sombras sobre los objetos que están por detrás, impidiendo realizar
la medida de profundidad. Otro inconveniente es que no todos los objetos reflejan la luz por
igual.
Como consecuencia de la captura de la imagen con el sensor de profundidad, la información
que obtenemos en el ordenador y, que es el fundamento por el cual se utiliza este sensor, son
las tres coordenadas (x,y,z) de cada punto del espacio captado por el sensor.
Además, gracias a la presencia de las dos cámaras (infrarroja y RGB) en el sensor, es posible
obtener dos imágenes, una en color y otra en escala de grises indicando la profundidad. Estas
dos imágenes se superponen, identificando los puntos coincidentes en ambas, con una
pequeña limitación: como las dos cámaras no se encuentran situadas en el mismo lugar del
dispositivo, las dos imágenes obtenidas no son exactamente iguales, por lo que habrá que
aplicar algún método de ajuste que permita solventar este hecho. Además, es posible que
ambas imágenes no se capturen en el mismo instante de tiempo, por lo que estarían
desfasadas. Existen varias librerías de código abierto que nos permiten controlar los sensores,
proporcionando métodos que solventen estos errores.
EPS. Ingeniería IndustrialProyecto Fin de Carrera
32
En este Proyecto Fin de Carrera
(Open Natural Interaction), que permite acceder a los sensores de profundidad compatibles
con la misma, inicializarlos y recibir secuencias de video con información de la profundidad,
RGB o IR.
Por otro lado, el middleware NITE 2 nos permite
puntos de unión de los usuarios captados por el sensor, es decir, información del esqueleto
humano en prácticamente tiempo real. Estos puntos son las posiciones del centro de las
uniones principales del cuerpo humano o, en su d
principales miembros (cabeza, espina, manos y pies).
reconocimiento del usuario (en color verde) y la representación de los puntos característicos
de su esqueleto, gracias al empleo de la librería NITE 2.
La arquitectura del API OpenNI 2 junto con los posibles middle
2, se puede observar en la Figura
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo realProyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña
En este Proyecto Fin de Carrera se utilizará el API (Application Programmin Interface)
, que permite acceder a los sensores de profundidad compatibles
con la misma, inicializarlos y recibir secuencias de video con información de la profundidad,
Por otro lado, el middleware NITE 2 nos permite obtener información de la posición de los
puntos de unión de los usuarios captados por el sensor, es decir, información del esqueleto
humano en prácticamente tiempo real. Estos puntos son las posiciones del centro de las
uniones principales del cuerpo humano o, en su defecto, son estimaciones del centro de los
principales miembros (cabeza, espina, manos y pies). En la Figura 19 se puede observar el
usuario (en color verde) y la representación de los puntos característicos
de su esqueleto, gracias al empleo de la librería NITE 2.
Figura 19. Esqueleto con NITE 2.
del API OpenNI 2 junto con los posibles middleware, como es el caso del NITE
Figura 20.
Figura 20. Arquitectura del OpenNI 2.
Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real
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el API (Application Programmin Interface) OpenNI 2
, que permite acceder a los sensores de profundidad compatibles
con la misma, inicializarlos y recibir secuencias de video con información de la profundidad,
mación de la posición de los
puntos de unión de los usuarios captados por el sensor, es decir, información del esqueleto
humano en prácticamente tiempo real. Estos puntos son las posiciones del centro de las
estimaciones del centro de los
se puede observar el
usuario (en color verde) y la representación de los puntos característicos
ware, como es el caso del NITE
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Universidade da Coruña 33
- Devices: corresponde al hardware, es decir, los dispositivos de adquisición de
imágenes (RGB, IR y profundidad) y audio (micrófonos).
- OpenNI: es una interface que permite la conexión de los dispositivos con los
middleware y las aplicaciones.
- Middleware, librerías: analizan la información obtenida a partir de los sensores y
nos proporcionan datos específicos para su uso en las aplicaciones. En este
Proyecto Fin de Carrera se utiliza la librería Nite 2.
- Application: corresponde a la capa de desarrollo de las aplicaciones. La aplicación
desarrollada en este Proyecto Fin de Carrera se encarga del cálculo de todos los
grados de libertad necesarios para la aplicación de los métodos de evaluación
ergonómica de carga postural y manipulación de cargas utilizados. Además, realiza
dicha evaluación ergonómica en tiempo real proporcionando los resultados
mediante una escala de colores, además de un fichero con los valores numéricos
obtenidos.
El 15 de Julio de 2014, Microsoft lanza una nueva versión de su sensor de profundidad, el
Kinect 2, que posee una mayor precisión en la medida de la profundidad y una mayor
resolución de imagen. En la Tabla 14 se pueden observar las características técnicas de este
sensor.
Tabla 14. Características del sensor Kinect 2.
Distancia de uso 0,5 - 4,5 metros
Campo de visión 70 ⁰ (horizontal), 60 ⁰ (vertical)
Sensor RGB + profundidad + micrófono
Resolución profundidad 512 x 424 (30 fps)
Resolución RGB Full HD de 1080p (30 fps)
Resolución IR 512 x 424 (30 fps)
Interfaz USB 3.0
Dimensiones 24,9 x 6,6 x 6,7 cm
Este sensor (Figura 21) supone una mejora considerable con respecto a los sensores de la
generación anterior. Se aumenta el campo de visión y el rango de profundidad que es capaz de
captar, lo que permite hacer un seguimiento de un espacio de trabajo más grande. El
inconveniente que presenta es que sus dimensiones son mayores y su fuente de alimentación
es externa.
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Universidade da Coruña 34
Figura 21. Sensor de profundidad Kinect 2.
Además, en la fecha de su lanzamiento, Microsoft pone a disposición de los desarrolladores
una nueva librería, la SDK 2.0, que permite hacer un seguimiento de las personas a partir de 25
puntos de unión de su esqueleto.
2.6. Aplicaciones del sensor de profundidad en ergonomía.
Desde la salida al mercado de los sensores de profundidad Kinect en Noviembre de 2010 y
Asus Xtion poco después, han surgido diversas aplicaciones de los mismos relativas a la
ergonomía, dando lugar a numerosas publicaciones al respecto.
A continuación se muestra una revisión bibliográfica de las principales publicaciones que
utilizan el sensor de profundidad Kinect en el campo de la ergonomía, lo que nos da una idea
del estado del arte del empleo del sensor en este campo y nos presenta sus limitaciones y
posibles mejoras.
En 2012, (Martin et al., 2012) se desarrolla un sistema que permite una observación en tiempo
real de las tareas manuales realizadas y que manda una señal de alerta cuando las tareas que
se están desarrollando presentan peligro de ocasionar un TME. Además, esta herramienta se
utiliza para entrenar a los operarios en la observación y evaluación de una gran variedad de
entornos industriales. Para el desarrollo de este sistema se emplea el sensor de profundidad
Kinect junto con el SDK de Microsoft, con lo que se consigue hacer un seguimiento del
operario identificando los puntos de unión de su esqueleto.
El proceso de desarrollo de la herramienta parte del propósito de calcular los ángulos que
forman las extremidades del operario. Se escoge el método ergonómico OSHA, porque este
método ayuda a determinar un peso máximo recomendable para tareas de levantamiento de
cargas. Las ecuaciones del método OSHA se adaptan e integran en el sistema, de modo que
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Universidade da Coruña 35
algunas variables pueden ser medidas directamente por el sensor y otras se introducen
manualmente.
Tras una primera etapa de experimentación se encuentran con problemas de falta de precisión
del Kinect cuando existe algún punto de unión que el sensor no puede captar directamente.
Para intentar resolver estos problemas, en la segunda etapa de experimentación adaptan el
código de la herramienta para poder utilizar dos sensores de profundidad simultáneamente.
Sin embargo, el problema de las oclusiones persiste y además el sensor tiene dificultad para
reconocer los puntos de unión cuando el operario sujeta una caja de prueba.
La herramienta se divide en dos partes: una de ellas tiene por objetivo entrenar a los operarios
en cuanto a las posturas que deben evitar para no sufrir lesiones, y la otra la de evaluar en
tiempo real el espacio de trabajo. En la primera, la parte destinada a entrenar al operario, no
se producen los problemas que se mencionaban anteriormente, ya que no existen oclusiones.
Sin embargo, la parte encargada de evaluar la tarea se utiliza dentro de la fábrica, por lo que
estos problemas aún persisten. Además se observa que la exactitud del sensor Kinect
disminuye cuando éste no se encuentra situado frontalmente al operario.
En la Universidad de A Coruña, en el Grupo de Organización Industrial (Rego-Monteil et al.,
n.d.) se desarrolla una metodología de toma de datos basada en el empleo de dos sistemas
distintos: una cámara convencional y un sensor de profundidad. El sensor de profundidad
utilizado es el Asus Xtion Pro junto con la librería OpenNI. Se emplea este doble sistema para
afrontar el hecho de que el sensor de profundidad presenta limitaciones en las que no se
puede captar la posición de todas las extremidades del operario. Para solventar este
inconveniente se sitúa una cámara convencional en un lugar estratégico que permita captar el
movimiento que realiza el trabajador.
También se desarrolla una herramienta en lenguaje de programación Java que permite calcular
los ángulos de las extremidades del operario y guardarlos para su posterior evaluación. Los
ángulos calculados son aquellos que resultan necesarios para definir la postura en Delmia
V5R20, el software comercial para simular modelos digitales humanos. Además, los datos
obtenidos son suavizados para minimizar el ruido y estabilizar los puntos de unión a lo largo
del tiempo.
Otros autores (Colombo, Regazzoni, Rizzi, & De Vecchi, 2012) pretenden crear una
herramienta que permita analizar las posturas y movimientos de los trabajadores, para asistir
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Universidade da Coruña 36
en el análisis ergonómico y en la fase de diseño. Proponen dos sistemas de captura de
movimiento (MoCaps):
- El primero consiste en 6 webcams Sony Eye dispuestas en semicírculo con la ayuda
del software iPisoft que permite transformar la información obtenida por las 6
webcams en un esqueleto formado por 27 puntos de unión.
- El segundo sistema propuesto consiste en dos sensores Kinect. Gracias a las
librerías de Kinect, es posible obtener el esqueleto humano definido por sus
puntos de unión (aunque el software iPisoft también es compatible con el sensor
kinect, y se podría utilizar también en este caso para la obtención del esqueleto
humano).
Se diferencian tres fases principales en el análisis que llevan a cabo: la primera es la de captura
de movimiento, para la cual se emplean los dos sistemas expuestos en el apartado anterior; la
segunda, la de transformación de esa información para obtener el esqueleto humano; y la
tercera, la de traspaso de esa información al entorno de simulación. Para ello es necesario
transformar los ficheros que contienen la información de los puntos de unión del esqueleto
humano a un fichero compatible con el software de simulación, que permite la creación del
modelo digital humano (DHM) y su posterior análisis. En este trabajo se emplea el software
comercial LifeMOD que es un plug-in del software ADAMS (sistema de análisis multicuerpo).
Una vez realizado todo el proceso anterior, los resultados obtenidos son la orientación y
movimiento de los segmentos del cuerpo (que ya se obtenían en la fase segunda) y las fuerzas
y momentos que actúan sobre ellos (obtenidos en la tercera fase).
Para comprobar los resultados obtenidos con los dos sistemas de captura de movimiento
propuestos proponen dos experimentos: el primero consiste en coger y colocar elementos en
las distintas estanterías de un mueble de supermercado; y el segundo pretende analizar la
forma de caminar de cada persona. Estos experimentos son realizados por 10 personas de
distinto sexo y altura para comprobar si los sistemas de captura de movimiento se ven
afectados por estos aspectos. Estas personas deben realizar una rutina de movimientos
concreta, para que sus resultados sean comparables, mientras son grabadas simultáneamente
por los dos sistemas MoCap establecidos.
Tras la realización de los experimentos se observa que no existen grandes diferencias entre los
resultados obtenidos para los dos sistemas de captura de movimiento propuestos, sin
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Universidade da Coruña 37
embargo, el kinect tiene la ventaja de que no necesita una etapa inicial de calibración, a
diferencia del sistema compuesto por 6 webcams. Además, el kinect es un sistema menos
sensible a la luz y fácil de transportar, por lo que podría tener aplicaciones en el análisis de
movimientos en exteriores. Pero presenta el inconveniente de que su campo de visión es
reducido.
Posteriormente, en 2013, algunos de los autores del trabajo anterior (Regazzoni & Rizzi, 2013)
utilizan la misma metodología compuesta en primer lugar por 6 webcams Sony Eye y en
segundo lugar por 2 sensores Kinect. Ambos sistemas proporcionan la información para la
creación del modelo antropométrico necesario en la fase de simulación, en la cual se emplea
de nuevo el software comercial LifeMOD y, a mayores, se utiliza el software Jack. En esta
ocasión el análisis a realizar es el de una planta de refrigeración de un supermercado: se trata
de simular las operaciones de mantenimiento de un compresor.
Tras una etapa de recolección de información sobre las tareas específicas que debe realizar el
operario escogen la subtarea que incurre un mayor riesgo ergonómico para su análisis, esta es
la operación de sustitución de un filtro para el fluido refrigerante. En este caso los sistemas de
captura de movimiento no pueden visualizar el cuerpo humano en su totalidad, ya que los
brazos deben introducirse en el compresor, quedando ocultos. Sin embargo, sí se puede ver y
analizar el resto del cuerpo. Para la etapa de análisis utilizan el sistema LifeMOD a la hora de
evaluar el esfuerzo y fatiga del operario, y el software Jack para realizar las tareas predecibles,
debido a que este software ofrece una gran flexibilidad. Con los resultados obtenidos el equipo
encargado del diseño tiene información suficiente para realizar un nuevo planteamiento del
compresor que evite las posturas no deseadas en las tareas de mantenimiento.
En 2013 se desarrolla una herramienta cuyo fundamento radica en el uso del sensor Kinect y
que permite obtener en tiempo real las puntuaciones parciales del método de evaluación
ergonómica RULA (Haggag, Hossny, Nahavandi, & Creighton, 2013). Este trabajo se apoya en el
uso del software SDK de Microsoft, que proporciona la información de los puntos de unión del
esqueleto humano de la persona que está siendo monitorizada. A partir de las tres
coordenadas de los puntos de unión se calculan los ángulos necesarios para la aplicación del
método RULA utilizando dos métodos diferentes: El primero consiste en determinar unos
vectores adecuados, cuyo ángulo entre ellos se corresponda con los grados de libertad del
método RULA. El segundo método emplea una estimación de los ángulos basada en voxels
(pixel volumétrico). Se establecen una serie de voxels que comprendan toda la imagen
EPS. Ingeniería IndustrialProyecto Fin de Carrera
38
capturada y se observa en qué voxels se encuentran situados los puntos de unión del
esqueleto. A partir de la localización
una estimación de los ángulos necesarios.
Una vez obtenidos los ángulos
corresponde y se asigna una escala de colores dependiendo del riesgo de la postura. Los
distintos miembros que componen el esqueleto se dibujan en el color que le corresponda
según el nivel de riesgo en tiempo real
Figura 22
Sin embargo, la herramienta propuesta no permite realizar una evaluación ergonómica
completa ya que los autores se limitan a calcular los grados de libertad medibles
automáticamente con la herramienta, llegando
parciales correspondientes a dichos grados de libertad.
En este trabajo se encontraron tres principales limitaciones: la primera consiste en la
determinación del tamaño del voxel, ya que es un factor que se puede ajus
la precisión de los cálculos. Es necesario llegar a una situación de compromiso, ya que cuanto
más pequeño sea el voxel mayor será la precisión, pero mayor el número de cálculos y, por lo
tanto, más lento. La segunda limitación es la posi
imposible la visualización de todas las part
todas las mediciones pertinentes. Y la tercera, que el sensor Kinect no permite hacer un
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo realProyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña
se observa en qué voxels se encuentran situados los puntos de unión del
esqueleto. A partir de la localización de dichos puntos dentro de cada voxel se pu
una estimación de los ángulos necesarios.
obtenidos los ángulos requeridos, se calcula la puntuación RULA parcial que le
corresponde y se asigna una escala de colores dependiendo del riesgo de la postura. Los
distintos miembros que componen el esqueleto se dibujan en el color que le corresponda
o en tiempo real (Figura 22).
22. Esqueleto con colores según el riesgo postural.
(Haggag et al., 2013)
Sin embargo, la herramienta propuesta no permite realizar una evaluación ergonómica
completa ya que los autores se limitan a calcular los grados de libertad medibles
automáticamente con la herramienta, llegando únicamente a obtener las puntuaciones
parciales correspondientes a dichos grados de libertad.
En este trabajo se encontraron tres principales limitaciones: la primera consiste en la
determinación del tamaño del voxel, ya que es un factor que se puede ajustar para aumentar
la precisión de los cálculos. Es necesario llegar a una situación de compromiso, ya que cuanto
más pequeño sea el voxel mayor será la precisión, pero mayor el número de cálculos y, por lo
tanto, más lento. La segunda limitación es la posible aparición de oclusiones que hagan
imposible la visualización de todas las partes del cuerpo, lo que conlleva
todas las mediciones pertinentes. Y la tercera, que el sensor Kinect no permite hacer un
Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real
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se observa en qué voxels se encuentran situados los puntos de unión del
dentro de cada voxel se puede hacer
, se calcula la puntuación RULA parcial que le
corresponde y se asigna una escala de colores dependiendo del riesgo de la postura. Los
distintos miembros que componen el esqueleto se dibujan en el color que le corresponda
Sin embargo, la herramienta propuesta no permite realizar una evaluación ergonómica
completa ya que los autores se limitan a calcular los grados de libertad medibles
únicamente a obtener las puntuaciones
En este trabajo se encontraron tres principales limitaciones: la primera consiste en la
tar para aumentar
la precisión de los cálculos. Es necesario llegar a una situación de compromiso, ya que cuanto
más pequeño sea el voxel mayor será la precisión, pero mayor el número de cálculos y, por lo
ble aparición de oclusiones que hagan
no poder realizar
todas las mediciones pertinentes. Y la tercera, que el sensor Kinect no permite hacer un
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 39
seguimiento de las manos, por lo que el método RULA no se puede aplicar en su totalidad, sino
que únicamente se pueden obtener sus puntuaciones parciales.
También en 2013, dos miembros de la Universidad de Valencia (Diego-Mas & Alcaide-Marzal,
2013) realizan una publicación en la que pretenden determinar el posible uso del sensor de
profundidad kinect junto con el método de evaluación ergonómica OWAS para evaluar el
factor de riesgo de carga postural. Además, comparan los datos obtenidos mediante el uso del
sensor con datos proporcionados por imágenes o videos para determinar cómo se ven
afectados los resultados dependiendo de la orientación del trabajador respecto del sensor.
Para el desarrollo de la herramienta se elabora una aplicación escrita en lenguaje de
programación Delphi XE. Como interfaz con el sensor se utiliza el SDK de Microsoft y para los
cálculos geométricos y representaciones gráficas se utiliza GLScene, una librería 3D de código
abierto válida para Delphi. Esta herramienta se puede descargar de forma gratuita en
http://www.ergonautas.upv.es/lab/kinect/.
La herramienta captura tanto la imagen en color como el mapa de profundidad. A partir de
esta información y con la ayuda de las librerías citadas anteriormente, se obtiene el esqueleto
humano representado por 20 puntos de unión. Otra funcionalidad que presenta esta
herramienta es que en el caso en que un punto de unión no pueda ser captado por el sensor,
se deduce a partir de los puntos de unión que lo rodean, pudiendo decidir el usuario si la
estimación es adecuada o desecharla si no se corresponde con la realidad.
Para la determinación de los grados de libertad necesarios para la aplicación del método
OWAS se definen tres planos auxiliares con respecto al operario: el plano sagital se calcula
como aquel que es perpendicular a la línea de la cadera y que pasa por el centro de la misma;
el plano frontal es un plano vertical que pasa por la línea de la cadera; y el plano de tronco se
calcula como aquel que pasa por la línea de las caderas a la vez que por el punto que
representa el cuello. Por otro lado, la carga soportada por el operario no se puede captar
directamente con el sensor, sino que se introduce de forma manual en el sistema.
Para comprobar la sensibilidad del sensor dependiendo del ángulo formado respecto al
operario deciden utilizar un único sensor, cambiando su orientación, mientras que el operario
repite la misma secuencia de movimientos. Otra posibilidad sería grabar simultáneamente la
tarea con distintos sensores, pero podría haber interferencias entre las proyecciones IR de
cada uno que disminuyeran la exactitud del sistema a la hora de detectar las posiciones del
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operario. Tras la etapa de experimentación se llega a la conclusión de que los datos del sensor
son más exactos cuando éste se encuentra en frente del operario.
En 2013, cinco miembros de la Universidad de Bohemia Oeste (Horejsi, Gorner, Kurkin,
Polasek, & Januska, 2013) estudian la inversión requerida en tiempo y dinero a la hora de
realizar un estudio ergonómico basado en la utilización del sensor Kinect en comparación con
la creación de un modelo virtual humano.
Para llevar a cabo este estudio se utiliza el software Tecnomatix desarrollado por Siemens PLM
Software. En concreto, se utiliza el módulo humano de la herramienta de simulación Process
Simulate. Este módulo permite parametrizar el modelo humano según el género, nacionalidad,
altura, peso, percentil… y utilizarlo para realizar simulaciones de tareas manuales y crear
estudios ergonómicos. El módulo permite realizar análisis ergonómicos utilizando los métodos
NIOSH, RULA y OWAS y obtener información de los ángulos del cuerpo, la carga soportada por
las articulaciones y el rendimiento en la realización de la tarea. Además, Siemens proporciona
una herramienta, la Skeletal Tracking, que permite transferir los movimientos reales del
operario al modelo humano creado para realizar la simulación.
En la fase de experimentación se utiliza una acción simple: el levantamiento de una caja
contenedora de productos. En primer lugar, el proceso se simula manualmente, es decir, se
crea el modelo humano así como todas las posiciones que experimenta el trabajador de forma
manual, mediante la utilización de comandos en el ordenador. Y en segundo lugar, el modelo
humano se crea automáticamente con la ayuda del sensor Kinect.
El estudio concluye que el uso del sensor Kinect permite ahorrar mucho tiempo y, aunque
requiere una inversión inicial de adquisición del mismo, esta inversión resulta 250 veces menos
costosa que los sistemas de captura de movimiento convencionales. Sin embargo, habrá que
tener en cuenta que el sensor presenta ciertas limitaciones que suponen una deformación del
esqueleto humano cuando no es posible captar todas las partes del cuerpo, ya sea debido a la
existencia de obstáculos o a la existencia de herramientas o instrumentos cercanos al operario
que se puedan confundir como parte de su cuerpo.
En 2014, en Colombia, tres autores (Arroyave, Osorio-Gómez, & Hoyos, 2014) publican un
artículo en el que dan a conocer una herramienta que permite analizar los aspectos
ergonómicos en la realización de tareas manuales durante la etapa de conceptualización del
producto usando herramientas de modelización basadas en realidad aumentada. Para ello
EPS. Ingeniería IndustrialProyecto Fin de Carrera
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cuentan con una herramienta de realidad aumentada, la Air
crear y situar piezas virtuales en el espacio usando sus manos como interfaz.
piezas virtuales se obtiene a partir de sus dimensiones y del material preseleccionado.
Además, complementan su herramienta con
analizar en tiempo real las posturas y movimientos del usuario en relación a las cara
de las piezas virtuales que está manipulando.
Para hacer posible el funcionamiento del módulo de evaluación ergonómica es necesario
uso de un sensor de profundidad y sus
conocer la posición del usuario que se está monitorizando así como reconstruir su
través de 15 puntos de unión. A partir de estos datos de entrada y con la aplicación del
método de evaluación ergonómica RULA, se puede realizar un análisis ergonómico de las
posturas y movimientos que experimenta el operario durante el desarrollo de la tarea.
disposición de los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la herramienta
Air-Modelling puede verse en la
Figura 23
El módulo de evaluación ergonómica
de la sesión de diseño desde un punto de vista ergonómico, indicando si las piezas
manipuladas tienen un peso excesivo o si las posturas que se desarrollan no son
recomendables. Esta información puede ser
es recomendable porque podría provocar distracciones y hacer
difieran de las posturas reales.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempoProyecto Fin de Carrera
cuentan con una herramienta de realidad aumentada, la Air-Modelling, que permite al usuario
crear y situar piezas virtuales en el espacio usando sus manos como interfaz.
zas virtuales se obtiene a partir de sus dimensiones y del material preseleccionado.
complementan su herramienta con un módulo de evaluación ergonómica
analizar en tiempo real las posturas y movimientos del usuario en relación a las cara
de las piezas virtuales que está manipulando.
Para hacer posible el funcionamiento del módulo de evaluación ergonómica es necesario
de un sensor de profundidad y sus librerías correspondientes. Gracias a ello se puede
del usuario que se está monitorizando así como reconstruir su
15 puntos de unión. A partir de estos datos de entrada y con la aplicación del
método de evaluación ergonómica RULA, se puede realizar un análisis ergonómico de las
as y movimientos que experimenta el operario durante el desarrollo de la tarea.
disposición de los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la herramienta
Modelling puede verse en la Figura 23.
23. Disposición de los elementos en Air-Modelling.
(Arroyave et al., 2014).
El módulo de evaluación ergonómica (EAM) proporciona como resultado un informe técnico
de la sesión de diseño desde un punto de vista ergonómico, indicando si las piezas
manipuladas tienen un peso excesivo o si las posturas que se desarrollan no son
Esta información puede ser visualizada por el operario en tiempo real, pero no
ble porque podría provocar distracciones y hacer que las tareas realizadas
difieran de las posturas reales.
Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real
41
Modelling, que permite al usuario
crear y situar piezas virtuales en el espacio usando sus manos como interfaz. El peso de las
zas virtuales se obtiene a partir de sus dimensiones y del material preseleccionado.
un módulo de evaluación ergonómica (EAM) para
analizar en tiempo real las posturas y movimientos del usuario en relación a las características
Para hacer posible el funcionamiento del módulo de evaluación ergonómica es necesario el
Gracias a ello se puede
del usuario que se está monitorizando así como reconstruir su esqueleto a
15 puntos de unión. A partir de estos datos de entrada y con la aplicación del
método de evaluación ergonómica RULA, se puede realizar un análisis ergonómico de las
as y movimientos que experimenta el operario durante el desarrollo de la tarea. La
disposición de los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de la herramienta
(EAM) proporciona como resultado un informe técnico
de la sesión de diseño desde un punto de vista ergonómico, indicando si las piezas
manipuladas tienen un peso excesivo o si las posturas que se desarrollan no son
visualizada por el operario en tiempo real, pero no
que las tareas realizadas
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 42
Las ventajas de esta propuesta son que gracias a esta herramienta se puede realizar un estudio
ergonómico en la etapa de diseño, sin necesidad de realizar prototipos o inversiones
materiales. Por otro lado, como las piezas y materiales que manipula el operario son virtuales,
no se producen oclusiones y el sensor de profundidad puede captar la escena en su totalidad.
Además, por ser el análisis en tiempo real se pueden extraer rápidas conclusiones, lo que
facilita el trabajo del diseñador.
En definitiva, se pueden distinguir tres tipos de aplicaciones de los sensores de profundidad en
el campo de la ergonomía:
- Recolección de datos de la anatomía humana para la posterior creación de un
modelo digital humano, con el que realmente se realiza el estudio ergonómico.
Esta metodología permite realizar un análisis más completo, obteniendo los
esfuerzos a que se ven sometidos los distintos segmentos corporales. Sin embargo,
se aleja de los objetivos de este Proyecto Fin de Carrera, ya que se pierde la
principal característica de análisis en tiempo real.
- Análisis ergonómico con realidad aumentada. El empleo de herramientas de
realidad aumentada es un buen complemento al uso del sensor de profundidad ya
que permite realizar las tareas de recolección de datos, simulación y análisis de la
tarea simultáneamente, lo que es muy útil en la etapa de diseño.
- Análisis ergonómico en tiempo real. Esta es la aplicación que más se corresponde
con el objetivo del presente Proyecto Fin de Carrera. Sin embargo, las
herramientas existentes son incompletas y tienen en cuenta un único factor de
riesgo ergonómico.
La herramienta desarrollada en este Proyecto Fin de Carrera permite evaluar el puesto de
trabajo teniendo en cuenta tanto el factor de riesgo ergonómico de carga postural, como el de
manipulación manual de cargas. Ambos métodos se aplican en su totalidad y aunque existen
datos de entrada que no se pueden calcular automáticamente con la información
proporcionada por el sensor, la herramienta permite introducirlos manualmente. Además, la
herramienta presenta la funcionalidad de cálculo del tiempo de ciclo de forma automática y
exacta.
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Universidade da Coruña 43
2.7. Taller de tubos
Una vez concluida la etapa de desarrollo de la herramienta se procederá a su aplicación en un
caso real: las tareas realizadas en un taller de fabricación de tubos.
Este taller se dedica a la fabricación de tubos de distintos diámetros nominales y
características específicas destinados a la industria naval. Las tareas pertinentes se realizan en
5 naves contiguas, tal y como se muestra en la Tabla 15.
Tabla 15. Procesos desarrollados en casa nave del taller de tubos.
Nave 1 Línea de fabricación de tubos de DN ≤ 150
Nave 2 Línea de fabricación de tubos de 400 ≥ DN > 150
Nave 3 Línea de fabricación de tubos de 800 ≥ DN > 400
Nave 4 Zonas de mecanizado y almacenaje
Nave 5 Área de paletizado
El proceso productivo es análogo para las distintas líneas de fabricación y se puede observar en
el Anexo 1. En primer lugar se realiza el traslado de los tubos desde la zona de estiba a la zona
de corte, donde los tubos se cortan de acuerdo a las necesidades del cliente. A continuación,
los tubos que necesiten ser curvados se trasladan a la zona de curvado y posteriormente a la
zona de fabricación. Por otro lado, los tubos rectos se trasladan directamente a la zona de
fabricación.
En la zona de fabricación entran los tubos procedentes de operaciones anteriores de corte y
curvado así como los materiales o accesorios necesarios para su elaboración (bridas,
manguitos, penetraciones, salientes…), que se transportan desde el almacén.
Los tubos que requieren soldadura fuerte capilar o la técnica de punteo de soldadura TIG son
soldados directamente en la zona de fabricación por soldadores homologados. A continuación
los tubos pasan a la zona de soldadura, en la que los tubos que no hayan sido soldados
anteriormente en la zona de fabricación, son soldados por soldadores homologados.
Una vez han sido soldados, los tubos se envían en camión a la zona de limpieza y protección,
donde se limpian y se protegen sus extremos para impedir la introducción de elementos
extraños en su interior.
Por último, los tubos se envían a la zona de paletizado, donde se colocan en bandejas de
acuerdo con las necesidades de montaje.
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En todo el proceso se distinguen varios puestos de trabajo en los cuales es necesario realizar
actividades manuales. De cara a la realización de un estudio ergonómico distinguiremos cuatro
tipos de tareas:
- Transporte de los materiales a las máquinas de trabajo.
- Tareas realizadas en las mesas de trabajo.
- Operaciones de soldadura.
- Colocación de materiales en el almacén.
2.7.1. Transporte de los materiales a las máquinas de trabajo
Tal como se indica en el proceso productivo del taller, es necesario trasladar los materiales
desde distintas zonas de estiba a las zonas de trabajo. Aquellos materiales con un peso elevado
se trasladan con ayuda de un puente grúa, por lo que no entrañan riesgos ergonómicos para el
trabajador.
A efectos de la evaluación ergonómica nos interesan aquellos transportes que, por no poseer
los materiales un peso demasiado elevado, se realizan manualmente. Los operarios deciden
cargar con estos materiales porque las distancias son cortas y supone una disminución del
tiempo de ciclo de la tarea, al no tener que esperar hasta la llegada y colocación de los medios
mecánicos.
La mayoría de las máquinas de trabajo tienen una altura adecuada desde un punto de vista
ergonómico. Sin embargo, las zonas de estiba presentan alturas variables, lo que provoca que
no todos los levantamientos se realicen en las condiciones óptimas, pudiendo adquirir el
trabajador posturas no recomendadas.
Asimismo, una vez acabado el proceso objeto de la máquina de trabajo (corte, curvado,
mecanizado…), el operario debe trasladar nuevamente el material acabado a una nueva zona
de estiba, que también será objeto de estudio ergonómico.
2.7.2. Tareas realizadas en las mesas de trabajo
En primer lugar, se deposita la tubería en la superficie de trabajo manualmente o con la ayuda
de un puente grúa (en función de su peso y tamaño) y se sujeta a la mesa con pernos metálicos
para poder trabajarla.
Las operaciones desarrolladas en la mesa consisten en unir a la tubería los accesorios que le
correspondan según el diseño de la misma. Estos accesorios (cazoletas, codos, bridas...) se
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Universidade da Coruña 45
colocan y manipulan manualmente. Cuando el diseño y forma de la pieza a elaborar no
permite la colocación de los accesorios sobre la mesa de trabajo se aguantan y posicionan
utilizando artilugios de posicionamiento denominados “potros”, de 8 kg de peso, que
manipulan y regulan manualmente para ponerlos a la altura necesaria.
El proceso de elaboración parte de la limpieza de los lugares de unión, tanto de la tubería
como de los accesorios que se unirán a ella, y de la realización de chaflanes en la boca de las
tuberías. Una vez están listas, se montan según el diseño establecido y se unen mediante
puntos de soldadura. La pieza terminada es trasladada con la ayuda de un puente grúa a la
zona de soldadura.
Cuando la pieza a elaborar es pequeña se puede mover de forma manual. En cambio, cuando
es más grande los trabajadores deben adaptarse a su forma, lo que implica la adopción de
posturas incómodas para poder trabajarla.
2.7.3. Operaciones de soldadura
Estas tareas, a priori, no suponen la manipulación de ninguna carga. Su interés, desde un
punto de vista ergonómico, radica en que el operario puede verse obligado a adquirir posturas
incómodas si el volumen o la forma de la pieza a soldar no permiten una colocación que facilite
la tarea. En este caso el trabajador deberá estirarse o encorvarse el tiempo que dure la tarea
para poder realizar la soldadura.
2.7.4. Colocación de materiales en el almacén
El almacén de materiales de construcción está formado por una serie de estanterías de
diferentes alturas, de modo que los materiales más ligeros se colocan en las zonas más altas y
menos accesibles y los más pesados en las zonas más cercanas al suelo.
Por lo general, los materiales pesados se colocan con la ayuda de un puente grúa, pero existen
situaciones en las que, por no tratarse de pesos demasiado elevados, los operarios realizan la
colocación de los materiales manualmente.
En definitiva, algunos materiales medianamente pesados se depositan en estanterías de altura
cercana al suelo de forma manual, lo que supone la adopción de posturas con una flexión de la
espalda considerable que suponen un considerable riesgo ergonómico.
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Universidade da Coruña 46
3. Desarrollo de la herramienta
3.1. Cálculo de los grados de libertad necesarios para el método RULA
Los grados de libertad necesarios para la aplicación del método RULA se pueden observar en la
Tabla 16. Existen ciertas limitaciones que dificultan el cálculo de la totalidad de los grados de
libertad, en la Tabla 16 se reflejan los que pueden ser calculados directamente (en blanco), los
que se pueden obtener indirectamente (en amarillo) y los que no pueden ser calculados (en
rojo). Los dos últimos tipos de grados de libertad se introducirán manualmente en la
herramienta con la ayuda de una interfaz gráfica.
Tabla 16. Grados de libertad del método RULA.
Grados de libertad del método RULA
Grupo A
Brazo
Flexión del brazo
Abducción del brazo
Levantamiento de hombros
Operario sentado
Antebrazo Flexión del antebrazo
Rotación del antebrazo
Muñeca
Flexión muñeca
Desviación muñeca
Rotación muñeca
Grupo B
Cuello
Flexión del cuello
Rotación del cuello
Inclinación del cuello
Tronco
Flexión del tronco
Operario sentado
Torsión del tronco
Inclinación lateral del tronco
Piernas Operario sentado
Pies apoyados, peso simétricamente distribuido
El sensor de profundidad nos proporciona la posición de una serie de puntos que definen el
esqueleto humano, tal y como se muestra en la Figura 24. Estos puntos están expresados en el
sistema de coordenadas fijo (x�, y�, z�) con origen en el sensor y dirección x� correspondiente a la
horizontal, dirección y� correspondiente a la vertical y dirección z� correspondiente a la
profundidad(Figura 25).
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Figura 24. Puntos de coordenadas conocidas respecto al sensor.
Figura 25. Sistema de coordenadas fijo, ligado al sensor.
A partir de estos 15 puntos de coordenadas conocidas se definirán una serie de vectores que
nos permiten calcular los grados de libertad necesarios para la aplicación del método RULA.
Los principales vectores utilizados se muestran en la Figura 26. También se utilizarán
proyecciones de los mismos, que se explicarán con detalle en el momento de su utilización.
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48
Figura 26. Vectores utilizados en el c
Estos vectores, por defecto, están expresados en el sistema de coordenadas fijas ligado al
sensor. Para el cálculo de los grados de libertad del método RULA se definirán unos sistemas
de coordenadas locales ligados al esqueleto del usuario que esté siendo monitorizado, por lo
que habrá que expresar los vectores en el sistema
cada caso. En concreto, definiremos cinco
observar en la Tabla 17, relacionados con los grado
Tabla 17. Sistemas de coordenadas locales utilizados
Sistema de coordenadas locales
1
2
3
4
5
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Vectores utilizados en el cálculo de los grados de libertad RULA.
Estos vectores, por defecto, están expresados en el sistema de coordenadas fijas ligado al
Para el cálculo de los grados de libertad del método RULA se definirán unos sistemas
de coordenadas locales ligados al esqueleto del usuario que esté siendo monitorizado, por lo
que habrá que expresar los vectores en el sistema de coordenadas locales
aso. En concreto, definiremos cinco sistemas de coordenadas locales que
, relacionados con los grados de libertad que permitirán calcular.
Sistemas de coordenadas locales utilizados en el método RULA
Sistema de coordenadas locales Cálculo de:
Flexión brazo derecho
Figura Abducción brazo derecho
Flexión antebrazo derecho
Rotación antebrazo derecho
Flexión brazo izquierdo
Figura Abducción brazo izquierdo
Flexión antebrazo izquierdo
Rotación antebrazo izquierdo
Flexión cuello Figura
Inclinación lateral cuello
Flexión espalda Figura
Inclinación lateral espalda
Rotación espalda Figura
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álculo de los grados de libertad RULA.
Estos vectores, por defecto, están expresados en el sistema de coordenadas fijas ligado al
Para el cálculo de los grados de libertad del método RULA se definirán unos sistemas
de coordenadas locales ligados al esqueleto del usuario que esté siendo monitorizado, por lo
que convenga en
sistemas de coordenadas locales que se pueden
s de libertad que permitirán calcular.
en el método RULA.
Figura
Figura 27
Figura 29
Figura 32
Figura 33
Figura 34
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3.1.1. Flexión y abducción
Para la aplicación del método RULA es necesario, en primer lugar, medir el ángulo que forma el
brazo con respecto al tronco, ya que dependiendo de
determinada. Además, esta puntuación puede verse modificada en el caso de que exista
abducción del brazo.
En primer lugar se explicará el proceso de cálculo de la flexión y abducción del brazo derecho,
y posteriormente se indicarán las diferencias que existen para el cálculo del lado izquierdo.
Es necesario definir el sistema de coordenadas
cuyos vectores unitarios siguen las direcciones
- x�� : Línea que une los dos hombros.
- y�� : Dirección vertical en el plano definido por el tronco
- z�� : Dirección perpendicular a las dos anteriores.
Estas direcciones así como el sentido de los vectores unitarios
Figura
Los tres componentes del sistema de coordenadas locales 1 se calculan tal y como se
en la Figura 28. El vector x�� se calcula como el vector unitario que va del hombro derecho al
hombro izquierdo. A continuación se calcula el vector que va desde
el torso, al que llamaremos t�p������. El vector unitario y�� se calcula haciendo la resta entre
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y abducción del brazo
Para la aplicación del método RULA es necesario, en primer lugar, medir el ángulo que forma el
brazo con respecto al tronco, ya que dependiendo de esa postura se asignará una puntuación
determinada. Además, esta puntuación puede verse modificada en el caso de que exista
En primer lugar se explicará el proceso de cálculo de la flexión y abducción del brazo derecho,
e indicarán las diferencias que existen para el cálculo del lado izquierdo.
sistema de coordenadas locales 1, con centro en el hombro
cuyos vectores unitarios siguen las direcciones que se indican a continuación:
que une los dos hombros.
Dirección vertical en el plano definido por el tronco.
: Dirección perpendicular a las dos anteriores.
Estas direcciones así como el sentido de los vectores unitarios se reflejan en la
Figura 27. Sistema de coordenadas locales 1.
Los tres componentes del sistema de coordenadas locales 1 se calculan tal y como se
� se calcula como el vector unitario que va del hombro derecho al
hombro izquierdo. A continuación se calcula el vector que va desde el hombro derecho hasta
t�����, y se proyecta sobre el vector unitario x�� , obteniendo el vector
� se calcula haciendo la resta entre t����� y p������ y normalizando el vector
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49
Para la aplicación del método RULA es necesario, en primer lugar, medir el ángulo que forma el
postura se asignará una puntuación
determinada. Además, esta puntuación puede verse modificada en el caso de que exista
En primer lugar se explicará el proceso de cálculo de la flexión y abducción del brazo derecho,
e indicarán las diferencias que existen para el cálculo del lado izquierdo.
en el hombro derecho,
que se indican a continuación:
en la Figura 27.
Los tres componentes del sistema de coordenadas locales 1 se calculan tal y como se observa
se calcula como el vector unitario que va del hombro derecho al
el hombro derecho hasta
� , obteniendo el vector
y normalizando el vector
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resultante. Por último, el vector unitario z�� se calcula haciendo el producto vectorial de los
vectores unitarios x�� e y�� .
x�� = unitario(hombroDerecho → hombroIzquıerdo���������������������������������������������������������������������������������)
y�� = unitario(t����� − p������)
z�� = x�� × y��
Figura 28. Cálculo de los vectores unitarios del sistema de coordenadas locales 1.
Conocidas las coordenadas del hombro y del codo derechos, en primer lugar se define el
vector brazo������������ como aquel cuyo punto de aplicación se encuentra en el hombro y se dirige hacia
el codo. Este vector está expresado en el sistema de coordenadas fijo, con origen en el sensor,
y se debe expresar en el sistema de coordenadas locales 1 (Figura 27). A continuación, se
proyecta el vector brazo sobre el plano definido por los vectores unitarios locales z�� e y�� , es
decir, se elimina su componente x, obteniendo el vector proyección brazo (pBrazo���������������).
La abducción se obtiene calculando el ángulo formado entre los vectores brazo������������ y pBrazo���������������:
abducción brazo = arccos 0brazo������������ · pBrazo���������������brazo · pBrazo1
La flexión del brazo se obtiene mediante el cálculo del ángulo formado entre el vector pBrazo���������������
y el vector unitario y�� .
2lexión brazo = arccos 0pBrazo��������������� · y� 5pBrazo 1
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En el caso del cálculo de la flexión y abducción del
coordenadas locales 2 (Figura
análogas al sistema de coordenadas locales 1, utilizado para el cálculo del
este caso, el vector x65 es el vector un
cálculo del vector y65 se utiliza el vector
proyecta sobre x65 para obtener
de los vectores t6���� y p6�����. Por último, el vector
dos vectores unitarios anteriores.
Figura
Los vectores brazo������������ y pBrazo������������locales 2, correspondiente al lado izquierdo. El proceso de cálculo de los ángulos es igual al del
lado derecho.
3.1.2. Levantamiento de hombros
La puntuación RULA obtenida en el apartado anterior se debe
caso de que el trabajador tenga los hombros levantados. Para medir esta circunstancia, se
calculará el vector que va del hombro a la cadera
El levantamiento de hombros se obtiene calculando el
la situación de reposo, este módulo tendrá un valor inicial y, cuando el módulo se vea
incrementado significa que se ha producido el alzamiento de los hombros.
levantamiento
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cálculo de la flexión y abducción del brazo izquierdo, se utiliza
Figura 29), que tiene su centro en el hombro izquierdo y direcciones
sistema de coordenadas locales 1, utilizado para el cálculo del
5 es el vector unitario que va del hombro izquierdo al derecho. Para el
5 se utiliza el vector t6���� que va del hombro izquierdo al torso, que se
5 para obtener p6�����. El vector y65 es el vector unitario que proviene de la resta
. Por último, el vector z6� se calcula mediante el producto vectorial de los
dos vectores unitarios anteriores.
Figura 29. Sistema de coordenadas locales 2.
pBrazo���� izquierdos deben expresarse en el sistema de coordenadas
correspondiente al lado izquierdo. El proceso de cálculo de los ángulos es igual al del
Levantamiento de hombros
La puntuación RULA obtenida en el apartado anterior se debe incrementar en una unidad en el
caso de que el trabajador tenga los hombros levantados. Para medir esta circunstancia, se
calculará el vector que va del hombro a la cadera al que llamaremos hombroCadera������������������El levantamiento de hombros se obtiene calculando el módulo del vector hombroCadera���
, este módulo tendrá un valor inicial y, cuando el módulo se vea
incrementado significa que se ha producido el alzamiento de los hombros.
levantamientohombros |hombroCadera��������������������������������|
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se utiliza el sistema de
tiene su centro en el hombro izquierdo y direcciones
sistema de coordenadas locales 1, utilizado para el cálculo del lado derecho. En
itario que va del hombro izquierdo al derecho. Para el
que va del hombro izquierdo al torso, que se
es el vector unitario que proviene de la resta
se calcula mediante el producto vectorial de los
izquierdos deben expresarse en el sistema de coordenadas
correspondiente al lado izquierdo. El proceso de cálculo de los ángulos es igual al del
incrementar en una unidad en el
caso de que el trabajador tenga los hombros levantados. Para medir esta circunstancia, se
hombroCadera���������������. hombroCadera������������������������������. En
, este módulo tendrá un valor inicial y, cuando el módulo se vea
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3.1.3. Flexión del antebrazo
La puntuación del método RULA para el antebrazo se define en función del grado de flexión del
mismo. Para su cálculo se utilizan los mismos sistemas de coordenadas locales que en el caso
de flexión y abducción del brazo: sistema 1 (reflejado en la Figura 27) para el lado derecho, y
sistema 2 (que se muestra en la Figura 29) para el lado izquierdo.
A partir de las coordenadas de codos y manos (tanto derechos como izquierdos), se define el
vector antebrazo��������������������� como aquel con punto de aplicación en el codo y dirección hacia la mano,
expresado en el sistema de coordenadas fijo. Es necesario realizar la transformación de ese
vector para expresarlo en los sistemas de coordenadas locales correspondientes a los lados
derecho e izquierdo.
La flexión del antebrazo se obtiene a partir del ángulo formado por los vectores brazo������������ y
antebrazo���������������������:
2lexión antebrazo = arccos 0brazo������������ · antebrazo���������������������brazo · antebrazo1
3.1.4. Rotación del antebrazo
La puntuación obtenida en el apartado anterior en función del grado de flexión del antebrazo,
puede verse incrementada en una unidad en caso de que exista rotación del antebrazo.
Para calcular si existe rotación del antebrazo utilizaremos dos vectores: la proyección del
antebrazo (pAntebrazo�������������������������) sobre un plano perpendicular al vector brazo������������ y un vector contenido
en el plano yz (definido por el sistema de coordenadas locales 1 en el lado derecho, y por el
sistema de coordenadas locales 2 en el izquierdo) y perpendicular al vector brazo������������, que
llamaremos v��.
Para el cálculo del vector pAntebrazo������������������������� se crea un vector unitario uBrazo���������������, en la dirección del
vector Brazo������������, y se escala a un valor igual a la proyección del vector antebrazo��������������������� sobre el mismo.
El vector pAntebrazo������������������������� se calcula como la suma entre el vector antebrazo��������������������� y uBrazo���������������, tal y como
se puede observar en la Figura 30.
pAntebrazo������������������������� = antebrazo��������������������� − uBrazo���������������
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Figura 30. Vector
Por otro lado, el vector v�� se calcula como el producto vectorial entre el vector
brazo (pBrazo���������������) utilizado para el cálculo de la flexión y abducción del mismo, por el vector
unitario x� de los sistemas de coordenadas locales 1 o 2, dependiendo de si se trata del cálcul
del lado derecho o izquierdo, respectivamente.
Figura 31. Vector
La rotación del antebrazo se obtiene mediante el cálculo del ángulo formado por los vectores
pAntebrazo������������������������� y v��:
rotación
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Vector pAntebrazo������������������������� para el cálculo de la rotación del antebrazo.
se calcula como el producto vectorial entre el vector
) utilizado para el cálculo de la flexión y abducción del mismo, por el vector
de los sistemas de coordenadas locales 1 o 2, dependiendo de si se trata del cálcul
del lado derecho o izquierdo, respectivamente. Este vector se puede ver en la
v�� pBrazo��������������� , x�
Vector v�� para el cálculo de la rotación del antebrazo.
La rotación del antebrazo se obtiene mediante el cálculo del ángulo formado por los vectores
rotaciónantebrazo arccos 0pAntebrazo������������������������� � v��pAntebrazo � v1
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para el cálculo de la rotación del antebrazo.
se calcula como el producto vectorial entre el vector proyección del
) utilizado para el cálculo de la flexión y abducción del mismo, por el vector
de los sistemas de coordenadas locales 1 o 2, dependiendo de si se trata del cálculo
Este vector se puede ver en la Figura 31.
La rotación del antebrazo se obtiene mediante el cálculo del ángulo formado por los vectores
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54
3.1.5. Flexión e inclinación lateral del cuello
El método RULA establece una puntuación en función del grado de flexión del cuello, que se
pude ver incrementada en una unidad cuando exista inclinación lateral del mismo.
Para empezar es necesario definir el sistema de coordenadas locales 3 como aquel situado en
el punto del esqueleto reconocido como cuello. Las direcciones de sus vectores unitarios son:
- x85: Línea que une los dos hombros.
- y85: Dirección vertical en el plano definido por el tronco
- z8� : Dirección perpendicular a las dos anteriores.
Estas direcciones así como su sentido se pueden ver
Figura
El vector y85 es el vector unitario que va
lado, el vector x85 es el vector unitario que va desde el cuello al hombro izquierdo. Para
asegurarnos de que estos vectores son perpendiculares entre sí, se proyecta el vector
y85 y se redefine el vector x85 como el
menos dicha proyección. El vector
A continuación, se calcula el vector
ambos de coordenadas conocidas. Este así calculado está expresado en el sistema de
coordenadas fijo, por lo que habrá que transformarlo para expresarlo en el sistema de
coordenadas locales 3.
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Flexión e inclinación lateral del cuello
RULA establece una puntuación en función del grado de flexión del cuello, que se
pude ver incrementada en una unidad cuando exista inclinación lateral del mismo.
Para empezar es necesario definir el sistema de coordenadas locales 3 como aquel situado en
l punto del esqueleto reconocido como cuello. Las direcciones de sus vectores unitarios son:
: Línea que une los dos hombros.
Dirección vertical en el plano definido por el tronco.
: Dirección perpendicular a las dos anteriores.
sí como su sentido se pueden ver en la Figura 32.
Figura 32. Sistema de coordenadas locales 3.
es el vector unitario que va desde el cuello al torso, cambiado de signo. Por otro
5 el vector unitario que va desde el cuello al hombro izquierdo. Para
asegurarnos de que estos vectores son perpendiculares entre sí, se proyecta el vector
5 como el vector unitario resultante de restar el antiguo valor d
menos dicha proyección. El vector z8� se obtiene al hacer el producto vectorial entre
ón, se calcula el vector cuello������������� como aquel que va desde el cuello a la cabeza,
ambos de coordenadas conocidas. Este así calculado está expresado en el sistema de
coordenadas fijo, por lo que habrá que transformarlo para expresarlo en el sistema de
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RULA establece una puntuación en función del grado de flexión del cuello, que se
pude ver incrementada en una unidad cuando exista inclinación lateral del mismo.
Para empezar es necesario definir el sistema de coordenadas locales 3 como aquel situado en
l punto del esqueleto reconocido como cuello. Las direcciones de sus vectores unitarios son:
desde el cuello al torso, cambiado de signo. Por otro
el vector unitario que va desde el cuello al hombro izquierdo. Para
asegurarnos de que estos vectores son perpendiculares entre sí, se proyecta el vector x85 sobre
resultante de restar el antiguo valor de x85
se obtiene al hacer el producto vectorial entre x85 e y85.
como aquel que va desde el cuello a la cabeza,
ambos de coordenadas conocidas. Este así calculado está expresado en el sistema de
coordenadas fijo, por lo que habrá que transformarlo para expresarlo en el sistema de
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Análogamente a la metodología seguida en apartados anteriores, se calcula la proyección del
vector anterior sobre el plano definido por los ejes locales y85 y z8� , al que llamaremos pCuello����������������.
La inclinación lateral del cuello se obtiene calculando el ángulo existente entre los vectores
cuello������������� y pCuello����������������.
inclinación lateral cuello = arccos 0cuello������������� · pCuello����������������cuello · pCuello1
Por otro lado, la flexión del cuello se obtiene mediante el cálculo del ángulo existente entre el
vector pCuello���������������� y el vector unitario y85.
2lexión cuello = arccos 0pCuello���������������� · y85pCuello 1
Es necesario determinar, además de la magnitud de la flexión del cuello, si se trata de un
movimiento de flexión o de extensión, ya que la puntuación parcial RULA es diferente para
cada caso. Para ello, se realiza el producto vectorial entre el vector cuello������������� y el vector unitario
y85, que da como resultado otro vector en la dirección del vector unitario x85. Si el sentido del
vector resultante es el mismo que el del vector x85, entonces se tratará de un movimiento de
extensión y en caso contrario, flexión.
Para comprobar si el vector resultante y el vector unitario x85 tienen el mismo sentido, se
realiza su producto escalar. Si el resultado es un número positivo, significa que tienen el mismo
sentido y si es un número negativo, que tienen sentido contrario.
3.1.6. Flexión e inclinación lateral del tronco
Otro grado de libertad importante para la aplicación del método RULA es la flexión del tronco,
ya que existe una puntuación que depende del grado de flexión del mismo. Además, también
es necesario el cálculo de la inclinación lateral del tronco, ya que la puntuación anterior puede
verse incrementada en una unidad en caso de que el tronco estuviese inclinado lateralmente.
Para el cálculo de tanto la flexión como la inclinación lateral del tronco se necesita definir un
nuevo sistema de coordenadas locales, el 4. Este sistema 4 se sitúa en el centro de la línea de
la cadera. Las direcciones de sus vectores unitarios son:
- x95: Línea de la cadera.
- y95: Dirección vertical en el plano definido por las piernas.
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- z9� : Dirección perpendicular a las dos anteriores.
Este sistema de coordenadas
observar en la Figura 33.
Figura
El vector y95 se calcula como el vector unitario que va desde el punto central de la línea de la
cadera al punto central de la línea que une los pies, cambiado de signo. El vector
que va del punto central de la línea de la cadera hac
que dichos vectores unitarios son ortogonales eliminamos la parte de
a y95. Para ello se proyecta x95hace unitario el vector resultante.
x95 e y95.
Se define el vector tronco�������������� como aquel cuyo punto de aplicación se sitúa en el punto central de
la línea de la cadera y se dirige al cuello.
en el sistema de coordenadas locales 4.
Por otro lado, se define el vector
formado por los vectores y95 y
La inclinación lateral del tronco
y pTronco������������������:
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: Dirección perpendicular a las dos anteriores.
Este sistema de coordenadas con las direcciones y sentido de sus vectores unitarios se puede
Figura 33. Sistema de coordenadas locales 4.
se calcula como el vector unitario que va desde el punto central de la línea de la
cadera al punto central de la línea que une los pies, cambiado de signo. El vector
que va del punto central de la línea de la cadera hacia la cadera izquierda. Para asegurarnos de
que dichos vectores unitarios son ortogonales eliminamos la parte de x95 que no sea ortogonal
95 sobre y95 y se resta al antiguo valor de x95 dicha proyección
r resultante. Por último, z9� se obtiene mediante el producto vectorial de
como aquel cuyo punto de aplicación se sitúa en el punto central de
la línea de la cadera y se dirige al cuello. Es necesario transformar este vector para expresarlo
el sistema de coordenadas locales 4.
Por otro lado, se define el vector pTronco������������������ como la proyección del vector tronco��������5 y z9� .
La inclinación lateral del tronco se obtiene a partir del ángulo formado por los vectores
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con las direcciones y sentido de sus vectores unitarios se puede
se calcula como el vector unitario que va desde el punto central de la línea de la
cadera al punto central de la línea que une los pies, cambiado de signo. El vector x95 es aquel
ia la cadera izquierda. Para asegurarnos de
5 que no sea ortogonal
5 dicha proyección, y se
se obtiene mediante el producto vectorial de
como aquel cuyo punto de aplicación se sitúa en el punto central de
Es necesario transformar este vector para expresarlo
tronco������� sobre el plano
se obtiene a partir del ángulo formado por los vectores tronco��������������
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inclinación
La flexión del tronco se obtiene a partir del ángulo formado por el vector
unitario y95.
2lexión
3.1.7. Rotación del tronco
Por último, la puntuación RULA obtenida en el apartado anterior puede ser incrementada en
una unidad en caso de que el tronco se encuentre rotado.
Para el cálculo de la rotación del tronco se necesita definir
adicional. Este sistema 5 está situado en el punto cadera izquierda, y las direcciones de sus
vectores unitarios son:
- x:5: Línea de la cadera.
- y:5: Dirección vertical del tronco
- z:� : Dirección perpendicular a las dos
El sistema de coordenadas locales 5, con la dirección y sentido de
puede ver en la Figura 34.
Figura
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inclinaciónlateraltronco arccos0tronco�������������� � pTronco������������������tronco � pTronco1
La flexión del tronco se obtiene a partir del ángulo formado por el vector pTronco�����
2lexióntronco arccos0pTronco������������������ � y95pTronco 1
Rotación del tronco
Por último, la puntuación RULA obtenida en el apartado anterior puede ser incrementada en
una unidad en caso de que el tronco se encuentre rotado.
Para el cálculo de la rotación del tronco se necesita definir un sistema de coordenadas locales
adicional. Este sistema 5 está situado en el punto cadera izquierda, y las direcciones de sus
: Línea de la cadera.
vertical del tronco.
: Dirección perpendicular a las dos anteriores.
El sistema de coordenadas locales 5, con la dirección y sentido de sus vectores unitarios se
Figura 34. Sistema de coordenadas locales 5.
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57
1
pTronco�������������� y el vector
5
Por último, la puntuación RULA obtenida en el apartado anterior puede ser incrementada en
un sistema de coordenadas locales
adicional. Este sistema 5 está situado en el punto cadera izquierda, y las direcciones de sus
sus vectores unitarios se
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El vector x:5 se calcula como el vector unitario que va del lado izquierdo de la cadera al lado
derecho. A continuación se calcula el vector t:���� como aquel que va del lado izquierdo de la
cadera al torso y se realiza su proyección sobre x:5, a la que llamaremos p:�����. El vector y:5 es el
vector unitario resultante de la resta entre los vectores t:���� y p:�����. En último lugar, el vector z:� se
calcula como el producto vectorial de los dos vectores unitarios anteriores.
Para el cálculo de la rotación se calculará el vector hombros�������������������, que va del hombro izquierdo al
hombro derecho, que se transforma este vector para expresarlo en el sistema de coordenadas
locales 5. Posteriormente, se obtiene el vector pHombros����������������������� proyectando el vector hombros�������������������
sobre el plano definido por los vectores unitarios x:5 y <:� .
La rotación del tronco se obtiene a partir del ángulo formado por el vector pHombros����������������������� y la
línea que une los pies, es decir, el vector unitario x:5:
rotación tronco = arccos 0pHombros����������������������� · x:5pHombros 1
3.2. Cálculo de los grados de libertad necesarios para la aplicación de la guía técnica del INSHT de manipulación de cargas.
Los grados de libertad necesarios para la aplicación de la Guía Técnica proporcionada por el
INSHT se pueden observar en la Tabla 18. Los datos que aparecen en negro se pueden calcular
directamente, en cambio, los datos en amarillo no, por lo que habrá que introducirlos
manualmente.
Tabla 18. Grados de libertad necesarios de la Guía Técnica del INSHT sobre manipulación de cargas.
Grados de libertad del método INSHT de manipulación de cargas
Zona de manipulación de la carga. Distancia vertical de la carga.
Distancia horizontal de la carga.
Desplazamiento vertical.
Giro del tronco.
Tipo de agarre.
Frecuencia de manipulación. Duración de la manipulación
Veces/minuto de realización de la tarea.
Peso total transportado.
Distancia de transporte.
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Para el cálculo de estos grados de libertad se utilizan dos sistemas de coordenadas locales, que
se pueden observar en la Tabla
Tabla 19. Sistemas de coordenadas locales utilizados en el método INSHT
Sistema de coordenadas locales
6
7
3.2.1. Zona de manipulación de la carga.
El peso máximo teórico que puede manipular el operario en condiciones de seguridad
depende de la zona donde se realice dicha manipulación. Para el cálculo
tienen en cuenta tanto las distancias vertical y horizontal entre pies y manos
de la manipulación (Figura 35
Figura 35. Distancias horizontal (H) y vertical (V) de manipulación de la carga.
Para el cálculo de estas distancias será necesario definir el sistem
que está situado en el centro de la línea que une los pies y
unitarios son:
- x=5: Dirección perpendicular a los dos vectores siguientes.
- y=5: Dirección de las piernas.
- z=� : Dirección de la línea que une el punto central de pies y manos
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Para el cálculo de estos grados de libertad se utilizan dos sistemas de coordenadas locales, que
Tabla 19, indicando para qué se utiliza cada uno.
Sistemas de coordenadas locales utilizados en el método INSHT
Sistema de coordenadas locales Cálculo de:
Distancia vertical de la carga
Distancia horizontal de la carga
Rotación espalda
Zona de manipulación de la carga.
El peso máximo teórico que puede manipular el operario en condiciones de seguridad
depende de la zona donde se realice dicha manipulación. Para el cálculo
tienen en cuenta tanto las distancias vertical y horizontal entre pies y manos
35).
. Distancias horizontal (H) y vertical (V) de manipulación de la carga.
Para el cálculo de estas distancias será necesario definir el sistema de coordenadas locales 6,
está situado en el centro de la línea que une los pies y las direcciones de sus vectores
Dirección perpendicular a los dos vectores siguientes.
: Dirección de las piernas.
de la línea que une el punto central de pies y manos
Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real
59
Para el cálculo de estos grados de libertad se utilizan dos sistemas de coordenadas locales, que
Sistemas de coordenadas locales utilizados en el método INSHT
Figura
Figura 36
Figura 37
El peso máximo teórico que puede manipular el operario en condiciones de seguridad
depende de la zona donde se realice dicha manipulación. Para el cálculo de dicha zona se
tienen en cuenta tanto las distancias vertical y horizontal entre pies y manos en el momento
. Distancias horizontal (H) y vertical (V) de manipulación de la carga.
a de coordenadas locales 6,
las direcciones de sus vectores
de la línea que une el punto central de pies y manos.
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El sistema de coordenadas locales 6, con la dirección y sentido de sus vectores unitarios se
pueden ver en la Figura 36.
Figura 36. Sistema de coordenadas locales 6.
El vector y=5 es el vector unitario que va desde el punto central de la línea que une los pies al
punto central de la línea de las caderas. Es necesario definir el vector dıstancıa�������������������, cuyo origen se
encuentra en el punto central de los pies y sentido hacia el punto central de las manos. A
continuación, se calcula la proyección del vector dıstancıa������������������� sobre y=5, que llamaremos p=�����. El
vector z=� es el vector unitario resultante de la resta entre el vector dıstancıa������������������� y p=�����. Por último,
el vector x=5 se calcula a partir del producto vectorial de los vectores unitarios anteriores.
Para el cálculo de los grados de libertad necesarios en este apartado, es necesario, en primer
lugar transformar el vector dıstancıa�������������������, expresado en referencia al sistema de coordenadas fijo
ligado al sensor, para obtener sus coordenadas en referencia al sistema de coordenadas
locales 6 que se acaba de definir.
La distancia vertical se calcula como la proyección del vector dıstancıa������������������� sobre el vector unitario
y=5.
distancia vertical = dıstancıa������������������� · y=5
La distancia horizontal se calcula como la proyección del vector dıstancıa������������������� sobre el vector
unitario z=� .
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distancia horizontal = dıstancıa������������������� · z=�
3.2.2. Desplazamiento vertical
El desplazamiento vertical de la carga se define como la distancia vertical que recorre la carga
desde el comienzo del levantamiento hasta el momento en que la carga es depositada en su
lugar de destino. Para el cálculo de este grado de libertad se utilizan eventos de teclado: en el
momento de inicio del levantamiento se pulsa una tecla, con lo que se guarda la distancia
vertical desde el punto central de las manos al punto central de los pies en ese determinado
momento. Cuando termina la manipulación se pulsa de nuevo una tecla, con lo que se guarda
la distancia vertical en el momento en el que finaliza el transporte de la carga. El
desplazamiento vertical se calcula como la diferencia entre la distancia vertical en el inicio y
final del levantamiento, y se toma en valor absoluto.
desplazamiento vertical = |distancia vertical>?>@>A − distancia vertical2>?BC|
3.2.3. Giro del tronco
Para el cálculo de la rotación del tronco se necesita definir el sistema de coordenadas locales 7.
Este sistema está situado en el pie izquierdo, y las direcciones de sus vectores unitarios son:
- x:5: Línea que une los pies.
- y:5: Dirección vertical de las piernas.
- z:� : Dirección perpendicular a las dos anteriores.
El sistema de coordenadas locales 7, con la dirección y sentido de sus vectores unitarios se
puede ver en la Figura 37.
El vector xD5 se calcula como el vector unitario que va del pie izquierdo al pie de derecho. A
continuación, se calcula el vector tD���� como aquel que va del pie izquierdo al punto cadera
izquierda y se realiza su proyección sobre xD5, a la que llamaremos pD�����. El vector yD5 es el vector
unitario resultante de la resta entre los vectores tD���� y pD�����. En último lugar, el vector zD� se calcula
como el producto vectorial de los dos vectores unitarios anteriores.
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Figura 37. Sistema de coordenadas locales 7.
Para el cálculo del giro del tronco se utiliza el vector hombros�������������������, calculado en un apartado
anterior, expresado en el sistema de coordenadas locales 7. Y se obtiene el vector pHombros�����������������������
proyectando el vector hombros������������������� sobre el plano definido por los vectores unitarios xD5 y <D� .
El giro de tronco se obtiene a partir del ángulo formado por los vectores pHombros����������������������� y el vector
unitario xD5, que tiene la dirección de la línea que une los pies :
giro tronco = arccos FpHombros · xD5��������������������������������pHombros G
3.2.4. Frecuencia de manipulación
Para la obtención del factor de corrección frecuencia de manipulación hay que tener en cuenta
dos parámetros: la duración y la frecuencia (expresada en veces/minuto) a la que se realiza la
manipulación de la carga.
El cálculo de la duración está relacionado con los eventos de teclado: cada vez que se inicia un
levantamiento de carga es necesario pulsar una tecla para registrar tanto la posición del
operario en ese determinado momento como el instante de tiempo en que se realiza la acción.
Al finalizar dicho levantamiento, se vuelve a pulsar una tecla para guardar esas dos
características. Gracias e ello podemos calcular la duración de cada levantamiento de carga. La
duración total de la manipulación se calcula como la suma de las duraciones individuales de
cada levantamiento.
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Por otro lado, la frecuencia de la manipulación se calcula teniendo en cuenta el número de
veces que se inicia una manipulación de carga a lo largo de la duración total de la sesión de
trabajo y expresando el resultado en veces/minuto.
Hay que tener en cuenta que para obtener estos dos datos es necesario monitorizar el ciclo de
trabajo en su totalidad. Si se quiere analizar una parte concreta de una tarea se introducirán
estos datos manualmente en la herramienta.
3.3. Tratamiento de los datos obtenidos
Los grados de libertad, necesarios para la aplicación del método de evaluación ergonómica
RULA, obtenidos de forma automática con el sensor de profundidad sufren unas ciertas
variaciones o ruido. Esto se debe a que son datos experimentales y por lo tanto habrá que
someterlos a un proceso de filtrado para obtener unos resultados más realistas.
El método de ajuste que mejor se adapta a los datos obtenidos es el ajuste mediante regresión
lineal múltiple, que cumple la relación:
y = A + B · x + C · x6
Siendo y el ángulo expresado en grados y x el instante de tiempo. Las constantes A, B y C se
obtienen a partir de los datos experimentales.
Para realizar el filtrado de los datos obtenidos experimentalmente se utiliza la librería
“org.apache.commons.math3.stat.regression” que nos proporciona una clase, la
OLSMultipleLinearRegression, que permite someter un conjunto de datos a una regresión
lineal múltiple.
Se utilizan los últimos cinco valores relativos al grado de libertad que se desea filtrar con sus
cinco valores de tiempo correspondientes para formar el conjunto de datos de entrada al
modelo de regresión. Con el empleo de la librería citada en el párrafo anterior se obtienen las
tres constantes (A, B y C) de la ecuación de regresión, con lo que es posible obtener el grado
de libertad que estamos analizando filtrado. Este proceso se realiza para cada uno de los
grados de libertad analizados.
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En la Figura 38 se puede observar un ejemplo en el que se calcula la abducción del brazo
derecho y se somete al proceso de filtrado. Se observa que los datos experimentales sufren
cambios bruscos, mientras que los datos filtrados son mucho más suaves.
Figura 38. Ejemplo de datos de abducción filtrados.
3.4. Cálculo del tiempo de ciclo
El cálculo del tiempo de ciclo se fundamenta en el uso de unos vectores que definen por
completo la posición del operario en cada momento. Las componentes de estos vectores son
las posiciones de algún punto característico del trabajador, como su centro de gravedad, y los
grados de libertad de sus extremidades, como la flexión de su brazo, antebrazo, tronco,
cuello...
Se definen dos vectores de posición del trabajador: uno a lo largo del tiempo (IJ�����) y otro al
inicio de cada tarea de la que deseamos conocer el tiempo de ciclo (IK����, siendo i el número de
tarea).
Para obtener el tiempo de ciclo de una tarea concreta se calcula el módulo de la diferencia
entre el vector de posición del trabajador al inicio de esa tarea y el vector de posición a lo largo
del tiempo, es decir, |IJ����� − IK����|. Esta diferencia es 0 en el momento inicial y se va haciendo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1
82
16
3
24
4
32
5
40
6
48
7
56
8
64
9
73
0
81
1
89
2
97
3
10
54
11
35
12
16
12
97
13
78
14
59
15
40
16
21
17
02
17
83
18
64
19
45
20
26
21
07
21
88
22
69
23
50
24
31
Gra
do
s
Tiempo
Abducción
Abducción filtrada
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mayor a medida que el operario se aleja de la posición de comienzo de tarea. Cuando el
trabajador regresa a la posición de partida, correspondiendo al instante de cálculo del tiempo
de ciclo, en la diferencia entre los vectores se alcanzan valores mínimos (Figura 39).
Figura 39. Ejemplo de tarea repetitiva.
Una vez detectados los mínimos de la gráfica del módulo de las distancias, teniendo en cuenta
el instante en que se producen, se procede al cálculo del tiempo de ciclo de la tarea,
obteniendo un resultado muy exacto.
3.5. Herramienta y empleo del sensor Asus Xtion Pro
La herramienta desarrollada en lenguaje de programación Java es compatible con el sensor de
profundidad Asus Xtion Pro. A continuación se muestran la interfaz gráfica y resultados
proporcionados.
3.5.1. Interfaz gráfica
Tanto para el cálculo de la puntuación total del método de evaluación ergonómica RULA, como
para la obtención del peso límite recomendado del método INSHT se necesitan una serie de
variables que no se pueden obtener de forma automática con la información proporcionada
por el sensor de profundidad. Estas variables se introducen de forma manual en la
herramienta con la ayuda de la interfaz gráfica desarrollada.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 50 100 150 200 250 300 350
|st-s1|
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La interfaz gráfica consta de tres ventanas principales:
- En la primera ventana se muestra la imagen en profundidad, en escala de grises,
así como el esqueleto del operario que se está monitorizando. La silueta del
operario aparece coloreada en rojo o en otro color dependiendo de si en la
manipulación de carga se supera el peso límite recomendado o no,
respectivamente.
- La segunda ventana permite introducir en la herramienta las variables manuales
necesarias para la aplicación del método RULA.
- Y la tercera ventana permite introducir las variables manuales necesarias para la
aplicación del método proporcionado por el INSHT.
La ventana destinada a la introducción de las variables RULA (Figura 40) está compuesta por
una serie de botones. El primero de ellos, el de calibración, tiene la finalidad de guardar la
longitud de las extremidades del operario en posición de frente y en reposo. Este botón se
debe pulsar al inicio de la grabación, ya que la longitud de las extremidades puede variar a lo
largo de la tarea, dependiendo de la sensibilidad del sensor a cada postura.
Los cinco siguientes botones permiten determinar los instantes en que el operario se
encuentra sentado, su peso no se encuentra simétricamente distribuido entre sus dos piernas
o las tiene sin apoyar, su cuello se encuentra rotado o su muñeca está rotada o desviada
lateralmente. Inicialmente todos se encuentran en la situación más favorable, es decir, “NO”.
Tras pulsarlos la primera vez cambian a la situación “SI”, y si son pulsados de nuevo retornan a
la posición inicial.
Los siguientes tres botones permiten introducir la puntuación de la muñeca, dependiendo de
su grado de flexión. En caso de no pulsar ninguno de ellos se considera que nos encontramos
en la situación más favorable de las tres, es decir, puntuación 1 (sin flexión).
Por último, para introducir la condición de la carga se dispone un menú desplegable que
permite escoger entre distintas situaciones con las que nos podemos encontrar. En caso de no
escoger ninguna de ellas, se considera que nos encontramos en la situación más favorable.
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Figura 40. Interfaz gráfica método RULA.
Por otro lado, la ventana destinada a la introducción de las variables necesarias para la
aplicación del método proporcionado por el INSHT de manipulación manual de cargas se
muestra en la Figura 41.
En primer lugar, contiene un editor de texto que permite introducir el peso real que está
manipulando el trabajador. En caso de no introducir ninguna cantidad, se considera que el
peso es 0. Esto no impide el cálculo del peso máximo recomendado para cada postura, pero sí
impide la visualización en tiempo real de los instantes en que el peso real supera al peso
recomendado.
A continuación, para poder realizar el cálculo del factor de corrección correspondiente a la
frecuencia de manipulación se disponen dos menús desplegables: uno correspondiente a la
duración de la manipulación y el segundo, a la frecuencia de la misma. En caso de no
seleccionar ninguna opción, se considera que nos encontramos en la situación más favorable
de ambas.
Por último, se compone de cuatro botones correspondientes al inicio y final del levantamiento.
Los botones de inicio de levantamiento tienen una segunda funcionalidad que consiste en el
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cálculo del factor de corrección correspondiente al tipo de agarre. En caso de que la
manipulación comience con un tipo de agarre y éste cambie a la largo de la misma, se puede
pulsar de nuevo otro botón de inicio correspondiente al nuevo tipo de agarre.
Figura 41. Interfaz gráfica método INSHT.
Por último, la interfaz gráfica no presenta ningún botón para el cálculo de los tiempos de ciclo.
La forma de introducir en la herramienta el comienzo o final de una tarea consiste en pulsar
cualquier tecla del ordenador, con la única condición de que debe estar seleccionada la
primera ventana, es decir, la de visualización de la imagen en profundidad y el esqueleto. En el
fichero de resultados que se genera tras la ejecución de la herramienta aparece registrado el
momento en que se ha pulsado cualquier tecla, así como la tecla de la que se trata.
3.5.2. Resultados proporcionados
La herramienta, tras su ejecución, proporciona dos tipos de resultados:
Resultados en tiempo real: consiste en un código de colores en el dibujo del esqueleto, de
modo que cuando más cálido sea el color mayor es la puntuación RULA parcial de cada
miembro (Tabla 20).
Tabla 20. Código de colores según la puntuación parcial RULA.
Puntuación RULA Color
1 o 2 Verde
3 o 4 Amarillo
5 o 6 Rojo
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Además, cuando se produce una manipulación manual de una carga, el color del operario se
vuelve de color rojo en caso de que el peso que esté manipulando sea mayor al peso límite
recomendado para la postura que está ejecutando.
Por otro lado, al finalizar la ejecución de la herramienta se genera un fichero de resultados
que contiene la siguiente información:
- Coordenadas (x,y,z) de los 15 puntos de unión que definen el esqueleto.
- Puntuaciones RULA parciales y total.
- Factores de corrección INSHT y peso límite recomendado.
- Grados de libertad y variables necesarias para los métodos RULA e INSHT.
- Distancias entre vectores para el cálculo del tiempo de ciclo.
- Instante de tiempo en que se realiza cada cálculo.
Esta información permite realizar un estudio posterior a la tarea y es de gran ayuda a la hora
de redactar el informe de la evaluación ergonómica.
3.6. Adaptación de la herramienta al sensor de profundidad Kinect 2
Tras el lanzamiento del sensor Kinect 2 de Microsoft, de mejores características que los
sensores de la generación anterior, se ha realizado una adaptación de la herramienta para que
sea compatible con el mismo.
La herramienta, desarrollada en lenguaje de programación Java, es incompatible con el sensor
de profundidad Kinect 2 de Microsoft, ya que este solo admite lenguajes de programación de
la plataforma .NET. Para solventar este inconveniente se crea una aplicación en lenguaje de
programación C# capaz de interactuar con el sensor de profundidad. Esta aplicación se encarga
de recabar la información de los puntos de unión del esqueleto proporcionados por el sensor
de profundidad Kinect y enviarlos a la herramienta objeto de este Proyecto Fin de Carrera.
El envío de información se hace a través de sockets. Los sockets son mecanismos de
comunicación entre procesos que permiten que un proceso envíe o reciba información de otro
proceso, estando los procesos en la misma máquina (como es nuestro caso) o incluso en
máquinas distintas.
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Los sockets permiten implementar una arquitectura cliente-servidor. En nuestro caso el cliente
será la aplicación desarrollada en lenguaje de programación C# y el servidor la herramienta
principal, desarrollada en lenguaje de programación Java.
En primer lugar se ejecuta el servidor que tiene un socket que responde a un puerto específico
del ordenador y espera a que el socket del cliente haga una petición. El socket del cliente se
conecta a través de la dirección IP del ordenador y un puerto específico, que debe coincidir
con el puerto al que el servidor está conectado. A continuación, el servidor acepta la conexión
y obtiene un socket adicional sobre un puerto diferente para atender al socket original. En este
momento, el cliente y el servidor pueden comunicarse escribiendo o leyendo desde sus
respectivos sockets.
El cliente le proporciona al servidor los datos de las articulaciones del cuerpo del operario y el
servidor, una vez los adquiere, se encarga de realizar los cálculos necesarios para obtener los
grados de libertad necesarios para la aplicación de los métodos de evaluación ergonómica
RULA e INSHT.
3.6.1. Interfaz gráfica
La interfaz gráfica desarrollada responde al hecho de que algunas variables no pueden ser
calculadas directamente por la herramienta, sino que se deben introducir manualmente.
Dicha interfaz gráfica está formada por una ventana principal, en la que existe una zona
destinada a la introducción de las variables manuales y otra zona en la que se visualiza el
esqueleto del operario que ejecuta la tarea.
La zona de introducción de variables está compuesta por 2 botones, 7 recuadros de selección y
una barra desplegable (Figura 42).
Figura 42. Introducción de variables manuales en cliente.
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El primer botón, el de conectar, es el que permite establecer la conexión con el servidor, es
decir, la herramienta base, desarrollada en lenguaje de programación Java.
El segundo botón, el de avanzar, es un contador que se incrementa en una unidad cada vez
que es pulsado. Este botón resulta muy útil para marcar momentos claves de la tarea, tales
como el inicio o el final de un levantamiento o el inicio de una tarea.
Los 7 recuadros de selección permiten introducir las variables necesarias para la aplicación del
método RULA que no se pueden calcular directamente a través de la herramienta, tales como
el grado de flexión de la muñeca, la desviación lateral o rotación de la misma, la rotación del
cuello, si el operario se encuentra sentado o si su peso se encuentra simétricamente
distribuido ente ambos pies. Estas opciones se pueden seleccionar en un instante determinado
y volver al estado inicial posteriormente.
Por último, la barra desplegable permite seleccionar la condición de la carga que manipula el
operario.
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4. Validación de la herramienta
Una vez concluido el desarrollo de la herramienta y anteriormente a su empleo en un caso de
aplicación real es necesario realizar una serie de experimentos de laboratorio para validar la
herramienta y comprobar su exactitud.
Se realizan dos tipos de experimentos. El primero consiste en realizar mediciones de los grados
de libertad necesarios para la aplicación de los métodos de evaluación ergonómica RULA e
INSHT para así poder obtener la sensibilidad de la herramienta. El segundo experimento
consiste en monitorizar una tarea repetitiva para corroborar el cálculo automático del tiempo
de ciclo.
4.1. Medida de la sensibilidad del sensor Asus Xtion Pro para los grados de libertad calculados
En este primer experimento el objetivo es determinar la exactitud de la información obtenida
a partir del sensor de profundidad comparada con un método de análisis de la información
basado en imágenes. Así, se obtiene la variabilidad de cada grado de libertad con respecto a
los dos métodos. Considerando el método de procesamiento de imágenes como el más exacto
de los dos, se observa para qué grados de libertad y para qué magnitud de los mismos se
podrían cometer errores a la hora de obtener la puntuación RULA o el peso máximo
recomendado INSHT.
Para comprobar la dependencia de los resultados de las características morfológicas del
operario, el experimento se realiza a dos sujetos. El sujeto 1 se corresponde a un hombre de
altura 1,79 m, y el sujeto 2, a una mujer de altura 1,63 m.
Además, las mediciones se realizan para dos posiciones del sensor. La primera posición
consiste en el sensor colocado frontalmente al operario, y la segunda, el sensor colocado
lateralmente al operario. En todas las mediciones el sensor se sitúa a una altura de 0,85 m y a
una distancia del operario de 2,40 m.
Los resultados de este experimento se adjuntan en el anexo 2 en el caso del sujeto 1 y en el
anexo 3 para el sujeto2.
4.1.1. Flexión del brazo
Para el estudio del grado de libertad consistente en la flexión del brazo el sujeto desempeña 5
posiciones. La primera posición es la situación de reposo y las cuatro siguientes consisten en
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varios grados de flexión progresivos, correspondientes a los límites de flexión que definen las
puntuaciones RULA.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 43, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 44, en el caso del sujeto 2.
Figura 43. Flexión del brazo, vista frontal, sujeto 1.
Figura 44. Flexión del brazo, vista frontal, sujeto 2.
Se observa que, en ambos casos, las medidas son más exactas para las dos posiciones
intermedias. La posición de reposo presenta un error muy elevado. Las posiciones 4 y 5
también presentan un error elevado.
Se tendrá en cuenta que en el cambio de zona I a zona II se puede cometer un error del 31,54
%; en el cambio de la zona II a la zona III, del 9,65 %; y en el cambio de la zona III a la zona IV,
del 19,20 %.
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Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5
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Los resultados con el sensor colocado lateralmente al mismo, se muestran en la Figura 45, en
el caso del sujeto 1 y en la Figura 46, en el caso del sujeto 2.
Figura 45. Flexión del brazo, vista lateral, sujeto 1.
Figura 46. Flexión del brazo, vista lateral, sujeto 2.
Cuando el sensor se coloca lateralmente al sujeto, los resultados varían dependiendo del
mismo. En el caso del sujeto 1 se producen errores muy pequeños para las posiciones 2, 3 y 4.
En cambio, en el caso del sujeto 2, se produce un error elevado para cada una de las
posiciones.
Para los dos sujetos la posición de reposo así como la posición de flexión en torno a los 20-30 °
presentan errores elevados.
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Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5
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Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5
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Se tendrá en cuenta que en el cambio de la zona I a la zona II puede producirse un error del
67,34 %; en el cambio de la zona II a la zona III, del 11,97 %; y en el cambio de la zona III a la
zona IV, del 7,95 %.
4.1.2. Abducción del brazo
Para el estudio del grado de libertad abducción del brazo, cada sujeto parte de la posición de
reposo y desempeña otras tres posiciones más. En este caso el método RULA no establece una
magnitud máxima a partir de la cual se considera que hay abducción. Se considera que existe
abducción cuando esta supera los 20 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 47, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 48, en el caso del sujeto 2.
Figura 47. Abducción del brazo, vista frontal, sujeto 1.
Figura 48. Abducción del brazo, vista frontal, sujeto 2.
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Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4
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Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4
Zona II
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A la vista de los resultados se puede observar que en el caso de abducciones pequeñas los
datos proporcionados por el sensor son bastante exactos. A medida que aumenta la magnitud
de la abducción se pierde sensibilidad, ya que los datos proporcionados por el sensor son
mayores que la situación real. Esto no supone un problema ya que en este caso el objetivo es
determinar si existe o no abducción del brazo, considerando que existe cuando supera el límite
20 ⁰, medida para la que el error es admisible.
4.1.3. Flexión del antebrazo
En el caso del estudio del grado de libertad flexión del antebrazo cada sujeto parte de la
posición de reposo y desempeña tres posiciones más, correspondientes con los límites que
definen la puntuación RULA.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 49, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 50, en el caso del sujeto 2.
Figura 49. Flexión del antebrazo, vista frontal, sujeto 1.
Figura 50. Flexión del antebrazo, vista frontal, sujeto 2.
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Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4
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Se observa el mismo problema que ocurría en la flexión del brazo: la situación de reposo
presenta un error considerable. Sin embargo, a medida que aumenta la magnitud de flexión
del antebrazo, las medidas se aproximan más a las verdaderas. Las medidas tomadas en las
posiciones 1, 2 y 3 presentan un error relativo inferior al 10 %, que consideraremos admisible.
Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 51, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 52, en el caso del sujeto 2.
Figura 51. Flexión del antebrazo, vista lateral, sujeto 1.
Figura 52. Flexión del antebrazo, vista lateral, sujeto 2.
Si el sensor se coloca lateralmente al sujeto los errores que se cometen son mayores, llegando
en la posición 2 a errores relativos del 25 %. Estos errores se deben a que el sensor no puede
captar el hombro izquierdo y, por lo tanto, la línea que une los hombros no es exacta.
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Teniendo en cuenta que esta línea es la base de definición del sistema de coordenadas locales
que facilita el cálculo de la flexión del antebrazo, al no ser exacta su definición, el cálculo de la
flexión del antebrazo tampoco lo es.
4.1.4. Rotación del antebrazo
Para el estudio del grado de libertad rotación del antebrazo cada sujeto desempeña tres
posiciones: rotación nula, rotación interior y rotación exterior del antebrazo. Como el método
RULA no establece una magnitud máxima a partir de la cual existe rotación del antebrazo, se
considera que existe rotación del antebrazo cuando su magnitud supera los 30 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 53, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 54, en el caso del sujeto 2.
Figura 53. Rotación del antebrazo, vista frontal, sujeto 1.
Figura 54. Rotación del antebrazo, vista frontal, sujeto 2.
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Posición 1 Posición 2 Posición 3
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A pesar de que el error relativo en el cálculo de la flexión del antebrazo puede ser muy
elevado, como es el caso de la posición 3 del sujeto 2, no nos interesa tanto el valor de su
magnitud como saber si está por encima de un valor límite, que es el que define si existe o no
rotación del antebrazo. Teniendo esto en cuenta se concluye que los resultados del sensor en
cuanto al cálculo de la rotación del antebrazo son válidos.
4.1.5. Flexión del cuello
Para el estudio del grado de libertad flexión del cuello los sujetos parten de la posición de
reposo y desempeñan dos posiciones de flexión y una de extensión a mayores.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 55, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 56, en el caso del sujeto 2.
Figura 55. Flexión del cuello, vista frontal, sujeto 1.
Figura 56. Flexión del cuello, vista frontal, sujeto 2.
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Se observa que el sensor no tiene la precisión suficiente para el cálculo de la flexión del cuello.
El sensor capta cuando la magnitud de la flexión aumenta, pero el grado de aumento es menor
que en la realidad.
Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 57, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 58, en el caso del sujeto 2.
Figura 57. Flexión del cuello, vista lateral, sujeto 1.
Figura 58. Flexión del cuello, vista lateral, sujeto 2.
Con el sensor colocado lateralmente al sujeto la situación es la misma, el sensor no es válido
para el cálculo de la flexión del cuello, ya que los errores que se cometen son muy elevados.
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El sensor permite detectar cuando se produce extensión del cuello con un error bastante
pequeño. Pero en cuanto a la flexión, la precisión es muy pequeña, dando lugar a
puntuaciones parciales RULA erróneas.
4.1.6. Inclinación lateral del cuello
Para el estudio del grado de libertad inclinación lateral del cuello los sujetos parten de la
posición de reposo y desempeñan dos posiciones de inclinación lateral: una hacia la izquierda y
la otra hacia la derecha. El método RULA no establece un valor máximo a partir del cual existe
inclinación lateral del cuello. Se considera que existe inclinación lateral del cuello cuando la
magnitud de la misma supere los 7 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 59, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 60, en el caso del sujeto 2.
Figura 59. Inclinación lateral del cuello, vista frontal, sujeto 1.
Figura 60. Inclinación lateral del cuello, vista frontal, sujeto 2.
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Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 61, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 62, en el caso del sujeto 2.
Figura 61. Inclinación lateral del cuello, vista lateral, sujeto 1.
Figura 62. Inclinación lateral del cuello, vista lateral, sujeto 2.
En el cálculo de la flexión o inclinación lateral del cuello la precisión del sensor es reducida,
tanto cuando este está colocado de frente al sujeto, como cuando está colocado lateralmente.
Sin embargo, lo que interesa es determinar si existe o no flexión lateral del cuello, es decir, si la
magnitud de flexión supera un cierto valor. Por lo tanto, los resultados en el cálculo de la
flexión lateral del cuello se consideran válidos.
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4.1.7. Flexión del tronco
Para el estudio del grado de libertad flexión del tronco los sujetos parten de la posición de
reposo y desempeñan dos posiciones de flexión de magnitud creciente.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 63, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 64, en el caso del sujeto 2.
Figura 63. Flexión del tronco, vista frontal, sujeto 1.
Figura 64. Flexión del tronco, vista frontal, sujeto 2.
El cálculo de la flexión del tronco mediante el empleo del sensor provoca errores bastante
elevados, en el cambio de la zona I a la zona II, el valor de flexión del sensor duplica el valor
real. En el cambio de la zona II a la zona III, también se produce un error bastante elevado, del
27,64 %.
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Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 65, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 66, en el caso del sujeto 2.
Figura 65. Flexión del tronco, vista lateral, sujeto 1.
Figura 66. Flexión del tronco, vista lateral, sujeto 2.
Si el sensor se coloca lateralmente al sujeto, los errores continúan siendo elevados, si bien
dependen de cada sujeto. En el caso del sujeto 1, en el cambio de zona I a zona II, las lecturas
del sensor duplican a las reales. En el caso del sujeto 2, en el cambio de zona I a zona II se
produce un error del 18,21 % y en el cambio de la zona II a la zona III, del 25,29 %.
4.1.8. Inclinación lateral del tronco
Para el estudio del grado de libertad inclinación lateral del tronco cada sujeto parte de la
posición de reposo y desempeña otras dos posiciones a mayores: inclinación lateral hacia la
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izquierda e inclinación lateral hacia la derecha. En este caso, no existe un valor límite
establecido por el método RULA a partir del cual existe inclinación lateral. Se considera que
existe inclinación lateral a partir de una magnitud de la misma superior a 10 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 67, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 68, en el caso del sujeto 2.
Figura 67. Inclinación lateral del tronco, vista frontal, sujeto 1.
Figura 68. Inclinación lateral del tronco, vista frontal, sujeto 2.
Los resultados presentan variación con respecto a los dos sujetos, ya que en el primer sujeto
se producen errores relativos elevados y en el segundo sujeto, no. Igual que ocurría con
algunas de las variables anteriores, en este caso interesa saber si la magnitud de la inclinación
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lateral del tronco supera un cierto valor, caso en el que se considera que existe inclinación
lateral del tronco. Por lo tanto, los datos obtenidos por el sensor en este caso se consideran
válidos.
4.1.9. Rotación del tronco
Para el estudio del grado de libertad rotación del tronco cada sujeto parte de la posición de
reposo y desempeña otras dos posiciones a mayores: rotación del tronco hacia la derecha y
hacia la izquierda. En este caso, no existe un valor límite establecido por el método RULA a
partir del cual existe rotación del tronco. Se considera que existe rotación del tronco a partir
de una magnitud del mismo superior a 20 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 69, en el caso del sujeto 1 y en la Figura 70, en el caso del sujeto 2.
Figura 69. Rotación del tronco, vista frontal, sujeto 1.
Figura 70. Rotación del tronco, vista frontal, sujeto 2.
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Este caso es muy similar al anterior ya que, a pesar de que se alcanzan errores relativos
bastante elevados para algunas posiciones, lo que interesa realmente es comprobar que la
magnitud de rotación del tronco supera un cierto límite, lo que significa que existe rotación del
tronco. Por lo tanto, los resultados obtenidos en este caso se consideran válidos.
4.2. Medida de la sensibilidad del sensor Kinect 2 para los grados de libertad calculados
En este apartado se repite el experimento llevado a cabo en el apartado anterior con el
objetivo de determinar la exactitud en la medición de los ángulos del sensor Kinect 2.
Los experimentos se realizan a una mujer de 1,63 m de altura desde dos posiciones del sensor:
frontalmente y lateralmente al operario. El sensor se sitúa a una altura de 0,75 m y a una
distancia del operario de 2,40 m.
Los resultados de este experimento se adjuntan en el anexo 4 .
4.2.1. Flexión del brazo
Para el estudio del grado de libertad consistente en la flexión del brazo el sujeto desempeña 5
posiciones. La primera posición es la situación de reposo y las cuatro siguientes consisten en
varios grados de flexión progresivos, correspondientes a los límites de flexión que definen las
puntuaciones RULA.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 71.
Figura 71. Flexión del brazo con el sensor Kinect 2, vista frontal.
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Se observa que el sensor proporciona información muy exacta en la situación de reposo y su
precisión decrece a medida que la magnitud de flexión aumenta.
Se tendrá en cuenta que en el cambio de zona II a zona III se puede cometer un error del 20,75
% y en el cambio de la zona III a la zona IV, del 17,87 %.
Los resultados con el sensor colocado lateralmente al mismo, se muestran en la Figura 72.
Figura 72. Flexión del brazo con el sensor Kinect 2, vista lateral.
En el caso del sensor colocado lateralmente al operario, los errores que se pueden cometer en
el cálculo de la flexión son los siguientes: en el cambio de zona I a zona II se puede cometer un
error del 24,04 %; en el cambio de la zona II a la zona III, del 12,32 %; y en el cambio de la zona
III a la zona IV, del 16,25 %.
Tanto los errores procedentes del experimento para el cálculo de la flexión con el sensor
colocado frontalmente al usuario como el experimento con el sensor colocado lateralmente al
mismo se consideran admisibles.
4.2.2. Abducción del brazo
Para el estudio del grado de libertad abducción del brazo, cada sujeto parte de la posición de
reposo y desempeña otras tres posiciones más. En este caso el método RULA no establece una
magnitud máxima a partir de la cual se considera que hay abducción. Se considera que existe
abducción cuando esta supera los 20 ⁰.
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Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 73.
Figura 73. Abducción del antebrazo con sensor Kinect 2, vista frontal.
Se observa que el cambio de la zona I a la zona II está bien diferenciado, por lo que se
consideran admisibles los errores del sensor en el cambio de zona.
4.2.3. Flexión del antebrazo
En el caso del estudio del grado de libertad flexión del antebrazo cada sujeto parte de la
posición de reposo y desempeña tres posiciones más, correspondientes a los límites que
definen la puntuación RULA.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 74.
Figura 74. Flexión del antebrazo con sensor Kinect 2, vista frontal.
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Se observa que los valores de flexión obtenidos con ambos métodos son bastante parecidos.
Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 75. El error máximo que se obtiene es de 11,74 %, que se considera
admisible.
Figura 75. Flexión del antebrazo con sensor Kinect 2, vista lateral.
Cuando el sensor se sitúa lateralmente al operario el error aumenta a medida que se aumenta
la magnitud de la flexión, con un error máximo de 14,82 % en la segunda posición.
4.2.4. Rotación del antebrazo
Para el estudio del grado de libertad rotación del antebrazo cada sujeto desempeña tres
posiciones: rotación nula, rotación interior y rotación exterior del antebrazo. Como el método
RULA no establece una magnitud máxima a partir de la cual existe rotación del antebrazo, se
considera que existe rotación del antebrazo cuando su magnitud supera los 30 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 76.
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Figura 76. Rotación del antebrazo con sensor Kinect 2, vista frontal.
En el cálculo de la rotación del antebrazo se obtienen errores bastante elevados pero, a pesar
de ello, lo que nos interesa saber en este caso es si la magnitud de la rotación supera los 30 °,
ya que a partir de este valor se considera que existe rotación. Por lo tanto, a pesar de los
elevados errores, los resultados son admisibles.
4.2.5. Flexión del cuello
Para el estudio del grado de libertad flexión del cuello los sujetos parten de la posición de
reposo y desempeñan dos posiciones de flexión y una de extensión a mayores.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 77.
Figura 77. Flexión del cuello con sensor Kinect 2, vista frontal.
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Los resultados obtenidos para el cálculo de la flexión del cuello con el sensor Kinect 2 no son
admisibles, igual que ocurría en el caso del sensor Asus Xtion Pro. La herramienta detecta
cuándo aumenta la flexión, pero con errores muy elevados. Por otro lado, la extensión del
cuello se detecta sin problema.
Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 78.
Figura 78. Flexión del cuello con sensor Kinect 2, vista lateral.
Cuando el sensor se coloca lateralmente al operario, existen problemas en la detección de la
flexión en la posición de reposo, que se detecta como extensión. Además, los errores que se
producen en las posiciones 2 y 3 son muy elevados, por lo que la precisión del sensor no es
admisible para el cálculo de la flexión del cuello.
4.2.6. Inclinación lateral del cuello
Para el estudio del grado de libertad inclinación lateral del cuello los sujetos parten de la
posición de reposo y desempeñan dos posiciones de inclinación lateral: una hacia la izquierda y
la otra hacia la derecha. El método RULA no establece un valor máximo a partir del cual existe
inclinación lateral del cuello. Se considera que existe inclinación lateral del cuello cuando la
magnitud de la misma supere los 7 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 79.
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Figura 79. Inclinación lateral del cuello con sensor Kinect 2, vista frontal.
En el caso de la inclinación lateral del cuello lo que interesa es saber si la magnitud de la
inclinación supera un valor límite, a partir del cual se considera que existe inclinación. Por lo
tanto, a pesar de los elevados errores que se obtienen, los datos obtenidos son admisibles.
Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 80.
Figura 80. Inclinación lateral del cuello con sensor Kinect 2, vista lateral.
Cuando el sensor se coloca lateralmente al sujeto, no se detecta de forma correcta la
inclinación lateral del cuello hacia el sensor. En cambio, cuando la inclinación lateral supone
alejarse del sensor, la medición es bastante exacta.
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4.2.7. Flexión del tronco
Para el estudio del grado de libertad flexión del tronco los sujetos parten de la posición de
reposo y desempeñan dos posiciones de flexión de magnitud creciente.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 81.
Figura 81. Flexión del tronco con sensor Kinect 2, vista frontal.
En el cálculo de la flexión del tronco se deberán tener en cuenta los siguientes errores de
cambio entre zonas: en el cambio entre la zona I y la zona II se produce un error relativo del
32,23 % y en el cambio entre la zona II y la zona III, del 7,38%.
Los resultados del experimento con el sensor situado lateralmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 82.
Figura 82. Flexión del tronco con sensor Kinect 2, vista lateral.
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Cuando el sensor se coloca lateralmente al sujeto, el error cometido en la segunda medida es
superior. Se tendrá en cuenta que en el cambio de la zona I a la zona II se obtiene un error
relativo del 62,88 %, que resulta muy elevado, por lo que se intentará que el sujeto se coloque
de frente al sensor cuando haya que realizar medidas de este tipo.
4.2.8. Inclinación lateral del tronco
Para el estudio del grado de libertad inclinación lateral del tronco cada sujeto parte de la
posición de reposo y desempeña otras dos posiciones a mayores: inclinación lateral hacia la
izquierda e inclinación lateral hacia la derecha. En este caso, no existe un valor límite
establecido por el método RULA a partir del cual existe inclinación lateral. Se considera que
existe inclinación lateral a partir de una magnitud de la misma superior a 10 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 83.
Figura 83. Inclinación lateral del tronco con sensor Kinect 2, vista frontal.
La precisión de la medida de la inclinación lateral del tronco es mayor para la posición de
reposo y disminuye a medida que se aumenta la magnitud de la inclinación. Sin embargo, dado
que solo interesa determinar si la magnitud de la inclinación supera un valor límite de 10 °, los
resultados se consideran admisibles.
4.2.9. Rotación del tronco
Para el estudio del grado de libertad rotación del tronco cada sujeto parte de la posición de
reposo y desempeña otras dos posiciones a mayores: rotación del tronco hacia la derecha y
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hacia la izquierda. En este caso, no existe un valor límite establecido por el método RULA a
partir del cual existe rotación del tronco. Se considera que existe rotación del tronco a partir
de una magnitud del mismo superior a 20 ⁰.
Los resultados del experimento con el sensor situado frontalmente al sujeto se pueden
observar en la Figura 84.
Figura 84. Rotación del tronco con sensor Kinect 2, vista frontal.
En el cálculo de la rotación, nuevamente nos interesa determinar si la magnitud de la rotación
supera un valor límite de 20 °, a partir del cual se considera que existe rotación del tronco. Por
lo que los resultados obtenidos resultan válidos, a pesar de que en la tercera posición el error
sea demasiado elevado.
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5. Aplicación a un caso real: taller de tubos
El objetivo de este análisis es identificar y valorar los factores de riesgo ergonómicos que
existen en los puestos de trabajo del taller de tubo en las distintas operaciones de su proceso
productivo.
Una vez detectados los factores de riesgo presentes en el puesto, se debe reducir su presencia
o, si es posible, eliminarlos. Para ello se proponen acciones de mejora concretas del puesto de
trabajo que suponen que el trabajador desempeñe su tarea de forma más cómoda y segura.
Además, con el fin de evaluar si las propuestas de mejora son realmente efectivas, se volverá a
analizar el puesto de trabajo con las medidas ya adoptadas y se estudiarán los resultados.
5.1. Tareas analizadas
Las tareas que suponen un riesgo para el trabajador y que son objeto de estudio del presente
estudio ergonómico son las siguientes:
- Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte.
- Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba.
- Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería.
- Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería.
5.1.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte
Las tareas realizadas en la zona de corte consisten en el traslado de los tubos de la zona de
estiba a la máquina de corte y, una vez el tubo ha sido cortado, el traslado de los tubos
cortados a la siguiente zona de estiba. Antes de realizar el corte, el operario coloca el tubo en
la posición requerida y realiza una marca por donde el tubo debe ser cortado para cumplir con
el diseño establecido.
En esta tarea el operario se ve obligado a manipular una carga manualmente y, además, esta
manipulación se realiza con cuidado para no dañar los tubos, por lo que el operario se ve
obligado a mantener su postura durante unos segundos antes de depositar la tubería. Para
tener en cuenta estos dos tipos de factores de riesgo se aplicarán los métodos de evaluación
ergonómica frente a manipulación de cargas y frente a carga postural.
EPS. Ingeniería IndustrialProyecto Fin de Carrera
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La operación a analizar en este apartado consiste en el traslado
de 16,42 kg desde la zona de estiba
unos 95 cm de altura).
Para la aplicación del método RULA, las variables que se deben introducir manualmente en la
herramienta son las siguientes:
- La muñeca se encuentra rotada y desviada lateralmente.
- La flexión de la muñeca se considera nula.
- La carga es superior a 10 kg y se realiza de forma intermitente.
Y en cuanto a la aplicación del método INSHT, se tendrá en cuenta que:
- La duración de la tarea es inferior a 1 hora.
- La frecuencia de la tarea es del orden de 1 vez cada
- El agarre del tubo se considera malo.
5.1.2. Tarea 2. Traslado de tubería cortada a zona de estiba
Esta tarea es muy similar a la tarea 1: una vez ha terminado el
operario debe recoger la tubería resultante y trasladarla a la zona de estiba siguiente
20 cm de altura). Los factores de riesgo presentes en el desarrollo de la tarea son la carga
postural y la manipulación manual
e INSHT.
En la Figura 85 se muestra a un operario realizando el traslado del tubo desde la
corte hasta un palé.
Figura 85. Operario cogiendo tubo de máquina de corte (izquierda) y depositándolo en palé (derecha).
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo realProyecto Fin de Carrera
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La operación a analizar en este apartado consiste en el traslado de forma manual de un tubo
de 16,42 kg desde la zona de estiba (de unos 20 cm de altura) hasta la máquina de corte
Para la aplicación del método RULA, las variables que se deben introducir manualmente en la
siguientes:
La muñeca se encuentra rotada y desviada lateralmente.
La flexión de la muñeca se considera nula.
La carga es superior a 10 kg y se realiza de forma intermitente.
Y en cuanto a la aplicación del método INSHT, se tendrá en cuenta que:
ón de la tarea es inferior a 1 hora.
La frecuencia de la tarea es del orden de 1 vez cada 5 minutos.
El agarre del tubo se considera malo.
Tarea 2. Traslado de tubería cortada a zona de estiba
Esta tarea es muy similar a la tarea 1: una vez ha terminado el proceso automático de corte, el
operario debe recoger la tubería resultante y trasladarla a la zona de estiba siguiente
Los factores de riesgo presentes en el desarrollo de la tarea son la carga
postural y la manipulación manual de cargas, por lo que serán de aplicación los métodos RULA
a un operario realizando el traslado del tubo desde la
Operario cogiendo tubo de máquina de corte (izquierda) y depositándolo en palé (derecha).
Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real
Universidade da Coruña
de forma manual de un tubo
hasta la máquina de corte (de
Para la aplicación del método RULA, las variables que se deben introducir manualmente en la
proceso automático de corte, el
operario debe recoger la tubería resultante y trasladarla a la zona de estiba siguiente (de unos
Los factores de riesgo presentes en el desarrollo de la tarea son la carga
de cargas, por lo que serán de aplicación los métodos RULA
a un operario realizando el traslado del tubo desde la máquina de
Operario cogiendo tubo de máquina de corte (izquierda) y depositándolo en palé (derecha).
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 99
El peso de la tubería es de 14,69 kg y los parámetros que se deben introducir manualmente en
la herramienta coinciden con la tarea anterior.
Para la aplicación del método RULA:
- La muñeca se encuentra rotada y desviada lateralmente.
- La flexión de la muñeca se considera nula.
- La carga es superior a 10 kg y se realiza de forma intermitente.
Y para la aplicación del método INSHT:
- La duración de la tarea es inferior a 1 hora.
- La frecuencia de la tarea es del orden de 1 vez cada 5 minutos.
- El agarre del tubo se considera malo.
5.1.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería
La presente tarea consiste en la colocación de codos de algo menos de 2 kg de peso en
distintas estanterías en el almacén de materiales de fabricación.
Las estanterías del almacén están formadas por tres bandejas de diferentes alturas (Tabla 21),
de modo que los materiales más ligeros se colocan en la bandeja superior y los más pesados en
la inferior. Dicha estantería tiene una profundidad de 127 cm, pero la longitud máxima a
alcanzar por parte del operario es la mitad de dicha profundidad, es decir, 63,5 cm, ya que se
puede acceder a la tubería por ambos lados.
Tabla 21. Altura de las bandejas en el almacén del taller de tubos.
Bandeja Altura
Bandeja inferior 27 cm
Bandeja central 114 cm
Bandeja superior 200 cm
Los codos se encuentran en un palé de 21 cm de altura y 80 cm de fondo, separado a una
distancia de 60 cm de la estantería en que se deben colocar. En la Figura 86 se muestra la
colocación del palé con respecto a la estantería.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 100
Figura 86. Disposición de los accesorios ligero (izquierda) y pesado (derecha) en palé.
La tarea a analizar consiste en la colocación de 4 codos en la estantería por un operario. Los
codos se encuentran en el punto central del palé y se deben depositar en la bandeja central de
la estantería. De los 4 tubos que se manipulan, dos de ellos se sitúan en el borde de la bandeja
y los restantes en el centro.
En este puesto de trabajo está presente el factor de riesgo de carga postural, ya que el número
de veces que se debe repetir la tarea es del orden de 200. Por otro lado, aunque el peso de los
codos es inferior a 2 kg, por lo que no se consideran como carga, se aplicará el método de
evaluación ergonómica frente a manipulación manual de cargas con motivo de determinar el
peso máximo que podría manipular el operario en función de su posición.
Para la aplicación del método RULA, las variables que se deben introducir manualmente en la
herramienta son las siguientes:
- Es necesario rotar la muñeca en los momentos de manipulación de los codos.
- La flexión y desviación lateral de la muñeca se consideran nulas.
- La carga es inferior a 2 kg y se realiza de forma intermitente.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 101
Y en cuanto a la aplicación del método INSHT, se tendrá en cuenta que se deben estibar
alrededor de 200 codos, por lo que la frecuencia de la tarea es muy elevada. Los parámetros
manuales que se deben introducir son:
- La duración de la tarea es inferior a 1 hora.
- La frecuencia de la tarea es del orden de 12 veces/minuto.
- El agarre del tubo se considera regular.
5.1.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería
El objetivo de esta tarea es estibar codos de 11 kg de peso en el lugar que le corresponda del
almacén de materiales para fabricación. Las alturas de las estanterías coinciden con las
expuestas en el apartado anterior (Tabla 21).
Los codos se descargan del camión de transporte en un palé de 21 cm de altura y 80 cm de
fondo, que se coloca a una distancia de 60 cm del lugar de almacenaje.
En esta cuarta tarea dos operarios transportan dos codos de 11 kg de peso desde el centro del
palé hasta el borde de la bandeja inferior, donde serán empujados hasta el centro de la
bandeja.
Figura 87. Operarios colocando accesorio pesado.
Los factores de riesgo presentes en esta tarea comprenden tanto el de carga postural, ya que
el número de veces que se repite la tarea es del orden de 50 veces; como el de manipulación
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 102
manual de cargas. Por lo tanto, se aplicarán los métodos de evaluación ergonómica RULA e
INSHT.
Para la aplicación del método RULA, las variables que se deben introducir manualmente en la
herramienta son las siguientes:
- Existe desviación lateral de la muñeca.
- La flexión y rotación de la muñeca se consideran nulas.
- La carga es superior a 10 kg y se realiza de forma repetitiva.
Y en cuanto a la aplicación del método INSHT, se deberán introducir los siguientes
parámetros:
- La duración de la tarea es inferior a 1 hora.
- La frecuencia de la tarea es inferior a 9 veces/minuto.
- El agarre del tubo se considera regular.
5.2. Resultados
Los resultados de la evaluación ergonómica para cada una de las tareas descritas en el
apartado anterior se muestran en este apartado.
Para cada una de las tareas se muestra la puntuación final proporcionada por el método de
evaluación ergonómica RULA frente al factor de riesgo de carga postural y el peso máximo
recomendado obtenido tras la aplicación de la Guía Técnica del INSHT frente a manipulación
manual de cargas.
En los casos en que la puntuación total RULA o el peso máximo INSHT resulten desfavorables,
se indicarán las puntuaciones parciales de los miembros del cuerpo o los factores de
corrección respectivamente para facilitar el rediseño del puesto de trabajo. El objetivo del
rediseño es eliminar las condiciones que hacen inaceptable el desarrollo de las tareas propias
del puesto de trabajo.
Además, en las tareas que contienen levantamientos de carga, se indica tanto el momento de
inicio del levantamiento como su fin, para detectar qué postura resulta menos segura para el
trabajador.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 103
Esta indicación del inicio y fin de la manipulación de la carga también nos permite realizar
marcas temporales en las gráficas de puntuaciones RULA, que nos orientan a la hora de la
toma de decisiones.
5.2.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte
La presente tarea se monitoriza con ayuda del sensor de profundidad. Una vez finalizada, se
consulta el fichero de resultados generado por la herramienta creada en este Proyecto Fin de
Carrera. Los resultados muestran que las condiciones en que se desarrolla la tarea no son las
adecuadas.
En primer lugar, se muestra la puntuación RULA total a lo largo de la tarea (Figura 88). Se
observa que dicha puntuación es máxima en el inicio del levantamiento, coincidiendo con el
momento en que el operario se agacha para recoger el tubo. Esta puntuación disminuye a
medida que el operario adopta una posición más favorable, adquiriendo al final del
levantamiento una puntuación de cinco unidades.
Figura 88. Puntuación RULA total, tarea 1.
A efectos de entender por qué la puntuación final RULA es tan elevada se tendrá en cuenta
que tanto la puntuación del grupo A como del grupo B se incrementa en dos unidades por
tratarse de una carga superior a 10 kg y realizarse de forma intermitente. Además, a
continuación se presentan las puntuaciones parciales RULA para cada extremidad.
En cuanto al grupo A, la puntuación parcial para los brazos derecho e izquierdo se muestra en
la Figura 89. Se debe observar la evolvente de ambas puntuaciones, ya que para el cálculo de
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1
2
3
4
5
6
7
3,0
7
4,1
4
5,2
0
6,2
7
7,3
4
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0
9,4
7
10
,54
11
,60
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13
,74
14
,80
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,87
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,94
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,00
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,07
Zona IV
Zona III
Zona II
Zona I
RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 104
la puntuación total RULA se utiliza la mayor de las puntuaciones de los dos lados del cuerpo,
izquierdo o derecho.
Figura 89. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 1.
La puntuación de los brazos es mayor en el inicio del levantamiento, debido a que el operario
realiza grandes flexiones del brazo para alcanzar la carga. Al final del levantamiento la
puntuación es mínima, debido a que el lugar donde se debe depositar la carga se encuentra a
una altura adecuada, que no obliga al trabajador a ejecutar movimientos incómodos del brazo.
En la Figura 90 se muestra la puntuación parcial RULA para los antebrazos. Se observa que esta
puntuación alcanza su valor máximo para ambos brazos en la totalidad de la tarea.
Figura 90. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 1.
0
1
2
3
4
5
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,07
4,1
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0
6,2
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4
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0
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7
10
,54
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,60
12
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,74
14
,80
15
,87
16
,94
18
,00
19
,07
Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
Brazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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1
2
3
3,0
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4,1
4
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0
6,2
7
7,3
4
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0
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,54
11
,60
12
,67
13
,74
14
,80
15
,87
16
,94
18
,00
19
,07
Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
Antebrazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 105
La puntuación de la muñeca (variable que se introduce de forma manual) es de dos unidades a
lo largo de toda la tarea, ya que se considera que no existe flexión, obteniendo una puntuación
parcial de una unidad, pero se incrementa en otra unidad por considerar que existe desviación
lateral.
En cuanto al giro de muñeca, se considera que existe pronación en rango extremo, por lo que
se obtiene una puntuación parcial de dos unidades.
Por otro lado, en cuanto a las puntuaciones RULA del grupo B, la puntuación parcial del cuello
se muestra en la Figura 91. Se observa que para la presente tarea, las puntuaciones oscilan
entre una y tres unidades.
Figura 91. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 1.
La evolución de la puntuación parcial RULA para la espalda se muestra en la Figura 92. Dado
que el operario debe recoger el tubo desde una altura próxima al suelo se ve obligado a
realizar una gran flexión de la espalda, lo que se traduce en unas puntuaciones de espalda
bastante elevadas al inicio del levantamiento. En cambio, al finalizar el levantamiento, al
encontrarse el operario en posición "de pie" con flexión de la espalda prácticamente nula, la
puntuación parcial correspondiente a la espalda es aceptable.
0
1
2
3
4
5
6
3,0
7
4,1
4
5,2
0
6,2
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4
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0
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7
10
,54
11
,60
12
,67
13
,74
14
,80
15
,87
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,94
18
,00
19
,07
Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 106
Figura 92. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 1.
La puntuación parcial de las piernas es de una unidad, ya que el operario se encuentra en
posición de pie y con el peso simétricamente distribuido entre ambos pies.
Con respecto al método INSHT, en la Figura 93 se muestra la evolución del peso límite
recomendado para cada postura, en comparación con el peso real que se está manipulando y
el peso teórico, que es el peso que se obtiene antes de aplicar los factores de corrección.
Se observa que al comienzo del levantamiento el peso teórico es inferior al peso real, por lo
tanto, el peso máximo recomendado aún es inferior al peso real, debido al efecto reductor de
los factores de corrección.
Figura 93. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 1.
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1
2
3
4
5
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3,0
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,80
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,87
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,00
19
,07
Zona III
Zona II
Zona I
Espalda
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
0
5
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15
20
25
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3,0
7
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0
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7
9,6
2
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,54
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,47
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,40
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,34
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,27
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,20
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,14
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,07
18
,00
18
,94
Peso máximo recomendado
Peso real
Peso teórico
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 107
A continuación se muestra la evolución de los factores de corrección del método, con objeto
de dilucidar las causas de disminución del peso teórico del método INSHT y encontrar
soluciones a su efecto.
El factor de corrección de distancia vertical evoluciona tal y como se muestra en la Figura 94.
Este factor de corrección disminuye de la unidad a un valor de 0,97, debido a que la distancia
vertical a la que se transporta la carga es superior a 50 cm e inferior a 100 cm.
Figura 94. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 1.
La evolución del factor de corrección de giro del tronco se puede observar en la Figura 95. Se
observa que en la tarea no se producen rotaciones del tronco elevadas, pese a alcanzarse un
valor puntual de 0,8. El descenso que se produce al final de la gráfica tiene lugar una vez ha
finalizado la tarea.
Figura 95. Factor de corrección rotación del tronco, tarea 1.
Por último, el factor de corrección del tipo de agarre adquiere el valor de 0,9, por tratarse de
una situación de agarre mala; y el factor de corrección de frecuencia de manipulación, de 1, ya
que la duración de la tarea es inferior a una hora y la frecuencia de manipulación es inferior a 1
vez cada 5 minutos.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
3,0
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,60
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,80
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,87
16
,94
18
,00
19
,07
F. C. Desplazamieno vertical
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
3,0
7
4,1
4
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,54
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,80
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16
,94
18
,00
19
,07
F. C. Giro del tronco
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 108
Por lo tanto, se concluye que esta tarea necesita mejoras debido a que, tras la aplicación de los
métodos de evaluación ergonómica frente a los factores de riesgo de carga postural y
manipulación manual de cargas, se obtienen resultados no admisibles, que requieren rediseño
inmediato del puesto de trabajo.
5.2.2. Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba.
Una vez finalizada la ejecución de la tarea se genera un fichero con los resultados de la
evaluación, incluyendo la puntuación total RULA y el peso máximo recomendado por el
método INSHT para cada postura del operario.
La puntuación total RULA se muestra en la Figura 96. Se observa que la puntuación más
desfavorable se obtiene al final del levantamiento, coincidiendo con el instante en que el
operario se debe agachar para depositar la carga en el palé. Se debe tener en cuenta que las
puntuaciones de los grupos A y B se incrementan en dos unidades por ser la carga mayor de 10
kg y manipularse de forma intermitente, por eso se alcanzan puntuaciones totales RULA tan
elevadas.
Figura 96. Puntuación RULA total, tarea 2.
A continuación, se muestra la evolución de las puntuaciones parciales del método RULA. En
primer lugar, se presentan las puntuaciones parciales correspondientes grupo A, es decir,
brazos, antebrazos, muñeca y giro de muñeca.
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1
2
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,06
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,79
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,53
Zona IV
Zona III
Zona II
Zona I
RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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Universidade da Coruña 109
En la Figura 97, se puede observar la puntuación parcial RULA de los brazos. Se advierte que
las mayores puntuaciones de brazos coinciden con el final del levantamiento. Esto se debe a
que el operario debe estirar los brazos para depositar el tubo en su lugar de destino.
Figura 97. Puntuación parcial RULA de los brazos, tarea 2.
En la Figura 98 se muestra la puntuación parcial RULA de los antebrazos. Se observa que se
alcanza la puntuación máxima la mayoría del tiempo para ambos brazos.
Figura 98. Puntuación parcial RULA de los antebrazos, tarea 2.
Con respecto a las puntuaciones parciales correspondientes a la mano, se considera que no
existe flexión de la muñeca pero sí está desviada lateralmente, por lo que su puntuación es de
dos unidades. Con respecto al giro de la muñeca, se considera que existe pronación en grado
extremo, por lo que su puntuación es de dos unidades.
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1
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,06
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,93
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,86
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,79
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Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
Brazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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,06
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,99
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,93
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,86
13
,79
14
,73
15
,66
16
,58
17
,53
Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
Antebrazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 110
En cuanto al grupo B, es decir, el correspondiente al cuello, espalda y piernas, sus
puntuaciones parciales se presentan a continuación. En primer lugar, en la Figura 99 se
muestra la puntuación parcial RULA del cuello, que alcanza un máximo de tres unidades al
finalizar el levantamiento.
Figura 99. Puntuación parcial RULA del cuello, tarea 2.
En la Figura 100 se muestra la puntuación parcial RULA de la espalda. Se observa que esta
puntuación aumenta en el momento en que se deposita la carga, debido que al agacharse el
operario realiza una flexión de la espalda elevada.
Figura 100. Puntuación parcial RULA de la espalda, tarea 2.
Además, una variable que es necesario introducir manualmente es la puntuación RULA parcial
de las piernas. Esta puntuación es de una unidad ya que el operario se encuentra de pie con el
peso simétricamente distribuido.
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1
2
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4,4
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,06
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,99
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,86
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,79
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,66
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,53
Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
0
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4,4
5
5,3
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3
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9
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,06
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,93
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,79
14
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15
,66
16
,58
17
,53
Zona III
Zona II
Zona I
Espalda
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 111
Por otro lado, los resultados de la aplicación del método proporcionado por la Guía Técnica del
INSHT revelan que el peso que manipula el operario supera el peso máximo recomendado por
el método en el instante en que se deposita la carga (Figura 101). Además, se observa cómo le
afectan al peso teórico los factores de corrección, provocando su disminución. El peso teórico
es inferior al peso real manipulado por el operario en el momento en que este deposita la
carga y da lugar a un peso máximo recomendado aún menor por efecto de los factores de
corrección.
Figura 101. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 2.
A continuación se muestra cómo varían los factores de corrección del método INSHT a lo largo
de la ejecución de la tarea.
En la Figura 102 se muestra el factor de corrección de desplazamiento vertical. Se puede
apreciar que este factor de corrección se mantiene en un valor de una unidad hasta instantes
antes de depositar la carga, que es cuando se produce un cambio en la altura de la carga.
Figura 102. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 2.
0
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25
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4,4
5
5,2
7
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,66
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,46
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,26
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,06
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,86
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,66
16
,45
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18
,06
Peso máximo recomendado
Peso real
Peso teórico
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
4,4
5
5,3
9
6,3
3
7,2
6
8,1
9
9,1
2
10
,06
10
,99
11
,93
12
,86
13
,79
14
,73
15
,66
16
,58
17
,53
F. C. Desplazamiento vertical
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 112
Se observa en la Figura 103 que el factor de corrección correspondiente al giro del tronco
oscila entre la unidad y un valor de 0,9, a pesar de adquirir el valor de 0,8 en un momento
puntual.
Figura 103. Factor de corrección giro del tronco, tarea 2.
Con respecto al factor de corrección correspondiente al tipo de agarre, se introduce
manualmente en la herramienta un valor de 0,9, que corresponde a una situación de agarre
malo. Por último, en cuanto al factor de corrección correspondiente a frecuencia de
manipulación, se tendrá en cuenta que la duración de la tarea es menor que una hora y que la
frecuencia de manipulación es inferior a 1 vez cada 5 minutos.
Se puede concluir que este puesto de trabajo requiere mejoras de forma inmediata, ya que los
resultados tras la aplicación de los métodos de evaluación ergonómica frente a los factores de
riesgo de carga postural y de manipulación manual de cargas no son admisibles.
5.2.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería
El fichero de resultados que genera la herramienta tras la ejecución de la tarea revela unas
puntuaciones del método de evaluación ergonómica RULA bastante desfavorables, por lo que
el puesto de trabajo debe ser rediseñado.
En la Figura 104 se puede observar la evolución de la puntuación RULA total a lo largo de la
tarea. En dicha figura se representan los 4 levantamientos de carga indicando su comienzo y su
fin. Se observa que se obtienen puntuaciones RULA de seis unidades al comienzo de todos los
levantamientos, es decir, cuando el operario se agacha para coger el tubo. En cambio, al
finalizar la manipulación de la carga, la puntuación total es mucho más reducida, debido a que
la posición en que se encuentra el operario es más adecuada.
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
4,4
5
5,3
9
6,3
3
7,2
6
8,1
9
9,1
2
10
,06
10
,99
11
,93
12
,86
13
,79
14
,73
15
,66
16
,58
17
,53
F. C. Giro del tronco
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 113
Figura 104. Puntuación RULA total, tarea 3.
Se comienza la evaluación por los miembros superiores del cuerpo, que se corresponden con
el grupo A. En la Figura 105 se muestra la puntuación parcial de los brazos, donde se observa
que la evolvente de la puntuación de ambos brazos varía entre tres y cuatro unidades a lo
largo de los levantamientos de carga.
Figura 105. Puntuación parcial RULA de los brazos, tarea 3.
0
1
2
3
4
5
6
7
2,0
1
2,8
2
3,6
2
4,4
2
5,2
1
6,0
2
6,8
2
29
,37
30
,17
30
,98
31
,77
32
,57
33
,37
34
,17
34
,97
35
,77
36
,58
37
,37
38
,17
38
,98
39
,78
40
,58
41
,38
42
,18
42
,97
43
,77
44
,57
45
,37
46
,17
46
,98
47
,78
48
,58
49
,38
Zona IV Zona III Zona II
Zona I RULA_Final Inicio levantamiento
Fin levantamiento
0
1
2
3
4
5
6
2,0
1
2,8
2
3,6
2
4,4
2
5,2
1
6,0
2
6,8
2
29
,37
30
,17
30
,98
31
,77
32
,57
33
,37
34
,17
34
,97
35
,77
36
,58
37
,37
38
,17
38
,98
39
,78
40
,58
41
,38
42
,18
42
,97
43
,77
44
,57
45
,37
46
,17
46
,98
47
,78
48
,58
49
,38
Zona III Zona II Zona I
Brazo derecho Brazo izquierdo Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 114
La puntuación correspondiente a los antebrazos se muestra en la Figura 106. Teniendo en
cuenta la evolvente formada por la puntuación máxima de cada lado del cuerpo, la puntuación
de los antebrazos se mantiene en tres unidades durante toda la tarea.
Figura 106. Puntuación parcial RULA de los antebrazos, tarea 3.
En la ejecución de la tarea no existe flexión ni desviación lateral de la muñeca, por lo que su
puntuación parcial es de una unidad. Sin embargo, sí existe rotación de la misma, por lo que la
puntuación parcial correspondiente al giro de la muñeca es 2.
Se continúa la evaluación presentando las puntuaciones RULA correspondientes a los
miembros inferiores, es decir, al grupo B. En la Figura 107 se muestra la puntuación parcial del
cuello. La máxima puntuación que se alcanza es de cuatro unidades coincidiendo con los
instantes de comienzo del levantamiento.
0
1
2
3
2,0
1
2,7
53
,48
4,2
24
,95
5,6
86
,42
28
,74
29
,64
30
,38
31
,12
31
,84
32
,57
33
,31
34
,04
34
,77
35
,51
36
,25
36
,98
37
,71
38
,44
39
,18
39
,91
40
,65
41
,38
42
,12
42
,84
43
,57
44
,31
45
,04
45
,77
46
,51
47
,24
47
,98
48
,72
49
,45
Zona III Zona II Zona I
Antebrazo derecho Antebrazo izquierdo Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 115
Figura 107. Puntuación parcial RULA del cuello, tarea 3.
En cuanto a la puntuación de la espalda, en la Figura 108 se observa que es elevada en el
instante en que comienza el levantamiento y desciende en el momento en que finaliza el
mismo.
Figura 108. Puntuación parcial RULA de la espalda, tarea 3.
Se considera que el peso se distribuye simétricamente entre los dos pies del operario, por lo
que su puntuación parcial es de una unidad.
0
1
2
3
4
5
6
2,0
1
2,8
8
3,7
5
4,6
2
5,4
8
6,3
5
28
,81
29
,84
30
,72
31
,57
32
,44
33
,31
34
,17
35
,04
35
,92
36
,78
37
,64
38
,51
39
,38
40
,25
41
,11
41
,98
42
,84
43
,71
44
,57
45
,44
46
,31
47
,18
48
,05
48
,92
Zona III Zona II Zona I
Cuello Inicio levantamiento Fin levantamiento
0
1
2
3
4
5
6
2,0
1
2,8
8
3,7
5
4,6
2
5,4
8
6,3
5
28
,81
29
,84
30
,72
31
,57
32
,44
33
,31
34
,17
35
,04
35
,92
36
,78
37
,64
38
,51
39
,38
40
,25
41
,11
41
,98
42
,84
43
,71
44
,57
45
,44
46
,31
47
,18
48
,05
48
,92
Zona III Zona II Zona I
Espalda Inicio levantamiento Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 116
Por otro lado, tras la aplicación de la Guía Técnica del INSHT con respecto a manipulación
manual de cargas, se observa que no existen riesgos relacionados con la manipulación de
cargas en el puesto de trabajo. En la Figura 109 se muestra que el peso máximo recomendado
por el método INSHT para cada postura del operario supera con creces el peso real
manipulado.
Figura 109. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 3.
Los resultados obtenidos evidencian la necesidad de rediseño del puesto de trabajo para
erradicar el riesgo de lesión frente a carga postural elevada.
5.2.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería
Tras la revisión del fichero de resultados se observa que la puntuación RULA total es muy
elevada a lo largo de la tarea, por lo que se requiere un rediseño inmediato del lugar de
trabajo.
La puntuación RULA en los momentos en que se realiza la manipulación alcanza su puntuación
máxima de 7, tal y como se muestra en la Figura 110. En dicha figura se indican los instantes en
que comienza y finaliza el levantamiento de la carga.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2,0
1
3,4
8
4,9
5
6,4
2
29
,64
31
,12
32
,57
34
,04
35
,51
36
,98
38
,44
39
,91
41
,38
42
,84
44
,31
45
,77
47
,24
48
,72
Peso máximo recomendado
Peso real
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 117
Figura 110. Puntuación RULA total, tarea 4, sesión 1.
A continuación, se muestran las puntuaciones parciales del método RULA comenzando por las
correspondientes al grupo A. En la Figura 111 se muestra la puntuación parcial RULA de ambos
brazos. Se observa que, aunque no se llega a alcanzar la puntuación máxima, la evolvente de la
puntuación de ambos brazos es bastante elevada.
Figura 111. Puntuación parcial RULA de los brazos, tarea 4, sesión 1.
En la Figura 112 se puede observar la puntuación parcial RULA de los antebrazos. Se observa
que la evolvente de esta puntuación es máxima al cabo de toda la tarea.
0
1
2
3
4
5
6
7
4,2
6
5,2
6
6,2
6
7,2
6
8,2
6
9,2
6
10
,26
11
,26
12
,26
13
,26
14
,26
15
,26
16
,26
17
,26
18
,26
19
,26
Zona IV
Zona III
Zona II
Zona I
RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
0
1
2
3
4
5
6
4,2
6
5,2
6
6,2
6
7,2
6
8,2
6
9,2
6
10
,26
11
,26
12
,26
13
,26
14
,26
15
,26
16
,26
17
,26
18
,26
19
,26
Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
Brazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 118
Figura 112. Puntuación parcial RULA de los antebrazos, tarea 4, sesión 1.
La puntuación parcial RULA de la mano es de 2, ya que en la ejecución de la tarea la flexión de
la mano es nula y existe desviación lateral de la misma. La puntuación parcial correspondiente
al giro de muñeca es 1, ya que no existe rotación de la muñeca.
En lo concerniente a la puntuación RULA del grupo B, en la Figura 113 se muestra la
puntuación parcial del cuello. Se observa que se alcanzan puntuaciones bastante elevadas,
alcanzando las cuatro unidades.
Figura 113. Puntuación parcial RULA del cuello, tarea 4, sesión 1.
En la Figura 114 se muestra la puntuación parcial correspondiente a la espalda. Se alcanzan
puntuaciones muy elevadas debido a las grandes flexiones de espalda que realiza el operario y
a que se realizan rotaciones e inclinaciones laterales del tronco en la ejecución de la tarea.
0
1
2
3
4,2
6
5,2
6
6,2
6
7,2
6
8,2
6
9,2
6
10
,26
11
,26
12
,26
13
,26
14
,26
15
,26
16
,26
17
,26
18
,26
19
,26
Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
Antebrazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
0
1
2
3
4
5
6
4,2
6
5,2
6
6,2
6
7,2
6
8,2
6
9,2
6
10
,26
11
,26
12
,26
13
,26
14
,26
15
,26
16
,26
17
,26
18
,26
19
,26
Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 119
Figura 114. Puntuación parcial RULA de la espalda, tarea 4, sesión 1.
La puntuación de las piernas es de una unidad, ya que se considera que el peso se distribuye
uniformemente entre los dos pies.
Por último, a la vista de los resultados de la evaluación ergonómica frente al factor de riesgo
de manipulación manual de cargas, realizado con ayuda de la Guía Técnica del INSHT destinada
a ese propósito, se concluye que no existe riesgo de lesiones debido a las cargas que se
manipulan.
En los dos levantamientos realizados el peso máximo recomendado para cada postura del
operario supera o iguala el peso real manipulado (Figura 115).
Figura 115. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, sesión 1.
0
1
2
3
4
5
6
4,2
6
5,2
6
6,2
6
7,2
6
8,2
6
9,2
6
10
,26
11
,26
12
,26
13
,26
14
,26
15
,26
16
,26
17
,26
18
,26
19
,26
Zona III
Zona II
Zona I
Espalda
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
0
5
10
15
20
25
30
4,2
6
5,1
9
6,1
3
7,0
6
7,9
9
8,9
3
9,8
6
10
,80
11
,73
12
,66
13
,59
14
,53
15
,46
16
,39
17
,33
18
,26
19
,20
20
,13
Peso máximo recomendado
Peso real
Peso teórico
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 120
Por lo tanto, se concluye que no se requieren cambios en cuanto al peso que manipulan los
operarios. Sin embargo, el puesto de trabajo ha de ser rediseñado para reducir la carga
postural a la que se ve sometido el trabajador.
5.3. Medidas correctoras
En este apartado se presentan las propuestas de mejora para cada una de las tareas
analizadas.
5.3.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte
La puntuación RULA resultante de la evaluación es máxima para la mayoría de la tarea y, por lo
tanto, requiere mejoras inmediatas. Además, el peso del tubo es inadmisible, ya que supera el
peso límite recomendado por la Guía Técnica del INSHT.
Se propone como acción de mejora aumentar la altura de la zona de estiba a una posición
intermedia entre el nivel de las manos y de los codos del trabajador. Además, se debe permitir
que el trabajador se pueda acercar lo suficiente, de modo que en el momento en que se inicia
la manipulación no se vea obligado a estirar los brazos. Con esta medida, se espera también
que la flexión del tronco se reduzca considerablemente, disminuyendo la puntuación parcial
RULA correspondiente. Además, esta medida también permitiría la reducción del factor de
corrección desplazamiento vertical, ya que la altura del lugar de recogida del tubo y de la
máquina de corte serían más parecidas.
En concreto para esta tarea, se desea una altura de la zona de estiba de 95 cm. Esta medida
tiene el inconveniente de que no todos los trabajadores tienen la misma altura. Se intentará
llegar a una situación de compromiso en la que la altura de la zona de estiba sea adecuada
para los trabajadores más altos y más bajos simultáneamente.
Por otro lado, se debe intentar entrenar al operario para reducir la rotación del tronco en el
desarrollo de la tarea, lo que permitiría reducir tanto la puntuación parcial RULA de la espalda
como el factor de corrección INSHT de giro del tronco. En este entrenamiento se puede utilizar
la herramienta desarrollada en este Proyecto Fin de Carrera. En el laboratorio, los operarios
harán una simulación de la tarea que deben ejecutar y, en tiempo real, la herramienta indicará
si el movimiento se está realizando de la forma más adecuada posible.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 121
5.3.2. Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba.
El gran inconveniente que presenta la segunda tarea objeto de evaluación es que la zona de
estiba tiene una altura de unos 20 cm, muy cercana al suelo, por lo que los operarios se ven
forzados a realizar grandes flexiones de tronco para depositar el tubo. Además, la diferencia de
altura entre la máquina de corte y la zona de estiba provoca que se alcancen factores de
corrección de desplazamiento vertical elevados, que conviene disminuir para causar un
aumento en el peso máximo permitido por el método INSHT. La nueva altura de la zona de
estiba se fija en 95 cm.
Otro factor de corrección que se podría mejorar es el de rotación del troco. Para ello se
propone entrenar al operario utilizando la herramienta desarrollada en este Proyecto Fin de
Carrera. Con la disminución de la rotación del tronco se lograría reducir, además del factor de
corrección del método INSHT, la puntuación parcial RULA correspondiente a la espalda.
5.3.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería.
Tras la evaluación de los resultados procedentes de la tercera tarea se concluye que no existe
riesgo vinculado a la manipulación manual de cargas. En cambio, sí existe un alto riesgo
relacionado con la carga postural, al alcanzarse puntuaciones RULA muy elevadas.
Los movimientos que necesitan una mejora inmediata son los relativos a los brazos,
antebrazos y espalda.
Las puntuaciones más desfavorables se alcanzan en el instante en que el operario se agacha
para coger los tubos situados en el palé, a 21 cm de altura. En este movimiento el operario
realiza una gran flexión de la espalda, además de flexionar los brazos y extender los
antebrazos.
Por lo tanto, la primera medida que se debe tomar es la de aumentar la altura del palé, hasta
que su superficie alcance los 95 cm. Para ello la empresa deberá adquirir algún mecanismo de
elevación de los palés y unas mesas de altura cercana a 74 cm. El palé se colocaría sobre la
mesa alcanzando la altura total deseada.
Se realizará una primera evaluación consistente en el traslado de accesorios ligeros desde el
palé situado a 95 cm hasta la bandeja central, para mostrar a la empresa los resultados de
conservar las estanterías actuales.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 122
Tras la adopción de esta medida se esperan resultados favorables, tanto con respecto a la
puntuación RULA total como al peso máximo recomendado por el método INSHT. En primer
lugar se espera una reducción en la flexión de la espalda, con la consiguiente disminución de
sus puntuaciones parciales RULA.
Por otro lado, se espera un aumento en el peso teórico proporcionado por el método INSHT,
ya que la postura de las manos con respecto a los pies es cercana a la situación ideal y,
además, el factor de corrección de desplazamiento vertical se mantendrá cercano a la unidad,
pues la distancia vertical de traslado de la carga es muy pequeña.
En segundo lugar se propone que el operario transporte los codos de dos en dos, lo que
supondría un peso total inferior a los 4 kg. En este supuesto, cambiarían las condiciones de la
carga, que pasaría a ser mayor de 2 kg realizándose la manipulación de forma intermitente.
La segunda propuesta persigue aumentar la productividad de la empresa, reduciendo el
tiempo de ciclo de la tarea a la mitad.
5.3.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería
Los accesorios que se manipulan en esta tarea son codos de 11 kg de peso, sin embargo, al ser
transportados por dos operarios, cada operario soporta en realidad 5,5 kg de peso. Los
resultados de la evaluación ergonómica frente a manipulación manual de cargas son
favorables, ya que no se supera el peso máximo recomendado por el método INSHT.
En cuanto a los resultados procedentes del método RULA, se alcanzan puntuaciones muy
elevadas en los momentos de manipulación de la carga. Estas puntuaciones tienen su origen
en puntuaciones parciales muy elevadas para brazos, antebrazos, cuello y espalda.
El diseño actual consiste en el transporte de los accesorios desde un palé de 21 cm de altura a
la bandeja inferior de la estantería, de 27 cm de altura. Para realizar esta tarea el operario se
ve obligado a realizar grandes flexiones de espalda y cuello. Además, el codo se encuentra en
el centro del palé y se deposita en el borde de la estantería, arrastrándolo posteriormente al
centro de la misma. Esto explica las grandes flexiones de brazos y extensiones de antebrazo
que realiza el operario.
Para esta tarea se proponen dos mejoras: la primera respetando las alturas de estantería
actuales y la segunda acomodando las bandejas a una altura más cómoda para el operario.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 123
La condición común a ambas mejoras es la elevación de la superficie del palé hasta llegar a los
95 cm. Para ello, la empresa deberá dotarse de algún sistema de elevación de palés y de una
mesa de altura cercana a los 74 cm, para que el conjunto mesa-palé alcance la altura final
deseada.
En la primera propuesta se evalúa una tarea de transporte de un codo desde el palé situado a
95 cm hasta la bandeja central de la estantería, situada a 114 cm de altura.
En la segunda propuesta se evalúa la misma tarea, pero en este caso el transporte se realiza
desde el palé situado a 95 cm hasta una estantería cuya bandeja se encuentra también a 95
cm. Con esta medida se obtiene un factor de desplazamiento vertical de una unidad y el peso
teórico se mantiene cercano al máximo, ya que la postura de las manos con respecto a los pies
se acerca a la situación ideal.
Por lo tanto, se espera que los resultados procedentes de la primera propuesta mejoren la
situación actual pero, por otro lado, la segunda propuesta daría lugar a unos resultados aún
mejores.
Por último, se estudiará la posibilidad de que sea un solo operario el que realice el transporte
de los accesorios en las condiciones de la segunda propuesta. En caso de obtener resultados
favorables, la tercera propuesta supondría una mejora de la productividad de la empresa, ya
que no habría que esperar a que dos operarios quedasen libres para realizar la tarea.
En la tercera propuesta las condiciones de la carga varían, ya que pasa a tratarse de una carga
superior a 10 kg realizándose la manipulación repetitivamente.
5.4. Comprobación de las medidas correctoras
Una vez adoptadas las acciones de mejora propuestas, se realiza una evaluación con el fin de
comprobar si el riesgo ergonómico realmente ha disminuido. En este apartado se presentan
los resultados de este nuevo análisis, demostrando que el nuevo diseño del espacio de trabajo
es más seguro y cómodo para los trabajadores. Además, se exponen las opciones de que
dispone la empresa para mejorar su productividad.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 124
5.4.1. Tarea 1: Carga de materiales en máquinas de corte
Para esta tarea la acción de mejora propuesta es el aumento de la altura de las superficies de
estiba, para evitar que el operario se tenga que agachar al recoger el tubo. Una vez realizados
los cambios, se realiza un nuevo análisis ergonómico contemplando los dos factores de riesgo
existentes: carga postural y manipulación manual de cargas.
Los resultados revelan puntuaciones totales RULA más favorables con respecto al diseño
actual, tal y como se muestra en la Figura 116. La puntuación mayoritaria a lo largo del
levantamiento es de cinco unidades, alcanzándose puntualmente puntuaciones de seis y de
cuatro unidades, que se corresponden con errores en la medición.
Se debe tener en cuenta que en el levantamiento las puntuaciones parciales de los grupos A y
B se ven incrementadas en dos unidades por ser el peso de la carga superior a los 10 kg y
realizarse la manipulación intermitentemente.
Figura 116. Puntuación RULA total, tarea 1, propuesta de mejora.
A continuación se verá en qué medida se han disminuido las puntuaciones parciales de los
miembros del cuerpo una vez se han introducido las mejoras en el puesto de trabajo. Se
comienza por las puntuaciones parciales de los miembros superiores, es decir, el grupo A.
En la Figura 117 se muestra la puntuación parcial de los brazos. En la mayoría de la tarea esta
puntuación es de una unidad, alcanzándose en momentos puntuales un máximo de dos
unidades.
0
1
2
3
4
5
6
7
1,7
0
2,4
4
3,1
7
3,9
1
4,6
4
5,3
6
6,1
1
6,8
3
7,5
6
8,3
1
9,0
4
9,7
7
10
,51
11
,24
11
,97
12
,71
Zona IV
Zona III
Zona II
Zona I
RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 125
Figura 117. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 1, propuesta de mejora.
En la Figura 118 se muestra la puntuación parcial de los antebrazos. Esta puntuación sigue
siendo máxima a lo largo de la mayoría de la tarea, pero no afecta en gran medida a la
puntuación RULA total.
Figura 118. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 1, propuesta de mejora.
Las puntuaciones correspondientes a la muñeca y al giro de la muñeca son las mismas, ya que
el tipo de agarre del tubo no varía. Por lo tanto, la puntuación de la muñeca es de dos
unidades y la del giro de muñeca, también de dos unidades.
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Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
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,24
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,97
12
,71
Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
Antebrazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 126
A continuación se muestran las puntuaciones parciales correspondientes a los miembros del
grupo B. En primer lugar, en la Figura 119 se muestra la puntuación parcial correspondiente al
cuello, que varía entre una y dos unidades.
Figura 119. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 1, propuesta de mejora.
En la Figura 120 se muestra la puntuación parcial de la espalda, que se mantiene en dos
unidades dado que la flexión de la espalda es inferior a 20 °.
Figura 120. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 1, propuesta de mejora.
La puntuación parcial correspondiente a las piernas es de una unidad, por encontrarse el
operario en postura "de pie" con el peso simétricamente distribuido entre ambos pies.
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Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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,51
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,97
12
,71
Zona III
Zona II
Zona I
Espalda
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 127
Los resultados concernientes a la aplicación del método propuesto por la Guía Técnica de
levantamiento de cargas desarrollada por el INSHT, muestran que en el peso real de la carga
no supera el peso máximo recomendado para la postura del operario en la realización de la
carga (Figura 121).
Figura 121. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 1, propuesta de mejora.
El motivo principal del aumento del peso máximo recomendado es la posición de la carga
respecto al operario. En estas nuevas condiciones la carga se manipula en un lugar próximo al
operario entre la altura de sus nudillos y de sus codos, por lo que el peso teórico es el máximo
posible, de 25 kg.
Además, dado que no es necesario realizar desplazamientos verticales de la carga, el factor de
corrección de desplazamiento vertical se mantiene en una unidad a lo largo de la manipulación
(Figura 122).
Figura 122. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 1, propuesta de mejora.
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Peso máximo recomendado
Peso real
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,71
F. C. Desplazamiento vertical
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 128
Por otro lado, el resto de factores de corrección evolucionan de igual forma que lo hacían
antes de las mejoras, como es el caso del factor de corrección del giro del tronco (Figura 123).
Figura 123. Factor de corrección giro del tronco, tarea 1, propuesta de mejora.
El factor de corrección del tipo de agarre se mantiene en 0,9 y el de frecuencia de
manipulación en una unidad.
A la vista de los resultados tras la aplicación de las mejoras, se puede concluir que el trabajo en
estas nuevas condiciones es seguro para el operario, ya que cumple con los requisitos de los
dos métodos de evaluación ergonómica frente a carga postural y manipulación manual de
cargas: RULA e INSHT, respectivamente.
5.4.2. Tarea 2: Traslado de tubería cortada a zona de estiba
La propuesta de mejora para la presente tarea es el aumento de la altura de las zonas de
estiba. Tras la realización de los cambios oportunos se realiza una evaluación ergonómica de la
tarea, dando lugar a los resultados que se muestran a continuación.
En primer lugar, se muestra la puntuación RULA total (Figura 124). Se observa una mejora con
respecto a la puntuación total antes del rediseño del puesto de trabajo, obteniéndose una
puntuación de cuatro unidades a lo largo del levantamiento, con valores puntuales de cinco
unidades.
Además, se debe tener en cuenta que en el intervalo de tiempo en que transcurre el
levantamiento la puntuación parcial de los grupos A y B se ve incrementada en dos unidades
por tratarse de una carga superior a los 10 kg y realizarse la manipulación de manera
intermitente.
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F. C. Giro del tronco
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 129
Figura 124. Puntuación RULA total, tarea 2, propuesta de mejora.
Se muestra a continuación la variación de las puntuaciones parciales del método RULA
comenzando por el grupo A. En la Figura 125 se muestra la puntuación parcial correspondiente
a los brazos, que se mantiene en una unidad salvo en tres momentos puntuales en los que
alcanza una puntuación de dos unidades.
Figura 125. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 2, propuesta de mejora.
En la Figura 126 se muestra la puntuación parcial correspondiente a los antebrazos. Esta
puntuación es de dos unidades en el momento del levantamiento.
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Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
Brazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 130
Figura 126. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 2, propuesta de mejora.
En cuanto a las puntuaciones correspondientes a la muñeca y al giro de muñeca, se conservan
las condiciones anteriores, por lo que no se ven modificadas. Por lo tanto, la puntuación de la
muñeca es de dos unidades y la del giro de muñeca, también de dos unidades.
Con respecto al grupo B, en la Figura 127 se muestra la puntuación parcial correspondiente al
cuello, que varía entre puntuaciones de una y tres unidades en momentos previos al
levantamiento y entre una y dos unidades en la realización del levantamiento.
Figura 127. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 2, propuesta de mejora.
En la Figura 128 se muestra la puntuación parcial correspondiente a la espalda, que se
mantiene en dos unidades, puesto que la flexión de la espalda se mantiene entre 0 y 20 °.
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Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
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Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 131
Figura 128. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 2, propuesta de mejora.
La puntuación parcial correspondiente a las piernas es de una unidad por encontrarse el
operario de pie con el peso simétricamente distribuido entre ambos pies.
Además, los resultados de la aplicación del método de evaluación ergonómica INSHT frente al
factor de riesgo de levantamiento de cargas muestran que en ningún momento de la
manipulación se supera el peso máximo recomendado para la postura que ejecuta el operario
(Figura 129).
Figura 129. Peso máximo recomendado, peso teórico y peso real, tarea 2, propuesta de mejora.
La reducción del peso máximo recomendado con respecto al diseño anterior del puesto de
trabajo se debe a que la manipulación de la carga se realiza en la zona ideal, es decir, con las
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Zona III
Zona II
Zona I
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,99
Peso máximo recomendado
Peso real
Peso teórico
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 132
manos cerca del cuerpo del operario y con una altura intermedia entre los nudillos y codos,
con lo que se consigue un peso teórico máximo de 25 kg.
Además, el factor de corrección de desplazamiento vertical se mantiene en una unidad (Figura
130), ya que el operario no desplaza verticalmente la carga más de 25 cm.
Figura 130. Factor de corrección desplazamiento vertical, tarea 2, propuesta de mejora.
El resto de factores de corrección varían de forma parecida a como lo hacían en el anterior
diseño, como es el caso del factor de corrección de giro del tronco (Figura 131).
Figura 131. Factor de corrección giro del tronco, tarea 2, propuesta de mejora.
El factor de corrección de tipo de agarre se mantiene en 0,9 y el de frecuencia de manipulación
en una unidad.
A la vista de los resultados se concluye que la propuesta de mejora es adecuada, ya que se
obtienen puntuaciones mejores que en las condiciones anteriores, tanto frente a factor de
riesgo de carga postural como frente a factor de riesgo de manipulación manual de cargas.
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F. C. Desplazamiento vertical
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,66
F. C. Giro del tronco
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 133
5.4.3. Tarea 3: Colocación de accesorios ligeros en estantería
El diseño actual de las estanterías no provoca riesgo desde el punto de vista de manipulación
manual de cargas, ya que el peso máximo recomendado que se obtiene es superior al peso
real que se manipula. Sin embargo, existe riesgo desde el punto de vista de la carga postural,
ya que se obtienen puntuaciones del método RULA muy elevadas.
Se propone como primera mejora del puesto un aumento de la altura de la superficie del palé
hasta unos 95 cm. Tras la introducción de los cambios, se realiza una nueva evaluación
ergonómica para comprobar la efectividad de dicha propuesta. La tarea a evaluar consiste en
el traslado de dos codos desde el palé a la bandeja central de la estantería.
Una vez introducida la primera modificación en el puesto se obtiene una puntuación RULA
total de tres unidades, alcanzando puntualmente las cuatro unidades (Figura 132). Se debe
tener en cuenta que en esta tarea las puntuaciones de los grupos A y B no se incrementan para
el cálculo de la puntuación total, pues se manipula una carga inferior a los 2 kg.
Figura 132. Puntuación RULA total, tarea 3, propuesta de mejora.
A continuación se muestran las puntuaciones parciales de los grupos A y B para apreciar las
causas de la disminución de la puntuación RULA total. En primer lugar, se comienza por los
miembros superiores del cuerpo, es decir, el grupo A.
En la Figura 133 se muestra la puntuación parcial correspondiente a los brazos. Se observa que
en el momento en que se cogen los tubos del palé la puntuación parcial es de una unidad,
mientras que en el instante en que se depositan en la bandeja central de la estantería, la
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Zona IV
Zona III
Zona II
Zona I
RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 134
puntuación asciende a cuatro unidades, alcanzando puntuaciones de cinco unidades en
momentos puntuales.
Figura 133. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 3, propuesta de mejora.
La evolvente de la puntuación parcial correspondiente a los antebrazos se mantiene en su
valor máximo a lo largo de toda la tarea (Figura 134). Sin embargo, queda demostrado que la
puntuación total RULA no es demasiado sensible a la puntuación parcial de los antebrazos.
Figura 134. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 3, propuesta de mejora.
El tipo de agarre del tubo se mantiene igual que en las condiciones de partida, por lo que las
puntuaciones parciales correspondientes a la muñeca y al giro de muñeca no varían, se
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Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
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Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 135
mantienen en una y dos unidades respectivamente, debido a que no existe flexión ni
desviación lateral de la muñeca pero sí rotación de la misma.
Las puntuaciones parciales correspondientes al grupo B mejoran considerablemente. En la
Figura 135 se muestra la puntuación parcial correspondiente al cuello. Se observa que dicha
puntuación varía entre una y dos unidades.
Figura 135. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 3, propuesta de mejora.
En la Figura 136 se muestra la puntuación parcial correspondiente a la espalda, que se
mantiene en dos unidades a lo largo de toda la tarea, debido a que la flexión de la espalda no
supera los 20 °.
Figura 136. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 3, propuesta de mejora.
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Zona II
Zona I
Espalda
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 136
La puntuación de las piernas es de una unidad a lo largo de toda la tarea, ya que el peso se
encuentra simétricamente distribuido entre los pies del operario.
A pesar de que el peso máximo recomendado proporcionado por el método INSHT superaba el
peso manipulado en el diseño anterior, se comprueba nuevamente esta condición para el
nuevo diseño del puesto. En la Figura 137 se observa que el peso máximo recomendado
cuadriplica el peso real manipulado una vez han sido introducidas las mejoras en el puesto de
trabajo.
Figura 137. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 3, propuesta de mejora.
A la vista de los resultados anteriores se estudia la posibilidad de que el operario traslade dos
codos simultáneamente, sumando un total de unos 4 kg. Esta propuesta supone una mejora de
la productividad de la empresa, ya que se reduce a la mitad el tiempo de ciclo de la tarea.
Partiendo de los datos de la propuesta anterior, el único dato que cambia en cuanto a la
aplicación del método RULA es la condición de la carga. La carga manipulada por el operario
pasa a ser superior a 2 kg, realizándose la manipulación de forma repetitiva, por lo que las
puntuaciones de los grupos A y B se incrementan en dos unidades previamente al cálculo de la
puntuación RULA total.
En estas nuevas condiciones la puntuación RULA total en el momento de la manipulación
aumenta a las seis unidades, alcanzándose puntualmente puntuaciones de 7, por lo que la
propuesta incumple las condiciones de seguridad ergonómica (Figura 138).
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Peso máximo recomendado
Peso real
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 137
Figura 138. Puntuación RULA total, tarea 3, propuesta de mejora 2.
Sin embargo, se observa una contradicción en los métodos de evaluación ergonómica RULA e
INSHT, ya que el peso máximo recomendado duplica el peso real manipulado (Figura 139).
Figura 139. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 3, propuesta de mejora 2.
Se concluye que la primera propuesta es la más recomendable, pues se obtienen resultados
favorables para los dos métodos de evaluación ergonómica. La adopción de la segunda
propuesta de mejora, a pesar de suponer una mejora de la productividad de la empresa,
implica la existencia de riesgo en cuanto a la carga postural del operario.
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4
8,2
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5
9,8
4
10
,64
11
,45
12
,24
13
,05
Peso máximo recomendado
Peso real
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 138
5.4.4. Tarea 4: Colocación de accesorios pesados en estantería
La evaluación ergonómica de esta tarea con las condiciones de trabajo anteriores, revelaba
puntuaciones RULA máximas, por lo que resultaba inadmisible. Para mejorar esta situación se
proponen varias alternativas: la primera alternativa emplea las estanterías de que dispone la
empresa en la actualidad, y las dos siguientes alternativas proponen una estantería distinta,
más adecuada para el trabajador.
5.4.4.1. Propuesta de mejora 1
En esta propuesta se incrementa la altura de la superficie del palé a unos 95 cm, utilizando
como superficie de destino la bandeja central de la estantería actual.
Se realiza una nueva evaluación ergonómica en estas condiciones y los resultados muestran
puntuaciones RULA elevadas en el instante en que se deposita el accesorio en la bandeja
central (Figura 140).
Figura 140. Puntuación RULA total, tarea 4, propuesta de mejora 1.
Al tratarse de una carga de peso superior a 2 kg y realizarse la manipulación de forma
repetitiva, las puntuaciones de los grupos A y B se incrementan en dos unidades para realizar
el cálculo de la puntuación RULA total.
En la Figura 141 se muestra la evolución de la puntuación parcial correspondiente a los brazos,
que es de una unidad al inicio del levantamiento y alcanza las tres unidades al final del mismo.
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Zona IV
Zona III
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RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 139
Figura 141. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 4, propuesta de mejora 1.
En la Figura 142 se muestra la puntuación parcial correspondiente a los antebrazos, que es de
dos unidades durante el levantamiento.
Figura 142. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 4, propuesta de mejora 1.
La puntuación correspondiente a la muñeca y al giro de la misma se mantiene igual a las
condiciones anteriores, ya que el tipo de agarre del accesorio no varía. Por lo tanto la
puntuación de la muñeca es de dos unidades, por existir desviación lateral de la muñeca en
condiciones de flexión nula de la misma; y la puntuación del giro de muñeca es de una unidad,
ya que no existe rotación de la misma.
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,38
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,12
11
,85
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,58
13
,33
Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
Brazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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10
,38
11
,12
11
,85
12
,58
13
,33
Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
Antebrazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 140
En la Figura 143 se muestra la puntuación parcial correspondiente al cuello, donde se observa
una gran mejora con respecto a las condiciones anteriores al alcanzarse una puntuación de dos
unidades a lo largo de toda la tarea.
Figura 143. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 4, propuesta de mejora 1.
La puntuación parcial de la espalda también es más favorable con respecto a las condiciones
anteriores, ya que se mantiene en dos unidades en toda la tarea (Figura 144).
Figura 144. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 4, propuesta de mejora 1.
La puntuación parcial correspondiente a las piernas se mantiene en una unidad, ya que la
distribución del peso es simétrica con respecto a las dos piernas del operario.
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,38
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,12
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,85
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,58
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,33
Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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2
3
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5
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3,0
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8,1
8
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10
,38
11
,12
11
,85
12
,58
13
,33
Zona III
Zona II
Zona I
Espalda
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 141
Los resultados de la aplicación del método de evaluación ergonómica INSHT frente a
manipulación manual de cargas, revelan que el peso manipulado no supera el peso máximo
recomendado para las posturas que experimenta el operario en el desarrollo de la tarea
(Figura 145). Sin embargo, se puede observar que el peso máximo recomendado disminuye
cuando el operario deposita la carga en la bandeja superior.
Figura 145. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, propuesta de mejora 1.
5.4.4.2. Propuesta de mejora 2
A pesar de que los resultados de la propuesta 1 son más favorables que los resultados
obtenidos en la evaluación inicial, se pueden obtener resultados incluso mejores con la
propuesta de mejora 2.
En este caso, se propone aumentar la altura de la superficie del palé a unos 95 cm y utilizar
una estantería distinta a las que existen en el taller de tubos. La altura de la bandeja de la
estantería deseada también es de 95 cm. Con esta mejora se espera disminuir las
puntuaciones que se obtienen en el momento en que el operario alcanza la bandeja central de
la estantería.
La puntuación RULA total tras la realización de los cambios oportunos es de cuatro unidades
durante el transporte del accesorio (Figura 146), con lo que se demuestra que la segunda
propuesta mejora los resultados procedentes de la propuesta anterior y, por lo tanto, supone
una alternativa preferible frente al diseño actual del puesto de trabajo.
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2
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,32
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,98
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,65
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,32
12
,99
13
,66
Peso máximo recomendado
Peso real
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 142
Figura 146. Puntuación RULA total, tarea 4, propuesta de mejora 2.
Tanto la puntuación del grupo A como la del grupo B se deben incrementar en dos unidades
por tener el accesorio un peso mayor de 2 kg y realizarse la manipulación de forma repetitiva.
La puntuación del grupo A proviene de las siguientes puntuaciones parciales de los miembros
superiores: en primer lugar, la Figura 147 muestra la puntuación parcial correspondiente a los
brazos, que se mantiene en el mínimo de una unidad durante toda la tarea.
Figura 147. Puntuación parcial RULA brazos, tarea 4, propuesta de mejora 2.
En la Figura 148 se muestra la puntuación parcial correspondiente a los antebrazos, que se
mantiene en dos unidades durante prácticamente la totalidad de la tarea.
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,06
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,79
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,65
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,53
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,39
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Zona IV
Zona III
Zona II
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Fin levantamiento
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,79
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,65
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,53
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,39
15
,26
Zona III
Zona II
Zona I
Brazo derecho
Brazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 143
Figura 148. Puntuación parcial RULA antebrazos, tarea 4, propuesta de mejora 2.
La puntuación de la muñeca es de dos unidades por existir desviación lateral de la misma en
condiciones de flexión nula y la puntuación del giro de la muñeca es de una unidad por no
existir rotación de la misma.
La puntuación del grupo B se mantiene prácticamente igual a la obtenida para la primera
propuesta de mejora, ya que las condiciones de espalda, cuello y piernas no varían.
En la Figura 149 se muestra la puntuación parcial correspondiente al cuello, que se mantiene
en dos unidades la mayor parte de la tarea, reduciéndose a una unidad en momentos
puntuales.
Figura 149. Puntuación parcial RULA cuello, tarea 4, propuesta de mejora 2.
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,93
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,79
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,53
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Zona III
Zona II
Zona I
Antebrazo derecho
Antebrazo izquierdo
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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,06
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,93
11
,79
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,65
13
,53
14
,39
15
,26
Zona III
Zona II
Zona I
Cuello
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 144
En la Figura 150 se muestra la puntuación parcial correspondiente a la espalda. Esta
puntuación es de dos unidades durante la totalidad de la tarea.
Figura 150. Puntuación parcial RULA espalda, tarea 4, propuesta de mejora 2.
La puntuación de las piernas es de una unidad, por distribuirse el peso simétricamente entre
los dos pies del operario.
Para finalizar la evaluación se aplica el método INHST para manipulación manual de cargas. En
la Figura 151 se muestra que el peso máximo recomendado supera con creces el peso real
manipulado por el operario.
Figura 151. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, propuesta de mejora 2.
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,06
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Zona II
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,99
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,73
Peso máximo recomendado
Peso real
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 145
5.4.4.3. Propuesta de mejora 3
La tercera propuesta no representa una mejora ergonómica, sino que lo que se intenta
mejorar es la productividad de la empresa. Teniendo en cuenta los resultados de la segunda
propuesta de mejora, se estudia la posibilidad de que el transporte del accesorio a la
estantería se realice por un solo operario. De este modo, el trabajo se podría realizar en
cualquier momento, y habría que esperar a que dos operarios estuvieran libres.
En la Figura 152 se muestra la puntuación RULA total en las condiciones de la tercera
propuesta de mejora. A pesar de que los resultados son mejores que los que se obtienen con
el diseño actual del puesto de trabajo, se alcanzan puntuaciones del método RULA muy
elevadas.
Figura 152. Puntuación RULA total, tarea 4, propuesta de mejora 3.
Sin embargo, los resultados de la aplicación del método INSHT de manipulación manual de
cargas son favorables, ya que el peso máximo recomendado supera el peso real manipulado
por el operario (Figura 153).
Figura 153. Peso máximo recomendado y peso real, tarea 4, propuesta de mejora 3.
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,32
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,98
11
,66Zona IV
Zona III
Zona II
Zona I
RULA_Final
Inicio levantamiento
Fin levantamiento
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,06
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,65
11
,25
11
,86
Peso máximo recomendado
Peso real
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 146
En esta propuesta de mejora se vuelven a encontrar resultados contradictorios entre los
métodos de evaluación ergonómica RULA e INSHT, por lo que dependerá de la propia empresa
decidir qué propuesta de mejora aplicarán a su puesto de trabajo. Desde el punto de vista de
la normativa española, se respetan las condiciones de seguridad frente a la manipulación
manual de cargas.
5.5. Resultado del análisis ergonómico del taller de tubos
El análisis ergonómico de las tareas desarrolladas en la zona de corte y en el almacén de
materiales de fabricación desvela que las operaciones llevadas a cabo en dichos puestos
suponen un riesgo ergonómico para el trabajador que las desempeña, llegando en algunos
casos a puntuaciones RULA totales de siete unidades, lo que supone una urgente necesidad de
rediseño del puesto.
Por ello, se proponen cambios concretos y se realiza un nuevo análisis, para garantizar que el
nuevo diseño del puesto resulta adecuado desde el punto de vista ergonómico. En la tercera y
cuarta tarea se estudia también la posibilidad de mejorar el tiempo de ciclo. Sin embargo, el
objetivo principal es adecuar el trabajo a la ergonomía del trabajador, quedando relegado el
estudio de la productividad de la empresa a un segundo plano.
Los cambios propuestos para cada tarea tienen un aspecto en común, en todos ellos se
aumenta la altura del palé o zona de estiba hasta unos 95 cm. La altura final se consigue ya sea
por medio de la utilización de mesas de 74 cm de altura, que permiten la posterior colocación
del palé sobre ellas; o bien, mediante la adquisición de superficies de estiba de 95 cm.
En la primera y segunda tarea, esta propuesta es suficiente para mejorar las condiciones del
puesto, ya que la superficie de la máquina de corte se encuentra a una altura aceptable, que
no es necesario modificar. Con la medida introducida se mejora la puntuación RULA total y,
además, se aumenta el peso límite recomendado, al mantener el operario una postura
adecuada durante todo el recorrido.
En la tercera tarea se realizan dos propuestas, en las que el cambio en el diseño es el aumento
de la altura del palé a 95 cm. Para evitar que la empresa tenga que adquirir nuevas estanterías
en la zona de almacén, se conservan las estanterías actuales y se realiza un análisis consistente
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 147
en el traslado de accesorios desde el palé a la bandeja central, dando lugar a resultados
adecuados.
La segunda propuesta tiene por objetivo mejorar el tiempo de ciclo de la tarea mediante el
traslado de dos accesorios simultáneamente, uno con cada mano. Sin embargo, los resultados
muestran contradicciones entre los métodos de evaluación ergonómica RULA e INSHT.
Por último, en la tercera tarea se establecen tres propuestas de mejora. La condición común a
todas ellas es la de aumentar la altura del palé a 95 cm.
La primera mejora consiste en utilizar las estanterías existentes, pero en lugar de situar los
accesorios en la bandeja inferior (como se hace actualmente), se realiza el análisis de la
colocación de los mismos en la bandeja central. Los resultados obtenidos son mejores que en
las condiciones actuales, pero se pueden mejorar con la segunda propuesta.
La segunda acción de mejora propone utilizar estanterías de altura 95 cm, con lo que se
elimina la necesidad de desplazar el codo verticalmente, además de que el operario mantiene
durante toda la tarea una posición cercana a la ideal.
Con la segunda propuesta se obtienen resultados muy favorables, que incitan a pensar que se
podría realizar el desplazamiento de los codos por un solo operario, logrando mejorar la
productividad de la empresa. La tercera propuesta de mejora consiste en analizar esta
situación. Sin embargo, los resultados obtenidos muestran contradicción entre los dos
métodos de evaluación ergonómica RULA e INSHT.
Ante las contradicciones en los métodos de evaluación ergonómica obtenidas en la segunda y
tercera propuesta correspondientes a la tercera y cuarta tarea, respectivamente, solo cabe
resaltar que la decisión final recaerá en la empresa. Se debe tener en cuenta que la normativa
española se cumple para todas las opciones de mejora propuestas, a pesar de que en algunas
de ellas se obtengan puntuaciones elevadas del método RULA.
El presente estudio muestra los resultados de la evaluación y recomienda a la empresa adoptar
las medidas que dan lugar a condiciones más seguras del puesto de trabajo, que en el caso de
la tercera y cuarta tarea son la primera y segunda propuesta, respectivamente.
En la Tabla 22 se muestra un resumen de los resultados de la evaluación ergonómica, tanto en
las condiciones de trabajo actuales como tras la realización de los cambios propuestos.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 148
Tabla 22. Resultados de la evaluación ergonómica del taller de tubos.
Tarea Resultados Situación
actual Propuesta de mejora
1 2 3
1
Puntuación RULA total 7 5 - -
¿Peso máximo recomendado > Peso
real? NO SI - -
2
Puntuación RULA total 7 6 - -
¿Peso máximo recomendado > Peso
real? NO SI - -
3
Puntuación RULA total 6 3 6 -
¿Peso máximo recomendado > Peso
real? SI SI SI -
4
Puntuación RULA total 7 6 4 6
¿Peso máximo recomendado > Peso
real? SI SI SI SI
Teniendo en cuenta los dos métodos de evaluación ergonómica contemplados en la
herramienta desarrollada en este Proyecto Fin de Carrera, es posible realizar una clasificación
de los pesos límite que se pueden manipular para cada altura de la estantería. Lo que
permitiría realizar una distribución de los materiales en estanterías de modo que el riesgo
ergonómico fuera el mínimo posible.
En todo caso, la herramienta es útil para realizar una simulación de la tarea, ejecutando las
posturas que experimenta el operario con el objetivo de determinar si la carga que va a
manipular tiene un peso adecuado o si, por el contrario, deberá realizarse otro tipo de
manipulación con ayuda, incluso, de un puente grúa.
Además, la herramienta sirve para entrenar al operario en las posturas que ejecuta, gracias a la
visualización en tiempo real de una escala de colores en los miembros del cuerpo según las
puntuaciones parciales RULA. El objetivo es conseguir puntuaciones parciales RULA mínimas
en cada movimiento.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 149
6. Conclusiones
Tras la realización del presente Proyecto Fin de Carrera, queda demostrada la utilidad de la
herramienta en la realización de análisis ergonómicos de tareas en tiempo real. Se prueba la
rapidez de la herramienta frente a los métodos de recolección de datos tradicionales,
consistentes en tomar fotografías o realzar mediciones directas sobre el trabajador.
La diferencia de tiempo entre los dos métodos es considerable, ya que con la ayuda de la
herramienta los datos se obtienen en tiempo real y el tiempo dedicado a su estudio puede ser
de 10 minutos como máximo para cada tarea. Por otro lado, las decisiones de mejora son
fácilmente apreciables teniendo en cuenta la evolución de las puntuaciones parciales RULA y
los factores de corrección INSHT.
En el caso del análisis fotográfico o medición directa sobre el operario, el tiempo de
adquisición de datos es bastante más elevado, pudiendo llegar a las 2 horas para una sola
postura. Por lo que el análisis queda limitado a analizar las posturas más características, ya que
el análisis de la tarea completa es inviable. Como consecuencia, con la aplicación de este
método es imposible ver la evolución de las puntuaciones a lo largo del tiempo.
Además, comparado con los sistemas de captura de movimiento (MoCap), el sistema
resultante es mucho más rápido y barato. A pesar de existir limitaciones en el cálculo de
determinados miembros del cuerpo, la precisión final es suficiente para realizar análisis
ergonómicos.
Esta herramienta permite entrenar a los operarios de modo que las posturas que desarrollan
en la realización de la tarea se lleven a cabo en condiciones ergonómicas aceptables.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 150
7. Trabajo futuro
Tras el desarrollo de este Proyecto Fin de Carrera las perspectivas de trabajo futuro en esta
línea de investigación son alentadoras. Las principales limitaciones de la herramienta actual
son su falta de precisión para determinados grados de libertad, la dependencia de la
orientación del sensor respecto al trabajador y la incapacidad de obtener todos los grados de
libertad necesarios para la aplicación de los métodos de evaluación ergonómica. Se espera que
las nuevas versiones de software tengan mayor definición y resolución, lo que permitiría
aumentar la precisión de la captura. Además, las nuevas versiones de software permiten la
detección de más partes del cuerpo humano, como son las manos y los dedos, facilitando el
cálculo de sus respectivos grados de libertad.
Por otro lado, para mejorar el seguimiento del trabajador, una solución sería adaptar la
herramienta al empleo de varios sensores de profundidad simultáneamente, que se colocarían
desde distintos ángulos respecto al trabajador. Con esta medida, se obtendrían distintas
lecturas de los grados de libertad del operario, pudiendo decidir posteriormente cuáles de
ellas son más acertadas.
Además, se espera que aumenten factores como el campo de visión y la profundidad, lo que
permitiría captar desplazamientos más largos o detectar más personas en la escena.
Otro aspecto en el que se esperan mejoras son las condiciones de luz. Con la versión actual del
software se producen interferencias si la luz natural incide directamente sobre el trabajador.
Todo indica que en las nuevas versiones se solventará este problema, haciendo incluso posible
la detección del grado de iluminación de la sala, que constituye un factor de riesgo
ergonómico.
Se esperan también mejoras en la monitorización de las constantes vitales del usuario, como
por ejemplo su ritmo cardíaco, que se podría relacionar con el grado de esfuerzo y el cansancio
del trabajador.
Otra línea de trabajo futuro se podría centrar en el acoplamiento entre los datos del sensor y
la creación directa de un DHM (Modelo Digital Humano), que permitiría obtener resultados
más completos, incluyendo los esfuerzos que sufre cada miembro del cuerpo (en concreto la
espalda) con cada movimiento del trabajador.
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 151
Bibliografía
Arroyave, S., Osorio-Gómez, G., & Hoyos, J. (2014). Assessment of ergonomic issues during product conceptualization stage in augmented reality environments. Retrieved from http://www.virtualconcept.estia.fr/2012/conferences/eafit/proceedings/papers/VC2014_0025.pdf
Bonnechère, B., Jansen, B., Salvia, P., Bouzahouene, H., Omelina, L., Moiseev, F., … Van Sint Jan, S. (2014). Validity and reliability of the Kinect within functional assessment activities: comparison with standard stereophotogrammetry. Gait & Posture, 39(1), 593–8. doi:10.1016/j.gaitpost.2013.09.018
Clark, R. a, Pua, Y.-H., Fortin, K., Ritchie, C., Webster, K. E., Denehy, L., & Bryant, A. L. (2012). Validity of the Microsoft Kinect for assessment of postural control. Gait & Posture, 36(3), 372–7. doi:10.1016/j.gaitpost.2012.03.033
Colombo, G., Regazzoni, D., Rizzi, C., & De Vecchi, G. (2012). Industrial application of DHM for ergonomics driven by low cost mocap solutions. In International Conference on
Innovative Design and Manufacturing. Retrieved from http://aisberg.unibg.it/handle/10446/30031
Diego-Mas, J. A., & Alcaide-Marzal, J. (2013). Using KinectTM sensor in observational methods for assessing postures at work. Applied Ergonomics. doi:10.1016/j.apergo.2013.12.001
Eatough, E. M., Way, J. D., & Chang, C.-H. (2012). Understanding the link between psychosocial work stressors and work-related musculoskeletal complaints. Applied Ergonomics, 43(3), 554–63. doi:10.1016/j.apergo.2011.08.009
Furniss, M. (1999). Motion Capture. Retrieved from http://web.mit.edu/comm-forum/papers/furniss.html
Gonzalez-Jorge, H., Riveiro, B., Vazquez-Fernandez, E., Martínez-Sánchez, J., & Arias, P. (2013). Metrological evaluation of Microsoft Kinect and Asus Xtion sensors. Measurement, 46(6), 1800–1806. doi:10.1016/j.measurement.2013.01.011
Haggag, H., Hossny, M., Nahavandi, S., & Creighton, D. (2013). Real Time Ergonomic Assessment for Assembly Operations Using Kinect. 2013 UKSim 15th International
Conference on Computer Modelling and Simulation, 495–500. doi:10.1109/UKSim.2013.105
Horejsi, P., Gorner, T., Kurkin, O., Polasek, P., & Januska, M. (2013). Using Kinect technology equipment for ergonomics.
Martin, C. C., Burkert, D. C., Choi, K. R., Wieczorek, N. B., McGregor, P. M., Herrmann, R. a., & Beling, P. a. (2012). A real-time ergonomic monitoring system using the Microsoft Kinect. 2012 IEEE Systems and Information Engineering Design Symposium, 50–55. doi:10.1109/SIEDS.2012.6215130
EPS. Ingeniería Industrial Desarrollo de una aplicación para el análisis de tareas manuales en tiempo real Proyecto Fin de Carrera
Universidade da Coruña 152
McAtamney, L., & Nigel Corlett, E. (1993). RULA: a survey method for the investigation of work-related upper limb disorders. Applied Ergonomics, 24(2), 91–9. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15676903
Regazzoni, D., & Rizzi, C. (2013). Digital Human Models and Virtual Ergonomics to Improve Maintainability. Computer-Aided Design and Applications, 11(1), 10–19. doi:10.1080/16864360.2013.834130
Rego-Monteil, N., Suriano, M., Crespo Pereira, D., del Rio Vilas, D., Rios Prado, R., & Longo, F. (n.d.). A DATA COLLECTION METHODOLOGY TO PERFORM DHMS-BASED ERGONOMIC.
Vignais, N., Miezal, M., Bleser, G., Mura, K., Gorecky, D., & Marin, F. (2013). Innovative system for real-time ergonomic feedback in industrial manufacturing. Applied Ergonomics, 44(4), 566–74. doi:10.1016/j.apergo.2012.11.008
Widanarko, B., Legg, S., Stevenson, M., Devereux, J., Eng, A., Mannetje, A. ’T, … Pearce, N. (2011). Prevalence of musculoskeletal symptoms in relation to gender, age, and occupational/industrial group. International Journal of Industrial Ergonomics, 41(5), 561–572. doi:10.1016/j.ergon.2011.06.002
Páginas web de consulta:
http://www. Fecha de consulta:
www.insht.es Julio de 2014
www.boe.es Julio de 2014
ergonautas.upv.es Julio de 2014
osha.europa.eu Julio de 2014
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Anexos
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Anexo 1. Plano del taller de tubos.
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Anexo 2. Sensibilidad del sensor Asus Xtion Pro, usuario 1.
GDL Vista Información Posiciones
Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5
Flexión brazo
Frontal
Sensor 19.964779 16.2331738 45.8900314 94.7933022 97.3711832
Imágenes 4.77376865 23.7107602 50.7922919 79.5256101 88.0981706
Error -318.22% 31.54% 9.65% -19.20% -10.53%
Lateral
Sensor 22.6893398 7.56768518 55.6872074 80.4516328 98.272162
Imágenes 5.60927445 23.1676272 56.3704495 77.8107082 99.5931343
Error -304.50% 67.34% 1.21% -3.39% 1.33%
Abducción brazo Frontal
Sensor 8.00885868 27.5143714 56.4681942 74.1354788
Imágenes 9.25970023 29.0981948 50.8649766 59.2549191
Error 13.51% 5.44% -11.02% -25.11%
Extensión tronco
Frontal
Sensor 428.130208 438.347678 432.628058 432.625538
% Sensor - 2.39% -1.30% 0.00%
% Imágenes - 8.39% -6.92% 10.73%
Lateral
Sensor 434.166556 432.453906
% Sensor - -0.39%
% Imágenes
Flexión antebrazo
Frontal
Sensor 30.8581296 40.5774488 79.9186562 125.228038
Imágenes 22.0111784 44.6938449 73.5238574 115.290011
Error -40.19% 9.21% -8.70% -8.62%
Lateral
Sensor 49.861513 68.2052688 90.897474 97.0196182
Imágenes 20.8497882 53.7567659 89.7949213 116.980282
Error -139.15% -26.88% -1.23% 17.06%
Rotación antebrazo
Frontal
Sensor 20.6550504 40.685024 55.0340112
Imágenes 3.9027076 33.2703841 50.4123638
Error -429.25% -22.29% -9.17%
Flexión tronco
Frontal
Sensor 6.38975124 16.9070396 41.296506
Imágenes 5.12738566 4.55501682 17.4682118
Error -24.62% -271.17% -136.41%
Lateral
Sensor 4.42302416 28.0460412 43.8671578
Imágenes 7.62604692 13.2416749 21.4469263
Error 42.00% -111.80% -104.54%
Flexión cuello
Frontal
Sensor 8.9524662 22.0271676 34.042473 -8.8225227
Imágenes 16.5439359 43.4349309 62.9243488 -
14.3944539
Error 45.89% 49.29% 45.90% 38.71%
Lateral
Sensor 10.8625075 26.9252666 40.686029 -
17.1674467
Imágenes 15.6933335 39.0258193 58.2719492 -
11.2866911
Error 30.78% 31.01% 30.18% -52.10%
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Flexión lateral cuello
Frontal
Sensor 0.25440438 9.8592072 15.4082852
Imágenes 0.77738909 20.7249569 35.800082
Error 67.27% 52.43% 56.96%
Lateral
Sensor 2.06369022 20.3928002 11.2017126
Imágenes 0.51550634 28.169901 38.3217363
Error -300.32% 27.61% 70.77%
Flexión lateral tronco
Frontal
Sensor 1.74984738 27.7100396 36.4996878
Imágenes 2.1210964 22.8407322 24.745014
Error 17.50% -21.32% -47.50%
Rotación tronco Frontal
Sensor 1.99432672 54.2605856 73.6111368
Imágenes 1.65907217 55.1861549 63.9957291
Error -20.21% 1.68% -15.03%
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Anexo 3. Sensibilidad del sensor Asus Xtion Pro, usuario 2.
GDL Vista Información Posiciones
Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5
Flexión brazo
Frontal
Sensor 22.071348 25.5340156 50.209852 92.40961 117.37502
Imágenes 5.97300192 26.8401021 52.4899888 78.5332631 101.066182
Error -269.52% 4.87% 4.34% -17.67% -16.14%
Lateral
Sensor 20.4531372 18.3991622 48.1527676 82.8606852 94.927732
Imágenes 7.21704014 31.381625 54.7020689 89.726531 116.351922
Error -183.40% 41.37% 11.97% 7.65% 18.41%
Abducción brazo
Frontal
Sensor 7.27749054 21.338447 49.3041874 83.6509288
Imágenes 8.23650589 20.5560452 49.0010386 75.1121216
Error 11.64% -3.81% -0.62% -11.37%
Extensión tronco
Frontal
Sensor 378.671102 393.055668
% Sensor - 3.80%
% Imágenes - 14.45%
Lateral
Sensor 408.829612 421.181672
% Sensor - 3.02%
% Imágenes - 12.73%
Flexión antebrazo
Frontal
Sensor 34.1782414 59.5719914 92.5413388 127.606127
Imágenes 18.0713359 54.187782 84.6990735 119.47598
Error -89.13% -9.94% -9.26% -6.80%
Lateral
Sensor 38.8867644 69.6120464 86.912934 127.098893
Imágenes 15.7688831 57.550693 95.2700402 127.200432
Error -146.60% -20.96% 8.77% 0.08%
Rotación antebrazo
Frontal
Sensor 14.4935842 58.0177316 65.8925604
Imágenes 6.37390637 55.0270311 40.7338964
Error -127.39% -5.43% -61.76%
Flexión tronco
Frontal
Sensor 6.76512348 27.8376888 69.407404
Imágenes 3.40948524 14.4849186 54.3761687
Error -98.42% -92.18% -27.64%
Lateral
Sensor 13.7245674 28.2801074 65.190538
Imágenes 3.59940115 23.9233126 52.0334226
Error -281.30% -18.21% -25.29%
Flexión cuello
Frontal
Sensor 7.52566768 17.2064086 26.9574438 -7.9797565
Imágenes 24.6704618 37.2488252 64.1315448 -
14.7203664
Error 69.50% 53.81% 57.97% 45.79%
Lateral
Sensor 11.7359347 19.0930572 24.4213412 -
16.6648086
Imágenes 20.1970449 40.5344283 62.0377678 -
10.7861718
Error 41.89% 52.90% 60.63% -54.50%
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Universidade da Coruña 158
Flexión lateral cuello
Frontal
Sensor 3.02820712 27.5490468 20.1481142
Imágenes 4.81355089 32.2683055 33.207286
Error 37.09% 14.63% 39.33%
Lateral
Sensor 2.94029976 40.7383562 25.7314788
Imágenes 1.32235508 30.4319397 28.8367456
Error -122.35% -33.87% 10.77%
Flexión lateral tronco
Frontal
Sensor 0.30106288 16.4814328 12.7630367
Imágenes 1.32559515 17.8881645 13.3649558
Error 77.29% 7.86% 4.50%
Rotación tronco
Frontal
Sensor 3.63881348 36.917188 38.621329
Imágenes 5.65990526 50.0809355 26.3707058
Error 35.71% 26.28% -46.46%
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Anexo 4. Sensibilidad del sensor Kinect 2.
GDL Vista Información Posiciones
Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5
Flexión brazo
Frontal
Sensor 7.75934054 19.425926 50.31473 90.8174062 118.057946
Imágenes 8.74762149 21.5560078 41.6700559 77.05192 105.050143
Error 11.30% 9.88% -20.75% -17.87% -12.38%
Lateral
Sensor 10.8740536 27.4367088 44.1011124 78.7578232 105.689925
Imágenes 4.33175989 22.1186031 50.2962068 94.0365866 125.003116
Error -151.03% -24.04% 12.32% 16.25% 15.45%
Abducción brazo
Frontal
Sensor 11.5470982 29.161118 54.42658 86.550404
Imágenes 3.75225241 25.4619057 47.9882762 84.0567416
Error -207.74% -14.53% -13.42% -2.97%
Extensión tronco
Frontal
Sensor 0.46986239 0.49725358
% Sensor - 5.83%
% Imágenes - 15.35%
Lateral
Sensor 0.57338318 0.57588046
% Sensor - 0.44%
% Imágenes - 11.06%
Flexión antebrazo
Frontal
Sensor 24.9575516 61.0048556 97.135992 135.965742
Imágenes 22.3356152 68.3053643 94.1483248 128.367485
Error -11.74% 10.69% -3.17% -5.92%
Lateral
Sensor 17.1577544 45.8188718 81.6044112 116.782897
Imágenes 17.1496542 53.7913538 94.1480513 136.214758
Error -0.05% 14.82% 13.32% 14.27%
Rotación antebrazo
Frontal
Sensor 9.922282 57.5981218 37.2161432
Imágenes 4.37629507 41.9878866 57.4917492
Error -126.73% -37.18% 35.27%
Flexión tronco
Frontal
Sensor 6.6448528 23.558768 61.1873686
Imágenes 2.77360902 34.7642375 66.0604293
Error -139.57% 32.23% 7.38%
Lateral
Sensor 10.4814992 13.6506764 69.0471624
Imágenes 3.27999542 36.7790242 72.756013
Error -219.56% 62.88% 5.10%
Flexión cuello
Frontal
Sensor 4.60570306 25.2837174 35.883124 -24.457578
Imágenes 15.5383069 35.9311335 61.1296741 -
15.7633819
Error 70.36% 29.63% 41.30% -55.15%
Lateral
Sensor -
11.9585272 3.35604522 27.390229
-33.0657486
Imágenes 22.674603 38.0775914 71.1499097 -
16.6450382
Error 152.74% 91.19% 61.50% -98.65%
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Universidade da Coruña 160
Flexión lateral cuello
Frontal
Sensor 2.83205534 23.3056342 23.4528358
Imágenes 1.12946849 37.9825618 34.7214837
Error -150.74% 38.64% 32.45%
Lateral
Sensor 9.2699129 4.416426 29.6179928
Imágenes 2.94726474 37.7109294 32.8339283
Error -214.53% 88.29% 9.79%
Flexión lateral tronco
Frontal
Sensor 2.55762184 24.3654448 18.8688486
Imágenes 1.86767884 28.6320946 26.1021501
Error -36.94% 14.90% 27.71%
Rotación tronco
Frontal
Sensor 5.38984722 28.167451 20.6382748
Imágenes 2.8398693 47.6535218 56.8424651
Error -89.79% 40.89% 63.69%