Post date: agosto 31, 2015 | Category: Tercera Edicion Mayo 2007
Se muestra la importancia de la disciplina encargada del estudio de las dimensiones humanas para ajustarlas con el ambiente de trabajo. Partiendo de algunos antecedentes históricos, se consideran definiciones propias de la antropometría y los resultados que se obtienen de cada una de ellas, así como, de la adecuación entre el esfuerzo del hombre y las capacidades y limitaciones que se observen. La antropometría mediante métodos e instrumentos de medición proporciona información y herramientas de análisis de datos para aplicarlos eficazmente en cualquier caso de estudio.
Desde tiempos muy remotos se han realizado estudios de las dimensiones humanas a fin de lograr la mejor proporción de las formas del cuerpo humano a las herramientas y máquinas que usa el hombre. En la actualidad, las mediciones antropométricas generalmente quedan orientadas al diseño ergonómico, ya sea de espacios arquitectónicos y espacios interiores, accesibilidad, mobiliario, puestos de trabajo y control, objetos industriales, ropa e indumentaria, en la tecnología, entre otros.
La ergonomía mediante el estudio antropométrico de carácter estático y dinámico obtiene información tanto estructural como funcional del ser humano, a fin de llevar a cabo un análisis más concienzudo de la actividad humana incluyendo las capacidades y limitaciones que pueda presentar el grupo de usuarios y así buscar el nivel de acoplamiento que demanden las actividades a realizar. Es inminente considerar las diversas características que presentan los individuos derivada de los factores de la variabilidad humana.
Esta disciplina es una de las herramientas básicas del diseñador, por lo tanto, le conviene concentrar y generar mayor conocimiento de la misma a fin de aplicar la información correctamente en cualquier proyecto que emprenda. Muchos diseñadores desafortunadamente tienen la creencia que conociendo las dimensiones básicas y las medidas que muestran los libros es más que suficiente para resolver un problema. ¡Diseñan erróneamente!
Es recomendable llevar a cabo una recolección de datos del problema a resolver como la determinación de los usuarios, el estudio de las funciones que se van a realizar, las dimensiones que se requieren para ello y levantamientos antropométricos de una muestra considerable de la población, los cuales se mostrarán en tablas centilares con números estadísticos, a fin de obtener información lo más precisa posible para diseñar centrados en el usuario.
SUSTENTO TEÓRICO
Antecedentes
La Antropometría, como disciplina fue fundada por el matemático belga Quetlet a mediados del siglo XIX, sin embargo, desde tiempos antiguos los griegos y romanos estudiaron las dimensiones del cuerpo humano, con el objeto de conocer normas y proporciones para ser aplicadas en la arquitectura y la escultura principalmente.
Vitruvio Polion Marco, arquitecto e ingeniero romano del tiempo de Augusto, de finales del período pre-cristiano, su obra “Sobre la Arquitectura” era un tratado completo y detallado que fue utilizado como libro de texto por los romanos y también por los arquitectos del Renacimiento; Vitruvio divide al hombre en ocho partes iguales a la medida de la cabeza e igual la estatura con la longitud máxima horizontal del sujeto con los brazos extendidos. Del estudio de Vitruvio, conocemos la llamada “Apertura Crucial” o el canon de Leonardo da Vinci, que representa la sobreposición comparativa de las figuras del cuerpo humano.
Las medidas de segmentos humanos fueron ampliamente utilizados como modelos en la antigüedad y prueba de ello son los nombres que aún permanecen como: braza, pie y pulgada que ahora tienen un equivalente numérico derivados obviamente de observaciones antropométricas. Ya en la Edad Media se tomaba la longitud transversal de la mano hasta el pulgar extendido, la cual aplicaban el diseño para empuñaduras, dagas y cuchillos. Otras medidas se siguen usando como referencia tales como pasos, puñados, manos, cabezas, dedos y codos.
En la primera mitad del siglo XX, los estudios y mediciones antropométricas aplicados al diseño se desarrollaron particularmente en dos áreas: en la educación, orientado a fabricación de mobiliario escolar; y en la industria militar; en esta última se diseñaron uniformes, cabinas de combate, espacios internos en submarinos, puestos de trabajo y de control y en general en unidades de ataque o de transporte de tropas.
Así, se evidenció –a nivel internacional– la necesidad de tomar en cuenta al individuo en el diseño de objetos y puestos de trabajo, siendo relevante en la disminución de la fatiga, errores humanos y accidentes, obtenidos a partir de la aplicación de la antropometría al diseño, con un criterio ergonómico.
En la actualidad se encuentra gran cantidad de bibliografía que muestra información antropométrica, con dimensiones de poblaciones extranjeras por lo tanto, incomparables con la población latinoamericana e inservible para el diseño específico propio de nuestra cultura. Gracias a investigadores de la Universidad Autónoma Metropolitana, de la Universidad de Guadalajara y de la Sociedad Mexicana de Ergonomistas, se han publicado textos con tablas que muestran las dimensiones y alcances de niños, jóvenes, adultos y adultos mayores, de ambos sexos de la población mexicana y latinoamericana, los cuales están al alcance de los diseñadores y ergonónomos.
Definiciones
Antropometría. El término se deriva de las raíces griegas anthropos = hombre y metrikos = medida. Se le define como el estudio cuantitativo de las características físicas del hombre. El estudio de las dimensiones del cuerpo humano se realiza de dos maneras: con el cuerpo estático y con el cuerpo en movimiento.
La antropometría estática o estructural. Se refiere a todas aquellas dimensiones que son tomadas teniendo al individuo sin desarrollar ninguna actividad, ya sea de pie o en posición sedente. Los datos que se obtienen de esta son: la estatura, la altura al hombro, al codo, altura sentado, longitud de mano, largo de brazo, circunferencia de la cabeza, diámetro de tronco, ancho de pie, ancho de hombros, entre otras.
Al grado de ajuste entre las dimensiones físicas de un objeto -altura, anchura, profundidad- a las dimensiones estructurales o funcionales de las partes del cuerpo del usuario, se le denomina adecuación antropométrica, ya que entran en contacto directo durante el funcionamiento del sistema. Así pues, se ha de tomar en cuenta las diferentes nacionalidades, incluso individuos de la misma nacionalidad, -debido al género y la edad- pues varían considerablemente en términos de tamaño.
La antropometría dinámica o funcional. Es el estudio de los movimientos o “goniometría”, -cuyo nombre se deriva de las raíces grecolatinas gonia=ángulo y metron=medida- rama del estudio de las articulaciones que se refiere a la medición de los movimientos de éstas, suministrando el conocimiento exacto de la función de cada articulación y dando la orientación precisa para evaluar la capacidad dinámica articular.
La antropometría newtoniana o biomecánica. Es el conjunto de datos antropométricos, estructurales y funcionales, empleados para la aplicación de las leyes de movimiento de Newton en el análisis de la actividad humana, se analiza la antropometría entre los segmentos del cuerpo, el peso de los mismos y la localización del centro de gravedad.
La adecuación biomecánica y antropométrica es la relación que consta entre la demanda de esfuerzos que exige un sistema determinado y las capacidades de ejecución de fuerza de los usuarios sumada a sus limitaciones de seguridad y salud. Evidentemente los usuarios muy jóvenes y muy ancianos tienen mucho menos fuerza que los que se encuentran en el rango medio, por otro lado, se considera que la mujer es más débil y las personas con capacidades diferentes es muy factible que carezcan de fuerza en alguno de sus miembros.
El nivel de acoplamiento entre el gasto calórico que demandan las actividades a realizar en un sistema y las capacidades y limitaciones energéticas de los usuarios es lo que se conoce como adecuación fisiológica, incluyendo la protección y correcto funcionamiento de su metabolismo. Por lo tanto la agilidad de las personas puede cambiar notablemente entre jóvenes y viejos y entre usuarios con impedimentos y “normales” e inclusive el movimiento puede ser limitado por la ropa que las personas llevan. Considerar entonces, que las personas con capacidades motoras superiores es el resultado de su capacidad innata o del entrenamiento recibido, pues sólo son un número limitado.
MATERIALES Y MÉTODOS
Como en todas las demás disciplinas auxiliares de la ergonomía, la antropometría proporciona información y herramientas de análisis en la preocupación por adecuar dimensionalmente los objetos y los espacios de trabajo al individuo, pero es únicamente en función del análisis de estos datos y las herramientas que conducirán a una aplicación pertinente en el estudio de situaciones de trabajo.
Variabilidad Humana
El principal problema que dificulta la antropometría es la variabilidad humana, ya que cada individuo es producto de la interacción entre su información genética y el medio ambiente, -confiriéndole así una peculiaridad única para distinguirse de los demás- que se manifiesta en el comportamiento y morfología del individuo. Los factores que determinan esta variabilidad son:
- El origen étnico. Aunque en todas las naciones modernas hay diferencias entre grupos regionales, este factor es más notorio en nuestro país debido a la composición de la población. Las diferencias en estatura y estructura corporal son considerables entre grupos indígenas de regiones alejadas entre sí, inclusive entre núcleos urbanos y rurales con mayor mezcla de población de origen indígena con individuos de origen europeo, africano o asiático.
- La edad. El crecimiento pleno en los hombres se alcanza a los 20 años y unos antes en las mujeres. Además el cuerpo y otros segmentos corporales decrecen en ambos sexos durante la vejez, aunado a la disminución de ciertas capacidades dinámicas como el alcance máximo vertical o ciertos rangos de movimiento articular.
- El sexo. Determina variables morfológicas en casi todas las dimensiones corporales, igualmente algunas habilidades dinámicas; las proporciones masculinas son de un 20% a 10% más grandes que las femeninas.
- El nivel socioeconómico. Tiene incidencia en la variabilidad, pues un niño de una familia con mayores ingresos o mayor educación tiene más posibilidades de tener un crecimiento corporal sano con una nutrición adecuada.
- El vestido y el calzado. Es preciso tomar en cuenta las actividades a realizar para aplicar los datos antropométricos al diseño de objetos y/o espacios, por ejemplo con el equipo protector es obligado tomar en cuenta al diseñar accesos, espacios de trabajo, escaleras, movilidad, entre otros.
Recolección de datos
Está en función de los requerimientos del problema de diseño a resolver buscando una adecuación entre el usuario, su espacio de trabajo y los objetos que emplea. Si se carece de información fidedigna, es imprescindible y aconsejable llevar a cabo levantamientos antropométricos particulares en vez de recurrir a tablas extranjeras y tratar de proyectar sus datos a supuestos criterios locales. Existen tres condiciones distintas que requieren recolección de datos antropométricos:
El diseño del espacio de trabajo. Determinar quienes van a ser los usuarios y considerar la variabilidad humana ya mencionada, asimismo, las funciones que van a realizar en dicho espacio y las dimensiones que se requieren para ello, los objetos o equipo que se utilizarán; conocer si entre los usuarios laborarán individuos con capacidades diferentes. A la sazón se selecciona la muestra de población.
La modificación de espacios y objetos de uso. En este caso, la selección de la muestra de la población se hará con base a los usuarios que estén utilizando el espacio y los objetos.
La selección de personal para un espacio y equipo existente. Lo consecuente es medir el equipo y el espacio de trabajo existente, determinar los límites mínimos y máximos para su operación y configurar así el perfil de las dimensiones requeridas. Siendo esta opción más difícil para un diseñador, pues el origen étnico y la morfología de una población tal vez difieran mucho de las dimensiones del equipo.
Dado que en numerosas ocasiones es prácticamente imposible medir a todos los individuos de una población determinada -y mucho menos para espacios públicos- se recomienda seleccionar a individuos que sirvan de ejemplo de la totalidad de la población. Cuanto más amplia sea la muestra, tanto más representativa será de la población total, no siempre deberá ser escogida al azar porque puede presentarse variabilidad morfológica. Es decir debemos realizar la selección con base a los criterios de diseño del espacio o producto y a la ubicación geográfica de su uso.
Instrumental y equipo de medición
Para llevar a cabo mediciones existe una gran variedad de instrumentos y métodos, algunos muy sencillos y al alcance de cualquiera, otros que requieren de una gran inversión.
Dentro del equipo existen unos más sofisticados que otros, tales como:
- El tablero de Morant
- Antropómetro tipo Martin
- Cinta métrica plana, de acero o plástica
- Aparato para medir pies
- Compás de ramas rectas o curvas deslizantes
- Goniómetro, aparato para medir dedos
- Goniómetro tipo Mollison con un rango de 0 a 180º, transportador con compás
- Dinamómetro de Darcus para medición de torque (giro)
- Indirectas: técnicas fotográficas y video.
Aplicación de la información antropométrica
Una vez que se han llevado a cabo las mediciones, se tiene una gran cantidad de cédulas con datos por cada individuo y/o muestra de población ha interpretar y disponer de modo que se puedan utilizar para resolver los problemas antropométricos. Para fines prácticos es recomendable hacerlas lo más ordenado posible.
Existen diversos procedimientos y formas de estudio de los datos, en antropometría para el diseño es norma especificarlos en tablas centilares, con números estadísticos llamados percentiles que indican simplemente el porcentaje de individuos dentro de una población que tienen esta dimensión mayor, menor o bien una dimensión determinada. El modo de calcular percentiles a detalle se puede encontrar en diversos textos de estadística y de antropometría. (Duncan, R. C. y col. 1978; Damon, A. y col. 1996; Pheasant, S. 1986).
Por ejemplo si se considera la anchura de un acceso, el ergónomo puede decidir que una dimensión interesante por estimar es el ancho de la cadera, más el grueso del equipo que se porte, asimismo el número de personas que ingresarán en algún momento. Si fija la anchura al percentil quincuagésimo, únicamente el 50% de los usuarios potenciales que tienen caderas menores del promedio y hasta él podrán entrar o salir del vano; y si este es una salida de emergencia o un escape, será más sensato diseñarlo al percentil de 100 y aún más grande para que toda la población tuviera oportunidad de pasar a través de ella.
Distribuir las medidas de los posibles usuarios en tablas centilares es muy cómodo para el ergónomo/diseñador porque le permite ubicar los límites dimensionales de los individuos con facilidad. Sin embargo, hay que tener cuidado en recordar las limitaciones de estas tablas y tenerlas en mente al usar sus datos para diseñar. Las tablas centilares tienen características convenientes de conocer para no caer en errores durante su uso, las cuales se mencionan a continuación:
Un percentil es un punto en una escala porcentual acumulativa de una población específica. Un individuo en el percentil 95 (95%´til) de estatura será un individuo más alto que el 95% de las personas del grupo medido y únicamente de éste.
La escala centilar es una escala ordinaria. Si bien da información sobre la variación distributiva en porcentajes, no reconoce la variación que puede haber en los intervalos. Así, la variación de una dimensión corporal entre los percentiles 70 y 75 puede ser de 5 mm., mientras que la misma entre los percentiles 90 y 95 puede alcanzar los 50 mm.
Los percentiles antropométricos se refieren solamente a una dimensión corporal en el individuo real. Por lo que un individuo cuya medida de ancho de espalda corresponde a un percentil 90, no necesariamente tendrá las demás dimensiones en ese percentil.
No se deben usar las magnitudes de una dimensión en un percentil determinado para inferir dimensiones exactas de otras medidas.Así, la medida de altura de rodilla del percentil 90, más la medida de la longitud cadera – rodilla del mismo percentil no es igual a la medida de la altura de la cadera del percentil 90.
Nunca se debe considerar la media. Usar en las tablas centilares considerando el percentil 50 como punto de referencia para fijar requerimientos de diseño es un grave error. Por ejemplo, si queremos determinar la posición de una pantalla con información, en un espacio que esté al alcance del mayor número de usuarios y se elige un percentil 50 del alcance visual frontal por considerarlo “promedio” del grupo, resultará que hemos dispuesto la pantalla a una posición que no alcanzarán ni la mitad de los usuarios y por lo tanto estarán en riesgo de no conocer la información. En este caso la decisión será tomar la dimensión del 5 percentil, de tal manera que un 95% de la población lo pudiera alcanzar.
En lugares públicos es prácticamente imposible diseñar para el 100% de la población. Con frecuencia es conveniente dejar anchos márgenes de tolerancia por razones de seguridad, dimensiones que invariablemente se especificarán las razones para su uso y mantenimiento.
Cómo usar el percentil (% útil)
Para la utilización de los datos antropométricos en un diseño, después de tomar las mediciones de varias personas, se debe sacar la media (X) de ellas. Siendo ésta un promedio matemático que se utiliza para encontrar la mitad de un grupo de mediciones que se ha tomado, se obtiene sumando todas las dimensiones y dividiéndolas entre el total de la población.
Después se calcula la desviación estándar (S), que es la variación con respecto a la media. Cuanto mayor sea la desviación estándar, tanto más ampliamente se extenderán los resultados en torno a la media. Para obtener la desviación estándar cada medida se compara con la media para obtener cuanto se aleja o se acerca de ella, por lo tanto el valor será positivo si es mayor a la media y negativo si es menor.
Para calcular el percentil se suma la media al resultado de la multiplicación de la desviación estándar por valor de Z. El valor de Z refleja el número de desviaciones estándar de valores diferentes sobre la media y se busca en textos de estadística. Para fines de diseño ergonómico lo más común es utilizar el 5% útil y el 95% útil.
RESULTADOS
Se manifiesta el valor agregado de un diseño al obtener los levantamientos antropométricos de la población o bien de una muestra. No basta con conocer las medidas del usuario, mobiliario, objetos o herramientas, es indiscutible el uso de la información mediante la recolección de datos, el análisis de las funciones que se llevaran a cabo durante los periodos de trabajo, el equipo que se utilizará y las dimensiones que se requieren.
Es ineludible efectuar una adecuación antropométrica de las dimensiones estructurales y funcionales del cuerpo humano con las magnitudes físicas del objeto, máquina y/o espacio, pues existe una relación directa durante la actividad humana. De igual manera el conocimiento de la demanda de esfuerzos que requiere un sistema y de las capacidades, el gasto calórico y limitaciones de los usuarios permite perpetrar un adecuación biomecánica, fisiológica y antropométrica.
La comprensión de la variabilidad humana puntualiza el uso de cédulas con todos los datos por cada persona y las tablas centilares para brindar al diseñador/ergónomo la información más detallada orientada a la toma de decisiones al momento de diseñar, se logrará con esto soluciones más precisas y enteramente enfocadas a los usuarios.
DISCUSIÓN
Si desde la antigüedad se le daba tanta importancia a las medidas del individuo para diseñar sus objetos y herramientas ¿por que razón ahora no? La antropometría es el análisis cuantitativo de las particularidades físicas del hombre, por ende, es imperdonable que se disponga un diseño sin tomar en consideración las características de los usuarios, específicamente a la población a la que está predestinada, -obviamente si es un lugar público- se tiene que considerar una muestra representativa que permita la inclusión de la mayoría de los usuarios.
Generalmente se tiene la oportunidad de diseñar el espacio de trabajo, “ergonomía preventiva” entonces: ¿Por qué no considerar quienes van a ser los usuarios? ¿Por qué no determinar la variabilidad? ¿Las funciones y actividades que realizarán en los espacios? ¿El equipo y objetos que usarán? ¿Las capacidades y limitaciones que tienen los usuarios?.
Si lo que se requiere es hacer una modificación del espacio o de los objetos que se usarán, “ergonomía correctiva” ¿Por qué no seleccionar una muestra de la población de usuarios? ¡Diseñas o no diseñas!…
¿Por qué razón los estudiantes relacionados con las áreas de diseño e incluso profesionistas continúan diseñando sin tomar en cuenta a la población usuaria? Muestra de ello son la gran cantidad de edificios, mobiliario e instalaciones que se han realizado sin estudios serios antropométricos, inclusive sin las mínimas recomendaciones de accesibilidad.
Probablemente esto sea un reflejo del descuido y falta de actualización de los educadores ante las nuevas generaciones en dichas áreas, por un interés más enfocado en lo estético que en lo funcional, o por comodidad e incorrecto ahorro de recursos que indiscutiblemente afecta directamente a los usuarios.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Las grandes épocas de la humanidad. Historia de las culturas mundiales. La Roma Imperial. HADAS, Moses. Ed. Time Life. 1965
Antropometría aplicada. SÁNCHEZ, David. Apuntes no publicados. 1994
Ergonomía para el Diseño. PRADO León, Lilia R.; ÁVILA Chaurand, Rosalío. Universidad de Guadalajara, Jal. México. Notas no publicadas. 2005
Ergonomía en Acción. La adaptación del medio de trabajo al hombre. David J. Oborne. Ed. Trillas. México. 1990
Manual de Ergonomía. Fundación MAPFRE, Ed. MAPFRE. España. 1994
HADAS, Moses. 1965. Enc. Las grandes épocas de la humanidad. Historia de las culturas mundiales. La Roma Imperial. Ed. Time Life.
SÁNCHEZ, David. Antropometría aplicada. 1994. Apuntes no publicados. p.p. 27 – 42
Idem. p.p. 27 – 42
PRADO León, Lilia R.; ÁVILA Chaurand, Rosalío., 2005. Ergonomía para el Diseño. Universidad de Guadalajara, Jal. Mex. Notas no publicadas. p. 42
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Idem. p.p. 27-42
Idem. p.p. 27-42
SÁNCHEZ, David. Op. Cit. p.p. 27 – 42