Anisotropia

Contenido

Antropometría Definición 3

Estudios antopométricos 4

Variables antropométricas 4

Variabilidad Antopométrica - Percentiles antropométricos 12

Fuentes de variabilidad antropométrica: 13

Edad: 14

Sexo: 14

Cultura: 14

Ocupación: 14

Tendencias Históricas: 15

Planos del Cuerpo Humano. 15

Plano Medio Sagital: 15

Plano Frontal: 15

Plano Horizontal: 15

Uso de tablas antropométricas: 16

Biomecánica Definición 17

Aplicaciones de la Biomecánica 18

Biomecánica Médica 18

Biomecánica Deportiva 18

Biomecánica Ocupacional 19

Historia y desarrollo 19

Circulación sanguínea 19

Huesos 19

Tejido muscular 20

Tejidos blandos: 20

Metodología 21

Análisis de fotogrametría. 21

Análisis de comportamiento tensión-deformación directo. 21

Biomecánica computacional. 21

Cambios en la tensión 21

Cambios en la forma 22

Tecnología biomecánica 22

Órganos artificiales: 22

Prótesis 22

Electromiografía: 23

Plantillas instrumentadas: 23

Baropodómetro electrónico: 23

Plataformas de fuerza: 23

Sensores 23

Estimuladores: 23

La Biomecánica Ocupacional y su relación con el diseño de métodos: 24

Glosario de Términos: 25

Antropometría Definición

La antropometría es una de las áreas que fundamentan la ergonomía, y trata con las medidas del cuerpo humano que se refieren al tamaño del cuerpo, formas, fuerza y capacidad de trabajo.

Otra definición indica que es la ciencia de la medición de las dimensiones y algunas características físicas del cuerpo humano. Esta ciencia permite medir longitudes, anchos, grosores, circunferencias, volúmenes, centros de gravedad y masas de diversas partes del cuerpo, las cuales tienen diversas aplicaciones.

La antropometría es una rama fundamental de la antropología física. Trata el aspecto cuantitativo. Existe un amplio conjunto de teorías y prácticas dedicado a definir los métodos y variables para relacionar los objetivos de diferentes campos de aplicación. En el campo de la salud y seguridad en el trabajo y de la ergonomía, los sistemas antropométricos se relacionan principalmente con la estructura, composición y constitución corporal y con las dimensiones del cuerpo humano en relación con las dimensiones del lugar de trabajo, las máquinas, el entorno industrial y la ropa.

En la ergonomía, los datos antropométricos son utilizados para diseñar los espacios de trabajo, herramientas, equipo de seguridad y protección personal, considerando las diferencias entre las características, capacidades y límites físicos del cuerpo humano.

Las dimensiones del cuerpo humano han sido un tema recurrente a lo largo de la historia de la humanidad; un ejemplo ampliamente conocido es el del dibujo de Leonardo da Vinci, donde la figura de un hombre está circunscrita dentro de un cuadro y un círculo, donde se trata de describir las proporciones del ser humano "perfecto". Sin embargo, las diferencias entre las proporciones y dimensiones de los seres humanos no permitieron encontrar un modelo preciso para describir el tamaño y proporciones de los humanos.

Los estudios antropométricos que se han realizado se refieren a una población específica, como lo puede ser hombres o mujeres, y en diferentes rangos de edad.

Estudios antopométricos

Para realizar un estudio antropométrico se necesita medir a grandes cantidades de sujetos para encontrar las dimensiones representativas de la población. La desventaja es que no se apliquen a la gente de otro país (esto representa un gran problema sí tenemos la meta de exportar los productos que elaboremos).

Los datos se pueden dividir en 2 categorías: Antropometría estructural y antropometría funcional

La antropometría estructural (o antropometría estática), que se refiere a dimensiones simples de un ser humano en reposo (ejemplo: peso, estatura, longitud, anchura, profundidades y circunferencia); y

La antropometría funcional (o antropometría dinámica), que estudia las medidas compuestas de un ser humano en movimiento (ejemplo: estirarse para alcanzar algo, rangos angulares de varias articulaciones, etc.)

Variables antropométricas

Una variable antropométrica es una característica del organismo que puede cuantificarse, definirse, tipificarse y expresarse en una unidad de medida. Las variables lineales se definen generalmente como puntos de referencia que pueden situarse de manera precisa sobre el cuerpo.

Las variables antropométricas son principalmente medidas lineales, como la altura o la distancia con relación al punto de referencia, con el sujeto sentado o de pie en una postura tipificada; anchuras, como las distancias entre puntos de referencia bilaterales; longitudes, como la distancia entre dos puntos de referencia distintos; medidas curvas, o arcos, como la distancia sobre la superficie del cuerpo entre dos puntos de referencia, y perímetros, como medidas de curvas cerradas alrededor de superficies corporales, generalmente referidas en al menos un punto de referencia o a una altura definida.

Algunas de las variables antropométricas son las siguientes:

1)Alcance hacia adelante (hasta el puño, con el sujeto de pie, erguido,contra una pared)

2)Estatura (distancia vertical del suelo al vértex)

3)Altura de los hombros (del suelo al acromion)

4)Altura de la punta de los dedos (del suelo al eje de agarre del puño)

5)Anchura de los hombros (anchura biacromial)

6)Anchura de la cadera, de pie (distancia entre caderas)

7)Altura sentado (desde el asiento hasta el vé rtex)

8)Altura de los ojos, sentado (desde el asiento hasta el vé rtice interiordel ojo)

9)Altura de los hombros, sentado (del asiento al acromion)

10)Altura de las rodillas (desde el apoyo de los pies hasta la superficie superior del muslo)

11)Longitud de la parte inferior de la pierna (altura de la superficie deasiento).

12)Longitud del antebrazo (de la parte posterior del codo doblado aleje del puño)

13)Profundidad del cuerpo, sentado (profundidad del asiento)

14)Longitud de rodilla-nalga (desde la rótula hasta el punto más posterior de la nalga)

15)Distancia entre codos (distancia entre las superficies laterales de ambos codos)

16)Anchura de cadera, sentado (anchura del asiento)

17)Anchura del pie.

MEDIDAS TOMADAS EN POSICIÓN DE PIE

Descripción Aplicación

1. 1. PESO

Los sujetos deben llevar ropa ligera, vaciar sus bolsillos y despojarse de objetos pesados, como: zapatos, equipo de protección, herramienta, adornos, etc. Al redactar el informe debe señalarse cuál es el tipo de ropa que se conservó, por ejemplo: Pantalón de algodón, calzoncillos y calcetines.

Es útil para la determinación de los límites de seguridad de carga en distintos tipos de estructuras y maquinaria, por ejemplo: plataformas o ascensores.

Si se considera al peso como referente de diseño, no debe olvidarse que, con frecuencia, el criterio operativo es la impulsión, entendida como el producto de la masa por la velocidad, y no el peso estático.

2. 2. ESTATURA

Se registra en milímetros. Es la distancia del piso a la parte más alta de la cabeza

Se emplea como referente de alturas mínimas por arriba de la cabeza del sujeto, quicios de puertas, techos de cabinas, en salidas de emergencia y otras. Se recomienda tomar en cuenta la altura de los cascos de seguridad en el diseño de espacios, donde su uso sea frecuente u obligatorio.

3. 3. ALTURA DEL OJO

Se registra en milímetros. Se toma en el borde inferior y lateral del ojo.

Determina el horizonte óptico de las personas en posición de pie. Como criterio de diseño debe evitarse los movimientos extremos o repetitivos del cuello, así como tomar en cuenta que una desviación de 5 grados con respecto al eje óptico dificulta la agudeza visual. Se considera que 30 grados hacia abajo o 15 grados hacia arriba, son los extremos máximos para la rotación cómoda del ojo. Los displays de seguridad o que requieran de lectura inmediata deben estar sobre el horizonte óptico.

4. 4. ALTURA DEL MENTÓN

Se registra en milímetros.

Se utiliza para el diseño de cascos y caretas de protección.

5. 5. ALTURA DEL HOMBRO

Se registra en milímetros.

Este punto limita el borde superior de polígono de coordinación viso - manual para trabajo fino. También se considera que cualquier peso que se levanta por arriba de este punto, representa una sobrecarga estática.

6. 6. ALTURA DEL CODO

Se registra en milímetros. Se coloca el codo del sujeto en ángulo recto, con el brazo paralelo al plano sagital.

Este punto limita el borde inferior del polígono de coordinación viso - manual, con importancia para la determinación de la altura de planos de trabajo. Si dicho plano implica la aplicación de fuerza mediante el apoyo del cuerpo, (por ejemplo planchar la ropa), se recomienda situar su altura entre 5 y 7 centímetros por abajo del codo. Si el plano es para reposo (por ejemplo los brazos de un sillón) o para trabajo fino (por ejemplo escribir), se recomienda colocarlo a la altura del codo o ligeramente por arriba.

7. 7. ALTURA INFERIOR DE PRESIÓN EN POSICIÓN DE PIE

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. El sujeto deja su brazo péndulo y paralelo al plano sagital, en la mano empuña un lápiz paralelo al plano horizontal. Se mide la altura del piso a la punta de dicho lápiz.

Esta medida determina la altura de las asas o empuñaduras, por ejemplo de: carretillas, carros de manos, maletas o andas.

8. 8. ALTURA AL TROCÁNTER

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Se toma al borde lateral del trocánter mayor. La ubicación de este punto se dificulta en personas obesas, por lo que es necesario que quien mide coloque sus dedos sobre esa zona, mientras el sujeto hace movimientos de flexión y rotación del muslo, lo que facilita la identificación del trocánter mayor.

Establece el punto de giro del cuerpo hacia el frente para trabajos en los que debe flexionarse el tronco. Se recomienda que la flexión no exceda los 10 grados y que no sea repetitiva ni mayor de dos veces por minuto. Se considera como factor de sobrecarga a las inclinaciones mayores de 21 grados y que se realiza más de tres veces por minuto.

9. 9. ALCANCE MÁXIMO VERTICAL

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Se fija una cinta métrica metálica a la pared y se coloca al sujeto frente a ella, empuñando un lápiz, mientras las puntas de sus pies se colocan a 5 centímetros de distancia. Se le pide que coloque la punta del lápiz sobre la cinta métrica, cuidando que no se estire ni levante los pies del piso. El sitio a donde llega la punta del lápiz es la medida que se registra. En el caso de personas obesas o con alteraciones corporales, se colocarán los pies de manera que alguna parte de su cuerpo tenga contacto con la pared.

Esta medida determina la altura máxima de estiba de objetos con pesos menores de 10 Kg en hombres. No debe utilizarse como referencia para la colocación de palancas o mandos de uso constante, cuyo empleo se haga en urgencias.

10. ALCANCE DE PRESIÓN FINA

Se mide con el antropómetro equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. El sujeto se coloca con la espalda y talones apoyados en la pared; extiende la extremidad superior hasta que quede paralela al plano horizontal y se le pide que ponga en contacto sus dedos índice y pulgar, con la mano en pronación. La distancia se mide de la pared hasta el punto más distante del pulgar, en la posición señalada.

Este punto cierra el polígono de coordinación viso - manual y determina la posición más distante hacia el frente, a la que deben colocarse perillas o botones en displays o los productos en operaciones de ensamblado ligero.

11. ALCANCE DE PRESIÓN DE FUERZA

Se mide con el antropómetro, equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. El sujeto se coloca de manera igual a la medida anterior, pero extiende la mano en pronación hacia adelante, sosteniendo un lápiz en su puño. La medida es la distancia entre la pared y la punta del lápiz.

Esta medida determina la colocación más anterior de palancas o volantes que requieran el uso de fuerza del operador. Para aquellos volantes que requieran de fuerza de par, la distancia debe ser más corta.

1. PROFUNDIDAD MÁXIMA DEL CUERPO

Se mide con el antropómetro equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. Se coloca al sujeto de pie, con la espalda apoyada en la pared y los brazos sueltos, paralelos al eje sagital. La medida es la distancia de la pared al punto más anterior del cuerpo, cualquiera que éste sea.

Esta medida es útil para determinar el espacio anteroposterior mínimo que requieren las personas en espacios confinados, como los ascensores, el transporte colectivo o un puesto de trabajo. Se aplica también a la distancia entre el plano de trabajo y el respaldo. Esta medida es solamente una referencia mínima, ya que debe agregarse más espacio para obtener comodidad y seguridad.

MEDIDAS TOMADAS EN POSICIÓN SÉDENTE

2. ESTATURA SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento al plano más alto de la cabeza. Se registra de manera semejante a su homóloga tomada con el sujeto de pie (medida 2), pero desde el plano del asiento.

Medida indicativa de la altura de techos o salientes situados por encima de un puesto de trabajo que se realiza en posición sentado. Por ejemplo, los toldos o techos de vehículos. Desde luego que es un indicador al que debe darse un margen de comodidad. También debe considerarse que en algunos trabajos es necesario tomar en cuenta la altura de peinados o cascos.

3. ALTURA AL OJO EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento a exocantion. Se registra de manera semejante a su homóloga tomada con el sujeto de pie (medida 3), pero desde el plano del asiento.

Establece el horizonte óptico en posición sentado como lo hace la medida 3 en posición de pie.

4. ALTURA AL HOMBRO EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento a exocantion. Se registra de manera semejante a su homóloga tomada con el sujeto de pie (medida 5) pero desde el plano del asiento.

Establece el ángulo superior del polígono de coordinación viso - manual en posición sentado.

5. ALTURA SUBESCAPULAR EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento al ángulo de la escápula: vértice inferior formado por la unión del borde medial y el axilar del hueso.

Establece la altura máxima del borde superior del respaldo de los asientos.

6. ALTURA AL CODO EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento al borde inferior del olécranon. Se registra de manera semejante a su homóloga tomada con el sujeto de pie (medida 6 ) pero en el plano del asiento.

Límite inferior del polígono de coordinación viso - motora, en posición sentado. Cuando se trabaja con los codos apoyados sobre el plano de trabajo, se recomienda que el borde de dicho plano se encuentre biselado.

7. ALTURA DE LA CRESTA ILÍACA EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia entre el plano del asiento y el borde superior y más lateral de la cresta ilíaca.

Determina la altura del borde inferior del respaldo de los asientos.

8. ALTURA AL MUSLO EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento al punto más alto del muslo, los pies apoyándose sobre el suelo.

Determina que distancia debe quedar libre entre el plano del asiento y la superficie inferior del plano de trabajo, cuando el sujeto trabaja sentado. Se recomienda conceder holgura a dicho espacio.

9. ALTURA A LA RODILLA EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del plano del asiento al punto más alto de la rodilla, tomándose sobre el fémur.

Cumple la misma función que la medida 19.

10. ALTURA POPLÍTEA EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro y se registra en milímetros. Es la distancia del piso al plano más bajo del hueco poplíteo estando el sujeto sentado y con el muslo flexionado en ángulo recto, en relación con la pierna.

Determina la altura del borde inferior del asiento, en relación con el piso. Se recomienda que el borde posterior sea menos alto que el anterior, para permitir una inclinación aproximada del asiento de 5 grados. Esta medida se corrige, procurando que entre el borde del asiento y el plano de apoyo del muslo sobre el asiento haya un espacio libre de uno a dos centímetros, cuando el sujeto tiene los pies apoyados sobre el piso. Debe considerarse la altura del calzado.

11. ANCHURA BIDELTOIDEA DEL HOMBRO

Se mide con el antropómetro, equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. Es la distancia máxima entre las partes más salientes de los músculos deltoides, cuidando de no comprimir los tejidos blandos.

Es la referencia para establecer el espacio lateral que requieren las personas en espacios restringidos como elevadores o el transporte público. También es útil cuando se trabaja “hombro con hombro”.

12. ANCHURA CODO-CODO

Se mide con el antropómetro, equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se anota en milímetros. Se registra estando el sujeto sentado, con los antebrazos en ángulo recto en relación con los brazos. La medida es la distancia entre los bordes más laterales entre los codos.

Tiene funciones semejantes a la medida 22. Debe utilizarse la que sea mayor de las dos.

13. ANCHURA A LA ALTURA DE LA CADERA EN POSICIÓN SENTADO

Se mide con el antropómetro, equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. Se mide con el sujeto sentado y entre los planos más laterales de la cadera o del muslo, cuidando de no comprimir los tejidos blandos.

Es la referencia para calcular el ancho de la superficie del asiento, desde luego, concediendo holgura.

14. LONGITUD NALGA-RODILLA

Se mide con el antropómetro, equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. Es la distancia entre el plano más posterior de la nalga hasta el más anterior de la rodilla, estando el muslo en ángulo recto, con relación al tronco. La distancia puede no ser paralela al plano horizontal.

Se emplea para determinar la profundidad mínima del espacio bajo el plano de trabajo, cuando el sujeto trabaja sentado, de tal forma que pueda colocar los muslos con comodidad. Debe calcularse suficiente holgura, considerando la longitud del pie.

15. LONGITUD NALGA-POPLÍTEA

Se mide con el antropómetro, equipado con dos ramas rectas, en forma de compás de corredera y se registra en milímetros. Es la distancia entre el plano más posterior de la nalga al plano más posterior del hueco poplíteo, estando el muslo en ángulo recto, con relación al tronco.

Se emplea para determinar la longitud anteroposterior máxima del asiento. Conviene restarle 5 cm, para evitar que el borde anterior del asiento lastime la parte posterior del muslo, al tiempo que se permite que el sujeto recargue su espalda de manera cómoda sobre el respaldo.

MEDIDAS DE LA CABEZA

16. PROFUNDIDAD ANTEROPOSTERIOR MÁXI-MA DEL CRÁNEO

Se mide con el compás de ramas curvas y se registra en milímetros. Es la distancia entre el plano más posterior de la cabeza y el más anterior de la frente. Puede no ser paralela al plano horizontal.

Se utiliza para el diseño de cascos y otros equipos de protección.

17. PROFUNDIDAD DE LA CARA

Se toma con el compás de ramas curvas y se registra en milímetros. Es la distancia entre el plano más posterior de la cabeza y el más anterior de la nariz.

Se utiliza para el diseño de caretas de protección.

18. PERÍMETRO HORIZONTAL MÁXIMO DE LA CABEZA

Se registra en milímetros con la cinta métrica metálica o de libra de vidrio. Es el perímetro máximo del cráneo tomado por arriba de los arcos supraorbitarios.

Se utiliza para el diseño de cascos de protección.

19. ANCHURA TRANSVERSA MÁXIMA DE LA CABEZA

Se mide con el compás de ramas curvas y se registra en milímetros. Es la distancia entre los planos más laterales de la cabeza.

Se utiliza para el diseño de cascos de protección.

20. ALTURA DE LA CARA

Se mide con el compás de ramas curvas y se registra en milímetros. Es la distancia entre una línea horizontal imaginaria que va de los puntos más altos de las órbitas hasta el plano más bajo del mentón, medido en el plano medio sagital.

Se utiliza para el diseño de cascos y caretas de protección.

21. ANCHURA DE LA CARA

Se mide con el compás de ramas curvas y se registra en milímetros. Es la anchura máxima de la cara medida sobre los planos más laterales de los arcos cigomáticos o de los malares.

Se utiliza para el diseño de cascos y caretas de protección.

MEDIDAS DE LA MANO Y DEL PIE

33. LONGITUD DE LA MANO

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la distancia entre el pliegue de la piel, más proximal de la muñeca, hasta el punto más distal del dedo medio o dactilion.

Se emplea para el diseño de guantes. Es la referencia para el espacio de movimiento de la mano, a partir de la muñeca.

34. LONGITUD DE LA PALMA DE LA MANO

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la distancia entre el pliegue de la piel, más proximal de la muñeca hasta la articulación metacarpo - falángica del dedo medio.

Se emplea para el diseño de guantes y otros elementos de protección de la mano. Es la referencia para establecer el diferencial entre el movimiento de los dedos y la palma de la mano y los espacios de movimiento anteroposteriores de la mano.

35. ANCHURA MÁXIMA DE LA PALMA DE LA MANO

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la distancia entre los planos más laterales de la palma, perpendiculares al eje de la mano, cuidando de no comprimir los tejidos blandos.

Se emplea para el diseño de guantes y otros elementos de protección de la mano. Es indicador del espacio de movimiento lateral de la mano.

36. ANCHURA MÁXIMA DE LA MANO CON EL PULGAR

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la distancia del plano cubital de la palma al borde más lateral del pulgar, estando dicho dedo pegado suavemente a la palma, cuidando de no comprimir los tejidos blandos.

Se emplea para el diseño de guantes y otros elementos de protección de la mano.

37. ESPESOR DE LA MANO

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la medida del espesor máximo de la mano, medido sobre nudillos.

Se emplea para el diseño de guantes y otros elementos de protección de la mano.

38. DIÁMETRO DE EMPUÑADURA

Para tomar esta medida se emplea un cono de medición y se pide al sujeto que una su pulgar e índice y recorra el cono hasta encontrar el diámetro que le permita mantener los dedos juntos, con suavidad. Se mide el diámetro del cono en ese lugar.

Se utiliza como referencia para encontrar el diámetro cómodo para palancas y asas.

39. LONGITUD DEL PIE

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la distancia del plano más posterior del talón, el más anterior de los ortejos.

Se aplica para el diseño de calzado y como referencia para el movimiento anteroposterior de los pies.

40. ANCHURA MÁXIMA DEL PIE

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la anchura máxima del pie, donde se le encuentre.

Se aplica para el diseño del calzado y como referencia para el movimiento lateral de los pies.

41. ALTURA DEL PIE

Se mide con el compás de ramas rectas y se registra en milímetros. Es la distancia entre el piso y la parte más saliente del maleolo medial.

Se aplica para el diseño de calzado y como referencia para el movimiento de los pies.

Variabilidad Antopométrica - Percentiles antropométricos

Existe variabilidad entre las dimensiones del cuerpo de diferentes personas, debida a factores como la edad, género y etnia de las mismas. Esta variabilidad hace que sea necesario medir a la población de personas que usará un elemento, de tal manera que se diseñe el mismo basado en los rangos en los que se mueven cada una de las medidas de cada persona que conforma dicha población. Para esto, se deben expresar las medidas de una población específica de trabajadores en tablas que muestren para cada una, la desviación estándar y los percentiles.

Los percentiles indican el porcentaje de personas entre la población (segmento) que tienen una dimensión corporal de cierto tamaño. En Antropometría, la población se divide para fines de estudios en 100 categorías: desde los más pequeños(en dimensión) hasta los más grandes, con respecto a un tipo de medida (estatura, peso, longitud de brazo, etc.). Se utiliza la curva de Gausse o Curva de Distribución de Frecuencia Estándar para ilustrar los percentiles.

Paises como Estados Unidos,Canada,Japon,Chile,Brazil,Colombia,Comunidad Europea ,por mencionar algunos, cuentan con tablas antropométricas representativas de su población. Las tablas que tradicionalmente se utilizaban en México solo hacian referencia a “población latinoamericana”en donde se incluyen a todos los paises de Centro y Sudamérica.

PERCENTILES DE POBLACION FEMENINA REFERIDOS POR AVILA (2001)

(datos en mm)

Dimensiones Promedio Desviación Estandar Percentil 5 Percentil 50 Percentil 95

Estatura 1567 52.92 1471 1570 1658

Altura de ojos 1449 52.42 1351 1450 1540

Altura de hombros 1291 49.17 1209 1290 1380

Altura codo flexionado 969 39.52 906 969 1044

Altura nudillo 708 32.01 663 704 769

Alcance brazo frontal 686 32.41 631 684 741

Altura hombro sentado 551 22.95 511 552 591

Altura codo sentado 250 25.78 207 249 293

Longitud nalga-rodilla 575 27.97 534 572 625

Longitud nalga-popitlea 471 32.92 434 470 513

Fuentes de variabilidad antropométrica:

Son fácilmente observables las variables que afectan las dimensiones del cuerpo humano y su variabilidad, e incluyen la edad, el sexo, la cultura, la ocupación y aun las tendencias históricas.

Edad:

Para la mayoría de las longitudes del cuerpo, se obtiene el creciente total par todos los propósitos prácticos, alrededor de los 20 años para el hombre y a los 17 para la mujer. Así mismo, se observa que los ancianos se ¨ encogen ¨, lo que puede deberse a una ligera degeneración de las articulaciones en la senectud.

Sexo:

En este aspecto, el hombre es mas grande que la mujer, para la mayoría de las dimensiones corporales, y la extensión de esta diferencia varia de una dimensión a otra. Por ejemplo, las dimensiones de la longitud, anchura y grosor de la mano; circunferencia de la mano, del puño y de la muñeca; longitud y grosor de los dedos; etc. Las dimensiones masculinas fueron 20% mas grande que las femeninas, en lo que respecta a la anchura, y 10% mas grandes en lo que respecta a las dimensiones de largo.

Pero la mujer es constantemente mas grande en lo que respecta a pecho, ancho de la cadera, circunferencia de la cadera y circunferencia de los muslos. Además en el embarazo afecta marcadamente ciertas dimensiones, las cuales llegan a tener significado antropométrico después del 4to. Mes de embarazo.

Cultura:

El diseño antropométrico inapropiado no solo conduce a una ejecución deficiente por parte del obrero, sino que también representa una pérdida de mercado, en cuanto a ordenes y exportaciones se refiere, para los países extranjeros. Un ergónomo (Kennedy, 1975) relacionó las estaturas con el diseño de cabinas y señalo que en la fuerza aérea de E.U. es costumbre diseñar para el 90% de la población, y este rango solo se adecuaría al 80% de los franceses, 69% de los Italianos, 43% de los japoneses, 24% de los Tailandeses y el 14% de los Vietnamitas.

Ocupación:

Muchas dimensiones corporales de un trabajador normal son, en promedio, mas grandes que un académico. Sin embargo las diferencias pueden estar relacionadas con la edad, la dieta, el ejercicio y otros factores, además de cierto grado de auto selección, por ejemplo: solo los hombres de estatura superior a 1.72 m. O las mujeres que rebasan el 1.62 son aceptadas en el reclutamiento de la fuerza policíaca de Gran Bretaña. Sin embargo la razón de establecer esta diferencia, la variabilidad antropométrica en cada ocupación se debe tener en cuenta:

Para diseñar ambientes para ocupaciones en particular, y antes de usar datos antropométricos obtenidos de los miembros de una ocupación para diseñar el ambiente de otra.

Tendencias Históricas:

Muchas personas han observado que el equipo utilizado en años anteriores serian pequeños para uso eficaz en la actualidad. Los trajes de armaduras, la altura de las puertas y la longitud de las tumbas indican que las estaturas de nuestros antepasados era menor que la existente hoy en día. Esto ha hecho sugerir que la estatura se incrementa con el tiempo, tal vez por una mejor dieta y condiciones de vida. Desafortunadamente, no se tiene evidencia detallada para apoyar esta posición, lo que muestra la necesidad de seguir obteniendo datos modernos en lo que respecta a la antropometría.

Planos del Cuerpo Humano.

El plano es una representación imaginaria que pasa a través del cuerpo en su posición anatómica. Los planos se pueden clasificar en:

Plano Medio Sagital:

Es el plano que divide imaginariamente al cuerpo en sentido antero posterior a lo largo de la línea media y lo divide en dos partes iguales, derecha e izquierda.

Plano Frontal:

Es un plano vertical que pasa a través del cuerpo formando un ángulo recto (de 90°) con el plano medio y divide imaginariamente al cuerpo en dos partes, la anterior o facial y la posterior o dorsal.

Plano Horizontal:

Es el plano que divide al cuerpo o cualquier parte de él en dos mitades, superior o cefálica e inferior o caudal.

Uso de tablas antropométricas:

Algunos de los principios claves para el uso de estas tablas son los siguientes:

• Separaciones/holguras: diseño para la persona más grande. Ejemplo: La separación de la puerta debe permitir el paso de hombres grandes.

• Alcances: diseño para la persona más pequeña. Ejemplo: El alcance hacia adelante debe acomodarse para mujeres pequeñas.

• Capacidad de ajuste: diseño, de tal manera que los empleados pueden ajustar las estaciones de trabajo o el equipo para que coincidan con sus capacidades.

• No diseñe para el promedio, de ser posible: Cuando diseñe para el promedio, limita a la mayoría. No hay cosa tal como una “persona promedio” porque “cuando diseñe para el promedio limita a la mayoría”.

Desafortunadamente aun no existen tablas antropométricas en Venezuela con una muestra representativa del total de nuestra población, por lo que será importante el que cada uno de los lugares de trabajo pueda generar las propias.

Biomecánica Definición

La biomecánica es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente del cuerpo humano. Esta área de conocimiento se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.

La biomecánica está íntimamente ligada a la biónica y usa algunos de sus principios ha tenido un gran desarrollo en relación con las aplicaciones de la ingeniería a la medicina, la bioquímica y el medio ambiente, tanto a través de modelos matemáticos para el conocimiento de los sistemas biológicos como en lo que respecta a la realización de partes u órganos del cuerpo humano y también en la utilización de nuevos métodos diagnósticos.

Aplicaciones de la Biomecánica

Una gran variedad de aplicaciones incorporadas a la práctica médica; desde la clásica pata de palo, a las sofisticadas ortopédias con mando mioeléctrico y de las válvulas cardiacas a los modernos marcapasos existe toda una tradición e implantación de prótesis.

Hoy en día es posible aplicar con éxito, en los procesos que intervienen en la regulación de los sistemas modelos matemáticos que permiten simular fenómenos muy complejos en potentes ordenadores, con el control de un gran número de parámetros o con la repetición de su comportamiento.

La Biomecánica está presente en diversos ámbitos, aunque tres de ellos son los más destacados en la actualidad:

Biomecánica Médica

La biomecánica médica, evalúa las patologías que aquejan al hombre para generar soluciones capaces de evaluarlas, repararlas o paliarlas.

Biomecánica Deportiva

En esta aplicación se analiza la práctica deportiva para mejorar su rendimiento, desarrollar técnicas de entrenamiento y diseñar complementos, materiales y equipamiento de altas prestaciones .El objetivo general de la investigación biomecánica deportiva es desarrollar una comprensión detallada de los deportes mecánicos específicos y sus variables de desempeño para mejorar el rendimiento y reducir la incidencia de lesiones. Esto se traduce en la investigación de las técnicas específicas del deporte, diseñar mejor el equipo deportivo, vestuario, y de identificar las prácticas que predisponen a una lesión. Dada la creciente complejidad de la formación y el desempeño en todos los niveles del deporte de competencia, no es de extrañar que los atletas y entrenadores estén recurriendo en la literatura de investigación sobre la biomecánica aspectos de su deporte para una ventaja competitiva.

Biomecánica Ocupacional

La biomecánica ocupacional, estudia la interacción del cuerpo humano con los elementos con que se relaciona en diversos ámbitos (en el trabajo, en casa, en la conducción de automóviles, en el manejo de herramientas, etc) para adaptarlos a sus necesidades y capacidades. En este ámbito se relaciona con otra disciplina como es la ergonomía. Últimamente se ha hecho popular y se ha adoptado la Biomecánica ocupacional que proporciona las bases y las herramientas para reunir y evaluar los procesos biomecánicas en lo que se refiera a la actual evolución de las industrias, con énfasis en la mejora de la eficiencia general de trabajo y la prevención de lesiones relacionadas con el trabajo, esta está íntimamente relacionada con la ingeniería médica y de información de diversas fuentes y ofrece un tratamiento coherente de los principios que subyacen a la biomecánica bien diseñado y ergonomía de trabajo que es ciencia que se encarga de adaptar el cuerpo humano a las tareas y las herramientas de trabajo.

Historia y desarrollo

La biomecánica se estableció como disciplina reconocida y como área de investigación autónoma en la segunda mitad del siglo XX en gran parte gracias a los trabajos de Y. C. Fung cuyas investigaciones a lo largo de cuatro décadas marcaron en gran parte los temas de interés en cada momento de esta disciplina.

Circulación sanguínea

Históricamente uno de los primeros problemas abordados por el enfoque biomecánico moderno, resultó de intento de aplicar las ecuaciones de Navier-Stokes a la comprensión del riego sanguíneo; recordemos que se trata de un conjunto de ecuaciones en derivadas parciales no lineales que describen el movimiento de un fluido. Aunque usualmente se considera a la sangre como un fluido newtoniano incompresible, esta modelización falla cuando se considera el flujo sanguíneo en las arteriolas o capilares. A la escala de esas conducciones, los efectos del tamaño finito de las células sanguíneas o eritrocitos individuales son significativos, y la sangre no puede ser modelada como un medio continuo. Más concretamente, cuando el diámetro del vaso sanguíneo es ligeramente mayor que el diámetro del erotrocito, entonces aparece el efecto Fahraeus–Lindquist y existe una disminución en la tensión tangente al vaso. Así a medida que el diámetro del vaso sanguíneo disminuye, los glóbulos rojos tienen que aplastarse a lo largo del vaso y frecuentemente sólo pueden pasar de uno en uno. En este caso, se da un efecto Fahraeus–Lindquist inverso y la tensión tangencial del vaso se incrementa.

Huesos

Otro desarrollo importante de la biomecánica fue la búsqueda de ecuaciones constitutivas que modelaran adecuadamente las propiedades mecánicas de los huesos.

Mecánicamente los huesos son estructuras mecánicas anisotropas, más exactamente tienen propiedades diferentes en las direcciones longitudinales y transversales.

Tejido muscular

Existen tres tipos de músculo:

Músculo liso (no estriado): El estómago, el sistema vascular, y la mayor parte del tracto digestivo están formados por músculo liso. Este tipo de músculo se mueve involuntariamente.

Músculo miocardíaco (estriado): Los cardiomiocitos son un tipo altamente especializado de célula. Estas células se contraen involuntariamente y están situadas en la pared del corazón, actúan conjuntamente para producir latidos sincronizados.

Músculo esquelético (estriado): Es un músculo que desarrolla un esfuerzo sostenido y generalmente voluntario. Un modelo ampliamente usado para este tipo de músculo, es la ecuación de Hill que puede simular adecuadamente el tétanos en donde las variables son la tensión o cargas del músculo, la velocidad de contracción, la máxima carga o tensión que se puede producir en el músculo y dos constantes que caracterizan el músculo.

Tejidos blandos:

Durante la década de 1970, varios investigadores que trabajaban en biomecánica iniciaron un programa de caracterización de las propiedades mecánicas de los tejidos blandos, buscando ecuaciones constitutivas fenomenológicas para su comportamiento mecánico.

Los primeros trabajos se concentraron en tejidos blandos como los tendones, los ligamentos y el cartílago son combinaciones de una matriz de proteínas y un fluido. En cada uno de estos tejidos el principal elemento portante es el colágeno, aunque la cantidad y la calidad del colágeno varía de acuerdo con la función que cada tejido realiza:

La función de los tendones es conectar el músculo con el hueso y está sujeto a cargas de tracción. Los tendones deben ser fuertes para facilitar el movimiento del cuerpo, pero al mismo tiempo ser flexibles para prevenir el daño a los tejidos musculares.

Los ligamentos conectan los huesos entre sí, y por tanto son más rígidos que los tendones.

El cartílago, por otro lado, está solicitado primariamente con compresión y actúa como almohadillado en las articulaciones para distribuir las cargas entre los huesos. La capacidad resistente del cartílago en compresión se deriva principalmente del colágeno, como en tendones y ligamentos, aunque en este tejido el colágeno tiene una configuración anudada, soportada por uniones de cruce de gicosaminoglicanos que también permiten alojar agua para crear un tejido prácticamente incompresible capaz de soportar esfuerzos de compresión adecuadamente.

Más recientemente, se han desarrollado modelos biomecánicos para otros tejidos blandos como la piel y los órganos internos. Este interés ha sido promovido por la necesidad de realismo en las simulaciones de interés médico.

Metodología

Muchos de los conocimientos generados por la biomecánica se basan en lo que se conoce como modelos biomecánicos. Estos modelos permiten realizar predicciones sobre el comportamiento, resistencia, fatiga y otros aspectos de diferentes partes del cuerpo cuando están sometidos a unas condiciones determinadas. Los estudios biomecánicos se sirven de distintas técnicas para lograr sus objetivos. Algunas de las más usuales son:

Análisis de fotogrametría.

Análisis de movimientos en 3D basado en tecnología de vídeo digital. Una vez procesadas las imágenes capturadas, la aplicación proporciona información acerca del movimiento tridimensional de las personas o de los objetos en el espacio.

Análisis de comportamiento tensión-deformación directo.

Este tipo de análisis se ocupa de determinar la "resistencia" de un material biológico ante la ejecución de una fuerza que actúa sobre este. Estas fuerzas, en sentido general, pueden ser de tipo compresivo o bien de tipo tracción y generarán en la estructura dos cambios fundamentales.

Biomecánica computacional.

Se refiere a las simulaciones computarizadas de sistemas biomecánicos, tanto para poner a prueba modelos teóricos y refinarlos, como para las aplicaciones técnicas. Usualmente se usan tanto modelos de sólidos para simular comportamientos cinemáticos, como modelos de elementos finitos para simular propiedades de deformación y resistencia de los tejidos y elementos biológicos. El tipo de análisis requerido en general es en régimen de grandes deformaciones, por lo que en general los modelos materiales usan relaciones no-lineales entre tensiones y deformaciones.

Cambios en la tensión

Nos referimos como tensión mecánica a al esfuerzo interno por unidad de área que experimenta el material frente a la aplicación de la fuerza, cualquiera sea ésta y que corresponde a los fenómenos descritos por la Tercera Ley de Newton (Acción y Reacción). De acuerdo con este principio, la aplicación de un nivel determinado de deformación sobre un material flexible generará una tensión más pequeña que en otro material más rígido, que bajo la misma deformación experimentará una mayor tensión. La relación entre el esfuerzo aplicado y las deformaciones experimentadas, recibe el nombre de rigidez, y depende del tipo de esfuerzo que sea (de compresión, de flexión, torsional, etc.).

Cambios en la forma

Cuando se somete a un objeto cualquiera a la aplicación de una fuerza, en algún momento experimentará una deformación observable. Para los objetos más bien elásticos, dicha deformación se alcanza con aplicaciones de fuerza de baja magnitud, mientras que los materiales rígidos requieren de aplicación de magnitudes de fuerza de mayor consideración. La gráfica asociada al estudio de este fenómeno se conoce con el nombre de Curva Tensión Deformación de cuyo estudio es posible inferir el comportamiento del material. Un punto aparte en esta consideración lo representan los materiales viscoelásticos. Dichos materiales se caracterizan por presentar un comportamiento diferente en el tiempo a pesar de que las condiciones de carga o deformación a las que se les somete permanezcan constantes. Esto quiere decir, por ejemplo, que si el material es sometido a una carga constante, la deformación del material inicialmente ocurre a una cierta velocidad y que con el paso del tiempo de carga mantenida, dicha deformación tiende a ser constante (no experimentar variaciones). Un ejemplo clásico de material viscoelástico lo constituye el cartílago articular que cubre las superficies óseas.

Tecnología biomecánica

La tecnología biomecánica se refiere tanto a dispositivos artificiales fabricados a partir de los resultados encontrados a partir de la investigación biomecánica, como a los instrumentos y técnicas usados en la investigación y adquisición de nuevos conocimientos en el ámbito de la biomecánica.

Órganos artificiales:

Son dispositivos y tejidos creados para sustituir partes dañadas del organismo. El análisis de un órgano artificial, debe considerarse en la construcción de estos aspectos tales como materiales que requieren unas particulares características para poder ser implantados e incorporados al organismo vivo. Además de las características físicas y químicas de resistencia mecánica, se necesita fiabilidad, duración y compatibilidad en un ambiente biológico que siempre tiene una elevada agresividad. “El mayor problema que se plantea la construcción de una prótesis se refiere a la relación entre el biomaterial y el tejido vital en el que se inserta ya que es muy importante el control de las reacciones químicas de superficie y microestructura, el tejido crece y tiende a incorporar incluso a nivel de los poros de la rugosidad superficial, el material implantado.

Prótesis

La sustitución de órganos por otros artificiales, constituye la frontera avanzada de la ingeniería biónica. Dejando aparte las prótesis ortopédicas cuyo empleo ha tenido un enorme desarrollo gracias a la aplicación de nuevos materiales y técnicas de cálculo, así como a los avances en las técnicas de implantación por lo que cada día es más amplia la gama de posibilidades de sustitución de órganos conocidos y menos conocido, lo cual resulta de gran ayuda para pacientes y médicos un ejemplo de esto es la fabricación de bombas de insulina para emplear en personas diabéticas.

Electromiografía:

Análisis de la actividad eléctrica de los músculos.

Plantillas instrumentadas:

Registro de las presiones ejercidas por el pie durante la marcha.

Baropodómetro electrónico:

Pasillo instrumentado con sensores de presión que registran las presiones plantares durante diferentes gestos de locomoción (marcha, trote, carrera, etc.).

Plataformas de fuerza:

Plataformas dinamométricas diseñadas para registrar y analizar las fuerzas de acción-reacción y momentos realizados por una persona durante la realización de una actividad determinada. Estudia las propiedades mecánicas, cinéticas y cinemáticas de los organismos, tomando en cuenta sus características morfo-funcionales.

Sensores

Para intervenir sobre cualquier órgano, se requiere el control y la medición continua de la intensidad del fenómeno. Los sensores que constituyen el primer elemento del sistema, son dispositivos que permiten detectar los fenómenos físicos y químicos, ofreciendo seriales de salida proporcionales a la intensidad de las entradas. Las señales de entrada de muy diversos tipos y convertidas en la mayoría de los casos en magnitudes eléctricas (ejemplo, variaciones de presión y variaciones de resistencia eléctrica) corresponden a variaciones de temperatura, de deformación muscular en los esfuerzos, de presión venosa o arterial, etc. Los sensores pueden ser electrodos directos capaces de captar las señales procedentes de actividades celulares, o pueden consistir en detectores de concentraciones de sustancias químicas.

Estimuladores:

Los estimuladores artificiales son utilizados para activar ciertos órganos o funciones que, aun estando sanos no funcionan como es debido a causa de lesiones del sistema nervioso central; según Claude Ville: “Una función extremadamente delicada ,es la que se lleva a cabo para estimular el músculo cardiaco a través de un aparato marca pasos, que permite regular los latidos cardiacos al proporcionar desde el exterior impulsos de corriente y que resulta vital en algunos casos de arritmias cardiacas.” El marca pasos consta de una batería, un generador y un modulador de impulsos eléctricos y un electrodo que transmite los impulsos al tejido cardiaco. Existen muy diversos tipos de marca pasos (en la actualidad se cuenta con más de 200 tipos diferentes) Los impulsos eléctricos generados por el aparato pueden ser se frecuencia fija, es decir producidos a una frecuencia predeterminada, sin ninguna relación con la actividad del corazón, pero en la actualidad se emplean mas los marcapasos a demanda, o sea, mediante impulsos desencadenados cuando el propio aparato reconoce un fallo en el ritmo cardiaco normal.

La Biomecánica Ocupacional y su relación con el diseño de métodos:

En base a lo anteriormente expuesto podemos concluir que la Biomecánica es el cuerpo de conocimientos que, usando las leyes físicas y de la ingeniería, describe los movimientos efectuados por los distintos segmentos corporales y las fuerzas actuantes sobre estas mismas partes, durante las actividades normales de la vida diaria.

Por que nos interesa la Biomecánica? El diseño de los puestos de trabajo influye sobre las posturas y movimientos. Más un dato a considerar es el comportamiento mecánico de las diferentes partes o secciones del cuerpo que deben ser usadas para la realización de las tareas.

Posturas y movimientos inadecuados causan:

• Sobreesfuerzos en músculos, ligamentos y articulaciones afectando principalmente al cuello, espalda, hombros y muñecas.

• Gastos innecesarios de energía afectando músculos, corazón y pulmones.

Se debe considerar un adecuado diseño de las tareas, el mantenimiento de una postura neutral en la mayor parte del tiempo y respetar el sistema de palancas corporales.

Aspectos a considerar al diseñar tareas:

• Mantener el trabajo cercano al cuerpo.

• Evitar trabajar con los brazos elevados.

• No llevar las manos sobre la altura de los codos.

• Cuidar el esfuerzo de las articulaciones críticas.

• Eliminar las inclinaciones hacia adelante. En caso contrario se requerirán músculos y articulaciones más fuertes, para mantener el equilibrio de las fuerzas ya que estas representan un gran esfuerzo para la espalda.

• Eliminar las torsiones del tronco la que las mismas implican un esfuerzo sobre la columna, se produce compresión y estrechamiento de los discos intervertebrales así como un esfuerzo asimétrico sobre los músculos y tendones.

Glosario de Términos:

Anisotropía: (opuesta de isotropía) es la propiedad general de la materia según la cual determinadas propiedades físicas, tales como: elasticidad, temperatura, conductividad, velocidad de propagación de la luz, etc. varían según la dirección en que son examinadas. Algo anisótropo podrá presentar diferentes características según la dirección.

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