Estudio Piloto de Medidas Antropométricas de la Mano y Fuerzas de Prensión, Aplicables al Diseño de Herramientas Manuales

RESUMEN

Objetivo: El objetivo de este artículo es presentar resultados de un estudio no experimental, descriptivo y transversal: este estudio describe fuerzas de prensión dígito-palmar completa (agarre) y dimensiones antropométricas de mano de una muestra de trabajadores de mantención. Método: Muestra de 36 trabajadores de áreas de mantención, de 3 complejos hospitalarios del sector sur de Santiago y trabajadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile.

Se evaluó, en cada sujeto, 13 dimensiones antropométricas de mano y fuerzas de prensión máxima en 5 distancias de agarre previamente determinadas. Para la medición de las variables se utiliza cinta métrica de medición y dinamómetro Dynatronics. Resultados: La distancia de agarre de 4,76 cm representa la medida donde se ejecuta la mayor fuerza prensión dígito-palmar completa (posición 2 de dinamómetro Dynatronics). La caracterización de las 13 medidas antropométricas de mano se representa mediante medidas de tendencia central.

Conclusión: Los resultados de este estudio constituyen una base preliminar para proveer información relevante respecto a antropometría de mano y fuerzas de prensión dígito-palmar (agarre) para el diseño y selección de herramientas de uso manual, a fin y efecto de obtener sistemas más seguros para las personas y eficientes en la ejecución de tareas específicas.

(Cerda E, Cubillos N, Medina O, Rodríguez C, 2011. Estudio Piloto de Medidas Antropométricas de la Mano y Fuerzas de Prensión, Aplicables al Diseño de Herramientas Manuales. Cienc Trab. Ene- Mar; 13 [39]: 1-5).

Palabras claves: MANO, ANTROPOMETRÍA, FUERZA DE LA MANO, FUERZA MUSCULAR, SALUD LABORAL, TRABAJADORES, ESTUDIOS TRANSVERSALES, EPIDEMIOLOGÍA DESCRIPTIVA, LUGAR DE TRABAJO, CHILE.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, los trastornos músculo-esqueléticos (TME) de origen laboral son un problema de salud pública a nivel nacional y mundial, pudiendo ocurrir en diferentes segmentos corporales y relacionados al desarrollo de diferentes tareas laborales1,2.

Éstos no sólo representan un alto costo económico para los trabajadores e instituciones, sino que también para los países.

Datos recientes indican que en el año 2009, en Chile se perdieron más de 3 millones de días de trabajo, ya sea por accidentes labo rales y/o por enfermedades laborales3. Según el departamento de Ergonomía de la Asociación Chilena de Seguridad, las zonas corporales más afectadas por factores laborales corresponden a la espalda y a las extremidades superiores.

En base al conocimiento científico actual, se describe que la causa de los TME se debe en una importante fracción a la incidencia de factores de riesgos en el trabajo y elevados niveles de exposición a los mismos2. Estos trastornos en ocasiones se producen porque los trabajadores están siendo exigidos a adaptarse a sus puestos de trabajo, los cuales en variadas ocasiones poseen diseños sin criterios ergonómicos, pudiendo ser: las máquinas, las herramientas, los entornos o los sistemas de trabajo afectos a esta condición, ya sea por falta de recursos, poco asesoramiento especializado y/o desinformación, entre otros4.

En este contexto, cabe destacar que un importante grupo de oficios y tareas vinculadas requieren la utilización de herramientas de uso manual, siendo éstas la interfaz primaria para operadores que se desempeñan en relevantes rubros tales como: área de mantención, sector industrial, sector de la construcción, sector minero, entre otros.

Es importante también considerar que una inadecuada relación persona-herramienta y/o uso inadecuado de la misma puede ser el factor desencadenante de un trastorno músculo-esquelético5-7.

En este ámbito, Mondelo8 describe que las causas por las que se pueden producir Trastornos Músculo-esqueléticos a nivel de Extremidad Superior debido al uso de herramientas son:

• La herramienta no es la adecuada para desempeñar una actividad propuesta.
• La herramienta no está proporcionalmente diseñada para ejercer la tarea propuesta.
• La herramienta no fue diseñada para la población específica.

Desde un punto de vista técnico, para el correcto diseño de herramientas en base a una población determinada, debemos necesariamente considerar medidas antropométricas de la mano vinculadas directamente con medidas dimensionales del objeto diseñado.

Ocho dimensiones han sido identificadas como fundamentales para el diseño de herramientas; éstas son: longitud de la mano, longitud de la palma, ancho de la mano, ancho máximo de la mano, diámetro de agarre, espesor de la mano, circunferencia de la mano y circunferencia máxima de la mano. Además de éstos autores, como Mondelo (1999)8, señalan que también deben considerarse la longitud de las falanges para un correcto diseño. Todas estas dimensiones antropométricas influyen directamente en la ejecución de fuerza (agarre) durante la utilización de una herramienta en una tarea específica.

Otro factor que se debe considerar en el diseño de herramientas desde un punto de vista ergonómico es la distancia de prensión, debido a que la variabilidad de ésta producirá cambios en el posicionamiento articular de la muñeca y de la mano, trayendo consigo cambios en la biomecánica del agarre 8,10. Se describe que la longitud de la mano presenta una relevancia significativa con el agarre: a mayor longitud de la mano se genera un agarre más fuerte; a su vez, un mayor ancho de la mano implica una mayor ventaja mecánica para las tareas de prensión 11. En ocasiones los criterios y medidas antropométricas utilizados en la construcción de herramientas de uso manual pueden no ser acordes con los requerimientos de la tarea y población objetivo respectivamente, llegando a producir efectos negativos sobre sus operadores 2,12,13.

En Chile existe una limitación en registros que contengan datos antropométricos a nivel poblacional del segmento mano, así como también de estudios acerca de la distancia de prensión dígitopalmar (agarre) a la cual se ejerce la mayor fuerza en la población chilena. Es por esto que esta investigación plantea realizar un estudio piloto, para estudiar la fuerza desarrollada en una prueba estandarizada de prensión a través de Dinamometría, la distancia de agarre vinculada y la descripción de la antropometría de la mano de los sujetos en estudio.

En este contexto, la finalidad del estudio es desarrollar una investigación en una población de trabajadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, Hospital Clínico de la Universidad de Chile, Hospital San José y Hospital Roberto del Río, que realizan tareas de mantención de manera específica, a fin de describir el desarrollo de fuerza de prensión dígito-palmar (agarre) en distintas distancias de agarre y dimensiones antropométricas relevantes desde un punto de vista conceptual en el diseño de herramientas manuales.

MÉTODO Y MATERIALES
Población de estudio

La población de estudio comprendió a los trabajadores de mantención de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile (FMUCH), Hospital Clínico de la Universidad de Chile (HCUCH), Complejo Hospitalario San José (CHSJ) (Centro de Diagnóstico y Tratamiento Dra. Eloísa Díaz y Hospital San José) y Hospital Roberto Del Río (HRR) que cumplieron con los criterios de inclusión y exclusión mencionados a continuación.

Criterios de inclusión:

• Trabajadores que pertenezcan al área de mantención de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile y de los 4 hospitales seleccionados.
• Personas que trabajen con herramientas de manipulación manual.
• Sexo masculino.
• Hombres entre los 20 y los 65 años.
• Voluntarios que hayan firmado el consentimiento informado.

Criterios de exclusión:

• Personas que presenten una patología funcional o estructural diagnosticada en el segmento a evaluar en los últimos 12 meses.
• Personas que presenten alguna lesión a nivel de la extremidad superior que le impida realizar tareas de prensión al momento de la realización de la prueba.

Muestra

Muestra es de tipo probabilístico, obtenida a través de una selección aleatoria de los sujetos con un error estándar de 0,05 y una confiabilidad del 95%. Consta de un mínimo de 36 funcionarios de edad entre 20 y 65 años y que desempeñan tareas de manipulación manual de herramientas.

Diseño y tipo de investigación

El presente estudio se enmarca dentro de un diseño no experimental, de tipo descriptivo y método transversal.

Protocolo de medición

El presente estudio considera la evaluación de la fuerza máxima de agarre a través de un dinamómetro hidráulico de mano, evaluación antropométrica de la longitud de mano, longitud palmar, ancho de la mano, ancho máximo de la mano, diámetro de agarre, espesor de la mano, circunferencia de la mano, circunferencia máxima de la mano y longitud de las falanges de los dedos, a través de una medición directa (ver Tabla 1).

Los materiales utilizados para el protocolo de medición fueron los siguientes: dinamómetro hidráulico de mano marca Dynatronics, para la medición de fuerza de prensión dígito-palmar completa (agarre) y cinta métrica flexible, para la medición de las dimensiones antropométricas y balanza para la medición del peso corporal. El manejo de estos implementos y el registro de los valores fueron realizados siempre por el mismo evaluador para cada ítem.

Se le explicó a la persona a evaluar las razones y el propósito del estudio y las mediciones realizadas, que incluyó el registro de la fuerza de agarre y la medición de los parámetros antropométricos de la mano ya señalados. Posteriormente se le solicitó que firmase la carta de consentimiento informado.

Luego se procedió a la medición de fuerza de agarre: la evaluación dinamométrica consistió en pedirle a la persona a evaluar realizar 2 prensiones con su mano dominante en cada una de las 5 diferentes medidas (1 3/8, 1 7/8, 2 3/8, 2 7/8, 3 3/8 pulgadas equivalentes a 3,49, 4,76, 6,03, 7,30 y 8,57 centímetros respectivamente) que permite el dinamómetro hidráulico de mano Dynatronics. La postura de protocolo para evaluación es en posición bípeda con flexión de codo en 90 grados con brazo adosado al tronco y articulación de muñeca sin desviación ulnar ni radial. Estas prensiones se solicitaron a través de un esfuerzo máximo mediante orden verbal (siempre por el mismo evaluador), con periodos de descanso de 2 minutos entre cada prensión, registrándose la mejor.

Luego se llevó a cabo la medición de las dimensiones antropométricas descrita previamente a través de cinta métrica flexible (ver Tabla 1) y control del peso corporal. En este caso las mediciones y recolección de datos fueron realizadas siempre por el mismo evaluador. Todos los datos recopilados fueron registrados en una ficha individual para luego realizar un análisis mediante estadística descriptiva (Sistema SPSS 19 Statistics) considerando media, desviación estándar, distribución de frecuencia y máximos/ mínimos registrados.

RESULTADOS

Se caracterizan el desarrollo de fuerzas de prensión dígito-palmar (absoluta y relativa) en base a medidas de tendencia central y variabilidad, considerando: media, desviación estándar, mínima y máxima (ver Tabla 2 y 3). A su vez, se caracteriza el desarrollo de fuerzas de prensión dígito-palmar completa de la muestra en estudio mediante la distribución de frecuencia de presentación en las cinco diferentes posiciones evaluadas acerca de la distancia de agarre (ver Tabla 5). Por último, se caracterizan las medidas antropométricas de las variables descritas en la Tabla 1, mediante media, desviaciones estándar, máximos y mínimos (ver Tabla 4).

Los resultados se expresan en relación a las dimensiones antropométricas consideradas en la literatura como importantes para el correcto diseño de la herramienta y sus medidas de tendencia central y variabilidad.

En la Tabla 5 se describe que la distancia donde la muestra realizó una mayor fuerza de prensión dígito-palmar completa o fuerza de agarre corresponde a la distancia 2 (4,76 cm) evidenciado al observar que 26 sujetos ejercieron la mayor fuerza en la distancia de agarre número 2 y 10 sujetos en la distancia número 3, de un total de 36 sujetos estudiados. Por otra parte, la prueba estadística T para muestras relacionadas arrojó que la diferencia entre la fuerza ejercida en la distancia de agarre 2 y 3 es significativa (p < 0,05).

DISCUSIÓN

Con respecto a la ejecución de la fuerza de agarre en distintas distancias, podemos señalar que la distancia en la cual la muestra estudiada ejecutó la mayor fuerza correspondió a la distancia de agarre 2, equivalente a un diámetro de 4,76 cm; por lo cual pareciera ser que la distancia en la cual la población de funcionarios de mantención de los centros de salud estudiados lograría su mayor eficiencia biomecánica al realizar sus actividades laborales sería con herramientas cuyo mango tuviera un diámetro del orden de los 4,76 cm.

La descripción de ejecución de fuerzas y datos antropométricos constituye una importante base para potenciar las líneas de estudio vinculadas con la construcción de herramientas de uso manual ergonómicas para la población chilena, área poco investigada en Chile, a pesar de ser de gran importancia y utilidad para el bienestar y la prevención de los TME de extremidad superior de origen laboral.

Según la literatura científica, existen diversos factores de riesgo asociados a la manifestación de TME laborales, dentro de los cuales se destacan el inadecuado diseño y, por consiguiente, incorrecta construcción de herramientas para una población específica, lo cual, en el caso de las herramientas de uso manual, se traduce en una menor eficiencia biomecánica de la muñeca y mano al momento de ejecutar determinadas tareas4. Esto ha llevado a este estudio piloto investigar las dimensiones antropométricas de la población en estudio considerando las 9 dimensiones de la mano más importantes al momento de diseñar una herramienta de uso manual según la literatura científica14-16. Según Shu-Wen Wu y colaboradores, la longitud de la palma presenta una relevancia significativa con el agarre, señalando que a mayor longitud de la palma se genera un agarre más fuerte17.

Al analizar las 9 dimensiones antropométricas y fuerzas desarrolladas en la muestra de estudio, en contraste con lo señalado por Yunis17, se determinó sólo 4 dimensiones (el largo de la mano, largo máximo de la mano, diámetro de agarre y espesor de la mano) como influyentes en la ejecución de la fuerza de prensión dígito-palmar completa, en la distancia de agarre en que la población de esta investigación logró la fuerza máxima representadas por un p < 0,05 (Pearson). La dimensión que presenta una significancia mayor (determinada a través de regresión lineal) es el largo de la mano (p < 0,05), corroborando lo concluido por Shu-Wen Wu17. Por otro lado, al analizar la distribución de las dimensiones antropométricas en la muestra estudiada, se determinó que las variaciones de estos valores, en relación a la media, en cada una de estas dimensiones no son significativas, por lo que pareciera ser que la población tiene una distribución bastante homogénea en relación a la antropometría de la mano. Esta investigación se plantea para colaborar en el desarrollo de nuevas tecnologías y para el mejoramiento de las acciones de prevención de trastornos músculo-esqueléticos en tareas que involucren la utilización de herramientas manuales. Contribuyendo a la integración multidisciplinar (Kinesiología, Ingeniería, Diseño y Salud Ocupacional) en Investigación en el ámbito de la Ergonomía aplicada, considerando el Estudio del Movimiento Humano, Antropometría y Biomecánica.

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Por: Eduardo Cerda Díaz¹, Nicolás Cubillos Mariánge^l2, óscar Medina silva³, Carolina Rodríguez Herrera⁴
Fuente: Ciencia y Trabajo

1. Kinesiólogo, Máster en Ergonomía, Doctor(c) e Investigador del Laboratorio de Ergonomía, Escuela de Kinesiología, Facultad de Medicina, Universidad de Chile.
2. Licenciado en Kinesiología e investigador y Colaborador del Laboratorio de Ergonomía, Escuela de Kinesiología, facultad de Medicina, Universidad de Chile.
3. investigador y Colaborador del Laboratorio de Ergonomía, Escuela de Kinesiología. facultad de Medicina. Universidad de Chile.
4. Kinesióloga, Máster en Ergonomía, Doctora(c) e Investigadora del Laboratorio de Ergonomía, Escuela de Kinesiología, Facultad de Medicina, Universidad de Chile.

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