Percepción del Peso de una Carga en Población Laboral Masculina Chilena: Modelamiento Basado en la Teoría de Conjuntos Difusos

RESUMEN

En el ámbito de la psicofísica normalmente se utilizan expresiones como “Aceptable” o “Moderado” para calificar el peso de los objetos que estaría dentro de rangos seguros o tolerables para los trabajadores. Desde un punto de vista preventivo, es importante examinar con más cuidado a qué cantidad de kilogramos se refieren los trabajadores cuando se ocupan tales categorías. La inexactitud e imprecisión es un problema inherente en este contexto. Este estudio fue llevado a cabo en una muestra de trabajadores industriales con el propósito de estimar la cantidad de peso que le corresponde a distintas categorías lingüisticamente relacionadas con percepción de la carga manipulada (v. g., leve, moderada, pesada, etc.). Para modelar y estudiar este problema se ocupó la teoría de conjuntos difusos. Los resultados indican que el 100% de la población evaluada declara que percibe como “Moderada” una carga de 16 kg. Esta misma población declara que percibe como “Pesada” una carga de 37 kg y como “Muy pesada” una carga de 53 kg. En esta investigación se comparan los resultados con los límites de peso establecidos por NIOSH y por la Ley Nº 20.001 del MINTRAB que regula en Chile el peso máximo de carga humana.

(Córdova V, Troncoso R, Pinto R, 2010. Percepción del Peso de una Carga en Población Laboral Chilena: Modelamiento Basado en la Teoría de Conjuntos Difusos. Cienc Trab. Jul-Sep; 12 [37]: 370-375).

Descriptores: PERCEPCIÓN DEL PESO, SOPORTE DE PESO; INGENIERÍA HUMANA, PSICOFÍSICA, INDUSTRIA / RR HH, TRABAJADORES, CHILE.

1. INTRODUCCIÓN

1.1.- Dolor lumbar asociado al manejo manual de carga (MMC)

A nivel mundial, cerca del 37% de los casos de dolor lumbar son atribuibles a causas de origen ocupacional (Punnett et al. 2005). La evidencia epidemiológica disponible indica que existe fuerte asociación entre dolor lumbar y manejo manual de carga (Bernard 1997; National Research Council (E.E.U.U). Panel on Musculoskeletal Disorders and the Workplace. 2001). A nivel nacional, las estadísticas ACHS revelan que el diagnóstico de “lumbago” ocupa el tercer lugar en frecuencia (ACHS 2008).

En el ámbito de la Ergonomía, se han hecho intentos por controlar este importante problema desarrollando pautas que provienen de 3 enfoques principales: fisiológico, biomecánico y psicofísico, que se caracterizan por lo siguiente (Ayoub 1992; Mital et al. 1997):

a) El enfoque biomecánico tiene como objetivo diseñar tareas que no excedan las capacidades del sistema musculoesquelético de los trabajadores;
b) El enfoque fisiológico busca diseñar labores que no excedan las capacidades del sistema respiratorio y cardiovascular;
c) El enfoque psicofísico, que se fundamenta en la percepción de la carga de trabajo física, se orienta a diseñar tareas que sean “aceptables” para los trabajadores que las ejecutan.

A nivel mundial, el enfoque psicofísico ha sido ampliamente utilizado para determinar la capacidad de manejo manual de carga. La forma de cuantificar esta capacidad es la medición de los límites de peso “aceptables” (Ayoub y Dempsey 1999). Asimismo, la evidencia indica que los pesos máximos aceptables determinados ocupando el enfoque psicofísico integran las demandas biomecánicas y fisiológicas impuestas por estas tareas (Karwowski y Ayoub 1984; Shoaf et al. 1997; Waters et al. 1993).

1.2.- Percepción del peso y ambigüedad del concepto “aceptable”

Se ha descrito que la percepción del esfuerzo durante el trabajo físico no sólo tiene validez psicológica, sino que también refleja condiciones reales tales como la interacción entre los requerimientos del trabajo y las capacidades del individuo (Karwowski 1991).

En el ámbito de la psicofísica aplicada al manejo manual de carga, habitualmente se utilizan categorías lingüísticas tales como “muy liviana”, “liviana”, “pesada” o “muy pesada”, para calificar la carga de trabajo. En este mismo contexto, normalmente se utilizan expresiones como “aceptable” o “moderado”, para calificar el peso de los objetos que estaría dentro de rangos seguros o tolerables para los trabajadores.

Desde un punto de vista preventivo, es importante examinar con más cuidado a qué cantidad de kilogramos se refieren los trabajadores cuando se ocupan tales categorías. Por ejemplo, ¿a qué llamamos carga aceptable?; o bien, ¿a qué llamamos carga pesada?

Es evidente que la inexactitud e imprecisión es un problema inherente en este contexto. Para modelar y estudiar este tipo de situaciones se puede ocupar la teoría de conjuntos difusos.

1.3.- Conjuntos difusos

La teoría formal de los conjuntos difusos fue propuesta por Lofti Zadeh en 1965 para representar matemáticamente la imprecisión intrínseca de ciertas categorías de objetos (Zadeh 1965). En esencia, un conjunto difuso es aquel que no tiene un límite definido. En ellos, la transición entre “pertenecer a un conjunto” y “no pertenecer a un conjunto” es gradual y está caracterizada por una “función de pertenencia”. La noción de pertenencia se asocia a un grado, que habitualmente se expresa como un número comprendido entre 0 y 1.

Una definición formal de conjunto difuso es la siguiente:
Sea X un espacio de puntos (objetos) que contiene elementos denotados por x. Así, X = [X1, X2, X3,…, Xn] Un conjunto difuso A en X es caracterizado por una función de pertenencia ƒA (x) que asocia a cada punto de X un número real en el intervalo [0,1], donde el valor de ƒA (x) representa el “grado de pertenencia” de x en A.

El ejemplo siguiente, adaptado de Park y Han (Park y Han 2004), sirve para introducir esta idea. Consideremos el concepto de “clima fresco” representado en la Figura 1. Este gráfico muestra que existe un rango de temperaturas en el cual una persona (o un grupo de ellas), podría expresar que el clima es fresco. Así, a medida que la temperatura crece de 5 ºC a 10 ºC aumenta el grado de pertenencia de la temperatura a este conjunto. Del mismo modo, el grado de pertenencia de una temperatura entre 10 ºC y 20 ºC al conjunto difuso “clima fresco” es máximo, es decir, toma el valor de 1.

Cuando la temperatura sigue subiendo desde 20 °C a 25 °C, su grado de pertenencia baja hasta llegar a su mínimo, es decir, 0.

Como se observa en este ejemplo, un conjunto difuso queda totalmente determinado por su función de pertenencia (un trapecio en este caso). En la literatura se ha publicado una considerable cantidad de metodologías que permiten obtener esta función para modelar distintos problemas. Una buena revisión de estos métodos y sus fundamentos se puede encontrar en el texto de Klir y Yuan (Klir y Yuan 1995).

A partir del establecimiento de sus bases conceptuales, la teoría de conjuntos difusos ha sido aplicada con éxito en la solución de diversos problemas en los ámbitos de la ingeniería, medicina, economía y psicología. En el texto de Celikyilmaz y Türksen (Celikyilmaz y Türksen 2009), se presentan ejemplos detallados.

En el campo de la Salud Ocupacional este enfoque se ha ocupado para la predicción del riesgo de enfermedades o accidentes del trabajo (Mccauley y Crumptonb 1997; Mure et al. 2006; Nait-Said et al. 2008), y en Ergonomía se ha empleado para modelar la percepción del esfuerzo físico en tareas de manejo manual de carga en población norteamericana y europea (Genaidy et al. 1998; Karwowski 1984; Karwowski et al. 1986; Karwowski et al. 2006; Luczak y Ge 1989).

La revisión de la literatura realizada por los autores de la presente investigación indica que no se han publicado trabajos donde se aplique este enfoque para estudiar la percepción de la carga manipulada en población laboral chilena.

2. OBJETIVO

Este estudio fue llevado a cabo en una muestra de trabajadores industriales, con experiencia en manejo manual de materiales, con el propósito de estimar la cantidad de peso que le corresponde a distintas categorías de percepción de la carga manipulada (v. g., leve, moderada, pesada, etc.).

3. METODOLOGÍA

3.1.- Sujetos

Esta investigación se realizó con una muestra de 27 trabajadores, todos de sexo masculino y con experiencia de al menos un año en labores de manejo manual de carga, pertenecientes a una empresa del sector industrial de la Región Metropolitana.

3.2.- Determinación de la percepción de la carga manipulada

Se ocupó la escala de Borg CR-10 (Gallagher et al. 1998) para definir 10 niveles lingüísticos de percepción de la carga manipulada, como se indica en la Tabla 1. La información fue recopilada en la forma de una encuesta que se aplicó después de una inducción de los trabajadores. Esta inducción tuvo una duración de 45 minutos durante los cuales se explicó el objetivo y naturaleza del estudio. La participación fue anónima y voluntaria. El instrumento de recolección de los datos consistió en 10 preguntas formuladas, por ejemplo, en la forma: ¿Qué cantidad de peso usted considera más representativo para una carga muy pesada?

3.3.- Análisis de los datos

Los datos fueron analizados estadísticamente utilizando análisis de la varianza (ANOVA). En forma complementaria se aplicó el test de Duncan para docimar la presencia de diferencias significativas entre las distintas medias, todo con un nivel de significancia del 5% (p < 0.05).
3.4.- Determinación de las funciones de pertenencia utilizando teoría de conjuntos difusos

La distribución de la cantidad de peso que le corresponde a las distintas categorías de percepción de la carga manipulada fue modelada usando la metodología propuesta por Li y Yen (1995), adaptada por Genaidy y colaboradores (1998).

De acuerdo a este protocolo, se requiere conocer la distribución de probabilidad de los “puntos de demarcación” entre categorías lingüísticas de percepción de la carga manipulada. Sin embargo, el experimento realizado en la presente investigación entrega información sobre la cantidad de peso más representativa para cada uno de estos niveles. Por lo tanto, se considera como variable aleatoria Xi la respuesta a la pregunta sobre “qué cantidad de peso se considera más representativo para una carga especificada (v. g., liviana, moderada, pesada, etc.)”. Luego, los puntos de demarcación entre los niveles lingüísticos i e i+1 son una variable aleatoria Di, y se calculan ocupando la siguiente expresión:

En resumen, el cálculo de las funciones de pertenencia se realizó según el siguiente algoritmo:

a) Calcular la media y desviación estándar de los pesos obtenidos para las distintas categorías lingüísticas.
b) Calcular la media y desviación estándar de los puntos de demarcación utilizando las ecuaciones Ec.1.
c) Calcular las funciones de pertenencia para las distintas categorías lingüísticas utilizando las ecuaciones Ec.2, Ec.3 y Ec.4.
d) Escalar los resultados del paso anterior, de modo que el valor máximo de cada función de pertenencia sea 1.

4. RESULTADOS

4.1.- Características de los sujetos

La Tabla 2 entrega las características de la muestra de trabajadores que participaron en esta investigación.

4.2.- Pesos para las distintas categorías lingüísticas

La Tabla 3 presenta la estadística descriptiva de los pesos obtenidos para las distintas categorías lingüísticas.

4.3.- Puntos de demarcación

La Tabla 4 presenta la estadística descriptiva de los pesos obtenidos para las distintas categorías de los puntos de demarcación.

4.4.- Funciones de pertenencia para las distintas categorías lingüísticas

La aplicación del algoritmo indicado en la sección 3.4 permitió obtener las 10 funciones de pertenencia asociadas a la cantidad de peso que le corresponde a las distintas categorías de percepción de la carga manipulada. Los gráficos 1, 2 y 3 presentan los resultados obtenidos.

5. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

5.1.- Comparación con otros estudios

Los resultados del análisis ANOVA muestran que en el presente estudio existe diferencia estadísticamente significativa entre las medias de los pesos en kg asignados a las 10 categorías lingüísticas (F = 49,7201, p < 0,05). La aplicación del test de Duncan indica que de los 45 pares comparados (entre categorías), sólo 14 no muestran diferencia significativa entre sí (Ver Tabla 3).

También se puede observar que la variabilidad y el valor de la media del peso (carga en kg) aumenta cuando aumenta el nivel de la categoría lingüística. Como se observa en el Gráfico 4, este comportamiento de los datos es consistente con investigaciones de la misma naturaleza realizadas en población laboral norteamericana (Genaidy et al. 1998). También la comparación revela que existe diferencia significativa entre las medias en todas las categorías (p<0,05).
5.2.- Distribución del peso que le corresponde a las distintas categorías de percepción de la carga manipulada

Según se observa en los Gráficos 1, 2 y 3, la dispersión (spread) de las funciones de pertenencia aumenta a medida que se incrementa la categoría lingüística asociada a la percepción de la carga manipulada. La cantidad de carga expresada en kg para cada categoría, que le corresponde un nivel de certeza de 1 es la siguiente: (1) Despreciable: 0 kg; (2) Muy, muy liviana: 3 kg; (3) Muy liviana: 6 kg; (4) Liviana: 10 kg; (5) Moderada: 16 kg; (6) Algo pesada: 25 kg; (7) Pesada: 37 kg; (8) Muy pesada: 53 kg; (9) Muy, muy pesada: 73 kg; (10) Máxima > 100 kg.

De acuerdo a estos resultados y utilizando la interpretación probabilística de las funciones de pertenencia (Hisdal 1988), se puede concluir que el 100% de la población evaluada declara que percibe como “Moderada” una carga de 16 kg. Esta misma población declara que percibe como “Pesada” una carga de 37 kg y como “Muy pesada” una carga de 53 kg.

Ahora bien, de acuerdo a la Ecuación de Levantamiento Manual de Carga desarrollada por NIOSH, 23 kg es la máxima carga que puede ser manejada en forma segura por la mayoría de los trabajadores (Waters et al. 1993). Según los resultados del presente estudio, 23 kg representa una carga “Algo pesada” para el 98% de la población evaluada. Del mismo modo, el 50% de esta población percibe como “Moderada” esta carga y el 36% la percibe como “Pesada”. Sólo el 2% de la población declara que percibe como “Liviana” una carga de 23 kg.

En Chile, el 5 de febrero del año 2005 fue publicada en el Diario Oficial la Ley Nº20.001 que regula el peso máximo de carga humana. Cuando el manejo manual de carga es inevitable y las ayudas mecánicas no pueden usarse, esta Ley establece como límite máximo 50 kg para población masculina adulta. Aunque la puesta en vigencia de esta Ley constituye un avance en materia de protección de la salud de los trabajadores, es importante insistir que la carga señalada en ella constituye un “límite máximo legal”, que no deben ser confundido ni interpretado como un “límite seguro” para la salud de los trabajadores.

Pues bien, respecto al límite de carga señalado en esta Ley, la presente investigación permite concluir que según las 10 categorías lingüísticas ocupadas, una carga de 50 kg es percibida, al menos, como pesada. En concreto, el 49% de la población declara que la percibe como “Pesada”, el 97% la percibe como “Muy pesada” y el 57% declara percibirla como “Muy, muy pesada”. Por otro lado, en la literatura técnica de Ergonomía se han publicado límites de peso que pueden ser manejados por población laboral, basados en el enfoque biomecánico (Hidalgo et al. 1997).

Según estos autores y ocupando los datos de la presente investigación, una carga calificada como “Moderada” (16 kg), puede ser manejada por aproximadamente el 85% de la población laboral masculina. Una carga “Pesada” (37 kg), puede ser manejada aproximadamente sólo por el 30% de esa misma población.

Desde esta perspectiva, los resultados de esta investigación indican también que se deberían interpretar con más cuidado las estadísticas sobre la percepción de la carga. De hecho, en esta investigación se demuestra que, por ejemplo, un nivel de carga “Moderada” no es equivalente al 50% de la población, como se podría suponer.

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Por: Víctor Córdova¹, Ramón Troncoso², Rodrigo Pinto³
1. Ingeniero Civil Industrial. Master en Ergonomía. Jefe departamento de Ergonomía. gerencia de Salud. Asociación Chilena de Seguridad.
2. Ingeniero en Prevención de Riesgos. Master en Ergonomía. gerencia Regional Metropolitana. Asociación Chilena de Seguridad.
3. Kinesiólogo. diplomado en Ergonomía. departamento de Ergonomía. gerencia de Salud. Asociación Chilena de Seguridad.

Fuente: Ciencia y Trabajo

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