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EVALUACIÓN ERGONÓMICA Y PROTOTIPO DE MEJORAS
EN MOLESTIAS GENERADAS A NIVEL OSTEOMUSCULAR
POR UNA GUADAÑA EN LA AGRICULTURA
ERGONOMIC EVALUATION AND PROTOTYPE OF
IMPROVEMENTS IN DISCOMFORTS GENERATED AT THE
OSTEOMUSCULAR LEVEL BY A FARMER IN AGRICULTURE
Juan Carlos Cayán Martinez
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Facultad de Mecánica. Escuela de Ingeniería
Industrial, Grupo de Nuevas tecnologías. Riobamba. (Ecuador).
E-mail: jcayan@espoch.edu.ec ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9573-3706
Jhonny Marcelo Orozco Ramos
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Facultad de Mecánica. Escuela de Ingeniería
Industrial, Grupo de Nuevas tecnologías. Riobamba. (Ecuador).
E-mail: ingjmorozco@gmail.com
Gloria Elizabeth Miño Cascante
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Facultad de Mecánica. Escuela de Ingeniería
Industrial, Grupo de Nuevas tecnologías. Riobamba. (Ecuador).
E-mail: gloriamino@espoch.edu.ec ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2896-3987
Eduardo Francisco García Cabezas
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Facultad de Mecánica. Escuela de Ingeniería Industrial,
Grupo de Nuevas tecnologías. Riobamba. (Ecuador).
E-mail: edugarciac_87@hotmail.com ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3547-472X
Carlos Oswaldo Serrano Aguiar
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Facultad de Mecánica. Escuela de Ingeniería Industrial,
Grupo de Nuevas tecnologías. Riobamba. (Ecuador).
E-mail: carlos.serrano@espoch.edu.ec
Recepción: 20/01/2018. Aceptación: 24/02/2018. Publicación: 14/12/2018
Citación sugerida:
Cayán Martinez, J. C., Orozco Ramos, J. M., Miño Cascante, G. E., García Cabezas, E. F. y Serrano Aguiar,
C. O. (2018). Evaluación ergonómica y prototipo de mejoras en molestias generadas a nivel osteomuscular
por una guadaña en la agricultura. 3C Tecnología. Investigación y pensamiento crítico. doi:http://dx.doi.
org/10.17993/3ctecno.2018.v7n4e28.10-27/
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RESUMEN
La investigación se centra en la evaluación ergonómica y análisis de cargas en el arnés de sujeción
para guadaña (podadora) en el uso prolongado durante la jornada laboral incrementando en un
35% después de la segunda hora de exposición. El diseño y distribución de cargas en las correas de
sujeción sobre el operario presenta molestias a nivel lumbar y de hombros, por lo que la evaluación
ergonómica de la inuencia de las cargas determina las consecuencias sobre movimientos repetitivos
en esta máquina-herramienta. De esta manera se realiza una propuesta de sujeción y soporte de la
guadaña que mejore el tiempo de exposición a esta herramienta. El análisis del sistema de sujeción
se realiza en Solidworks educacional exponiéndole a una fuerza de 77,42 N con una deformación
de 0,012 mm y Ergo IBV. Mediante el método REBA, el nivel de actuación para posturas son
inadecuadas, evidenciando claramente que existen riesgos signicativos para los operarios que están
expuestos y se requiere cambios urgentes en la tarea determinando un prototipo nuevo con valores
de molestia a las cuatro horas de trabajo con un 40% de molestia en un 50% de los trabajadores
evaluados. Se genera de esta manera un arnés con una distribución de cargas en las correas y
soportes a nivel de todo el cuerpo y descargando el peso en las piernas, que es lo más adecuado en
levantamiento de cargas según el código de trabajo y normas reduciendo los niveles de fatiga en los
operarios.
ABSTRACT
The resear ch f ocuses on the er gonomic evalua tion and analysis of loads in the clamp harness f or scythe (pruner) in the
prolonged use during the working day increasing b y 35% after the second hour of exposure . The design and distribution
of loads in the restraint str aps on the oper at or pr esent disc omfort at the lumbar and shoulder lev el, so , the er gonomic
evaluation of the influence of the loads determines the c onsequences on repetitive mo vements in this machine tool . In this
way a pr oposal of support and support of the scythe is made to improve the exposure time to this t ool. The analysis of
the fastening system is performed in Solidworks educational exposing it to a force of 77.42 N with a deformation of
0.012 mm and Ergo IBV. Using the REBA method, the level of action for postures are inadequate, clearly showing
that there ar e significan t risks for oper at ors who are e xposed and urgen t changes ar e requir ed in the task, determining
a new prototype with nuisance values after four hours of work with 40% of discomfort in 50% of the evaluated
workers. It is generated in this way a harness with a distribution of loads in the belts and supports at the level of the
whole body and unloading the weight in the legs , that is the most appropriat e in lifting loads according t o the work code
and norms reducing fatigue levels in the operators.
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1. INTRODUCCIÓN
La agricultura puede ser denida como la producción, procesamiento, comercialización y distribución
de cultivos y productos de ganado, siendo este con concepto moderno, ya que anteriormente se
concebía como un término exclusivo hacia los cultivos vegetales.
La agricultura desempeña un papel crucial en la economía de un país. En Ecuador, es la columna
vertebral del sistema económico, no sólo proporciona alimentos y materias primas, sino también
oportunidades de empleo a una importante cantidad de población. Es la principal fuente de
empleo en el país, representando un 25% de la Población Económicamente Activa, es decir, es la
principal fuente de empleo ya que más de 1,6 millones de personas laboran en el sector (Ingeniería
Agropecuaria UTN 2017).
La agricultura desempeña un papel crucial en la economía de un país. En Ecuador, es la columna
vertebral del sistema económico, no sólo proporciona alimentos y materias primas, sino también
oportunidades de empleo a una importante cantidad de población.
El Ecuador es un país potencialmente agrícola, en el cual se utilizan herramientas y máquinas
para cumplir las labores de trabajo en el campo, teniendo una gran incidencia en la agricultura,
de manera que es de gran ayuda para la optimización de recursos y mano de obra. Un 65% de
los agricultores tienen una podadora, de manera que notaron que es de mucha ayuda para los
diferentes tipos de limpiezas de sus huertas. Sin embargo, con esto también llegaron los problemas,
debido a los largos periodos que se ven expuestos a la utilización de este tipo de máquina, de manera
que un 75% de los operarios que trabajan con una máquina de este tipo presentan molestias físicas,
según una encuesta realizada por el diario el Comercio.
Los trastornos musculoesqueléticos ( TME) presentes en las actividades agrícolas de origen laboral son
un conjunto de lesiones inamatorias o degenerativas de músculos, tendones, ner vios, ar ticulaciones,
etc. causadas o agravadas fundamentalmente por el trabajo y los efectos del entorno en el que este
se desarrolla. La mayor parte de los TME son trastornos acumulativos resultantes de una exposición
repetida a cargas más o menos pesadas durante un período de tiempo prolongado. No obstante, los
TME también pueden deberse a traumatismos agudos, como fracturas, con ocasión de un accidente.
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La Agencia Europea para la Salud y Seguridad en el Trabajo (2007), determinó que los trastornos
musculo esqueléticos constituyen un problema especial en la agricultura, como demuestran las
siguientes cifras: casi el 60% de los trabajadores en el sector de la agricultura y la pesca tiene que adoptar
posturas dolorosas en el trabajo la mitad del tiempo o más, siendo éste el sector con el porcentaje más
alto. Casi el 50% de los trabajadores en el sector de la agricultura y la pesca tiene que manipular cargas
pesadas la mitad del tiempo o más, y más del 50% de los trabajadores en el sector de la agricultura y
la pesca está expuesto a movimientos repetitivos de las manos la mitad del tiempo o más.
La ergonomía se delimita como el método cientíco encargado de instruirse en las interacciones
entre los individuos y otros compendios de un régimen y la carrera que aplica la presunción, los
compendios, la indagación y las técnicas para perfeccionar la prosperidad humana y la ocupación
general del régimen (Rodriguez Ruiz, Pérez Mergarejo, 2014).
El arnés es una herramienta de seguridad que tiene diferentes tipos de utilidad, ya sean estos en
deportes extremos, trabajos a desnivel, o trabajos con máquinas herramientas. Se puede decir que
hay tres tipos de arnés: de cintura, integrales y combinados (OHSAS, 2013).
La sobreexposición o el uso prolongado de esta máquina herramienta durante la jornada laboral
genera dicultades y disminución en los movimientos del trabajador, por ello se precisa realizar el
estudio para determinar dichas molestias y proponer mejoras al equipo de sujeción de la guadaña.
2. METODOLOGÍA
2.1. PERCEPCIÓN MAQUINA HERRAMIENTA
Para determinar la problemática se realizaron encuestas para una muestra de trabajadores expuestos
a la actividad de limpieza de terrenos cultivables, con preguntas como:
1. ¿El uso de la guadaña es prolongado durante la jornada de trabajo?
2. ¿Se fatiga por el trabajo realizado con la guadaña?
3. ¿Según el tiempo de exposición identique la hora que se presenta las primeras molestias?
4. ¿Qué zonas de su cuerpo presentan mayor malestar, luego del uso de la guadaña?
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5. ¿Considera que la distribución de cargas en el arnés de sujeción del equipo es adecuada?
6. ¿Pensaría en mejorar el diseño del arnés de sujeción?
7. ¿Qué mejoras consideraría al diseño del arnés de sujeción?
2.2. ANÁLISIS DE CARGAS
El análisis de cargas se aplicó al sistema de sujeción del arnés para determinar la deformación de
sus partes por el peso que debe sostener, considerando los materiales del que está hecho, mediante
el software Solidworks educacional. Se vericaron los límites de uencia y a su vez, la distribución
correcta del peso y mejora de la utilización de este tipo de maquinaria por las personas como se
observa en el Gráco 1.
Gráco 1. Software Solidworks.
Fuente: Solidworks educacional.
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2.3. EVALUACIÓN ERGONÓMICA
Para evaluar las posturas de trabajo con la máquina – herramienta, se procedió aplicar el método
REBA, utilizando el software Ergo/IBV (Gráco 2). Este software permite aplicar cuestionarios
de chequeo para cada riesgo con preguntas técnicas que permite obtener resultados con un alto
porcentaje de conabilidad en el estudio.
Gráco 2. Software Ergo/IBV.
Fuente: Ergo/IBV.
Para la evaluación del riesgo de posturas forzadas, se seleccionó el método REBA, en la pantalla de
presentación del software (Gráco 3).
Gráco 3. Selección del método para evaluar.
Fuente: Ergo/IBV.
Determinado el método que se utilizará para la evaluación se procede a identicar el nivel de riesgo
y el nivel de intervención, para considerar posibles mejoras, según Tabla 1.
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Tabla 1. Determinación del nivel de riesgo - método REBA.
Puntuación REBA
Puntuación REBA Nivel de riesgo (NR) Nivel de intervención (NI)
1 Inapreciable No necesaria
2-3 Bajo Puede ser necesaria
4-7 Medio Necesaria
8-10 Alto Necesaria pronto
11-15 Muy alto Necesaria ahora
Fuente: Ergo/IBV.
3. RESULTADOS
3.1. PERCEPCIÓN MAQUINA - HERRAMIENTA
Mediante las encuestas se determinó la problemática en los operarios expuestos a la actividad de
limpieza de terrenos cultivables.
1. ¿El uso de la guadaña es prolongado durante la jornada de trabajo?
De 25 operarios encuestados el 100% respondió que sí.
Gráco 5. Uso prolongado guadaña.
Fuente: autores (2017).
2. ¿Se fatiga por el trabajo realizado con la guadaña?
De 25 operarios encuestados el 92% respondió que sí.
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Gráco 6. Fatiga por uso guadaña.
Fuente: autores (2017).
3. ¿Según el tiempo de exposición identique la hora en que se presenta las primeras molestias?
De 23 operarios que mencionaron fatiga, el 35% dice presentar molestias luego de la segunda hora
de exposición.
Gráco 7. % molestias por tiempo exposición.
Fuente: autores (2017).
4. ¿Qué zonas de su cuerpo presentan mayor malestar, luego del uso de la guadaña?
De los 23 operarios, el 83% menciona malestar a nivel de hombros y el 96% menciona la zona
lumbar.
Gráco 8. Zonas afectadas por exposición.
Fuente: autores (2017).
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5. ¿Considera que la distribución de cargas en el arnés de sujeción del equipo es adecuada?
De los 23 operarios, el 78% menciona que la distribución de cargas no es adecuada.
Gráco 9. Distribución de cargas adecuado.
Fuente: autores (2017).
6. ¿Pensaría en mejorar el diseño del arnés de sujeción?
El 100% propone mejorar el arnés.
Gráco 10. Recomendación mejoras.
Fuente: autores (2017).
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7. ¿Qué mejoras consideraría al diseño del arnés de sujeción?
Los operarios en un 96% consideran que al implementar una correa tipo faja en la zona lumbar
(cintura) se corregiría la mala distribución de cargas. Mientras que un 78% menciona que debería
aumentarse el área de las correas a nivel de los hombros.
Gráco 11. Propuesta mejoras.
Fuente: autores (2017).
Se identica que la exposición al uso prolongado de la guadaña durante la jornada laboral es un
detonante para la presencia de molestias como dolor lumbar y de hombros, que provocarían lesiones
y bajas en estos puestos de trabajo. Se debe recordar que este tipo de máquina – herramienta
genera niveles de ruido superiores a 90db según especicaciones técnicas, lo que podría provocar
hipoacusia.
3.2. ANÁLISIS DE CARGAS DEL NUEVO PROTOTIPO
Mediante el software Solidworks educacional se realiza el análisis de cargas al sistema de sujeción del
arnés, determinando la deformación en sus partes, considerando los materiales del que está hecho en
este caso de textil poliéster, y en el caso del conjunto de unión una impresión con relleno hexagonal de
un material Plástico PLA utilizado en las impresoras 3D. De esta manera se asegura la recuperación
inmediata de esta parte, en el caso de que sufra alguna rotura en las pruebas realizadas se le expone a
una fuerza de 77,42 N, obteniendo una deformación de 0,012 mm. Es imperceptible debido a que la
prenda textil poliéster puede deformarse y recuperar sus propiedades iniciales encontrándose muy por
debajo del limite de uencia admisible del material, como se muestra en la Gráco 12.
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Gráco 12. Análisis mediante SolidWorks del arnes modicado ergonómicamente.
Fuente: Solidworks educacional.
3.3. EVALUACIÓN ERGONÓMICA PROTOTIPO NORMAL VERSUS NUEVO
PROTOTIPO DE ARNES
Para evaluar las posturas de trabajo con la máquina – herramienta, se procedió aplicar el
método REBA, como se observa en la Gráco 13 y Gráco 14.
Gráco 13. Trabajador desmalezando.
Fuente: autores (2017).
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Gráco 14. Evaluación REBA.
Fuente: Ergo/IBV.
Los resultados para la evaluación de los riesgos ergonómicos, mediante la metodología REBA, se
detalla a continuación:
Tabla 2. Determinación nivel de riesgo.
NIVEL DE RIESGO ERGONÓMICO OBTENIDO EN EL SOFTWARE ERGO/IBV
UTILIZANDO MÉTODO REBA
PUESTO DE TRABAJO PUNTUACIÓN NIVEL DE RIESGO
Podador 13 Muy alto
Fuente: Ergo/IBV.
De los resultados obtenidos, mediante encuestas y aplicación de software, se procedió a diseñar un
prototipo de arnés de sujeción de mejores características que el fabricante entrega con la máquina -
herramienta, utilizando el software SOLIDWORK para la modelación y simulación. Se construyó
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el prototipo que hoy en día se encuentra en fase de pruebas y que se considera que minimiza las
molestias en el operario y permite maximizar la productividad del sector agrícola y precautelar la
salud ocupacional de este sector tan vulnerable en Ecuador.
3.4. RESULTADOS CON EL NUEVO PROTOTIPO DE ARNÉS
Al implementar el nuevo sistema de arnés en los mismos trabajos que realizaban las personas de
este ámbito de agricultura, se procede a realizar nuevamente el análisis ergonómico y el tiempo de
exposición a este tipo de trabajos como se muestra en la Gráco 15.
Gráco 15. Evaluación Ergonómica REBA con el nuevo prototipo.
Fuente: Ergo/IBV.
Los resultados para la evaluación de los riesgos ergonómicos, mediante la metodología REBA, a las
dos horas de trabajo, se detalla a continuación:
Tabla 3. Determinación nivel de riesgo a las dos horas de trabajo con el nuevo prototipo.
NIVEL DE RIESGO ERGONÓMICO OBTENIDO EN EL SOFTWARE ERGO/IBV
UTILIZANDO MÉTODO REBA
PUESTO DE TRABAJO PUNTUACIÓN NIVEL DE RIESGO
Podador 1 Inapreciable
Fuente: Ergo/IBV.
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Los resultados para la evaluación de los riesgos ergonómicos, mediante la metodología REBA, a
las cuatro horas, se detalla a continuación:
Tabla 4. Determinación nivel de riesgo a las cuatro horas de trabajo con el nuevo prototipo.
NIVEL DE RIESGO ERGONÓMICO OBTENIDO EN EL SOFTWARE ERGO/IBV
UTILIZANDO MÉTODO REBA
PUESTO DE TRABAJO PUNTUACIÓN NIVEL DE RIESGO
Podador 3 Bajo
Fuente: Ergo/IBV.
Los resultados para la evaluación de los riesgos ergonómicos, mediante la metodología REBA, a las
ocho horas, se detalla a continuación:
Tabla 5. Determinación nivel de riesgo a las ocho horas de trabajo con el nuevo prototipo.
NIVEL DE RIESGO ERGONÓMICO OBTENIDO EN EL SOFTWARE ERGO/IBV
UTILIZANDO MÉTODO REBA
PUESTO DE TRABAJO PUNTUACIÓN NIVEL DE RIESGO
Podador 6 Medio
Fuente: Ergo/IBV.
El prototipo nuevo muestra valores de molestia a las cuatro horas de trabajo, con un 40% de
molestia en un 50% de los trabajadores evaluados. En una jornada completa de ocho horas se
tiene un incremento de nivel de riesgo considerando el cansancio y el tiempo prolongado de uso
a este equipo, por lo que se considera realizar un descanso en la media jornada de esta manera se
precautela la integridad de las personas y el tiempo útil de trabajo más prolongado.
4. CONCLUSIONES
El tiempo de exposición de trabajo con la guadaña es un factor importante que considerar. Más aún
cuando su uso es prolongado, denotando la presencia de molestias a nivel osteomuscular a partir de
la segunda hora en el 35% de operarios encuestados.
La distribución de cargas en las correas de sujeción presenta molestias a nivel lumbar en un 96% y
de hombros 83% de los operarios.
El prototipo minimiza las molestias en hombros y zona lumbar signicativamente, su diseño
permite que las cargas sean distribuidas de mejor manera en espalda hombros y cintura.
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El área reducida en las correas del arnés provoca malestar en ciertas zonas del cuerpo.
El prototipo minimiza las molestias en hombros y zona lumbar signicativamente, su diseño
permite que las cargas sean distribuidas de mejor manera en espalda hombros y cintura.
Los agricultores, por falta de conocimiento, minimizan la exposición en el tiempo prolongado de
trabajo durante las jornadas laborales, al usar la máquina – herramienta.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICOS
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