ERG0804008 Pupitre didáctico de ergonomía en el sistema hombre

Documento 7:
Pupitre didáctico de
ergonomía en el sistema
hombre máquina
Prevención
Documentación técnica
Pupitre didáctico de
ergonomía en el sistema
hombre máquina
Dirección Seguridad e Higiene, marzo de 2008
© ASEPEYO
Mutua de Accidentes de Trabajo
y Enfermedades Profesionales de la Seguridad Social nº 151
Dirección Seguridad e Higiene de ASEPEYO, marzo de 2008
Área de Ergonomía
Para la reproducción total o parcial de esta publicación se precisará la autorización de la
Dirección Seguridad e Higiene de ASEPEYO
MUTUA DE ACCIDENTES DE TRABAJO
Y ENFERMEDADES PROFESIONALES
DE LA SEGURIDAD SOCIAL Nº 151
Prevención
Documentación técnica
Contenido:
1. INTRODUCCIÓN
2. FINALIDAD DEL PROYECTO
3. ANTECEDENTES
4. DESCRIPCIÓN
5. RECURSOS EMPLEADOS
5.1. Inventario de componentes del pupitre
6. FASES DEL PROYECTO
7. RESULTADOS
8. EXPLOTACIÓN Y DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS
9. CONCLUSIONES
ANEXO
DOCUMENTACIÓN ADICIONAL DEL PROYECTO
 ASEPEYO. Dirección de Seguridad e Higiene
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1. INTRODUCCIÓN
El laboratorio-taller de Ergonomía, situado en la planta -2 del Centro de Prevención y
Rehabilitación ASEPEYO, en Sant Cugat del Vallès (Barcelona), dispone de una superficie de 55
m2. Desde su creación, en el año 1997, ha sido concebido bajo una perspectiva didáctica, con la
finalidad de enseñar los aspectos teóricos y de aplicación práctica, de la disciplina preventiva
ERGONOMIA.
Entre las actividades que se llevan a cabo en esta área están aquellas de investigación,
desarrollo e innovación, en las que se trabaja en el estudio y análisis de posibles soluciones
operativas aplicadas a los riesgos emergentes, derivados de nuevos procesos laborales,
cambios tecnológicos, así como de nuevas formas de trabajo. En este sentido y dentro de los
proyectos de I+D+i propuestos por la Mutua y autorizados por la Dirección General de
Ordenación de la Seguridad Social para el año 2007, se incluye el desarrollo de un pupitre
didáctico destinado al estudio de la interacción entre las personas y las máquinas y los principios
generales a considerar en el diseño de los sistemas de trabajo.
2. FINALIDAD DEL PROYECTO
La IEA (International Ergonomics Association) define la Ergonomía como aquella disciplina
científica que se ocupa de la adecuación de los sistemas de trabajo para hacerlos compatibles
con las necesidades, habilidades y limitaciones de las personas.
La ergonomía cognitiva estudia la interacción entre las personas y los sistemas de trabajo, con
un interés especial en el diseño de los llamados dispositivos de información y elementos de
control. De la selección del más idóneo a cada situación, su adecuada ubicación, percepción y
aprendizaje, dependerá la información transmitida, e influirá en que la persona actúe de forma
efectiva y segura, minimizando posibles errores
de manipulación por parte del operador.
El pupitre didáctico desarrollado permite simular
cualquier proceso productivo,
mostrando
diferentes dispositivos de información visual tipo
panel y acústicos, relativos a la presentación de
una gran diversidad de magnitudes cuantitativas,
cualitativas e informativas que, a su vez, se
encuentran reguladas por diferentes elementos
de control manual, permitiendo al alumno
experimentar, mediante diferentes ejercicios la
importancia de los principios ergonómicos, que
deben ser considerados en el diseño de todo
sistema hombre-máquina.
De igual manera el pupitre permite mostrar las características constructivas de los diferentes
dispositivos de información y elementos de control existentes en el mercado, así como las
ventajas ergonómicas de cada uno de ellos para su utilización en los sistemas de trabajo (tipo de
escala, graduación y progresión numérica, tipo de “saetas”, integración de varios dispositivos en
uno mismo, etc.).
Memoria de desarrollo de un pupitre didáctico de ergonomía sistema H-M
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3. ANTECEDENTES
Las máquinas realizan la mayoría de las operaciones o funciones industriales debido a que
tienen mayor fuerza, exactitud y capacidad de repetición. Sin embargo para que estas máquinas
tengan un desempeño satisfactorio con las especificaciones deseadas, siempre habrá la
necesidad de un supervisor humano. Así pues, los sistemas H-M son sistemas de bucle cerrado
en los que la máquina presenta la información al operador y éste utiliza los elementos de control
para actuar sobre la máquina que, a su vez, le retorna la información.
El operador recibe una gran cantidad de información
(voltaje, velocidad, temperatura, etc.) cuya presentación
debe ser compatible con las aptitudes humanas al
objeto de poder interpretarla con rapidez y actuar
con pocas probabilidades de provocar errores.
El conocimiento y aplicación de los principios
ergonómicos en el diseño de sistemas H-M,
es la base necesaria para adaptar la
máquina y sus elementos asociados
(dispositivos de información, mandos e
instrucciones) al operador y a la tarea
desarrollada, de manera que ésta pueda ser
ejecutada de forma segura, efectiva y eficiente
(ausencia de errores).
Además los sistemas H-M forman parte de otros
sistemas más complejos como son el ambiente físico
(ruido, calor, iluminación) y el entorno social y organizativo (tensión, fatiga, elevadas exigencias
de resultados), que también influirán en el comportamiento del operador y en la probabilidad de
que éste pueda cometer errores.
El diseño y proyecto de dispositivos de información y mandos de maquinaria está recogido en las
normas europeas de seguridad en maquinaria, requisitos ergonómicos, EN-894-1, EN-894-2 y
EN-894-3, y en las Notas Técnicas de Prevención, números 226, 241 y 729, publicadas por el
Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT), en las que existe amplia
información sobre estos dispositivos y elementos de control.
4. DESCRIPCIÓN
De las posibles alternativas existentes para la construcción de un pupitre de experimentación que
fuera apto para cualquier proceso industrial, se ha optado por el desarrollo de un sistema mixto
basado, por un lado, en la representación virtual de los dispositivos de información visual, DIV’s
(diales, indicadores circulares, analógicos, pilotos luminosos, etc.) y, por otra, en la utilización de
elementos de control reales (interruptores, pulsadores, conmutadores, teclado, mouse, etc.) para
su interacción con el sistema.
Memoria de desarrollo de un pupitre didáctico de ergonomía sistema H-M
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5. RECURSOS EMPLEADOS
Los técnicos adscritos al Área de Ergonomía de la Dirección Seguridad e Higiene, conjuntamente
con el personal técnico de la empresa AECSA, han diseñado y construido el pupitre didáctico de
experimentación del sistema hombre-máquina.
La idea y dirección del proyecto ha sido desarrollada por el personal técnico del área de
ergonomía, mientras que la programación del software destinado a las diferentes pantallas,
ejercicios de simulación, así como la construcción física e interconexión de los diferentes
elementos de mando y control, ha sido realizada por el personal de la empresa contratada.
5.1. Inventario de componentes del pupitre
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Monitor Elo 19” TFT intellitouch usb/series
Computer Personal Asus model P5LD2-VM
Software microsoft Xp + microsoft.net
Interface entradas con bus de datos Beckhoff con protocolo modbus
Acoplador estándar enthernet
Módulo entradas analógicas KL3062 de 12 bits
Módulo salidas digitales KL2408 a 24Vcc
Teclado de diseño delgado y elegante compatible con Windows 2000/ME/XP
Ratón PC AMI Mouse 250S Optical, ergonómico con 3 botones
Pulsadores con enclavamiento, tapa y luz
Interruptor de llave
Joystick
Selectores lineales deslizantes
Selector rotativo 5 posiciones
Selector rotativo 10 posiciones
Pulsadores con enclavamiento
Pulsadores luminosos
Interruptor de palanca
Conmutador palanca 3 posiciones
Conmutador rotativo 3 posiciones
Potenciómetros rotativos multivueltas de
precisión
Pulsador paro de emergencia con
enclavamiento para rearme
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6. FASES DEL PROYECTO
En el desarrollo del proceso de construcción del pupitre se han seguido las etapas o fases
siguientes:
Fase de Iniciación (IV TRIM. 2006): Se definen los objetivos generales del proyecto que se
exponen en un breve documento o anteproyecto, para su aprobación por parte de la
Subdirección General de la Mutua.
Fase de Planificación (I TRIM. 2007): Se define el proyecto de una manera más detallada, los
objetivos a alcanzar y la tecnología a utilizar en su construcción (equipos físicos o diseño
virtual). También se realiza una búsqueda de posibles empresas de ingeniería electrónica
para su fabricación, así como, se establece la planificación temporal y coste de las
actividades a realizar.
Fase de Ejecución (II TRIM. 2007): Construcción del proyecto, dibujo de metacrilatos e
interconexión eléctrica de los diferentes interfaces de entrada y salida para los elementos de
control. Desarrollo del software para la programación de las principales pantallas de los
módulos de simulación.
Fase de Puesta en marcha (III TRIM. 2007):
Puesta en marcha en el laboratorio de
ergonomía de ASEPEYO, comprobando que
funciona
adecuadamente
a
las
especificaciones indicadas.
Fase de Control (IV TRIM. 2007): Después
de un tiempo prudencial de pruebas de
funcionamiento en el laboratorio, se procede
a corregir los errores detectados, así como,
a la incorporación de las sugerencias de
mejora (fundamentalmente de programación)
realizadas por el personal técnico del Centro
de Prevención.
7. RESULTADOS
Se trata de un pupitre de experimentación de capacidad prácticamente ilimitada (depende de la
capacidad de memoria del disco de almacenamiento) que, a través de software específico
(microsoft.net), permite reproducir operaciones y procesos reales de interacción entre uno o
varios operadores y una o varias máquinas.
A modo de ejemplo y para poder mostrar su funcionamiento se ha integrado en el pupitre la
simulación de un parque eólico destinado a generación de energía, a través de un equipo de
aerogeneradores.
En la simulación, al variar las condiciones atmosféricas (velocidad y dirección del viento,
temperatura), aumenta o disminuye la energía producida en los aerogeneradores (KW).
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El operador percibe la información transmitida
por la máquina a través de los distintos
dispositivos visuales, la traduce y la procesa
comparándola con información previa (memoria
a largo y corto plazo) y, después de un tiempo
de reacción que dependerá de sí se trata de un
evento esperado o de uno no previsto, del
proceso de aprendizaje y de las habilidades del
propio operador, éste actuará sobre la máquina
para regular el sistema accionando el
correspondiente elemento de control.
En las diferentes pantallas del pupitre se
muestran una gran diversidad de instrumentos
para la presentación de la información visual, a
través de señales luminosas de colores, de indicadores cuantitativos y cualitativos, circulares de
forma analógica, contadores digitales, de escala fija y móvil, diferentes tipos de escala y
graduaciones para distintos grados de precisión, etc.
Para la activación o entrada de información al sistema por parte del operador, el pupitre está
dotado de la práctica totalidad de los elementos de control utilizados actualmente en los paneles
de las máquinas (joysticks, pantalla táctil, teclado, conmutadores, pulsadores, interruptores,
dispositivo ratón, potenciómetros rotativos,
deslizantes, de precisión, etc.) al objeto de
seleccionar el más adecuado en función del tipo
de control requerido, de la rapidez demandada
para la acción, la precisión o la fuerza requerida.
El pupitre didáctico es un banco de pruebas
excepcional para mostrar y experimentar, a
través de ejemplos y ejercicios interactivos, los
principios fundamentales de la ergonomía
exigibles en el diseño de cualquier sistema
Hombre–Máquina. Los principios que se pueden
experimentar en el pupitre son:
-
Asignación de funciones; no imponer al operador exigencias inalcanzables.
-
Complejidad; tipo y cantidad de información tratada por el operador.
-
Agrupamiento; reunir los dispositivos de señalización y elementos de control
por importancia, frecuencia o relación funcional.
-
Identificación; los elementos de control deben ser fácilmente identificables.
-
Operacionales; la información y los mandos asociados deben estar
adecuadamente relacionados.
-
Corrección y tratamiento de errores; la información proporcionada debe ser
fácilmente comprensible para que el operador pueda reanudar su tarea de
manera fiable y en tiempo suficiente.
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Prevención
Documentación técnica
-
Corrección y tratamiento de
errores;
la
información
proporcionada
debe
ser
fácilmente comprensible para
que el operador pueda
reanudar su tarea de manera
fiable y en tiempo suficiente.
-
Redundancia;
se
deben
prever
dispositivos
de
información
y
mando
adicionales para mejorar la
seguridad del sistema en su
conjunto.
8. EXPLOTACIÓN Y DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS
En una segunda fase, planificada para 2008, está previsto desarrollar un módulo de formación de
carácter presencial, relativo al diseño de puestos de trabajo y ergonomía cognitiva, dirigido a
técnicos de prevención de riesgos laborales con la especialidad de ergonomía. En éste se
mostrarán y explicarán de forma práctica los requisitos ergonómicos para el diseño y utilización
de dispositivos de información y mando y, los principios generales a tener en cuenta para la
adecuada interacción entre las personas y las máquinas, al objeto de prevenir posibles
accidentes derivados del error humano.
Para facilitar la comprensión de los contenidos
elaborados se desarrollará un ejemplo de
simulación de un sistema de control industrial
que cambie dinámicamente, tanto por el
transcurso del tiempo como por las acciones
que el alumno realice. Para conseguir los
objetivos fijados en el ejercicio, el alumno
deberá
accionar
los
correspondientes
elementos de control del pupitre, en un tiempo
determinado sin cometer error alguno.
El alumno, además de aprender a diseñar
sistemas de trabajo en los que se facilite la
toma de decisiones en situaciones críticas,
aprenderá a seleccionar los elementos de
control y dispositivos de información más
adecuados a cada situación.
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En un principio, los principales beneficiarios del pupitre serán los técnicos de prevención que se
forman en las instalaciones del Centro de Prevención ASEPEYO en Sant Cugat del Vallès y de
las empresas mutualistas que visitan dichas instalaciones. Para el ejercicio 2009 está previsto
por una parte, que los conocimientos derivados de la realización y explotación del pupitre puedan
ser difundidos, de una manera más amplia, a través de un módulo formativo a través del Centro
On-line de Prevención de Riesgos Laborales y, por otra, permitan elaborar una lista de
verificación destinada a la evaluación del trabajo cognitivo, en el diseño de sistemas de trabajo.
9. CONCLUSIONES
La finalidad didáctica del pupitre queda demostrada al permitir, desde la perspectiva de la
ergonomía cognitiva, ofrecer los conocimientos aplicados al diseño de sistemas de trabajo,
analizando la adecuada interacción entre las personas y las máquinas.
El pupitre permite realizar la simulación de procesos productivos o parte de éstos,
experimentando con diferentes operadores, antes de su puesta en funcionamiento definitiva en la
instalación real. La validación de la adecuada interacción entre persona y máquina,
comprobando la idoneidad de los dispositivos de información y elementos de control utilizados,
permite detectar diseños inapropiados que podrían derivar en futuros errores y,
consecuentemente, en potenciales accidentes.
En una gran ayuda para la formación del personal técnico ya que permite impartir los
conocimientos teórico-prácticos para el estudio de los sistemas hombre-máquina facilitando la
identificación de posibles peligros y la propuesta de medidas preventivas.
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ANEXO
Documentación adicional del proyecto
- Información técnica componentes
- Esquemas y diagramas
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