Análisis antropométrico del mobiliario usado en una universidad peruana

Introducción

En la actualidad, las entidades de estudios superiores por lo general no realizan estudios previos, donde tengan en cuenta las proporciones físicas de los estudiantes para la elaboración, compra o adquisición de mobiliario. Es por esto que se puede observar que la mayoría de estudiantes no emplean adecuadamente el mobiliario que se les proporciona.

Si se tiene en cuenta que un estudiante promedio de estudios superiores pasa aproximadamente por cada curso entre 4 y 5 horas a la semana, sentados en posición casi estática, lo cual totaliza unas 20 a 25 horas semanales usando mobiliario, muchas veces poco adecuado para sus dimensiones, se puede ver la importancia de mejorar las condiciones en las que estudia, para poder disminuir y prevenir lesiones en la espalda, dolores crónicos, problemas de circulación en la piernas, entre otros, a causa de los asientos y mesas mal diseñados [1].

La tendencia actual a nivel empresarial y en general en la vida diaria, es el de otorgar cada vez más importancia a la salud humana, considerando de esta forma, que el ser humano es el principal activo de las organizaciones. Por este motivo, las instituciones, cualquiera sea su rubro, deben estar plenamente identificadas con las exigencias que la ergonomía y otras ciencias vinculadas con el bienestar del ser humano, plantean en relación con las actividades propias de sus miembros.

El presente estudio tiene como objetivo investigar, analizar y evaluar, el mobiliario usado en la Pontificia Universidad Católica del Perú, para establecer el porcentaje de alumnos que pueden usar este, en condiciones aceptables, para a partir de los resultados, hacer propuestas de mejora que permitan preservar la salud de los estudiantes.

Metodología

La metodología es eminentemente práctica, en primer lugar se tomarán las medidas de los diferentes mobiliarios que existen en los salones de clase de las facultades de estudio, para poder compararlas con las medidas antropométricas de los alumnos.

Se determinará por tanto un tamaño de muestra del alumnado, para poder levantar información antropométrica.

Se tomará luego las medidas antropométricas a los alumnos de la muestra definida, para poder analizar los datos y compararlos con las medidas del mobiliario empleado.

Se hará un análisis mediante el empleo del software Ergolandia, para cada una de las medidas relevantes y tipos de sillas y mesas, de manera de encontrar problemas con las medidas actuales.

Se presentarán los resultados y conclusiones.

 Las medidas que se considerarán para el diseño de mesas y sillas se encuentran en la Figura 1, las cuales se detallan a continuación, considerando las medidas antropométricas más importantes [2].

Figura 1. Medidas del cuerpo humano

Estatura o talla (E). Es la distancia vertical desde el suelo al vértex, tomada en una persona de pié, erguida y con la vista dirigida al frente.

Altura hombros-asiento (HA). Distancia vertical desde el asiento hasta el hombro en posición sentado.

Altura de piso a codos (CSp). Altura que va del piso a la unión de brazo y antebrazo.

Alcance mínimo del brazo hacia adelante sin agarre (AmiB). Distancia horizontal desde el respaldo del asiento hasta el eje vertical de la mano con el puño cerrado y el brazo paralelo a la línea media del tronco y el antebrazo forma un ángulo de 90º con el brazo.

Alcance máximo del brazo hacia delante (AmaB). Distancia desde el respaldo del asiento hasta el eje vertical, con la mano con el puño cerrado y sosteniendo un eje, con  el brazo extendido.

Altura de codo desde el asiento (CA). Distancia vertical desde el asiento hasta el codo en posición de reposo a 90º.

Altura de muslo desde el asiento (MA). Distancia vertical desde la superficie del asiento hasta la parte superior del muslo, junto al abdomen.

Distancia sacro-poplítea (SP). Distancia horizontal desde la parte exterior del sacro hasta la cara posterior de la rodilla.

Distancia sacro-rótula  (SR). Distancia horizontal desde la parte exterior del sacro hasta la cara anterior de la rótula.

Ancho de caderas (ACs). Es la mayor medida horizontal entre las caderas y sentado.

Altura poplítea (AP). Distancia vertical desde el suelo hasta la zona inmediatamente posterior de la rodilla con el individuo sentado, tronco erguido y piernas a 90º

Altura del muslo desde el suelo (MS). Distancia vertical con el sujeto sentado desde el suelo hasta la parte superior del muslo.

Resultados

Descripción del centro de estudios

Nuestro estudio se hará en la Pontificia Universidad Católica del Perú, la cual cuenta con varias facultades, sin embargo, para efectos prácticos, nos centraremos en dos de ellas, la facultad de Estudios Generales Ciencias (EEGGCC) y la Facultad de Ciencias e Ingeniería (FCI)

La FCI cuenta con dos pabellones, el primero de 4 pisos con 13 salones y el segundo de dos pisos y 6 salones. Todos los salones son planos y las sillas y mesas son móviles, lo que permite movilizarlos sin mayores problemas.

EEGGCC cuenta con tres pabellones, uno de tres pisos y dos de dos pisos. El pabellón de tres pisos cuenta con salones escalonados y en cada piso hay seis salones. Estos salones cuentan con bancos (asientos de forma ovalada plana, sin respaldo), sin embargo la mesa que se encuentra detrás de los mismos, que tiene un perfil en L invertida, sirve de respaldar, el cual es completamente vertical. En los otros pabellones hay salones planos, similares a los de la FCI, que en total suman 11 salones.

La mayoría de los salones cuenta con dos puertas, una en la parte del frente y la otra en la parte posterior del salón, con excepción de los escalonados que tienen dos puertas pero en la parte delantera del salón.

Descripción del mobiliario de los salones

Los salones de clase en ambas facultades cuentan con amplias ventanas, lo que facilita la ventilación y les dan buena iluminación. El mobiliario y la disposición de los salones de clase para ambas facultades varían.

En el caso de la FCI, se pueden apreciar dos tipos de mesas, la cuales se presentan en las Figuras 2 y 3, con sus medidas con una precisión de 1 mm, por el instrumento de medición empleado.

Figura 2. Medidas de las mesas de la FCI

Figura 3. Mesas tipo 1 y 2 de la FCI

En EEGGCC se encuentran tres diferentes tipos de mesas, las dos primeras se encuentran en los salones planos, mientras que el tercer tipo está en los salones escalonados. En la Figura 4 se presentan las dimensiones en cm, con una precisión de 1 mm y en la Figura 5 se presentan las mesas.

Figura 4. Medidas de las mesas de EEGGCC

Figura 5. Mesas tipo 1, 2 y 3 de EEGGCC

En el caso de las sillas en la FCI se diferencian tres tipos de sillas, las cuales tienen el mismo tipo de asiento plástico, diferenciándose en la estructura metálica que poseen (el perfil de los tubos es diferente) y en si tienen o no apoya brazos. Son muy comerciales por la facilidad de apilar y trasladar. En la Figura 6 se presentan las dimensiones en cm encontradas y en la Figura 7 las sillas tipo 1, 2 y 3.

Figura 6. Medidas de las sillas de la FCI

Figura 7. Sillas tipo1, 2 y 3 de la FCI

En EEGGCC encontramos cinco tipos de sillas que se presentan en las Figuras 8 y 9.

Figura 8. Medidas de las sillas de EEGGCC

Figura 9. Medidas de las sillas de EEGGCC

Características de los alumnos del centro de estudios

Actualmente hay alumnos que van desde los 15 años, hasta poco más de 30 años. No se considera que las aulas se pueden usar para alumnos mayores (otra población), que siguen cursos de maestría o posgrado, normalmente en las noches.

De acuerdo con información obtenida en el centro médico de la universidad, en el año 2009, última fecha con datos procesados y documentados, se tuvieron 3 204 consultas en la especialidad de traumatología, y según los doctores entrevistados, este número se ha incrementado en los últimos años, y además la mayoría de consultas en traumatología son para tratar temas de dolor en el sistema músculo esquelético, específicamente en la zona lumbar y dorsal, dolencias muchas veces vinculadas a la postura sedente del ser humano.

Sin embargo, también de acuerdo a los doctores entrevistados, desde el punto de vista médico, las dolencias que se generan al sistema músculo esquelético no sólo se deben al mobiliario, sino también por su mal uso, y es que la mayoría de nosotros no hacemos buen uso de éstos, y adquirimos posturas totalmente prohibitivas.

Tamaño de muestra de los estudiantes

Tomando como base la población total de las dos facultades, se hallará una muestra representativa de cada facultad. En la FCI se tienen 3 301 alumnos y en EEGGCC se tienen un total de 3 784 alumnos.

Para encontrar el tamaño de muestra con un nivel de confianza del 95% se tiene la siguiente fórmula a aplicar [3]:

Teniendo en cuenta los siguientes datos:

N_A = 3 301 (FCI)

N_B = 3 784 (EEGGCC)α  =  5%

Nivel de confianza = 95%

Se obtienen los siguientes resultados:

n_A  = 334 (FCI)

n_B = 349 (EEGGCC)

Recopilación de datos de las muestras

En las Figuras 10 y 11 se presentan los resultados de las mediciones a los alumnos de los pabellones de FCI y EEGGCC, en la dimensión estatura.

Figura 10. Datos de la estatura de los alumnos de la FCI

Figura 11. Datos de la estatura de los alumnos de EEGGCC

A partir de estos datos, y teniendo en cuenta las dimensiones obtenidas con el software Ergolandia, se puede obtener para cualquier estatura, las dimensiones correspondientes, que es lo que se va a hacer para analizar los resultados.

Los siguientes pasos consisten en determinar el percentil de estudiantes que pueden tener problemas más severos con las dimensiones del mobiliario obtenido, para esto se han considerado en esta primera etapa del estudio, tres dimensiones importantes la altura poplítea, la distancia sacro-poplítea y la altura codo desde el asiento. Para obtener los resultados se seguirá lo siguiente:

• 1. Para cada una de las sillas y su mesa respectiva se encontrarán los valores correspondiente
• 2. Para cada uno de los valores, se encontrará con el software Ergolandia, la correspondiente estatura vinculada. Dado que los datos no son continuos, en caso de no encontrar el dato exacto, se interpolará entre los cercanos
• 3. Con el valor encontrado se hará una comparación con los datos encontrados con la muestra respectiva y se encontrará el percentil involucrado (que tiene más problemas) haciendo uso de la siguiente fórmula:

Donde: Xp es el valor de la dimensión para el percentil p, que queremos conocer

Xprom es el valor promedio de la dimensión

Β es una constante asociada al percentil p a definir σ es la desviación estándar de la muestra4. Por último se presentarán los datos con los percentiles de la población afectados por las dimensiones del mobiliario definidas. Se presentarán en forma independiente, pero se podrían trabajar en forma completa, con lo que el porcentaje de afectados seguramente crecer

Presentación de resultados

En las Figuras 12, 13 y 14 se presentan los resultados teniendo en cuenta los pasos definidos previamente. Los percentiles encontrados en cada caso implican porcentajes de la población de alumnos estudiada con dimensiones menores a las indicadas. De acuerdo a cada caso se definirá que porcentaje de la población estudiantes tiene mayores problemas.

Figura 12. Análisis de datos de altura poplítea de los alumnos de la FCI y EEGGCC

Figura 13. Análisis de datos de distancia sacro-poplítea de los alumnos de la FCI y EEGGCC

Figura 14. Análisis de datos de altura del codo desde el asiento de los alumnos de la FCI y EEGGCC

Discusión de resultados

Los resultados implican que hay problemas en algunas de las dimensiones del mobiliario empleado en las dos facultades motivo de estudio.

En el caso de la altura poplítea, que es la vinculada a la altura del asiento en las sillas, se puede notar que, en el mejor de los casos, el 92.5% de los alumnos, tienen valores iguales o menores a los de las sillas estudiadas. Eso corresponde a las sillas tipo 1 y 2 de EEGGCC. Esto quiere decir que más del 90% de alumnos tendría problemas con apoyar los pies correctamente, haciendo que inclinen el cuerpo un poco hacia adelante, para poder apoyar los pies, limitando el uso del respaldar de las sillas. Esto, a pesar que las sillas son usadas en algunas horas al día, ocasionaría en los estudiantes problemas en el sistema músculo esquelético.

Si vemos ahora la profundidad de la silla, es decir, la distancia sacro-poplítea de los alumnos de la FCI y EEGGCC, se puede determinar que el diseño es correcto, aunque por la variabilidad de las dimensiones antropométricas de los estudiantes en la FCI tendrían más problemas, con un 12% de estudiantes que no podrían apoyar el espaldar por tener dimensiones más pequeñas a las de las sillas que usan. Por otro lado, en EEGGCC, menos del 5% tendrían problemas en general, lo cual es un buen indicador.

Por último en el caso de la altura superior de las mesas, si se encuentra un problema serio. De la comparación de las dimensiones antropométricas de los estudiantes de ambas facultades con las de la altura de la mesa, es decir, la altura codo desde el asiento, en todos los casos, cerca al 100% (sino el 100%) de alumnos, tienen una altura codo menor a la distancia entre la superficie de la mesa y el asiento. Eso quiere decir que casi en el 100% de los casos los alumnos deben levantar los codos, lo cual genera trabajo estático, que se reduce pues los alumnos pueden apoyar los codos en la mesa, sin embargo, no es la situación óptima.

Conclusiones

· El mobiliario usado en la Pontificia Universidad Católica del Perú, tomando como referencia dos de las facultades más grandes tiene algunos problemas para sus alumnos, en particular con la altura de las mesas usadas en las facultades.

· La altura de los asientos de las sillas es adecuada para los alumnos más altos, quienes podrían tener las piernas correctamente apoyadas, más del 92.5% de alumnos tendrían que apoyar las piernas de una manera deficiente y que a largo plazo podría ocasionas lesiones musculo esqueléticas.

· La profundidad de los asientos de las sillas resulta adecuado para la mayoría de alumnos, lo cual compensaría en muchos casos la gran altura de los asientos, dado que aún con el cuerpo hacia adelante para apoyar la los pies correctamente, podría apoyar el espaldar en un porcentaje mayor al 7.5% que se supone apoyan bien los pies, apoyando la espalda sin problemas, por su talla.

· En el caso de las mesas, está claro que casi el 100% de alumnos debe levantar los brazos para poder trabajar en sus actividades de estudio. Esto genera incomodidad entre los alumnos, aunque probablemente pocas lesiones o fatiga excesiva debido a que pueden apoyar los brazos sin problemas. En algunos casos la altura se justifica dado que las mesas tienen un compartimento inferior que hace que si la mesa es más baja, las piernas de los alumnos más altos no puedan entrar correctamente.

· No fue parte del estudio, pero revisando las dimensiones para el espaldar de las sillas en los pabellones estudiados, se puede afirmar sin lugar a dudas, que el diseño no incluye apoyo lumbar, lo cual es más crítico en los salones inclinados, donde el espaldar va de 75 a 100 cm respecto del piso, es decir empieza aproximadamente a 30 cm de la base del asiento, y es completamente vertical, lo cual implica que no sólo no existe apoyo lumbar, sino que el diseño es totalmente deficiente.

· Es necesario definir valores más adecuados para las dimensiones de sillas y mesas, de manera que en las nuevas construcciones y aulas, y cuando haya que renovar mobiliario, se tengan sillas y mesas más acorde con las dimensiones corporales de los estudiantes universitarios. Esto puede implicar mandar a fabricar sillas y mesas especialmente diseñadas para la población estudiantil de la universidad.

· Las dimensiones de los estudiantes fueron encontradas de forma indirecta a partir de la estatura de los mismos. El estudio tendría más confiabilidad si se pudiera usar un antropómetro para hacer todas las mediciones individuales necesarias.

Agradecimientos

A los organizadores del congreso ORPconference 2014, por permitir difundir aspectos de la realidad peruana de gran importancia

A la Pontificia Universidad Católica del Perú, por propiciar entre los docentes, el espíritu investigador y al mismo tiempo por permitir hacer el estudio en sus instalaciones

Referencias bibliográficas

• 1. Fundación Mapfre; Manual de Ergonomía. Madrid: MAPFRE, 1997
• 2. Mondelo, P. et al.; Ergonomía 3 : Diseño de Puestos de Trabajo. México: Alfaomega, 2001
• 3. Córdova, M; Estadística Aplicada. Lima: Moshera, 2006