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Diseño de Sistemas de Trabajo

Lunes, marzo de 14 2011 19: 45

Estaciones de trabajo

Un enfoque integrado en el diseño de estaciones de trabajo

En ergonomía, el diseño de puestos de trabajo es una tarea crítica. Existe un acuerdo general de que en cualquier entorno de trabajo, ya sea de cuello azul o de cuello blanco, una estación de trabajo bien diseñada favorece no solo la salud y el bienestar de los trabajadores, sino también la productividad y la calidad de los productos. Por el contrario, es probable que la estación de trabajo mal diseñada provoque o contribuya al desarrollo de problemas de salud o enfermedades profesionales crónicas, así como a problemas para mantener la calidad del producto y la productividad en un nivel prescrito.

Para todos los ergonomistas, la declaración anterior puede parecer trivial. Todos los ergonomistas también reconocen que la vida laboral en todo el mundo está llena no solo de deficiencias ergonómicas, sino también de flagrantes violaciones de los principios ergonómicos básicos. Es evidente que existe un desconocimiento generalizado respecto a la importancia del diseño de los puestos de trabajo entre los responsables: ingenieros de producción, supervisores y gerentes.

Cabe señalar que existe una tendencia internacional con respecto al trabajo industrial que parecería subrayar la importancia de los factores ergonómicos: la creciente demanda de una mejor calidad del producto, flexibilidad y precisión en la entrega del producto. Estas demandas no son compatibles con una visión conservadora en cuanto al diseño del trabajo y los lugares de trabajo.

Aunque en el presente contexto son los factores físicos del diseño del lugar de trabajo los que más preocupan, debe tenerse en cuenta que el diseño físico del puesto de trabajo no puede en la práctica separarse de la organización del trabajo. Este principio se hará evidente en el proceso de diseño que se describe a continuación. La calidad del resultado final del proceso se apoya en tres soportes: conocimiento ergonómico, integración con las exigencias de productividad y calidad, y participación. Él proceso de implementacion de una nueva estación de trabajo debe atender a esta integración, y es el enfoque principal de este artículo.

Consideraciones de diseño

Las estaciones de trabajo están pensadas para trabajar. Debe reconocerse que el punto de partida en el proceso de diseño de la estación de trabajo es que se debe lograr un determinado objetivo de producción. El diseñador, a menudo un ingeniero de producción u otra persona en el nivel de gestión media, desarrolla internamente una visión del lugar de trabajo y comienza a implementar esa visión a través de sus medios de planificación. El proceso es iterativo: desde un primer intento rudimentario, las soluciones se vuelven gradualmente más y más refinadas. Es fundamental que los aspectos ergonómicos se tengan en cuenta en cada iteración a medida que avanza el trabajo.

Cabe señalar que diseño ergonomico de puestos de trabajo está estrechamente relacionado con evaluación ergonómica de estaciones de trabajo. De hecho, la estructura a seguir aquí se aplica igualmente a los casos en que el puesto de trabajo ya existe o cuando se encuentra en etapa de planificación.

En el proceso de diseño, existe la necesidad de una estructura que asegure que se consideren todos los aspectos relevantes. La forma tradicional de manejar esto es utilizar listas de verificación que contienen una serie de aquellas variables que deben tenerse en cuenta. Sin embargo, las listas de verificación de propósito general tienden a ser voluminosas y difíciles de usar, ya que en una situación de diseño particular, solo una fracción de la lista de verificación puede ser relevante. Además, en una situación práctica de diseño, algunas variables se destacan por ser más importantes que otras. Se requiere una metodología para considerar estos factores conjuntamente en una situación de diseño. Tal metodología será propuesta en este artículo.

Las recomendaciones para el diseño de estaciones de trabajo deben basarse en un conjunto relevante de demandas. Cabe señalar que, en general, no es suficiente tener en cuenta los valores límite de umbral para variables individuales. Un objetivo combinado reconocido de productividad y conservación de la salud hace necesario ser más ambicioso que en una situación de diseño tradicional. En particular, la cuestión de las dolencias musculoesqueléticas es un aspecto importante en muchas situaciones industriales, aunque esta categoría de problemas no se limita en modo alguno al entorno industrial.

Un proceso de diseño de estaciones de trabajo

Pasos en el proceso

En el proceso de diseño e implementación de la estación de trabajo, siempre existe la necesidad inicial de informar a los usuarios y de organizar el proyecto para permitir la plena participación de los usuarios y aumentar las posibilidades de que los empleados acepten plenamente el resultado final. Un tratamiento de este objetivo no está dentro del alcance del presente tratado, que se concentra en el problema de llegar a una solución óptima para el diseño físico de la estación de trabajo, pero el proceso de diseño, sin embargo, permite la integración de tal objetivo. En este proceso, siempre se deben considerar los siguientes pasos:

    1. colección de demandas especificadas por el usuario
    2. priorización de demandas
    3. transferencia de demandas a (a) especificaciones técnicas y (b) especificaciones en términos de usuario
    4. desarrollo iterativo del diseño físico de la estación de trabajo
    5. implementación física
    6. período de prueba de producción
    7. producción completa
    8. evaluación e identificación de problemas de descanso.

                   

                  El enfoque aquí está en los pasos uno a cinco. Muchas veces, solo se incluye un subconjunto de todos estos pasos en el diseño de las estaciones de trabajo. Puede haber varias razones para esto. Si la estación de trabajo tiene un diseño estándar, como en algunas situaciones de trabajo de VDU, algunos pasos pueden quedar debidamente excluidos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, la exclusión de algunos de los pasos enumerados daría lugar a una estación de trabajo de calidad inferior a la que se puede considerar aceptable. Este puede ser el caso cuando las limitaciones económicas o de tiempo son demasiado severas, o cuando existe una total negligencia debido a la falta de conocimiento o perspicacia a nivel de gestión.

                  Colección de demandas especificadas por el usuario

                  Es fundamental identificar al usuario del lugar de trabajo como cualquier miembro de la organización de producción que pueda aportar opiniones cualificadas sobre su diseño. Los usuarios pueden incluir, por ejemplo, los trabajadores, los supervisores, los planificadores de producción y los ingenieros de producción, así como el administrador de seguridad. La experiencia muestra claramente que todos estos actores tienen su conocimiento único que debe utilizarse en el proceso.

                  La recopilación de las demandas especificadas por el usuario debe cumplir una serie de criterios:

                  1. Apertura. No debe aplicarse ningún filtro en la etapa inicial del proceso. Todos los puntos de vista deben anotarse sin críticas expresadas.
                  2. No discriminación. Los puntos de vista de cada categoría deben ser tratados por igual en esta etapa del proceso. Debe prestarse especial atención al hecho de que algunas personas pueden ser más francas que otras, y que existe el riesgo de que silencien a algunos de los otros actores.
                  3. Desarrollo a través del diálogo. Debe haber una oportunidad para ajustar y desarrollar las demandas a través de un diálogo entre participantes de diferentes orígenes. La priorización debe abordarse como parte del proceso.
                  4. Versatilidad. El proceso de recopilación de las demandas especificadas por los usuarios debe ser razonablemente económico y no requerir la participación de consultores especializados o demandas de mucho tiempo por parte de los participantes.

                   

                  El conjunto de criterios anterior puede cumplirse mediante el uso de una metodología basada en Despliegue de la función de calidad (QFD) según Sullivan (1986). Aquí, las demandas de los usuarios pueden recogerse en una sesión donde está presente un grupo mixto de actores (no más de ocho a diez personas). A todos los participantes se les entrega un bloc de notas autoadhesivas removibles. Se les pide que escriban todas las demandas del lugar de trabajo que consideren relevantes, cada una en una hoja de papel separada. Se deben cubrir los aspectos relacionados con el ambiente de trabajo y la seguridad, la productividad y la calidad. Esta actividad puede continuar durante el tiempo que sea necesario, generalmente de diez a quince minutos. Después de esta sesión, se pide a los participantes uno tras otro que lean sus demandas y peguen las notas en una pizarra en la sala donde todos en el grupo puedan verlas. Las demandas se agrupan en categorías naturales, como iluminación, dispositivos de elevación, equipos de producción, requisitos de alcance y demandas de flexibilidad. Después de completar la ronda, el grupo tiene la oportunidad de discutir y comentar sobre el conjunto de demandas, una categoría a la vez, con respecto a la relevancia y prioridad.

                  El conjunto de demandas especificadas por el usuario recopiladas en un proceso como el descrito anteriormente forma una de las bases para el desarrollo de la especificación de la demanda. Otras categorías de actores pueden producir información adicional en el proceso, por ejemplo, diseñadores de productos, ingenieros de calidad o economistas; sin embargo, es vital darse cuenta de la contribución potencial que los usuarios pueden hacer en este contexto.

                  Priorización y especificación de la demanda

                  Con respecto al proceso de especificación, es fundamental que se consideren los diferentes tipos de demandas de acuerdo con su importancia respectiva; de lo contrario, todos los aspectos que se han tenido en cuenta deberán considerarse en paralelo, lo que puede tender a hacer que la situación de diseño sea compleja y difícil de manejar. Esta es la razón por la cual las listas de verificación, que deben elaborarse para cumplir el propósito, tienden a ser difíciles de administrar en una situación de diseño particular.

                  Puede ser difícil idear un esquema de prioridad que sirva igualmente bien a todos los tipos de estaciones de trabajo. Sin embargo, bajo el supuesto de que la manipulación manual de materiales, herramientas o productos es un aspecto esencial del trabajo a realizar en el puesto de trabajo, existe una alta probabilidad de que los aspectos asociados con la carga musculoesquelética estén en la parte superior de la lista de prioridades. La validez de este supuesto podrá ser comprobada en la etapa del proceso de recolección de la demanda de los usuarios. Las demandas relevantes de los usuarios pueden estar asociadas, por ejemplo, con tensión y fatiga muscular, alcance, visión o facilidad de manipulación.

                  Es esencial darse cuenta de que puede que no sea posible transformar todas las demandas especificadas por el usuario en especificaciones de demanda técnica. Aunque tales demandas pueden estar relacionadas con aspectos más sutiles como la comodidad, pueden ser de gran relevancia y deben ser consideradas en el proceso.

                  Variables de carga musculoesquelética

                  En línea con el razonamiento anterior, aplicaremos aquí la opinión de que existe un conjunto de variables ergonómicas básicas relacionadas con la carga musculoesquelética que deben tenerse en cuenta de forma prioritaria en el proceso de diseño, con el fin de eliminar el riesgo de trastornos musculoesqueléticos relacionados con el trabajo (WRMD). Este tipo de trastorno es un síndrome de dolor, localizado en el sistema musculoesquelético, que se desarrolla durante largos períodos de tiempo como resultado de tensiones repetidas en una parte particular del cuerpo (Putz-Anderson 1988). Las variables esenciales son (p. ej., Corlett 1988):

                  • demanda de fuerza muscular
                  • demanda de postura de trabajo
                  • demanda de tiempo.

                   

                  Con respecto al fuerza muscular, el establecimiento de criterios puede basarse en una combinación de factores biomecánicos, fisiológicos y psicológicos. Esta es una variable que se operacionaliza a través de la medición de las demandas de fuerza de salida, en términos de masa manipulada o fuerza requerida para, por ejemplo, la operación de manijas. Además, es posible que deban tenerse en cuenta las cargas máximas relacionadas con un trabajo muy dinámico.

                  postura de trabajo Las demandas pueden evaluarse mapeando (a) situaciones en las que las estructuras articulares se estiran más allá del rango natural de movimiento, y (b) ciertas situaciones particularmente incómodas, como arrodillarse, girar o posturas encorvadas, o trabajar con la mano por encima del hombro. nivel.

                  Demandas de tiempo puede evaluarse sobre la base del mapeo de (a) trabajo repetitivo de ciclo corto y (b) trabajo estático. Cabe señalar que la evaluación del trabajo estático puede no referirse exclusivamente a mantener una postura de trabajo o producir una fuerza de salida constante durante largos períodos de tiempo; desde el punto de vista de los músculos estabilizadores, particularmente en la articulación del hombro, el trabajo aparentemente dinámico puede tener un carácter estático. Por lo tanto, puede ser necesario considerar largos períodos de movilización conjunta.

                  Por supuesto, la aceptabilidad de una situación se basa en la práctica en las demandas de la parte del cuerpo que está bajo la mayor tensión.

                  Es importante señalar que estas variables no deben ser consideradas una por una sino en conjunto. Por ejemplo, las demandas de mucha fuerza pueden ser aceptables si ocurren solo ocasionalmente; levantar el brazo por encima del nivel del hombro de vez en cuando no suele ser un factor de riesgo. Pero se deben considerar las combinaciones entre tales variables básicas. Esto tiende a hacer que el establecimiento de criterios sea difícil y complicado.

                  En Ecuación NIOSH revisada para el diseño y evaluación de tareas de manejo manual (Waters et al. 1993), este problema se aborda mediante la elaboración de una ecuación para los límites de peso recomendados que tiene en cuenta los siguientes factores mediadores: distancia horizontal, altura de elevación vertical, asimetría de elevación, acoplamiento del mango y frecuencia de elevación. De esta forma, el límite de carga aceptable de 23 kilogramos basado en criterios biomecánicos, fisiológicos y psicológicos en condiciones ideales, puede modificarse sustancialmente teniendo en cuenta las especificidades de la situación de trabajo. La ecuación de NIOSH proporciona una base para la evaluación del trabajo y los lugares de trabajo que involucran tareas de levantamiento. Sin embargo, existen severas limitaciones en cuanto a la usabilidad de la ecuación de NIOSH: por ejemplo, solo se pueden analizar los levantamientos con dos manos; la evidencia científica para el análisis de los levantamientos con una sola mano aún no es concluyente. Esto ilustra el problema de aplicar la evidencia científica exclusivamente como base para el trabajo y el diseño del lugar de trabajo: en la práctica, la evidencia científica debe fusionarse con puntos de vista educados de personas que tengan experiencia directa o indirecta del tipo de trabajo considerado.

                  el modelo del cubo

                  La evaluación ergonómica de los lugares de trabajo, teniendo en cuenta el conjunto complejo de variables que deben tenerse en cuenta, es en gran medida un problema de comunicación. Basado en la discusión de priorización descrita anteriormente, se desarrolló un modelo de cubo para la evaluación ergonómica de los lugares de trabajo (Kadefors 1993). Aquí, el objetivo principal fue desarrollar una herramienta didáctica con fines de comunicación, basada en el supuesto de que la fuerza de salida, la postura y las medidas de tiempo en la gran mayoría de las situaciones constituyen variables básicas interrelacionadas y priorizadas.

                  Para cada una de las variables básicas, se reconoce que las demandas pueden agruparse en función de la gravedad. Aquí, se propone que dicha agrupación pueda hacerse en tres clases: (1) bajas demandas(2) exigencias medias o (3) altas demandas. Los niveles de demanda pueden establecerse utilizando cualquier evidencia científica disponible o adoptando un enfoque de consenso con un panel de usuarios. Estas dos alternativas, por supuesto, no son mutuamente excluyentes y pueden tener resultados similares, pero probablemente con diferentes grados de generalidad.

                  Como se señaló anteriormente, las combinaciones de las variables básicas determinan en gran medida el nivel de riesgo con respecto al desarrollo de trastornos musculoesqueléticos y trastornos traumáticos acumulativos. Por ejemplo, las demandas de mucho tiempo pueden hacer que una situación de trabajo sea inaceptable en los casos en que también hay demandas de nivel al menos medio con respecto a la fuerza y ​​la postura. Es fundamental en el diseño y evaluación de los lugares de trabajo que las variables más importantes se consideren de forma conjunta. Aquí un modelo de cubo para tales fines de evaluación se propone. Las variables básicas, fuerza, postura y tiempo, constituyen los tres ejes del cubo. Para cada combinación de demandas se puede definir un subcubo; en total, el modelo incorpora 27 subcubos de este tipo (ver figura 1).

                  Figura 1. El "modelo de cubo" para la evaluación de la ergonomía. Cada cubo representa una combinación de demandas relacionadas con la fuerza, la postura y el tiempo. Luz: combinación aceptable; gris: condicionalmente aceptable; negro: inaceptable

                  ERG190F1

                  Un aspecto esencial del modelo es el grado de aceptabilidad de las combinaciones de demanda. En el modelo, se propone un esquema de clasificación de tres zonas para la aceptabilidad: (1) la situación es aceptable, (2) la situación es condicionalmente aceptable o (3) la situación es inaceptable. Con fines didácticos, a cada subcubo se le puede dar una cierta textura o color (por ejemplo, verde-amarillo-rojo). Nuevamente, la evaluación puede estar basada en el usuario o en evidencia científica. La zona condicionalmente aceptable (amarilla) significa que “existe un riesgo de enfermedad o lesión que no se puede ignorar, para la totalidad o una parte de la población de operadores en cuestión” (CEN 1994).

                  Para desarrollar este enfoque, es útil considerar un caso: la evaluación de la carga sobre el hombro en el manejo de materiales con una mano a un ritmo moderado. Este es un buen ejemplo, ya que en este tipo de situaciones, normalmente son las estructuras de los hombros las que están bajo mayor tensión.

                  Con respecto a la variable fuerza, la clasificación puede basarse en este caso en la masa manipulada. Aquí, baja demanda de fuerza se identifica como niveles por debajo del 10% de la capacidad de elevación voluntaria máxima (MVLC), que asciende a aproximadamente 1.6 kg en una zona de trabajo óptima. Alta demanda de fuerza requiere más del 30% de MVLC, aproximadamente 4.8 kg. Demanda de fuerza media cae entre estos límites. Esfuerzo postural bajo es cuando la parte superior del brazo está cerca del tórax. Alto esfuerzo postural es cuando la abducción o flexión humeral supera los 45°. Esfuerzo postural medio es cuando el ángulo de abducción/flexión está entre 15° y 45°. Baja demanda de tiempo es cuando la manipulación ocupa menos de una hora por día laborable intermitentemente, o de forma continua durante menos de 10 minutos por día. Alta demanda de tiempo es cuando la manipulación se realiza por más de cuatro horas por jornada laboral, o de manera continua por más de 30 minutos (sostenidas o repetitivas). Demanda de tiempo medio es cuando la exposición cae entre estos límites.

                  En la figura 1 se han asignado grados de aceptabilidad a las combinaciones de demandas. Por ejemplo, se ve que las altas demandas de tiempo solo pueden combinarse con demandas posturales y de fuerza bajas combinadas. Se puede pasar de inaceptable a aceptable reduciendo las demandas en cualquiera de las dimensiones, pero la reducción de las demandas de tiempo es la forma más eficiente en muchos casos. En otras palabras, en algunos casos se debe modificar el diseño del lugar de trabajo, en otros casos puede ser más eficiente cambiar la organización del trabajo.

                  El uso de un panel de consenso con un conjunto de usuarios para la definición de los niveles de demanda y la clasificación del grado de aceptabilidad puede mejorar considerablemente el proceso de diseño de la estación de trabajo, como se considera a continuación.

                  Variables adicionales

                  Además de las variables básicas consideradas anteriormente, se debe tener en cuenta un conjunto de variables y factores que caracterizan el lugar de trabajo desde el punto de vista ergonómico, dependiendo de las condiciones particulares de la situación a analizar. Incluyen:

                  • precauciones para reducir los riesgos de accidentes
                  • factores ambientales específicos como el ruido, la iluminación y la ventilación
                  • exposición a factores climáticos
                  • exposición a vibraciones (de herramientas manuales o de todo el cuerpo)
                  • facilidad para satisfacer las demandas de productividad y calidad.

                   

                  En gran medida, estos factores pueden considerarse uno a la vez; por lo tanto, el enfoque de la lista de verificación puede ser útil. Grandjean (1988) en su libro de texto cubre los aspectos esenciales que generalmente deben tenerse en cuenta en este contexto. Konz (1990) en sus directrices proporciona para la organización y el diseño de estaciones de trabajo un conjunto de preguntas principales que se centran en la interfaz trabajador-máquina en los sistemas de fabricación.

                  En el proceso de diseño seguido aquí, la lista de verificación debe leerse junto con las demandas especificadas por el usuario.

                  Ejemplo de diseño de una estación de trabajo: soldadura manual

                  Como ejemplo ilustrativo (hipotético), se describe aquí el proceso de diseño que condujo a la implementación de una estación de trabajo para soldadura manual (Sundin et al. 1994). La soldadura es una actividad que frecuentemente combina altas demandas de fuerza muscular con altas demandas de precisión manual. La obra tiene un carácter estático. El soldador a menudo está haciendo soldadura exclusivamente. El ambiente de trabajo de soldadura es generalmente hostil, con una combinación de exposición a altos niveles de ruido, humo de soldadura y radiación óptica.

                  La tarea consistía en diseñar un lugar de trabajo para la soldadura manual MIG (metal con gas inerte) de objetos de tamaño medio (hasta 300 kg) en un entorno de taller. La estación de trabajo tenía que ser flexible ya que había una variedad de objetos a fabricar. Existían altas exigencias de productividad y calidad.

                  Se llevó a cabo un proceso QFD con el fin de proporcionar un conjunto de demandas del puesto de trabajo en términos de usuario. Participaron soldadores, ingenieros de producción y diseñadores de productos. Las demandas de los usuarios, que no se enumeran aquí, cubrieron una amplia gama de aspectos que incluyen ergonomía, seguridad, productividad y calidad.

                  Usando el enfoque del modelo de cubo, el panel identificó, por consenso, límites entre carga alta, moderada y baja:

                    1. Variable de fuerza. Menos de 1 kg de masa manipulada se denomina carga baja, mientras que más de 3 kg se considera carga alta.
                    2. Variable tensión postural. Las posiciones de trabajo que implican una gran tensión son aquellas que involucran brazos elevados, posiciones torcidas o flexionadas hacia adelante y posiciones de rodillas, y también incluyen situaciones en las que la muñeca se mantiene en flexión/extensión extrema o desviación. La tensión baja ocurre cuando la postura es erguida, de pie o sentado, y donde las manos están en zonas de trabajo óptimas.
                    3. variable de tiempo. Menos del 10% del tiempo de trabajo dedicado a la soldadura se considera de baja demanda, mientras que más del 40% del tiempo de trabajo total se denomina de alta demanda. Las demandas medias ocurren cuando la variable cae entre los límites dados anteriormente, o cuando la situación no está clara.

                         

                        Quedó claro a partir de la evaluación utilizando el modelo de cubo (figura 1) que no se podían aceptar demandas de tiempo altas si había demandas altas o moderadas concurrentes en términos de fuerza y ​​tensión postural. Para reducir estas demandas, se consideró necesario el manejo de objetos mecanizados y la suspensión de herramientas. Hubo consenso en torno a esta conclusión. Usando un programa simple de diseño asistido por computadora (CAD) (ROOMER), se creó una biblioteca de equipos. Varios diseños de estaciones de trabajo podrían desarrollarse y modificarse muy fácilmente en estrecha interacción con los usuarios. Este enfoque de diseño tiene ventajas significativas en comparación con simplemente mirar los planos. Le da al usuario una visión inmediata de cómo puede ser el lugar de trabajo deseado.

                        Figura 2. Una versión CAD de una estación de trabajo para soldadura manual, lograda en el proceso de diseño

                        ERG190F2

                        La Figura 2 muestra la estación de trabajo de soldadura a la que se llegó utilizando el sistema CAD. Es un lugar de trabajo que reduce las demandas de fuerza y ​​postura, y que cubre casi todas las demandas residuales de los usuarios planteadas.

                         

                         

                         

                         

                         

                        Figura 3. La estación de trabajo de soldadura implementada

                        ERG190F3

                        Sobre la base de los resultados de las primeras etapas del proceso de diseño, se implementó un lugar de trabajo de soldadura (figura 3). Los activos de este lugar de trabajo incluyen:

                          1. El trabajo en la zona optimizada se facilita mediante un dispositivo de manipulación informatizado para objetos de soldadura. Hay un polipasto aéreo para fines de transporte. Como alternativa, se suministra un dispositivo de elevación equilibrado para facilitar el manejo de objetos.
                          2. La pistola de soldar y la rectificadora están suspendidas, lo que reduce la demanda de fuerza. Se pueden colocar en cualquier lugar alrededor del objeto de soldadura. Se suministra una silla de soldadura.
                          3. Todos los medios vienen desde arriba, lo que significa que no hay cables en el suelo.
                          4. El puesto de trabajo cuenta con iluminación a tres niveles: general, puesto de trabajo y proceso. La iluminación del lugar de trabajo proviene de rampas sobre los elementos de pared. La iluminación de proceso está integrada en el brazo de ventilación de humos de soldadura.
                          5. El puesto de trabajo dispone de ventilación a tres niveles: ventilación general por desplazamiento, ventilación del puesto de trabajo mediante brazo móvil y ventilación integrada en la pistola de soldadura MIG. La ventilación del lugar de trabajo se controla desde la pistola de soldar.
                          6. Hay elementos de pared que absorben el ruido en tres lados del lugar de trabajo. Una cortina de soldadura transparente cubre la cuarta pared. Esto hace posible que el soldador se mantenga informado de lo que ocurre en el entorno del taller.

                                     

                                    En una situación de diseño real, es posible que se deban hacer concesiones de varios tipos, debido a limitaciones económicas, de espacio y de otro tipo. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los soldadores con licencia son difíciles de conseguir para la industria de la soldadura en todo el mundo y representan una inversión considerable. Casi ningún soldador se jubila normalmente como soldador activo. Mantener al soldador calificado en el trabajo es beneficioso para todas las partes involucradas: el soldador, la empresa y la sociedad. Por ejemplo, hay muy buenas razones por las que el equipo para el manejo y posicionamiento de objetos debe ser un componente integral de muchos lugares de trabajo de soldadura.

                                    Datos para el diseño de estaciones de trabajo

                                    Para poder diseñar un lugar de trabajo correctamente, es posible que se necesiten conjuntos extensos de información básica. Dicha información incluye datos antropométricos de categorías de usuarios, fuerza de elevación y otros datos de capacidad de fuerza de salida de poblaciones masculinas y femeninas, especificaciones de lo que constituye zonas de trabajo óptimas, etc. En el presente artículo, se dan referencias a algunos documentos clave.

                                    El tratamiento más completo de prácticamente todos los aspectos del diseño del trabajo y de las estaciones de trabajo es probablemente todavía el libro de texto de Grandjean (1988). Pheasant (1986) presenta información sobre una amplia gama de aspectos antropométricos relevantes para el diseño de estaciones de trabajo. Chaffin y Andersson (1984) proporcionan grandes cantidades de datos biomecánicos y antropométricos. Konz (1990) ha presentado una guía práctica para el diseño de estaciones de trabajo, que incluye muchas reglas generales útiles. Putz-Anderson (1988) presentó los criterios de evaluación para el miembro superior, particularmente con referencia a los trastornos de trauma acumulativo. Sperling et al. proporcionaron un modelo de evaluación para el trabajo con herramientas manuales. (1993). Con respecto al levantamiento manual, Waters y colaboradores desarrollaron la ecuación revisada de NIOSH, que resume el conocimiento científico existente sobre el tema (Waters et al. 1993). La especificación de la antropometría funcional y las zonas óptimas de trabajo han sido presentadas, por ejemplo, por Rebiffé, Zayana y Tarrière (1969) y Das y Grady (1983a, 1983b). Mital y Karwowski (1991) han editado un útil libro que revisa varios aspectos relacionados en particular con el diseño de lugares de trabajo industriales.

                                    La gran cantidad de datos necesarios para diseñar correctamente las estaciones de trabajo, teniendo en cuenta todos los aspectos relevantes, hará necesario el uso de modernas tecnologías de la información por parte de los ingenieros de producción y otras personas responsables. Es probable que varios tipos de sistemas de apoyo a la toma de decisiones estén disponibles en un futuro próximo, por ejemplo, en forma de sistemas expertos o basados ​​en el conocimiento. Por ejemplo, DeGreve y Ayoub (1987), Laurig y Rombach (1989) y Pham y Onder (1992) han proporcionado informes sobre tales desarrollos. Sin embargo, es una tarea extremadamente difícil diseñar un sistema que haga posible que el usuario final tenga fácil acceso a todos los datos relevantes necesarios en una situación de diseño específica.

                                     

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                                    Lunes, marzo de 14 2011 19: 51

                                    Herramientas

                                    Comúnmente, una herramienta comprende una cabeza y un mango, a veces con un eje o, en el caso de una herramienta eléctrica, un cuerpo. Dado que la herramienta debe cumplir con los requisitos de múltiples usuarios, pueden surgir conflictos básicos que deben resolverse con compromiso. Algunos de estos conflictos derivan de limitaciones en las capacidades del usuario y otros son intrínsecos a la propia herramienta. Debe recordarse, sin embargo, que las limitaciones humanas son inherentes y en gran parte inmutables, mientras que la forma y función de la herramienta están sujetas a una cierta cantidad de modificación. Por lo tanto, para efectuar el cambio deseado, la atención debe dirigirse principalmente a la forma de la herramienta y, en particular, a la interfaz entre el usuario y la herramienta, a saber, el mango.

                                    La naturaleza del agarre

                                    Las características ampliamente aceptadas del agarre se han definido en términos de un Agarre de poder, agarre de precisión y agarre de gancho, mediante el cual se pueden realizar prácticamente todas las actividades manuales humanas.

                                    En un agarre de potencia, como el que se usa para martillar clavos, la herramienta se sujeta en una abrazadera formada por los dedos y la palma parcialmente flexionados, con la contrapresión aplicada por el pulgar. En un agarre de precisión, como el que se usa cuando se ajusta un tornillo de fijación, la herramienta queda atrapada entre las caras flexoras de los dedos y el pulgar opuesto. Una modificación del agarre de precisión es el agarre de lápiz, que se explica por sí mismo y se usa para trabajos complejos. Un agarre de precisión proporciona solo el 20% de la fuerza de un agarre de fuerza.

                                    Se utiliza una empuñadura de gancho cuando no se requiere nada más que sujetar. En el agarre de gancho, el objeto está suspendido de los dedos flexionados, con o sin el apoyo del pulgar. Las herramientas pesadas deben diseñarse de modo que puedan transportarse en forma de gancho.

                                    Grip Grip

                                    Para empuñaduras de precisión, los espesores recomendados varían de 8 a 16 milímetros (mm) para destornilladores y de 13 a 30 mm para bolígrafos. Para agarres de fuerza aplicados alrededor de un objeto más o menos cilíndrico, los dedos deben rodear más de la mitad de la circunferencia, pero los dedos y el pulgar no deben unirse. Los diámetros recomendados varían desde 25 mm hasta 85 mm. El valor óptimo, que varía según el tamaño de la mano, es probablemente de 55 a 65 mm para los hombres y de 50 a 60 mm para las mujeres. Las personas con manos pequeñas no deben realizar acciones repetitivas en empuñaduras de fuerza de diámetro superior a 60 mm.

                                    Fuerza de agarre y alcance de la mano

                                    El uso de una herramienta requiere fuerza. Además de para sostener, el mayor requisito para la fuerza de la mano se encuentra en el uso de herramientas de acción de palanca cruzada, como alicates y herramientas trituradoras. La fuerza efectiva en la trituración es una función de la fuerza de agarre y la extensión requerida de la herramienta. El espacio funcional máximo entre la punta del pulgar y la punta de los dedos de agarre tiene un promedio de 145 mm para los hombres y 125 mm para las mujeres, con variaciones étnicas. Para una distancia óptima, que oscila entre 45 y 55 mm tanto para hombres como para mujeres, la fuerza de agarre disponible para una sola acción de corta duración oscila entre 450 y 500 newtons para hombres y entre 250 y 300 newtons para mujeres, pero para acciones repetitivas. el requisito recomendado probablemente esté más cerca de 90 a 100 newtons para hombres y de 50 a 60 newtons para mujeres. Muchas abrazaderas o alicates de uso común están más allá de la capacidad de uso con una sola mano, especialmente en mujeres.

                                    Cuando el mango es el de un destornillador o una herramienta similar, el par disponible está determinado por la capacidad del usuario para transmitir fuerza al mango y, por lo tanto, está determinado tanto por el coeficiente de fricción entre la mano y el mango como por el diámetro del mango. Las irregularidades en la forma del mango hacen poca o ninguna diferencia en la capacidad de aplicar torsión, aunque los bordes afilados pueden causar incomodidad y daño eventual al tejido. El diámetro de un mango cilíndrico que permite la mayor aplicación de torque es de 50 a 65 mm, mientras que para una esfera es de 65 a 75 mm.

                                    Manijas

                                    Forma del mango

                                    La forma de un mango debe maximizar el contacto entre la piel y el mango. Debe ser generalizado y básico, comúnmente de sección cilíndrica o elíptica aplanada, con curvas largas y planos planos, o un sector de una esfera, ensamblados de tal manera que se ajusten a los contornos generales de la mano que sujeta. Debido a su fijación al cuerpo de una herramienta, el mango también puede adoptar la forma de un estribo, una forma de T o una forma de L, pero la parte que entra en contacto con la mano tendrá la forma básica.

                                    El espacio encerrado por los dedos es, por supuesto, complejo. El uso de curvas simples es un compromiso destinado a satisfacer las variaciones representadas por diferentes manos y diferentes grados de flexión. En este sentido, no es deseable introducir ningún contorno de dedos flexionados en el mango en forma de crestas y valles, estrías y muescas, ya que, de hecho, estas modificaciones no encajarían en un número significativo de manos y, de hecho, podrían, con el paso del tiempo. un período prolongado, causar lesiones por presión en los tejidos blandos. En particular, no se recomiendan rebajes de más de 3 mm.

                                    Una modificación de la sección cilíndrica es la sección hexagonal, que tiene un valor particular en el diseño de herramientas o instrumentos de pequeño calibre. Es más fácil mantener un agarre estable en una sección hexagonal de pequeño calibre que en un cilindro. También se han utilizado secciones triangulares y cuadradas con diversos grados de éxito. En estos casos, los bordes deben redondearse para evitar lesiones por presión.

                                    Superficie de agarre y textura

                                    No es casualidad que, durante milenios, la madera haya sido el material elegido para los mangos de las herramientas, además de las herramientas de trituración como tenazas o abrazaderas. Además de su atractivo estético, la madera ha sido fácilmente disponible y trabajada fácilmente por trabajadores no calificados, y tiene cualidades de elasticidad, conductividad térmica, resistencia a la fricción y relativa ligereza en relación con el volumen que la han hecho muy aceptable para este y otros usos.

                                    En los últimos años, los mangos de metal y plástico se han vuelto más comunes para muchas herramientas, estos últimos en particular para usar con martillos ligeros o destornilladores. Un mango de metal, sin embargo, transmite más fuerza a la mano y, preferiblemente, debe estar envuelto en una funda de goma o plástico. La superficie de agarre debe ser ligeramente comprimible, cuando sea factible, no conductora y suave, y el área de la superficie debe maximizarse para garantizar la distribución de la presión en un área lo más grande posible. Se ha utilizado una empuñadura de gomaespuma para reducir la percepción de fatiga y sensibilidad en las manos.

                                    Las características de fricción de la superficie de la herramienta varían con la presión ejercida por la mano, con la naturaleza de la superficie y la contaminación por aceite o sudor. Una pequeña cantidad de sudor aumenta el coeficiente de fricción.

                                    Longitud del mango

                                    La longitud del mango está determinada por las dimensiones críticas de la mano y la naturaleza de la herramienta. Para un martillo que se va a usar con una mano en una empuñadura de potencia, por ejemplo, la longitud ideal oscila entre un mínimo de unos 100 mm y un máximo de unos 125 mm. Los mangos cortos no son adecuados para un agarre potente, mientras que un mango de menos de 19 mm no se puede sujetar correctamente entre el pulgar y el índice y no es adecuado para ninguna herramienta.

                                    Idealmente, para una herramienta eléctrica, o una sierra de mano que no sea una sierra caladora o de marquetería, el mango debe adaptarse al nivel del percentil 97.5 del ancho de la mano cerrada que se introduce en él, es decir, de 90 a 100 mm en el eje largo y 35 mm. hasta 40 mm en el corto.

                                    Peso y equilibrio

                                    El peso no es un problema con las herramientas de precisión. Para martillos pesados ​​y herramientas eléctricas, es aceptable un peso entre 0.9 kg y 1.5 kg, con un máximo de unos 2.3 kg. Para pesos superiores a los recomendados, la herramienta debe ser sostenida por medios mecánicos.

                                    En el caso de una herramienta de percusión como un martillo, es deseable reducir el peso del mango al mínimo compatible con la resistencia estructural y tener el mayor peso posible en la cabeza. En otras herramientas, el saldo debe distribuirse uniformemente cuando sea posible. En herramientas con cabezas pequeñas y mangos voluminosos, esto puede no ser posible, pero el mango debe hacerse progresivamente más ligero a medida que aumenta el volumen en relación con el tamaño de la cabeza y el eje.

                                    Importancia de los guantes

                                    A veces, los diseñadores de herramientas pasan por alto que las herramientas no siempre se sostienen y manejan con las manos desnudas. Los guantes se usan comúnmente por seguridad y comodidad. Los guantes de seguridad rara vez son voluminosos, pero los guantes que se usan en climas fríos pueden ser muy pesados, lo que interfiere no solo con la retroalimentación sensorial sino también con la capacidad de agarrar y sujetar. El uso de guantes de lana o cuero puede agregar 5 mm al grosor de la mano y 8 mm al ancho de la mano en el pulgar, mientras que las manoplas pesadas pueden agregar hasta 25 a 40 mm respectivamente.

                                    Manos

                                    La mayoría de la población del hemisferio occidental favorece el uso de la mano derecha. Algunos son funcionalmente ambidiestros y todas las personas pueden aprender a operar con mayor o menor eficiencia con cualquier mano.

                                    Aunque el número de personas zurdas es pequeño, siempre que sea factible, la instalación de mangos en las herramientas debe hacer que la herramienta sea manejable por personas diestras o zurdas (los ejemplos incluirían la colocación del mango secundario en una herramienta eléctrica o la bucles para los dedos en tijeras o pinzas) a menos que sea claramente ineficaz hacerlo, como en el caso de los sujetadores de tipo tornillo que están diseñados para aprovechar los poderosos músculos supinadores del antebrazo en una persona diestra mientras excluyen la zurda. hander de usarlos con la misma eficacia. Este tipo de limitación debe aceptarse ya que la provisión de roscas a la izquierda no es una solución aceptable.

                                    Importancia del género

                                    En general, las mujeres tienden a tener manos más pequeñas, agarre más pequeño y entre un 50 y un 70 % menos de fuerza que los hombres, aunque, por supuesto, algunas mujeres en el extremo del percentil más alto tienen manos más grandes y mayor fuerza que algunos hombres en el extremo del percentil más bajo. Como resultado, existe un número significativo, aunque indeterminado, de personas, en su mayoría mujeres, que tienen dificultades para manipular diversas herramientas manuales que han sido diseñadas pensando en el uso masculino, incluidos en particular martillos pesados ​​y alicates pesados, así como para cortar metales, engarzar y herramientas de sujeción y pelacables. El uso de estas herramientas por mujeres puede requerir una función indeseable de dos manos en lugar de una sola mano. En un lugar de trabajo de género mixto, por lo tanto, es esencial garantizar que las herramientas del tamaño adecuado estén disponibles no solo para cumplir con los requisitos de las mujeres, sino también para satisfacer los de los hombres que se encuentran en el percentil bajo de las dimensiones de la mano.

                                    Consideraciones Especiales

                                    La orientación del mango de una herramienta, cuando sea factible, debe permitir que la mano que opera se adapte a la posición funcional natural del brazo y la mano, es decir, con la muñeca más de la mitad en supinación, abducida unos 15° y ligeramente dorsiflexionada, con el dedo meñique en flexión casi total, los demás menos y el pulgar en aducción y levemente flexionado, postura a veces denominada erróneamente posición de apretón de manos. (En un apretón de manos, la muñeca no está más que semisupinada). La combinación de aducción y dorsiflexión de la muñeca con flexión variable de los dedos y el pulgar genera un ángulo de agarre que comprende unos 80° entre el eje longitudinal del brazo y un línea que pasa por el punto central del bucle creado por el pulgar y el índice, es decir, el eje transversal del puño.

                                    Forzar la mano a una posición de desviación cubital, es decir, con la mano doblada hacia el dedo meñique, como se encuentra al usar unas pinzas estándar, genera presión sobre los tendones, nervios y vasos sanguíneos dentro de la estructura de la muñeca y puede dar lugar a las condiciones incapacitantes de tenosinovitis, síndrome del túnel carpiano y similares. Doblando el mango y manteniendo la muñeca recta (es decir, doblando la herramienta y no la mano) se puede evitar la compresión de nervios, tejidos blandos y vasos sanguíneos. Si bien este principio ha sido reconocido durante mucho tiempo, no ha sido ampliamente aceptado por los fabricantes de herramientas o el público usuario. Tiene una aplicación particular en el diseño de herramientas de acción de palanca cruzada como alicates, cuchillos y martillos.

                                    Alicates y herramientas de palanca cruzada

                                    Se debe prestar especial atención a la forma de los mangos de los alicates y dispositivos similares. Tradicionalmente, los alicates han tenido mangos curvos de igual longitud, aproximándose la curva superior a la curva de la palma de la mano y aproximándose la curva inferior a la curva de los dedos flexionados. Cuando la herramienta se sostiene en la mano, el eje entre los mangos está alineado con el eje de las mordazas de los alicates. En consecuencia, en la operación, es necesario mantener la muñeca en desviación cubital extrema, es decir, doblada hacia el dedo meñique, mientras se gira repetidamente. En esta posición, el uso del segmento mano-muñeca-brazo del cuerpo es extremadamente ineficiente y muy estresante para los tendones y las estructuras articulares. Si la acción es repetitiva, puede dar lugar a diversas manifestaciones de lesión por uso excesivo.

                                    Para contrarrestar este problema, en los últimos años ha aparecido una nueva versión de pinzas ergonómicamente más adecuada. En estos alicates, el eje de los mangos está doblado aproximadamente 45° con respecto al eje de las mordazas. Los mangos están engrosados ​​para permitir un mejor agarre con menos presión localizada sobre los tejidos blandos. El asa superior es proporcionalmente más larga con una forma que encaja dentro y alrededor del lado cubital de la palma. El extremo delantero del mango incorpora un soporte para el pulgar. El mango inferior es más corto, con una espiga o proyección redondeada en el extremo delantero y una curva que se adapta a los dedos flexionados.

                                    Si bien lo anterior es un cambio un tanto radical, se pueden realizar varias mejoras ergonómicamente sólidas en los alicates con relativa facilidad. Quizás el más importante, donde se requiere un agarre potente, es el engrosamiento y un ligero aplanamiento de los mangos, con un apoyo para el pulgar en el extremo de la cabeza del mango y un ligero ensanchamiento en el otro extremo. Si no es parte integral del diseño, esta modificación se puede lograr recubriendo el mango de metal básico con una funda no conductora fija o desmontable hecha de caucho o de un material sintético apropiado, y tal vez rugosa sin rodeos para mejorar la calidad táctil. La muesca de los mangos para los dedos no es deseable. Para uso repetitivo, puede ser conveniente incorporar un resorte ligero en el mango para abrirlo después de cerrarlo.

                                    Los mismos principios se aplican a otras herramientas de palanca cruzada, particularmente con respecto al cambio en el grosor y el aplanamiento de los mangos.

                                    Cuchillos

                                    Para una navaja de uso general, es decir, una que no se usa para agarrar una daga, es deseable incluir un ángulo de 15° entre el mango y la hoja para reducir la tensión en los tejidos de las articulaciones. El tamaño y la forma de los mangos deben ajustarse en general a los de otras herramientas, pero para permitir diferentes tamaños de mano, se ha sugerido que se suministren dos tamaños de mango de cuchillo, a saber, uno para adaptarse al usuario del percentil 50 al 95, y otro para el percentil 5 al 50. Para permitir que la mano ejerza fuerza lo más cerca posible de la hoja, la superficie superior del mango debe incorporar un apoyo para el pulgar levantado.

                                    Se requiere un protector de cuchillo para evitar que la mano se deslice hacia adelante sobre la hoja. El protector puede adoptar varias formas, como una espiga o proyección curva, de unos 10 a 15 mm de longitud, que sobresale hacia abajo desde el mango, o en ángulo recto con el mango, o un protector de asa que comprende un lazo de metal pesado de adelante hacia atrás. parte trasera del mango. El descanso para el pulgar también actúa para evitar el deslizamiento.

                                    El mango debe cumplir con las pautas ergonómicas generales, con una superficie flexible resistente a la grasa.

                                    Hammers

                                    Los requisitos para los martillos se han considerado en gran medida anteriormente, con la excepción de lo relacionado con doblar el mango. Como se indicó anteriormente, la flexión forzada y repetitiva de la muñeca puede causar daño tisular. Al doblar la herramienta en lugar de la muñeca, se puede reducir este daño. Con respecto a los martillos, se han examinado varios ángulos, pero parecería que doblar la cabeza hacia abajo entre 10° y 20° puede mejorar la comodidad, aunque en realidad no mejora el rendimiento.

                                    Destornilladores y herramientas para raspar

                                    Los mangos de los destornilladores y otras herramientas que se sostienen de manera algo similar, como raspadores, limas, cinceles manuales, etc., tienen algunos requisitos especiales. Cada uno en un momento u otro se usa con un agarre de precisión o un agarre de potencia. Cada uno se basa en las funciones de los dedos y la palma de la mano para la estabilización y la transmisión de fuerza.

                                    Los requisitos generales de los mangos ya se han considerado. Se ha descubierto que la forma eficaz más común del mango de un destornillador es la de un cilindro modificado, con forma de cúpula en el extremo para recibir la palma de la mano y ligeramente ensanchado donde se une con el eje para brindar apoyo a los extremos de los dedos. De esta manera, el par se aplica en gran parte por medio de la palma, que se mantiene en contacto con el mango por medio de la presión aplicada desde el brazo y la resistencia por fricción en la piel. Los dedos, aunque transmiten algo de fuerza, ocupan más un papel estabilizador, que fatiga menos ya que se requiere menos potencia. Por lo tanto, la cúpula de la cabeza se vuelve muy importante en el diseño del mango. Si hay bordes afilados o crestas en el domo o donde el domo se encuentra con el mango, entonces la mano se calla y se lesiona, o la transmisión de la fuerza se transfiere hacia los dedos y el pulgar menos eficientes y que se fatigan más fácilmente. El eje suele ser cilíndrico, pero se ha introducido un eje triangular que proporciona un mejor apoyo para los dedos, aunque su uso puede ser más fatigoso.

                                    Cuando el uso de un destornillador u otro elemento de sujeción sea tan repetitivo que presente un peligro de lesiones por uso excesivo, el destornillador manual debe reemplazarse por un destornillador eléctrico colgado de un arnés elevado de tal manera que sea fácilmente accesible sin obstruir el trabajo.

                                    Sierras y herramientas eléctricas

                                    Las sierras manuales, con la excepción de las sierras de marquetería y las sierras para metales livianas, donde un mango como el de un destornillador es más apropiado, comúnmente tienen un mango que toma la forma de una empuñadura de pistola cerrada unida a la hoja de la sierra.

                                    El mango comprende esencialmente un bucle en el que se colocan los dedos. El bucle es efectivamente un rectángulo con extremos curvos. Para permitir el uso de guantes, debe tener unas dimensiones internas de aproximadamente 90 a 100 mm en el diámetro largo y de 35 a 40 mm en el corto. El mango en contacto con la palma debe tener la forma cilíndrica aplanada ya mencionada, con curvas compuestas para adaptarse razonablemente a la palma y los dedos flexionados. El ancho de la curva exterior a la curva interior debe ser de unos 35 mm y el grosor no debe superar los 25 mm.

                                    Curiosamente, la función de agarrar y sostener una herramienta eléctrica es muy similar a la de sostener una sierra y, en consecuencia, es efectivo un tipo de mango algo similar. La empuñadura de pistola común en las herramientas eléctricas es similar a un mango de sierra abierto con los lados curvados en lugar de aplanados.

                                    La mayoría de las herramientas eléctricas comprenden un mango, un cuerpo y una cabeza. La colocación del mango es significativa. Lo ideal es que el mango, el cuerpo y la cabeza estén alineados de modo que el mango quede unido a la parte trasera del cuerpo y la cabeza sobresalga por delante. La línea de acción es la línea del dedo índice extendido, de modo que la cabeza es excéntrica al eje central del cuerpo. El centro de masa de la herramienta, sin embargo, está delante del mango, mientras que el par es tal que crea un movimiento de giro del cuerpo que la mano debe superar. En consecuencia, sería más apropiado colocar la empuñadura primaria directamente debajo del centro de masa de tal manera que, si es necesario, el cuerpo sobresalga por detrás de la empuñadura tanto como por delante. Alternativamente, particularmente en un taladro pesado, se puede colocar un mango secundario debajo del taladro de tal manera que el taladro se pueda operar con cualquier mano. Las herramientas eléctricas normalmente se accionan mediante un gatillo incorporado en el extremo frontal superior del mango y se accionan con el dedo índice. El gatillo debe estar diseñado para ser operado con cualquier mano y debe incorporar un mecanismo de enganche de fácil reinicio para mantener la alimentación cuando sea necesario.

                                     

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                                    Lunes, marzo de 14 2011 19: 54

                                    Controles, Indicadores y Paneles

                                    Karl HE Kroemer

                                    A continuación, se examinarán tres de las preocupaciones más importantes del diseño ergonómico: primero, la de controles, dispositivos para transferir energía o señales del operador a una pieza de maquinaria; segundo, indicadores o pantallas, que proporcionan información visual al operador sobre el estado de la maquinaria; y tercero, la combinación de controles y pantallas en un panel o consola.

                                    Diseño para el operador sentado

                                    Sentarse es una postura más estable y que consume menos energía que estar de pie, pero restringe el espacio de trabajo, particularmente de los pies, más que estar de pie. Sin embargo, es mucho más fácil operar los controles de pie cuando está sentado, en comparación con estar de pie, porque los pies deben transferir poco peso corporal al suelo. Además, si la dirección de la fuerza ejercida por el pie es en parte o en gran parte hacia adelante, la provisión de un asiento con respaldo permite el ejercicio de fuerzas bastante grandes. (Un ejemplo típico de esta disposición es la ubicación de los pedales en un automóvil, que se ubican frente al conductor, más o menos por debajo de la altura del asiento). La figura 1 muestra esquemáticamente las ubicaciones en las que se pueden ubicar los pedales para un operador sentado. Tenga en cuenta que las dimensiones específicas de ese espacio dependen de la antropometría de los operadores reales.

                                    Figura 1. Espacio de trabajo habitual y preferido para los pies (en centímetros)

                                    ERG210F1

                                    El espacio para el posicionamiento de los controles manuales se ubica principalmente frente al cuerpo, dentro de un contorno aproximadamente esférico que se centra en el codo, en el hombro o en algún lugar entre esas dos articulaciones del cuerpo. La figura 2 muestra esquemáticamente dicho espacio para la ubicación de los controles. Por supuesto, las dimensiones específicas dependen de la antropometría de los operadores.

                                     

                                    Figura 2. Espacio de trabajo preferido y habitual para las manos (en centímetros)

                                    ERG210F2

                                    El espacio para pantallas y controles que debe mirarse está delimitado por la periferia de una esfera parcial frente a los ojos y centrada en los ojos. Por lo tanto, la altura de referencia para dichas pantallas y controles depende de la altura de los ojos del operador sentado y de las posturas de su tronco y cuello. La ubicación preferida para objetivos visuales más cerca de un metro está claramente por debajo de la altura del ojo y depende de la cercanía del objetivo y de la postura de la cabeza. Cuanto más cerca esté el objetivo, más bajo debe ubicarse y debe estar en o cerca del plano medial (medio sagital) del operador.

                                    Es conveniente describir la postura de la cabeza utilizando la “línea oído-ojo” (Kroemer 1994a) que, en la vista lateral, recorre el orificio del oído derecho y la unión de los párpados del ojo derecho, mientras que la cabeza no está inclinado hacia ningún lado (las pupilas están al mismo nivel horizontal en la vista frontal). Normalmente se llama a la posición de la cabeza "erguida" o "erguida" cuando el ángulo de cabeceo P (ver figura 3) entre la línea oído-ojo y el horizonte es de unos 15°, con los ojos por encima de la altura de la oreja. La ubicación preferida para los objetivos visuales es de 25° a 65° por debajo de la línea del oído-ojo (PERDER en la figura 3), con los valores más bajos preferidos por la mayoría de las personas para objetivos cercanos que deben mantenerse enfocados. Aunque existen grandes variaciones en los ángulos preferidos de la línea de visión, la mayoría de los sujetos, especialmente a medida que envejecen, prefieren enfocar objetivos cercanos con grandes PERDER anglos.

                                    Figura 3. Línea oído-ojo

                                    ERG210F3

                                    Diseño para el operador permanente

                                    La operación del pedal por parte de un operador de pie rara vez debe ser necesaria, porque de lo contrario la persona debe pasar demasiado tiempo de pie sobre un pie mientras el otro pie opera el control. Obviamente, la operación simultánea de dos pedales por un operador de pie es prácticamente imposible. Mientras el operador está parado, el espacio para la ubicación de los controles de pie se limita a un área pequeña debajo de la cajuela y ligeramente por delante. Caminar proporcionaría más espacio para colocar los pedales, pero eso es muy poco práctico en la mayoría de los casos debido a las distancias a pie involucradas.

                                    La ubicación de los controles manuales de un operador de pie incluye aproximadamente la misma área que para un operador sentado, aproximadamente media esfera frente al cuerpo, con su centro cerca de los hombros del operador. Para operaciones de control repetidas, la parte preferida de esa media esfera sería su sección inferior. El área para la ubicación de las pantallas también es similar a la adecuada para un operador sentado, nuevamente aproximadamente una media esfera centrada cerca de los ojos del operador, con las ubicaciones preferidas en la sección inferior de esa media esfera. Las ubicaciones exactas de las pantallas, y también de los controles que deben verse, dependen de la postura de la cabeza, como se mencionó anteriormente.

                                    La altura de los controles está correctamente referenciada a la altura del codo del operador mientras la parte superior del brazo cuelga del hombro. La altura de las pantallas y controles que deben mirarse se refiere a la altura de los ojos del operador. Ambos dependen de la antropometría del operador, que puede ser bastante diferente para personas bajas y altas, para hombres y mujeres, y para personas de diferentes orígenes étnicos.

                                    Controles operados con el pie

                                    Deben distinguirse dos tipos de controles: uno se utiliza para transferir gran energía o fuerzas a una pieza de maquinaria. Ejemplos de esto son los pedales de una bicicleta o el pedal del freno en un vehículo más pesado que no tiene una función de asistencia eléctrica. Un control operado con el pie, como un interruptor de encendido y apagado, en el que se transmite una señal de control a la maquinaria, generalmente requiere solo una pequeña cantidad de fuerza o energía. Si bien es conveniente considerar estos dos extremos de pedales, existen varias formas intermedias, y es tarea del diseñador determinar cuál de las siguientes recomendaciones de diseño se aplica mejor entre ellas.

                                    Como se mencionó anteriormente, la operación repetida o continua del pedal solo debe ser requerida por un operador sentado. Para controles destinados a transmitir grandes energías y fuerzas, se aplican las siguientes reglas:

                                    • Ubique los pedales debajo del cuerpo, ligeramente hacia adelante, para que puedan operarse con la pierna en una posición cómoda. El desplazamiento horizontal total de un pedal alternativo normalmente no debería exceder de unos 0.15 m. Para pedales giratorios, el radio también debe ser de unos 0.15 m. El desplazamiento lineal de un pedal tipo interruptor puede ser mínimo y no debe exceder de unos 0.15 m.
                                    • Los pedales deben diseñarse de modo que la dirección del desplazamiento y la fuerza del pie estén aproximadamente en la línea que se extiende desde la cadera hasta la articulación del tobillo del operador.
                                    • Los pedales que se accionan mediante la flexión y extensión del pie en la articulación del tobillo deberían estar dispuestos de modo que, en la posición normal, el ángulo entre la parte inferior de la pierna y el pie sea de aproximadamente 90°; durante el funcionamiento, ese ángulo puede aumentarse hasta aproximadamente 120°.
                                    • Los controles operados con el pie que simplemente envían señales a la maquinaria normalmente deben tener dos posiciones discretas, como ENCENDIDO o APAGADO. Tenga en cuenta, sin embargo, que la distinción táctil entre las dos posiciones puede ser difícil con el pie.

                                     

                                    Selección de controles

                                    La selección entre los diferentes tipos de controles debe hacerse de acuerdo con las siguientes necesidades o condiciones:

                                    • Operación a mano o pie
                                    • Cantidades de energías y fuerzas transmitidas
                                    • Aplicar entradas "continuas", como conducir un automóvil
                                    • Realizar "acciones discretas", por ejemplo, (a) activar o apagar el equipo, (b) seleccionar uno de varios ajustes distintos, como cambiar de un canal de TV o radio a otro, o (c) realizar la entrada de datos, como con un teclado

                                     

                                    La utilidad funcional de los controles también determina los procedimientos de selección. Los principales criterios son los siguientes:

                                    • El tipo de control debe ser compatible con las expectativas comunes o estereotipadas (por ejemplo, usar un botón pulsador o un interruptor de palanca para encender una luz eléctrica, no una perilla giratoria).
                                    • Las características de tamaño y movimiento del control deben ser compatibles con la experiencia estereotipada y la práctica anterior (por ejemplo, proporcionar un volante grande para la operación con dos manos de un automóvil, no una palanca).
                                    • La dirección de operación de un control debe ser compatible con las expectativas estereotipadas o comunes (por ejemplo, un control de ENCENDIDO se empuja o tira, no se gira hacia la izquierda).
                                    • La operación manual se usa para controles que requieren poca fuerza y ​​ajuste fino, mientras que la operación con el pie es adecuada para ajustes gruesos y grandes fuerzas (sin embargo, considere el uso común de pedales, particularmente los pedales del acelerador, en automóviles, que no cumple con este principio) .
                                    • El control debe ser "seguro" en el sentido de que no puede operarse inadvertidamente ni en formas que sean excesivas o inconsistentes con su propósito previsto.

                                     

                                    Tabla 1. Movimientos de control y efectos esperados

                                    Dirección del movimiento de control

                                    Función

                                    Up

                                    Derecha

                                    adelante

                                    Hacia la derecha

                                    Prensa,
                                    Squeeze

                                    Plumón

                                    Unidades

                                    Hacia atrás

                                    Atrás

                                    Mostrador-
                                    agujas del reloj

                                    Jale1

                                    Push2

                                    On

                                    +3

                                    +

                                    +

                                    +

                                    +3

                                           

                                    +

                                     

                                    DESC

                                             

                                    +

                                     

                                    +

                                     

                                    Derecha

                                     

                                    +

                                     

                                                   

                                    Unidades

                                               

                                    +

                                     

                                         

                                    Para aumentar

                                    +

                                               

                                           

                                    Más Bajo

                                       

                                       

                                    +

                                               

                                    Retraer

                                               

                                    +

                                       

                                     

                                    ampliar

                                       

                                    +

                                       

                                             

                                    aumente

                                    +

                                                   

                                    Bajo

                                             

                                    +

                                     

                                       

                                    Valor abierto

                                             

                                         

                                    +

                                       

                                    Valor de cierre

                                         

                                    +

                                     

                                               

                                    En blanco: No aplicable; + Más preferido; – menos preferido. 1 Con control tipo gatillo. 2 Con interruptor push-pull. 3 Arriba en los Estados Unidos, abajo en Europa.

                                    Fuente: Modificado de Kroemer 1995.

                                     

                                    La Tabla 1 y la Tabla 2 ayudan en la selección de los controles adecuados. Sin embargo, tenga en cuenta que existen pocas reglas "naturales" para la selección y el diseño de los controles. La mayoría de las recomendaciones actuales son puramente empíricas y se aplican a dispositivos existentes y estereotipos occidentales.

                                    Tabla 2. Relaciones control-efecto de controles manuales comunes

                                    Efecto

                                    Llave-
                                    bloquear

                                    palanca
                                    cambiar

                                    Empujar-
                                    .

                                    Bar
                                    nudo

                                    Redondas
                                    nudo

                                    Ruedecilla
                                    discreto

                                    Ruedecilla
                                    continuo

                                    Manivela

                                    Interruptor basculante

                                    Palanca

                                    palanca de mando
                                    o pelota

                                    Leyenda
                                    cambiar

                                    diapositiva1

                                    Seleccione ENCENDIDO/APAGADO

                                    +

                                    +

                                    +

                                    =

                                           

                                    +

                                       

                                    +

                                    +

                                    Seleccione ENCENDIDO/EN ESPERA/APAGADO

                                     

                                    +

                                    +

                                             

                                    +

                                     

                                    +

                                    +

                                    Seleccione APAGADO/MODO1/MODO2

                                     

                                    =

                                    +

                                             

                                    +

                                     

                                    +

                                    +

                                    Seleccione una función de varias funciones relacionadas

                                     

                                    +

                                             

                                         

                                    =

                                    Seleccione una de tres o más alternativas discretas

                                         

                                    +

                                                   

                                    +

                                    Seleccione la condición de funcionamiento

                                     

                                    +

                                    +

                                           

                                    +

                                    +

                                       

                                    Enganchar o desenganchar

                                                     

                                    +

                                         

                                    Seleccione uno de mutuo
                                    funciones exclusivas

                                       

                                    +

                                                   

                                    +

                                     

                                    Establecer valor en escala

                                           

                                    +

                                     

                                    =

                                     

                                    =

                                    =

                                     

                                    +

                                    Seleccionar valor en pasos discretos

                                       

                                    +

                                    +

                                     

                                    +

                                               

                                    +

                                    En blanco: No aplicable; +: Más preferido; –: Menos preferido; = Menos preferido. 1 Estimado (no se conocen experimentos).

                                    Fuente: Modificado de Kroemer 1995.

                                     

                                    La figura 4 presenta ejemplos de controles de "detención", caracterizados por detenciones discretas o paradas en las que el control se detiene. También describe los controles "continuos" típicos donde la operación de control puede tener lugar en cualquier lugar dentro del rango de ajuste, sin necesidad de establecerse en ninguna posición determinada.

                                    Figura 4. Algunos ejemplos de controles "detent" y "continuous"

                                    ERG210F4

                                    El tamaño de los controles es en gran medida una cuestión de experiencias pasadas con varios tipos de control, a menudo guiada por el deseo de minimizar el espacio necesario en un panel de control y permitir operaciones simultáneas de controles adyacentes o evitar la activación concurrente inadvertida. Además, la elección de las características de diseño estará influenciada por consideraciones tales como si los controles se ubicarán al aire libre o en ambientes protegidos, en equipos estacionarios o vehículos en movimiento, o si pueden involucrar el uso de manos desnudas o de guantes y mitones. Para estas condiciones, consulte las lecturas al final del capítulo.

                                    Varias reglas operativas rigen la disposición y agrupación de los controles. Estos se enumeran en la tabla 3. Para obtener más detalles, consulte las referencias enumeradas al final de esta sección y Kroemer, Kroemer y Kroemer-Elbert (1994).

                                    Tabla 3. Reglas para la disposición de los controles

                                    Ubicar para el
                                    facilidad de
                                    Inteligente

                                    Los controles deben estar orientados con respecto al operador. Si el
                                    operador utiliza diferentes posturas (como en la conducción y
                                    operando una retroexcavadora), los controles y sus correspondientes
                                    Las pantallas se moverán con el operador de modo que en cada postura
                                    su disposición y funcionamiento es el mismo para el operador.

                                    Controles primarios
                                    first

                                    Los controles más importantes tendrán los más ventajosos
                                    lugares para hacer la operación y llegar fácil para el
                                    operador.

                                    Relacionado con el grupo
                                    controles
                                    juntos

                                    Controles que se operan en secuencia, que están relacionados con un
                                    función particular, o que son operados juntos, serán
                                    organizados en grupos funcionales (junto con sus correspondientes
                                    pantallas). Dentro de cada grupo funcional, controles y pantallas
                                    se organizarán de acuerdo con la importancia operativa y
                                    secuencia.

                                    Arreglos para
                                    secuencial
                                    Inteligente

                                    Si la operación de los controles sigue un patrón dado, los controles deberán
                                    arreglarse para facilitar esa secuencia. Común
                                    los arreglos son de izquierda a derecha (preferido) o de arriba a abajo,
                                    como en los materiales impresos del mundo occidental.

                                    Ser consistente

                                    La disposición de controles funcionalmente idénticos o similares.
                                    será el mismo de un panel a otro.

                                    Operador muerto
                                    control

                                    Si el operador queda incapacitado y suelta un
                                    control, o continúa aferrándose a él, un control de "hombre muerto"
                                    se utilizará un diseño que convierta el sistema en un
                                    estado de funcionamiento no crítico o lo apaga.

                                    Seleccionar códigos
                                    adecuadamente

                                    Hay numerosas formas de ayudar a identificar los controles, para indicar
                                    los efectos de la operación y mostrar su estado.
                                    Los principales medios de codificación son:
                                    –Ubicación–Forma–Tamaño–Modo de operación– Etiquetas
                                    –Colores–Redundancia

                                    Fuente: Modificado de Kroemer, Kroemer y Kroemer-Elbert 1994.
                                    Reproducido con autorización de Prentice-Hall. Reservados todos los derechos.

                                    Prevención de operaciones accidentales

                                    Los siguientes son los medios más importantes para protegerse contra la activación inadvertida de los controles, algunos de los cuales pueden combinarse:

                                    • Ubique y oriente el control de modo que sea poco probable que el operador lo golpee o lo mueva accidentalmente en la secuencia normal de las operaciones de control.
                                    • Rebaje, proteja o rodee el control con barreras físicas.
                                    • Cubra el control o protéjalo proporcionando un pasador, un candado u otro medio que deba retirarse o romperse antes de poder operar el control.
                                    • Proporcione una resistencia adicional (mediante fricción viscosa o de Coulomb, por carga de resorte o por inercia) de modo que se requiera un esfuerzo inusual para la actuación.
                                    • Proporcione un medio de "retraso" para que el control deba pasar por una posición crítica con un movimiento inusual (como en el mecanismo de cambio de marcha de un automóvil).
                                    • Proporcione enclavamiento entre los controles para que se requiera la operación previa de un control relacionado antes de que se pueda activar el control crítico.

                                     

                                    Tenga en cuenta que estos diseños suelen ralentizar el funcionamiento de los controles, lo que puede ser perjudicial en caso de emergencia.

                                    Dispositivos de entrada de datos

                                    Casi todos los controles se pueden usar para ingresar datos en una computadora u otro dispositivo de almacenamiento de datos. Sin embargo, estamos más acostumbrados a la práctica de usar un teclado con botones. En el teclado de la máquina de escribir original, que se ha convertido en el estándar incluso para los teclados de computadora, las teclas estaban dispuestas en una secuencia básicamente alfabética, que ha sido modificada por varias razones, a menudo oscuras. En algunos casos, las letras que con frecuencia se suceden en el texto común se espaciaron para que las barras de tipos mecánicos originales no se enredaran si se golpeaban en una secuencia rápida. Las "columnas" de claves se ejecutan en líneas más o menos rectas, al igual que las "filas" de claves. Sin embargo, las yemas de los dedos no están alineadas de esa manera y no se mueven de esta manera cuando los dedos de la mano están flexionados o extendidos, o se mueven hacia los lados.

                                    Se han realizado muchos intentos durante los últimos cien años para mejorar el rendimiento de las teclas cambiando la disposición del teclado. Estos incluyen la reubicación de teclas dentro del diseño estándar o el cambio total del diseño del teclado. El teclado se ha dividido en secciones separadas y se han agregado conjuntos de teclas (como pads numéricos). Las disposiciones de las teclas adyacentes se pueden cambiar modificando el espaciado, el desplazamiento entre sí o las líneas de referencia. El teclado puede dividirse en secciones para la mano izquierda y derecha, y esas secciones pueden estar lateralmente inclinadas y inclinadas e inclinadas.

                                    La dinámica del funcionamiento de las teclas de pulsador es importante para el usuario, pero es difícil de medir en funcionamiento. Por lo tanto, las características de desplazamiento de fuerza de las teclas se describen comúnmente para pruebas estáticas, que no son indicativas de la operación real. Según la práctica actual, las teclas de los teclados de computadora tienen un desplazamiento bastante pequeño (alrededor de 2 mm) y muestran una resistencia de "retroceso rápido", es decir, una disminución en la fuerza de operación en el punto en que se logra la activación de la tecla. En lugar de teclas individuales separadas, algunos teclados consisten en una membrana con interruptores debajo de los cuales, cuando se presionan en la ubicación correcta, generan la entrada deseada con poco o ningún desplazamiento. La principal ventaja de la membrana es que el polvo o los fluidos no pueden penetrarla; sin embargo, a muchos usuarios no les gusta.

                                    Existen alternativas al principio de “una tecla, un carácter”; en cambio, uno puede generar entradas por varios medios combinatorios. Uno es "acorde", lo que significa que dos o más controles se operan simultáneamente para generar un carácter. Esto plantea demandas sobre las capacidades de memoria del operador, pero requiere el uso de muy pocas teclas. Otros desarrollos utilizan controles distintos al botón pulsador binario, reemplazándolo por palancas, interruptores o sensores especiales (como un guante instrumentado) que responden a los movimientos de los dedos de la mano.

                                    Por tradición, la escritura y la entrada en la computadora se han hecho mediante la interacción mecánica entre los dedos del operador y dispositivos como el teclado, el mouse, la bola de seguimiento o el lápiz óptico. Sin embargo, existen muchos otros medios para generar insumos. El reconocimiento de voz parece una técnica prometedora, pero se pueden emplear otros métodos. Pueden utilizar, por ejemplo, señales, gestos, expresiones faciales, movimientos corporales, mirar (dirigir la mirada), movimientos de la lengua, respiración o lenguaje de señas para transmitir información y generar entradas a una computadora. El desarrollo técnico en esta área está en constante cambio y, como indican los muchos dispositivos de entrada no tradicionales que se usan para los juegos de computadora, la aceptación de dispositivos que no sean el tradicional teclado binario táctil es completamente factible en un futuro cercano. Kroemer (1994b) y McIntosh (1994) han proporcionado discusiones sobre los dispositivos de teclado actuales.

                                    Muestra

                                    Las pantallas proporcionan información sobre el estado del equipo. Las pantallas pueden aplicarse al sentido de la vista del operador (luces, balanzas, contadores, tubos de rayos catódicos, dispositivos electrónicos de pantalla plana, etc.), al sentido del oído (campanas, bocinas, mensajes de voz grabados, sonidos generados electrónicamente, etc.) o a el sentido del tacto (mandos de formas, Braille, etc.). Las etiquetas, las instrucciones escritas, las advertencias o los símbolos ("iconos") pueden considerarse tipos especiales de pantallas.

                                    Las cuatro "reglas cardinales" para las pantallas son:

                                      1. Mostrar sólo aquella información que sea esencial para el adecuado desempeño del trabajo.
                                      2. Muestre la información solo con la precisión necesaria para las decisiones y acciones del operador.
                                      3. Presentar la información de la forma más directa, sencilla, comprensible y utilizable.
                                      4. Presente la información de tal manera que la falla o el mal funcionamiento de la pantalla en sí sea inmediatamente obvio.

                                             

                                            La selección de una presentación auditiva o visual depende de las condiciones y propósitos prevalecientes. El objetivo de la exhibición puede ser proporcionar:

                                            • información histórica sobre el estado pasado del sistema, como el curso seguido por un barco
                                            • información de estado sobre el estado actual del sistema, como el texto ya ingresado en un procesador de textos o la posición actual de un avión
                                            • información predictiva, como la posición futura de un barco, dados ciertos ajustes de gobierno
                                            • instrucciones o comandos que le dicen al operador qué hacer y posiblemente cómo hacerlo.

                                             

                                            Una presentación visual es más apropiada si el entorno es ruidoso, el operador permanece en su lugar, el mensaje es largo y complejo, y especialmente si se trata de la ubicación espacial de un objeto. Una pantalla auditiva es apropiada si el lugar de trabajo debe mantenerse oscuro, el operador se mueve y el mensaje es corto y simple, requiere atención inmediata y trata sobre eventos y tiempo.

                                            Pantallas visuales

                                            Hay tres tipos básicos de presentaciones visuales: (1) El check la pantalla indica si existe o no una determinada condición (por ejemplo, una luz verde indica un funcionamiento normal). (2) El cualitativo la pantalla indica el estado de una variable cambiante o su valor aproximado, o su tendencia de cambio (por ejemplo, un puntero se mueve dentro de un rango "normal"). (3) El XNUMX% automáticos La pantalla muestra información exacta que debe determinarse (por ejemplo, para encontrar una ubicación en un mapa, leer texto o dibujar en el monitor de una computadora), o puede indicar un valor numérico exacto que debe leer el operador (por ejemplo, , un tiempo o una temperatura).

                                            Las pautas de diseño para las pantallas visuales son:

                                            • Organice las pantallas para que el operador pueda ubicarlas e identificarlas fácilmente sin búsquedas innecesarias. (Esto generalmente significa que las pantallas deben estar en o cerca del plano medio del operador, y debajo o a la altura de los ojos).
                                            • Agrupe las pantallas de forma funcional o secuencial para que el operador pueda usarlas fácilmente.
                                            • Asegúrese de que todas las pantallas estén correctamente iluminadas o iluminadas, codificadas y etiquetadas según su función.
                                            • Use luces, a menudo de colores, para indicar el estado de un sistema (como ENCENDIDO o APAGADO) o para alertar al operador que el sistema o un subsistema no está operativo y que se deben tomar medidas especiales. Los significados comunes de los colores claros se enumeran en la figura 5. El rojo intermitente indica una condición de emergencia que requiere una acción inmediata. Una señal de emergencia es más efectiva cuando combina sonidos con una luz roja intermitente.

                                            Figura 5. Código de colores de las luces indicadoras

                                            ERG210T4

                                            Para obtener información más compleja y detallada, especialmente información cuantitativa, se utiliza tradicionalmente uno de los cuatro tipos diferentes de pantallas: (1) un puntero móvil (con escala fija), (2) una escala móvil (con puntero fijo), (3) contadores o (4) visualizaciones “pictóricas”, especialmente generadas por computadora en un monitor de visualización. La figura 6 enumera las principales características de estos tipos de pantallas.

                                            Figura 6. Características de las pantallas

                                            ERG210T5

                                            Por lo general, es preferible utilizar un puntero en movimiento en lugar de una escala en movimiento, con la escala recta (dispuesta horizontal o verticalmente), curva o circular. Las escalas deben ser simples y despejadas, con graduación y numeración diseñadas de tal manera que se puedan tomar lecturas correctas rápidamente. Los números deben ubicarse fuera de las marcas de la escala para que el puntero no los oculte. El puntero debe terminar con su punta directamente en la marca. La escala debe marcar las divisiones tan finamente como el operador debe leer. Todas las marcas principales deben estar numeradas. Las progresiones se marcan mejor con intervalos de una, cinco o diez unidades entre las marcas principales. Los números deben aumentar de izquierda a derecha, de abajo hacia arriba o en el sentido de las agujas del reloj. Para obtener detalles sobre las dimensiones de las escalas, consulte estándares como los enumerados por Cushman y Rosenberg 1991 o Kroemer 1994a.

                                            A partir de la década de 1980, las pantallas mecánicas con punteros y escalas impresas fueron reemplazadas cada vez más por pantallas "electrónicas" con imágenes generadas por computadora o dispositivos de estado sólido que usan diodos emisores de luz (ver Snyder 1985a). La información mostrada podrá ser codificada por los siguientes medios:

                                            • formas, como rectas o circulares
                                            • alfanumérico, es decir, letras, números, palabras, abreviaturas
                                            • figuras, imágenes, imágenes, íconos, símbolos, en varios niveles de abstracción, como el contorno de un avión contra el horizonte
                                            • tonos de negro, blanco o gris
                                            • colores.

                                             

                                            Desafortunadamente, muchas pantallas generadas electrónicamente han sido borrosas, a menudo demasiado complejas y coloridas, difíciles de leer y requieren un enfoque exacto y mucha atención, lo que puede distraer la atención de la tarea principal, por ejemplo, conducir un automóvil. En estos casos, las primeras tres de las cuatro “reglas cardinales” enumeradas anteriormente se violaron a menudo. Además, muchos punteros, marcas y caracteres alfanuméricos generados electrónicamente no cumplían con las pautas de diseño ergonómico establecidas, especialmente cuando se generaban mediante segmentos de línea, líneas de exploración o matrices de puntos. Aunque algunos de estos diseños defectuosos fueron tolerados por los usuarios, la rápida innovación y la mejora de las técnicas de visualización permiten muchas mejores soluciones. Sin embargo, el mismo rápido desarrollo conduce al hecho de que las declaraciones impresas (incluso si son actuales y completas cuando aparecen) se vuelven obsoletas rápidamente. Por lo tanto, ninguno se da en este texto. Cushman y Rosenberg (1991), Kinney y Huey (1990) y Woodson, Tillman y Tillman (1991) han publicado compilaciones.

                                            La calidad general de las pantallas electrónicas suele ser deficiente. Una medida utilizada para evaluar la calidad de la imagen es la función de transferencia de modulación (MTF) (Snyder 1985b). Describe la resolución de la pantalla utilizando una señal de prueba de onda sinusoidal especial; sin embargo, los lectores tienen muchos criterios con respecto a la preferencia de las pantallas (Dillon 1992).

                                            Las pantallas monocromáticas tienen un solo color, generalmente verde, amarillo, ámbar, naranja o blanco (acromático). Si aparecen varios colores en la misma pantalla cromática, deben ser fácilmente discriminados. Lo mejor es mostrar no más de tres o cuatro colores simultáneamente (dando preferencia al rojo, verde, amarillo o naranja, y cian o morado). Todo debe contrastar fuertemente con el fondo. De hecho, una regla adecuada es diseñar primero por contraste, es decir, en términos de blanco y negro, y luego agregar colores con moderación.

                                            A pesar de las muchas variables que, individualmente e interactuando entre sí, afectan el uso de pantallas de colores complejos, Cushman y Rosenberg (1991) compilaron pautas para el uso de colores en las pantallas; estos se enumeran en la figura 7.

                                            Figura 7. Pautas para el uso de colores en pantallas

                                            ERG210T6

                                            Otras sugerencias son las siguientes:

                                            • El azul (preferiblemente desaturado) es un buen color para fondos y formas grandes. Sin embargo, el azul no debe usarse para texto, líneas finas o formas pequeñas.
                                            • El color de los caracteres alfanuméricos debe contrastar con el del fondo.
                                            • Cuando use el color, use la forma como una pista redundante (p. ej., todos los símbolos amarillos son triángulos, todos los símbolos verdes son círculos, todos los símbolos rojos son cuadrados). La codificación redundante hace que la pantalla sea mucho más aceptable para los usuarios que tienen deficiencias en la visión del color.
                                            • A medida que aumenta el número de colores, también deben aumentar los tamaños de los objetos codificados por colores.
                                            • El rojo y el verde no deben usarse para símbolos pequeños y formas pequeñas en áreas periféricas de pantallas grandes.
                                            • El uso de colores opuestos (rojo y verde, amarillo y azul) adyacentes entre sí o en una relación objeto/fondo a veces es beneficioso y otras veces perjudicial. No se pueden dar pautas generales; se debe determinar una solución para cada caso.
                                            • Evite mostrar varios colores muy saturados y espectralmente extremos al mismo tiempo.

                                             

                                            Paneles de Controles y Displays

                                            Las pantallas, así como los controles, deben organizarse en paneles de modo que estén frente al operador, es decir, cerca del plano medio de la persona. Como se discutió anteriormente, los controles deben estar cerca de la altura del codo y las pantallas debajo o a la altura de los ojos, ya sea que el operador esté sentado o de pie. Los controles que se utilizan con poca frecuencia, o las pantallas menos importantes, se pueden ubicar más a los lados o más arriba.

                                            A menudo, la información sobre el resultado de la operación de control se muestra en un instrumento. En este caso, la pantalla debe ubicarse cerca del control para que la configuración del control se pueda realizar sin errores, de manera rápida y conveniente. La asignación suele ser más clara cuando el control está directamente debajo o a la derecha de la pantalla. Se debe tener cuidado de que la mano no cubra la pantalla al operar el control.

                                            Existen expectativas populares de las relaciones control-visualización, pero a menudo se aprenden, pueden depender de los antecedentes culturales y la experiencia del usuario, y estas relaciones a menudo no son sólidas. Las relaciones de movimiento esperadas están influenciadas por el tipo de control y visualización. Cuando ambos son lineales o giratorios, la expectativa estereotipada es que se mueven en las direcciones correspondientes, como hacia arriba o hacia la derecha. Cuando los movimientos son incongruentes, en general se aplican las siguientes reglas:

                                            • En el sentido de las agujas del reloj para aumentar. Al girar el control en el sentido de las agujas del reloj, aumenta el valor mostrado.
                                            • Regla de deslizamiento de engranajes de Warrick. Se espera que una pantalla (puntero) se mueva en la misma dirección que el lado del control cercano (es decir, engranado con) la pantalla.

                                             

                                            La relación de desplazamiento del control y de la pantalla (relación C/D o ganancia D/C) describe cuánto se debe mover un control para ajustar una pantalla. Si mucho movimiento del control produce solo un pequeño movimiento de la pantalla, una vez se habla de una alta relación C/D y del control como de baja sensibilidad. A menudo, dos movimientos distintos están involucrados en hacer una configuración: primero un movimiento primario rápido ("giro") a una ubicación aproximada, luego un ajuste fino a la configuración exacta. En algunos casos, se toma como relación C/D óptima aquella que minimiza la suma de estos dos movimientos. Sin embargo, la proporción más adecuada depende de las circunstancias dadas; debe determinarse para cada aplicación.

                                            Etiquetas y Advertencias

                                            Etiquetas

                                            Idealmente, no debería requerirse ninguna etiqueta en el equipo o en un control para explicar su uso. Sin embargo, a menudo es necesario utilizar etiquetas para poder ubicar, identificar, leer o manipular controles, pantallas u otros elementos del equipo. El etiquetado debe hacerse de manera que la información se proporcione con precisión y rapidez. Para ello, se aplican los lineamientos de la tabla 4.

                                            Tabla 4. Directrices para las etiquetas

                                            Orientación

                                            Una etiqueta y la información impresa en ella deben estar orientadas
                                            horizontalmente para que pueda leerse rápida y fácilmente.
                                            (Tenga en cuenta que esto se aplica si el operador está acostumbrado a leer
                                            horizontalmente, como en los países occidentales.)

                                            Ubicación

                                            Se colocará una etiqueta sobre o muy cerca del artículo que
                                            identifica.

                                            Normalización

                                            La colocación de todas las etiquetas deberá ser consistente en todo el
                                            equipo y sistema.

                                            Equipos
                                            funciones

                                            Una etiqueta debe describir principalmente la función ("¿qué hace
                                            hacer”) del artículo etiquetado.

                                            Abreviaturas

                                            Se pueden utilizar abreviaturas comunes. Si se utiliza una nueva abreviatura
                                            necesario, su significado debe ser obvio para el lector.
                                            Se utilizará la misma abreviatura para todos los tiempos y para
                                            las formas singular y plural de una palabra. Letras mayúsculas
                                            se utilizarán, los períodos normalmente se omiten.

                                            Brevedad

                                            La inscripción en la etiqueta será lo más concisa posible sin
                                            distorsionar el significado o la información pretendidos. los textos
                                            debe ser inequívoco, minimizando la redundancia.

                                            Familiaridad

                                            Se elegirán palabras, si es posible, que sean familiares para el
                                            operador.

                                            Visibilidad y
                                            legibilidad

                                            El operador deberá ser capaz de ser leído con facilidad y precisión en
                                            las distancias de lectura reales anticipadas, en el tiempo anticipado
                                            peor nivel de iluminación, y dentro de lo previsto
                                            entorno de vibración y movimiento. Los factores importantes son:
                                            contraste entre las letras y su fondo; el
                                            alto, ancho, ancho de trazo, espaciado y estilo de las letras;
                                            y la reflexión especular del fondo, cubierta o
                                            otros componentes.

                                            Fuente y tamaño

                                            La tipografía determina la legibilidad de la información escrita;
                                            se refiere al estilo, fuente, arreglo y apariencia.

                                            Fuente: Modificado de Kroemer, Kroemer y Kroemer-Elbert 1994
                                            (reproducido con permiso de Prentice-Hall; todos los derechos reservados).

                                             

                                            La fuente (tipo de letra) debe ser simple, negrita y vertical, como Futura, Helvetica, Namel, Tempo y Vega. Tenga en cuenta que la mayoría de las fuentes generadas electrónicamente (formadas por LED, LCD o matriz de puntos) son generalmente inferiores a las fuentes impresas; por lo tanto, se debe prestar especial atención a que estos sean lo más legibles posible.

                                            • La altura de caracteres depende de la distancia de visualización:

                                            distancia de visualización 35 cm, altura sugerida 22 mm

                                            distancia de visualización 70 cm, altura sugerida 50 mm

                                            distancia de visualización 1 m, altura sugerida 70 mm

                                            distancia de visualización 1.5 m, altura sugerida de al menos 1 cm.

                                            • La relación entre el ancho del trazo y la altura del carácter debe estar entre 1:8 y 1:6 para letras negras sobre fondo blanco y entre 1:10 y 1:8 para letras blancas sobre fondo negro.
                                            • La relación entre el ancho del carácter y la altura del carácter debe ser alrededor de 3:5.
                                            • La espacio entre letras debe tener al menos un ancho de trazo.
                                            • La espacio entre palabras debe tener al menos un ancho de carácter.
                                            • For texto continuo, mezcla mayúsculas y minúsculas; por etiquetas, utilice letras mayúsculas únicamente.

                                             

                                            Advertencias

                                            Idealmente, todos los dispositivos deben ser seguros de usar. En realidad, a menudo esto no se puede lograr a través del diseño. En este caso, se debe advertir a los usuarios de los peligros asociados con el uso del producto y proporcionar instrucciones para un uso seguro para evitar lesiones o daños.

                                            Es preferible tener una advertencia "activa", que generalmente consiste en un sensor que detecta un uso inadecuado, combinado con un dispositivo de alerta que advierte al ser humano de un peligro inminente. Sin embargo, en la mayoría de los casos, se utilizan advertencias “pasivas”, que generalmente consisten en una etiqueta adherida al producto y en instrucciones para un uso seguro en el manual del usuario. Estas advertencias pasivas dependen completamente de que el usuario humano reconozca una situación peligrosa existente o potencial, recuerde la advertencia y se comporte con prudencia.

                                            Las etiquetas y letreros para advertencias pasivas deben diseñarse cuidadosamente siguiendo las leyes y regulaciones gubernamentales más recientes, los estándares nacionales e internacionales y la mejor información de ingeniería humana aplicable. Las etiquetas y carteles de advertencia pueden contener texto, gráficos e imágenes, a menudo gráficos con texto redundante. Los gráficos, en particular las imágenes y los pictogramas, pueden ser utilizados por personas con diferentes antecedentes culturales y lingüísticos, si estas representaciones se seleccionan con cuidado. Sin embargo, los usuarios con diferentes edades, experiencias y antecedentes étnicos y educativos pueden tener percepciones bastante diferentes de los peligros y advertencias. Por lo tanto, el diseño de un ambiente seguro producto es mucho más preferible que aplicar advertencias a un producto inferior.

                                             

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                                            Lunes, marzo de 14 2011 20: 21

                                            Diseño y Procesamiento de la Información

                                            Al diseñar equipos, es de suma importancia tener plenamente en cuenta el hecho de que un operador humano tiene tanto capacidades como limitaciones en el procesamiento de la información, que son de diversa naturaleza y se encuentran en varios niveles. El rendimiento en las condiciones de trabajo reales depende en gran medida de la medida en que un diseño ha atendido o ignorado estos potenciales y sus límites. A continuación se ofrecerá un breve esbozo de algunos de los temas principales. Se hará referencia a otras contribuciones de este volumen, donde se discutirá un tema con mayor detalle.

                                            Es común distinguir tres niveles principales en el análisis del procesamiento humano de la información, a saber, el nivel de percepción, el nivel de decisión y del nivel motor. El nivel perceptivo se subdivide en otros tres niveles, relacionados con el procesamiento sensorial, la extracción de características y la identificación de la percepción. En el nivel de decisión, el operador recibe información perceptiva y elige una reacción que finalmente se programa y actualiza en el nivel motor. Esto describe solo el flujo de información en el caso más simple de una reacción de elección. Sin embargo, es evidente que la información perceptual puede acumularse y combinarse y diagnosticarse antes de provocar una acción. Nuevamente, puede surgir la necesidad de seleccionar información en vista de la sobrecarga de percepción. Finalmente, elegir una acción apropiada se convierte en un problema mayor cuando hay varias opciones, algunas de las cuales pueden ser más apropiadas que otras. En la presente discusión, el énfasis estará en los factores de percepción y decisión del procesamiento de la información.

                                            Capacidades y límites perceptivos

                                            Límites sensoriales

                                            La primera categoría de límites de procesamiento es sensorial. Su relevancia para el procesamiento de la información es obvia ya que el procesamiento se vuelve menos confiable a medida que la información se acerca a los límites del umbral. Esto puede parecer una declaración bastante trivial, pero no obstante, los problemas sensoriales no siempre se reconocen claramente en los diseños. Por ejemplo, los caracteres alfanuméricos en los sistemas de colocación de señales deben ser lo suficientemente grandes para ser legibles a una distancia compatible con la necesidad de la acción adecuada. La legibilidad, a su vez, depende no sólo del tamaño absoluto de los alfanuméricos, sino también del contraste y —en vista de la inhibición lateral— también de la cantidad total de información del signo. En particular, en condiciones de baja visibilidad (p. ej., lluvia o niebla durante la conducción o el vuelo), la legibilidad es un problema considerable que requiere medidas adicionales. Las señales de tráfico y los marcadores de carretera desarrollados más recientemente suelen estar bien diseñados, pero las señales cerca y dentro de los edificios a menudo son ilegibles. Las unidades de visualización son otro ejemplo en el que los límites sensoriales de tamaño, contraste y cantidad de información juegan un papel importante. En el dominio auditivo, algunos de los principales problemas sensoriales están relacionados con la comprensión del habla en entornos ruidosos o en sistemas de transmisión de audio de baja calidad.

                                            Extracción de características

                                            Con suficiente información sensorial, el siguiente conjunto de problemas de procesamiento de información se relaciona con la extracción de características de la información presentada. La investigación más reciente ha mostrado amplia evidencia de que un análisis de características precede a la percepción de totalidades significativas. El análisis de características es particularmente útil para localizar un objeto desviado especial entre muchos otros. Por ejemplo, un valor esencial en una pantalla que contiene muchos valores puede estar representado por un solo color o tamaño desviado, cuya característica llama la atención inmediatamente o "resalta". Teóricamente, existe la suposición común de "mapas de características" para diferentes colores, tamaños, formas y otras características físicas. El valor de atención de una característica depende de la diferencia en la activación de los mapas de características que pertenecen a la misma clase, por ejemplo, color. Por lo tanto, la activación de un mapa de características depende de la discriminabilidad de las características desviadas. Esto significa que cuando hay algunas instancias de muchos colores en una pantalla, la mayoría de los mapas de características de color están igualmente activados, lo que tiene el efecto de que ninguno de los colores sobresale.

                                            De la misma manera, aparece un solo anuncio en movimiento, pero este efecto desaparece por completo cuando hay varios estímulos en movimiento en el campo de visión. El principio de la activación diferente de mapas de características también se aplica al alinear punteros que indican valores de parámetros ideales. Una desviación de un puntero se indica mediante una pendiente desviada que se detecta rápidamente. Si esto es imposible de realizar, una desviación peligrosa puede indicarse mediante un cambio de color. Por lo tanto, la regla general para el diseño es usar solo unas pocas características desviadas en una pantalla y reservarlas solo para la información más esencial. La búsqueda de información relevante se vuelve engorrosa en el caso de conjunciones de características. Por ejemplo, es difícil ubicar un objeto rojo grande entre objetos rojos pequeños y objetos verdes grandes y pequeños. Si es posible, se deben evitar las conjunciones al intentar diseñar para una búsqueda eficiente.

                                            Dimensiones separables versus integrales

                                            Las características son separables cuando se pueden cambiar sin afectar la percepción de otras características de un objeto. Las longitudes de línea de los histogramas son un buen ejemplo. Por otro lado, las características integrales se refieren a características que, cuando se modifican, modifican la apariencia total del objeto. Por ejemplo, uno no puede cambiar las características de la boca en un dibujo esquemático de una cara sin alterar la apariencia total de la imagen. Una vez más, el color y el brillo son integrales en el sentido de que no se puede cambiar un color sin alterar la impresión de brillo al mismo tiempo. Los principios de las características separables e integrales, y de las propiedades emergentes que evolucionan a partir de los cambios de características individuales de un objeto, se aplican en los llamados COMPLETAMENTE or diagnóstico pantallas. La razón de ser de estas pantallas es que, en lugar de mostrar parámetros individuales, se integran diferentes parámetros en una sola pantalla, cuya composición total indica lo que realmente puede estar mal en un sistema.

                                            La presentación de datos en las salas de control sigue dominada a menudo por la filosofía de que cada medida individual debe tener su propio indicador. La presentación fragmentaria de las medidas significa que el operador tiene la tarea de integrar la evidencia de las diversas pantallas individuales para diagnosticar un problema potencial. En el momento de los problemas en la central nuclear de Three Mile Island en los Estados Unidos, unas cuarenta o cincuenta pantallas registraban algún tipo de desorden. Por lo tanto, el operador tenía la tarea de diagnosticar qué estaba realmente mal integrando la información de esa miríada de pantallas. Las pantallas integrales pueden ser útiles para diagnosticar el tipo de error, ya que combinan varias medidas en un solo patrón. Diferentes patrones de la pantalla integrada, entonces, pueden ser diagnósticos con respecto a errores específicos.

                                            En la figura 1 se muestra un ejemplo clásico de una pantalla de diagnóstico, que se ha propuesto para las salas de control nuclear. Muestra una serie de medidas como radios de igual longitud, de modo que un polígono regular siempre representa condiciones normales, mientras que se pueden conectar diferentes distorsiones. con diferentes tipos de problemas en el proceso.

                                            Figura 1. En la situación normal todos los valores de los parámetros son iguales, creando un hexágono. En la desviación, algunos de los valores han cambiado creando una distorsión específica.

                                            ERG220F1No todas las pantallas integrales son igualmente discriminables. Para ilustrar el problema, una correlación positiva entre las dos dimensiones de un rectángulo crea diferencias en la superficie, manteniendo la misma forma. Alternativamente, una correlación negativa crea diferencias de forma mientras mantiene una superficie uniforme. Se ha dicho que el caso en el que la variación de las dimensiones integrales crea una nueva forma revela una propiedad emergente del patrón, que se suma a la capacidad del operador para discriminar los patrones. Las propiedades emergentes dependen de la identidad y disposición de las partes, pero no son identificables con ninguna parte individual.

                                            Las visualizaciones de objetos y configuraciones no siempre son beneficiosas. El hecho mismo de que sean integrales significa que las características de las variables individuales son más difíciles de percibir. El punto es que, por definición, las dimensiones integrales son mutuamente dependientes, nublando así sus constituyentes individuales. Puede haber circunstancias en las que esto sea inaceptable, mientras que uno todavía puede desear beneficiarse de las propiedades de diagnóstico tipo patrón, que son típicas para la visualización de objetos. Un compromiso podría ser una pantalla de gráfico de barras tradicional. Por un lado, los gráficos de barras son bastante separables. Sin embargo, cuando se colocan en una proximidad suficientemente cercana, las longitudes diferenciales de las barras pueden constituir juntas un patrón similar a un objeto que bien puede servir para un objetivo de diagnóstico.

                                            Algunas pantallas de diagnóstico son mejores que otras. Su calidad depende de la medida en que la visualización corresponda a la modelo mental de la tarea Por ejemplo, el diagnóstico de fallas sobre la base de distorsiones de un polígono regular, como en la figura 1, aún puede tener poca relación con la semántica del dominio o con el concepto del operador de los procesos en una planta de energía. Así, varios tipos de desviaciones del polígono obviamente no se refieren a un problema específico en la planta. Por lo tanto, el diseño de la pantalla configuracional más adecuada es aquella que se corresponde con el modelo mental específico de la tarea. Por lo tanto, debe enfatizarse que la superficie de un rectángulo es solo un objeto útil cuando el producto de la longitud y el ancho es la variable de interés.

                                            Las exhibiciones de objetos interesantes provienen de representaciones tridimensionales. Por ejemplo, una representación tridimensional del tráfico aéreo, en lugar de la representación de radar bidimensional tradicional, puede proporcionar al piloto una mayor "conciencia de la situación" de otro tráfico. Se ha demostrado que la pantalla tridimensional es muy superior a la bidimensional, ya que sus símbolos indican si otro avión está por encima o por debajo del propio.

                                            Condiciones degradadas

                                            La visualización degradada ocurre bajo una variedad de condiciones. Para algunos propósitos, como con el camuflaje, los objetos se degradan intencionalmente para evitar su identificación. En otras ocasiones, por ejemplo en la amplificación de brillo, las características pueden volverse demasiado borrosas para permitir identificar el objeto. Un problema de investigación se refiere al número mínimo de "líneas" requeridas en una pantalla o "la cantidad de detalles" necesarios para evitar la degradación. Lamentablemente, este enfoque de la calidad de la imagen no ha dado lugar a resultados inequívocos. El problema es que la identificación de estímulos degradados (por ejemplo, un vehículo blindado camuflado) depende demasiado de la presencia o ausencia de detalles menores específicos del objeto. La consecuencia es que no se puede formular una receta general sobre la densidad de línea, excepto por la afirmación trivial de que la degradación disminuye a medida que aumenta la densidad.

                                            Características de los símbolos alfanuméricos.

                                            Un problema importante en el proceso de extracción de características se refiere al número real de características que juntas definen un estímulo. Por lo tanto, la legibilidad de los caracteres ornamentados, como las letras góticas, es deficiente debido a las muchas curvas redundantes. Para evitar confusiones, la diferencia entre letras con características muy similares, como el i y del l, y la c y del e—Debe acentuarse. Por la misma razón, se recomienda que la longitud del trazo y la cola de los ascendentes y descendentes sea al menos el 40% de la altura total de la letra.

                                            Es evidente que la discriminación entre letras está determinada principalmente por el número de características que no comparten. Estos consisten principalmente en líneas rectas y segmentos circulares que pueden tener orientación horizontal, vertical y oblicua y que pueden diferir en tamaño, como en letras mayúsculas y minúsculas.

                                            Es obvio que, incluso cuando los alfanuméricos son bien discriminables, pueden perder fácilmente esa propiedad en combinación con otros elementos. Así, los dígitos 4 and 7 comparten solo unas pocas características, pero no les va bien en el contexto de grupos más grandes, por lo demás idénticos (p. ej., 384 387) Existe evidencia unánime de que la lectura de textos en minúsculas es más rápida que en mayúsculas. Esto generalmente se atribuye al hecho de que las letras minúsculas tienen características más distintivas (por ejemplo, perro, gato DOG, CAT). La superioridad de las minúsculas no sólo se ha establecido para la lectura de textos sino también para señales de tráfico como las que se utilizan para indicar poblaciones a la salida de las autopistas.

                                            Identificación

                                            El proceso perceptivo final se ocupa de la identificación e interpretación de las percepciones. Los límites humanos que surgen en este nivel suelen estar relacionados con la discriminación y la búsqueda de la interpretación adecuada de la percepción. Las aplicaciones de la investigación sobre discriminación visual son múltiples, relacionadas con patrones alfanuméricos, así como con la identificación de estímulos más generales. El diseño de las luces de freno en los automóviles servirá como ejemplo de la última categoría. Los choques por alcance representan una proporción considerable de los accidentes de tráfico y se deben en parte a que la ubicación tradicional de la luz de freno junto a las luces traseras hace que sea poco discriminable y, por lo tanto, alarga el tiempo de reacción del conductor. Como alternativa, se ha desarrollado una única luz que parece reducir la siniestralidad. Está montado en el centro de la ventana trasera aproximadamente a la altura de los ojos. En estudios experimentales en carretera, el efecto de la luz central de frenado parece ser menor cuando los sujetos son conscientes del objetivo del estudio, lo que sugiere que la identificación de estímulos en la configuración tradicional mejora cuando los sujetos se concentran en la tarea. A pesar del efecto positivo de la luz de freno aislada, su identificación aún podría mejorarse haciendo que la luz de freno sea más significativa, dándole la forma de un signo de exclamación, “!”, o incluso un ícono.

                                            juicio absoluto

                                            Los límites de rendimiento muy estrictos y, a menudo, contrarios a la intuición surgen en casos de juicio absoluto de las dimensiones físicas. Los ejemplos ocurren en relación con la codificación de colores de los objetos y el uso de tonos en los sistemas de llamadas auditivas. El punto es que el juicio relativo es muy superior al juicio absoluto. El problema con el juicio absoluto es que el código debe traducirse a otra categoría. Por lo tanto, un color específico puede vincularse con un valor de resistencia eléctrica o un tono específico puede estar destinado a una persona a la que se dirige el mensaje subsiguiente. De hecho, por lo tanto, el problema no es de identificación perceptiva sino de elección de respuesta, que se discutirá más adelante en este artículo. En este punto basta señalar que no se deben usar más de cuatro o cinco colores o tonos para evitar errores. Cuando se necesitan más alternativas, se pueden agregar dimensiones adicionales, como sonoridad, duración y componentes de los tonos.

                                            lectura de palabras

                                            La relevancia de leer unidades de palabras separadas en la letra impresa tradicional está demostrada por varias pruebas ampliamente experimentadas, como el hecho de que la lectura se ve muy obstaculizada cuando se omiten los espacios, los errores de impresión a menudo pasan desapercibidos y es muy difícil leer palabras en casos alternos. (p.ej, Alterno). Algunos investigadores han enfatizado el papel de la forma de las palabras en la lectura de unidades de palabras y han sugerido que los analizadores de frecuencia espacial pueden ser relevantes para identificar la forma de las palabras. Desde este punto de vista, el significado se derivaría de la forma total de la palabra más que del análisis letra por letra. Sin embargo, la contribución del análisis de la forma de las palabras probablemente se limite a las palabras comunes pequeñas (artículos y terminaciones), lo que es consistente con el hallazgo de que los errores de impresión en palabras pequeñas y terminaciones tienen una probabilidad relativamente baja de detección.

                                            El texto en minúsculas tiene una ventaja sobre las mayúsculas que se debe a la pérdida de características en mayúsculas. Sin embargo, la ventaja de las palabras en minúsculas está ausente o incluso puede invertirse cuando se busca una sola palabra. Puede ser que los factores de tamaño de letra y mayúsculas y minúsculas se confundan en la búsqueda: las letras de mayor tamaño se detectan más rápidamente, lo que puede compensar la desventaja de las características menos distintivas. Por lo tanto, una sola palabra puede ser igualmente legible en mayúsculas que en minúsculas, mientras que el texto continuo se lee más rápido en minúsculas. Detectar una SOLA palabra en mayúsculas entre muchas palabras en minúsculas es muy eficiente, ya que provoca una ventana emergente. Se puede lograr una detección rápida aún más eficiente imprimiendo una sola palabra en minúsculas en , en cuyo caso se combinan las ventajas del pop-out y de características más distintivas.

                                            El papel de las funciones de codificación en la lectura también queda claro a partir de la legibilidad deficiente de las pantallas de unidades de visualización de baja resolución más antiguas, que consistían en matrices de puntos bastante toscas y podían representar alfanuméricos solo como líneas rectas. El hallazgo común fue que leer texto o buscar desde un monitor de baja resolución era considerablemente más lento que desde una copia impresa en papel. El problema ha desaparecido en gran medida con las pantallas actuales de mayor resolución. Además de la forma de las letras, hay una serie de diferencias adicionales entre leer en papel y leer en una pantalla. El espaciado de las líneas, el tamaño de los caracteres, el tipo de letra, la relación de contraste entre los caracteres y el fondo, la distancia de visualización, la cantidad de parpadeo y el hecho de que el cambio de página en una pantalla se realiza mediante el desplazamiento son algunos ejemplos. El hallazgo común de que la lectura es más lenta desde las pantallas de las computadoras, aunque la comprensión parece casi igual, puede deberse a alguna combinación de estos factores. Los procesadores de texto actuales suelen ofrecer una variedad de opciones en fuente, tamaño, color, formato y estilo; tales elecciones podrían dar la falsa impresión de que el gusto personal es la razón principal.

                                            Iconos versus palabras

                                            En algunos estudios, se descubrió que el tiempo que tarda un sujeto en nombrar una palabra impresa es más rápido que el de un icono correspondiente, mientras que ambos tiempos fueron igualmente rápidos en otros estudios. Se ha sugerido que las palabras se leen más rápido que los iconos, ya que son menos ambiguas. Incluso un ícono bastante simple, como una casa, puede provocar diferentes respuestas entre los sujetos, lo que genera un conflicto de respuestas y, por lo tanto, una disminución en la velocidad de reacción. Si se evita el conflicto de respuesta mediante el uso de iconos realmente inequívocos, es probable que desaparezca la diferencia en la velocidad de respuesta. Es interesante señalar que, como señales de tráfico, los iconos suelen ser muy superiores a las palabras, incluso en el caso de que la cuestión de la comprensión del lenguaje no se vea como un problema. Esta paradoja puede deberse al hecho de que la legibilidad de las señales de tránsito es en gran medida una cuestión de distancia en el que se puede identificar un signo. Si se diseña correctamente, esta distancia es mayor para los símbolos que para las palabras, ya que las imágenes pueden proporcionar diferencias de forma considerablemente mayores y contener detalles menos finos que las palabras. La ventaja de las imágenes, entonces, surge del hecho de que la discriminación de letras requiere de diez a doce minutos de arco y que la detección de características es el requisito previo inicial para la discriminación. Al mismo tiempo, está claro que la superioridad de los símbolos solo está garantizada cuando (1) realmente contienen pocos detalles, (2) tienen una forma suficientemente distinta y (3) no son ambiguos.

                                            Capacidades y Límites de Decisión

                                            Una vez que un precepto ha sido identificado e interpretado, puede requerir una acción. En este contexto, la discusión se limitará a las relaciones estímulo-respuesta deterministas o, en otras palabras, a las condiciones en las que cada estímulo tiene su propia respuesta fija. En ese caso, los principales problemas para el diseño del equipo surgen de problemas de compatibilidad, es decir, la medida en que el estímulo identificado y su respuesta relacionada tienen una relación "natural" o bien practicada. Hay condiciones en las que se aborta intencionalmente una relación óptima, como en el caso de las abreviaturas. Por lo general, una contracción como abreviar es mucho peor que un truncamiento como abrev. Teóricamente, esto se debe a la creciente redundancia de letras sucesivas en una palabra, lo que permite “rellenar” letras finales a partir de las anteriores; una palabra truncada puede beneficiarse de este principio mientras que una contraída no puede.

                                            Modelos mentales y compatibilidad

                                            En la mayoría de los problemas de compatibilidad existen respuestas estereotipadas derivadas de modelos mentales generalizados. Elegir la posición nula en una pantalla circular es un buen ejemplo. Las posiciones de las 12 y las 9 en punto parecen corregirse más rápido que las posiciones de las 6 y las 3 en punto. La razón puede ser que una desviación en el sentido de las agujas del reloj y un movimiento en la parte superior de la pantalla se experimentan como "aumentos" que requieren una respuesta que reduce el valor. En las posiciones de las 3 y las 6 en punto, ambos principios entran en conflicto y, por lo tanto, pueden manejarse de manera menos eficiente. Un estereotipo similar se encuentra al bloquear o abrir la puerta trasera de un automóvil. La mayoría de las personas actúan según el estereotipo de que el bloqueo requiere un movimiento en el sentido de las agujas del reloj. Si la cerradura está diseñada de manera opuesta, los errores continuos y la frustración al tratar de cerrar la puerta son el resultado más probable.

                                            Con respecto a los movimientos de control, el conocido principio de compatibilidad de Warrick describe la relación entre la ubicación de una perilla de control y la dirección del movimiento en una pantalla. Si la perilla de control está ubicada a la derecha de la pantalla, se supone que un movimiento en el sentido de las agujas del reloj mueve el marcador de escala hacia arriba. O considere mover las pantallas de las ventanas. De acuerdo con el modelo mental de la mayoría de las personas, la dirección hacia arriba de una pantalla en movimiento sugiere que los valores aumentan de la misma manera en que una temperatura en aumento en un termómetro se indica mediante una columna de mercurio más alta. Hay problemas en la implementación de este principio con un indicador de "escala móvil de puntero fijo". Cuando la escala en dicho indicador se mueve hacia abajo, se pretende que su valor aumente. Así se produce un conflicto con el estereotipo común. Si se invierten los valores, los valores bajos están en la parte superior de la escala, lo que también es contrario a la mayoría de los estereotipos.

                                            El término compatibilidad de proximidad se refiere a la correspondencia de las representaciones simbólicas con los modelos mentales de las personas de las relaciones funcionales o incluso espaciales dentro de un sistema. Los problemas de compatibilidad de proximidad son más urgentes cuando el modelo mental de una situación es más primitivo, global o distorsionado. Así, un diagrama de flujo de un proceso industrial automatizado complejo a menudo se muestra sobre la base de un modelo técnico que puede no corresponderse en absoluto con el modelo mental del proceso. En particular, cuando el modelo mental de un proceso está incompleto o distorsionado, una representación técnica del progreso aporta poco para desarrollarlo o corregirlo. Un ejemplo de la vida cotidiana de compatibilidad de proximidad deficiente es un mapa arquitectónico de un edificio destinado a la orientación del espectador o para mostrar rutas de escape en caso de incendio. Estos mapas suelen ser completamente inadecuados, llenos de detalles irrelevantes, en particular para las personas que solo tienen un modelo mental global del edificio. Tal convergencia entre la lectura de mapas y la orientación se acerca a lo que se ha denominado “conciencia situacional”, que es particularmente relevante en el espacio tridimensional durante un vuelo aéreo. Ha habido desarrollos recientes interesantes en la visualización de objetos tridimensionales, que representan intentos de lograr una compatibilidad de proximidad óptima en este dominio.

                                            Compatibilidad estímulo-respuesta

                                            Un ejemplo de compatibilidad de estímulo-respuesta (SR) se encuentra típicamente en el caso de la mayoría de los programas de procesamiento de texto, que asumen que los operadores saben cómo corresponden los comandos a combinaciones de teclas específicas. El problema es que un comando y su combinación de teclas correspondiente generalmente no tienen ninguna relación preexistente, lo que significa que las relaciones SR deben aprenderse mediante un minucioso proceso de aprendizaje asociado por pares. El resultado es que, incluso después de que se haya adquirido la habilidad, la tarea sigue siendo propensa a errores. El modelo interno del programa permanece incompleto ya que las operaciones menos practicadas pueden olvidarse, de modo que el operador simplemente no puede encontrar la respuesta adecuada. Además, el texto producido en pantalla no suele corresponder en todos los aspectos con lo que finalmente aparece en la página impresa, lo que es otro ejemplo de compatibilidad de proximidad inferior. Solo unos pocos programas utilizan un modelo interno espacial estereotípico en relación con las relaciones estímulo-respuesta para controlar los comandos.

                                            Se ha argumentado correctamente que existen relaciones preexistentes mucho mejores entre los estímulos espaciales y las respuestas manuales, como la relación entre una respuesta de señalar y una ubicación espacial, o como la que existe entre los estímulos verbales y las respuestas vocales. Existe amplia evidencia de que las representaciones espaciales y verbales son categorías cognitivas relativamente separadas con poca interferencia mutua pero también con poca correspondencia mutua. Por lo tanto, una tarea espacial, como dar formato a un texto, se realiza más fácilmente mediante un movimiento espacial tipo mouse, dejando así el teclado para los comandos verbales.

                                            Esto no quiere decir que el teclado sea ideal para ejecutar comandos verbales. Escribir sigue siendo una cuestión de operar manualmente ubicaciones espaciales arbitrarias que son básicamente incompatibles con el procesamiento de letras. En realidad, es otro ejemplo de una tarea altamente incompatible que solo se domina con una práctica extensa, y la habilidad se pierde fácilmente sin una práctica continua. Se puede hacer un argumento similar para la escritura taquigráfica, que también consiste en conectar símbolos escritos arbitrarios con estímulos verbales. Un ejemplo interesante de un método alternativo de operación del teclado es un teclado de acordes.

                                            El operador maneja dos teclados (uno para la mano izquierda y otro para la mano derecha) ambos compuestos por seis teclas. Cada letra del alfabeto corresponde a una respuesta acorde, es decir, una combinación de teclas. Los resultados de los estudios sobre un teclado de este tipo mostraron ahorros sorprendentes en el tiempo necesario para adquirir habilidades de mecanografía. Las limitaciones motoras limitaban la velocidad máxima de la técnica de acordes pero, aun así, una vez aprendida, la actuación del operador se acercaba bastante a la velocidad de la técnica convencional.

                                            Un ejemplo clásico de un efecto de compatibilidad espacial se refiere a las disposiciones tradicionales de los controles de los quemadores de las estufas: cuatro quemadores en una matriz de 2 ´ 2, con los controles en una fila horizontal. En esta configuración, las relaciones entre el quemador y el control no son obvias y están mal aprendidas. Sin embargo, a pesar de muchos errores, el problema de encender la estufa, con el tiempo, generalmente se puede resolver. La situación es peor cuando uno se enfrenta a relaciones de visualización y control indefinidas. Otros ejemplos de mala compatibilidad SR se encuentran en las relaciones de control de visualización de cámaras de video, grabadoras de video y televisores. El efecto es que muchas opciones nunca se utilizan o deben estudiarse de nuevo en cada nuevo ensayo. La afirmación de que “todo está explicado en el manual”, si bien es cierta, no es útil ya que, en la práctica, la mayoría de los manuales son incomprensibles para el usuario promedio, en particular cuando intentan describir acciones usando términos verbales incompatibles.

                                            Compatibilidad estímulo-estímulo (SS) y respuesta-respuesta (RR)

                                            Originalmente, la compatibilidad SS y RR se distinguía de la compatibilidad SR. Una ilustración clásica de la compatibilidad de SS se refiere a los intentos de finales de los años cuarenta de respaldar el sonar auditivo con una pantalla visual en un esfuerzo por mejorar la detección de señales. Se buscó una solución en un haz de luz horizontal con perturbaciones verticales que viajaban de izquierda a derecha y reflejaban una traducción visual del ruido de fondo auditivo y la señal potencial. Una señal consistía en una perturbación vertical ligeramente mayor. Los experimentos mostraron que una combinación de presentaciones auditivas y visuales no funcionaba mejor que la exhibición auditiva única. La razón se buscó en una pobre compatibilidad SS: la señal auditiva se percibe como un cambio de sonoridad; por lo tanto, el apoyo visual debería corresponder más cuando se proporciona en forma de un cambio de brillo, ya que ese es el análogo visual compatible de un cambio de sonoridad.

                                            Es de interés que el grado de compatibilidad de SS se corresponda directamente con la habilidad de los sujetos en el emparejamiento entre modalidades. En una coincidencia de modalidad cruzada, se puede pedir a los sujetos que indiquen qué volumen auditivo corresponde a un cierto brillo oa un cierto peso; este enfoque ha sido popular en la investigación sobre el escalado de dimensiones sensoriales, ya que permite evitar asignar estímulos sensoriales a números. La compatibilidad RR se refiere a la correspondencia de movimientos simultáneos y también sucesivos. Algunos movimientos se coordinan más fácilmente que otros, lo que proporciona restricciones claras sobre la forma en que una sucesión de acciones, por ejemplo, la operación sucesiva de controles, se realiza de manera más eficiente.

                                            Los ejemplos anteriores muestran claramente cómo los problemas de compatibilidad impregnan todas las interfaces usuario-máquina. El problema es que los efectos de la mala compatibilidad a menudo se suavizan con la práctica prolongada y, por lo tanto, pueden pasar desapercibidos o subestimados. Sin embargo, incluso cuando las relaciones incompatibles de visualización y control se practican bien y no parecen afectar el rendimiento, sigue existiendo el punto de una mayor probabilidad de error. La respuesta compatible incorrecta sigue siendo un competidor de la incompatible correcta y es probable que se presente en ocasiones, con el riesgo obvio de un accidente. Además, la cantidad de práctica requerida para dominar las relaciones SR incompatibles es formidable y una pérdida de tiempo.

                                            Límites de la Programación y Ejecución Motora

                                            Ya se mencionó brevemente un límite en la programación de motores en los comentarios sobre la compatibilidad de RR. El operador humano tiene claros problemas para llevar a cabo secuencias de movimiento incongruentes y, en particular, cambiar de una secuencia incongruente a otra es difícil de lograr. Los resultados de los estudios sobre la coordinación motora son relevantes para el diseño de controles en los que ambas manos están activas. Sin embargo, la práctica puede superar mucho en este sentido, como se desprende de los sorprendentes niveles de habilidades acrobáticas.

                                            Muchos principios comunes en el diseño de controles se derivan de la programación de motores. Incluyen la incorporación de resistencia en un control y la provisión de retroalimentación que indica que se ha operado correctamente. Un estado motor preparatorio es un determinante muy relevante del tiempo de reacción. Reaccionar a un estímulo repentino e inesperado puede tomar aproximadamente un segundo adicional, lo cual es considerable cuando se necesita una reacción rápida, como cuando se reacciona a la luz de freno de un automóvil que va adelante. Las reacciones no preparadas son probablemente la causa principal de las colisiones en cadena. Las señales de alerta temprana son beneficiosas para prevenir este tipo de colisiones. Una aplicación importante de la investigación sobre la ejecución del movimiento se refiere a la ley de Fitt, que relaciona el movimiento, la distancia y el tamaño del objetivo al que se apunta. Esta ley parece ser bastante general y se aplica por igual a una palanca operativa, un joystick, un ratón o un lápiz óptico. Entre otros, se ha aplicado para estimar el tiempo necesario para realizar correcciones en las pantallas de los ordenadores.

                                            Obviamente, hay mucho más que decir que los comentarios incompletos anteriores. Por ejemplo, la discusión se ha limitado casi por completo a cuestiones de flujo de información al nivel de una simple reacción de elección. No se han tocado temas más allá de las reacciones de elección, ni problemas de retroalimentación y alimentación en el seguimiento continuo de la información y la actividad motriz. Muchos de los temas mencionados guardan una fuerte relación con problemas de memoria y de planificación de la conducta, que tampoco han sido abordados. Se encuentran discusiones más extensas en Wickens (1992), por ejemplo.

                                             

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