29. Ergonomia
Redattori di capitoli: Wolfgang Laurig e Joachim Vedder
Sommario
Panoramica
Wolfgang Laurig e Joachim Vedder
La natura e gli scopi dell'ergonomia
William T. Singleton
Analisi delle attività, dei compiti e dei sistemi di lavoro
Veronica De Keyser
Ergonomia e standardizzazione
Friedhelm Nachreiner
Liste di controllo
Pranab Kumar Nag
Antropometria
Melchiorre Masali
Lavoro muscolare
Juhani Smolander e Veikko Louhevaara
Posture sul lavoro
Ilkka Kuorinka
Biomeccanica
Franco Darby
Fatica Generale
Etienne Grandjean
Fatica e recupero
Rolf Helbig e Walter Rohmert
Carico di lavoro mentale
Winfried Hacker
vigilanza
Herbert Heuer
Affaticamento mentale
Pietro Richter
Organizzazione del lavoro
Eberhard Ulich e Gudela Grote
Privazione del sonno
Kazutaka Kogi
workstation
Roland Kadefors
Strumenti
TM Fraser
Comandi, indicatori e pannelli
Karl SE Kroemer
Elaborazione e progettazione delle informazioni
Andries F. Sanders
Progettare per gruppi specifici
Scherzo H. Grady-van den Nieuwboer
Caso di studio: la classificazione internazionale della limitazione funzionale nelle persone
Differenze culturali
Hushang Shahnavaz
Lavoratori anziani
Antoine Laville e Serge Volkoff
Lavoratori con Bisogni Speciali
Scherzo H. Grady-van den Nieuwboer
Progettazione di sistemi nella produzione di diamanti
Issacar Gilad
Ignorando i principi di progettazione ergonomica: Chernobyl
Vladimir M. Munipov
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1. Elenco dei nuclei antropometrici di base
2. Fatica e recupero dipendono dai livelli di attività
3. Regole di combinazione degli effetti di due fattori di stress sulla deformazione
4. Differenza tra diverse conseguenze negative della tensione mentale
5. Principi orientati al lavoro per la strutturazione della produzione
6. Partecipazione al contesto organizzativo
7. Partecipazione degli utenti al processo tecnologico
8. Orario di lavoro irregolare e privazione del sonno
9. Aspetti dell'anticipo, dell'ancora e del sonno ritardato
10 Controlla i movimenti e gli effetti attesi
11 Relazioni controllo-effetto dei comandi manuali comuni
12 Regole per la disposizione dei controlli
13 Linee guida per le etichette
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Diversità e importanza dell'ergonomia: due esempi
Progettazione di sistemi di produzione
Molte aziende investono milioni in sistemi di produzione assistiti da computer e allo stesso tempo non utilizzano appieno le proprie risorse umane, il cui valore può essere notevolmente aumentato attraverso investimenti in formazione. Infatti, l'utilizzo del potenziale qualificato dei dipendenti invece di un'automazione altamente complessa può non solo, in determinate circostanze, ridurre significativamente i costi di investimento, ma può anche aumentare notevolmente la flessibilità e la capacità del sistema.
Cause di uso inefficiente della tecnologia
I miglioramenti che gli investimenti nella moderna tecnologia sono destinati a realizzare spesso non sono raggiunti neanche approssimativamente (Strohm, Kuark e Schilling 1993; Ulich 1994). Le ragioni più importanti di ciò sono dovute a problemi nei settori della tecnologia, dell'organizzazione e delle qualifiche dei dipendenti.
Tre cause principali possono essere identificate per i problemi con la tecnologia:
I problemi con l'organizzazione sono principalmente attribuibili ai continui tentativi di implementare la tecnologia più recente in strutture organizzative inadeguate. Ad esempio, non ha molto senso introdurre computer di terza, quarta e quinta generazione nelle organizzazioni di seconda generazione. Ma questo è esattamente ciò che fanno molte aziende (Savage e Appleton 1988). In molte aziende, una radicale ristrutturazione dell'organizzazione è un prerequisito per l'utilizzo con successo delle nuove tecnologie. Ciò include in particolare un esame dei concetti di pianificazione e controllo della produzione. In definitiva, l'autocontrollo locale da parte di operatori qualificati può in determinate circostanze essere significativamente più efficiente ed economico di un sistema di pianificazione e controllo della produzione tecnicamente altamente sviluppato.
I problemi con le qualifiche dei dipendenti sorgono principalmente perché un gran numero di aziende non riconosce la necessità di misure di qualificazione in concomitanza con l'introduzione di sistemi di produzione supportati da computer. Inoltre, troppo spesso la formazione è considerata un fattore di costo da controllare e minimizzare, piuttosto che un investimento strategico. Infatti, i tempi di inattività del sistema ei costi che ne derivano possono spesso essere efficacemente ridotti consentendo la diagnosi e la risoluzione dei guasti sulla base della competenza degli operatori e delle conoscenze ed esperienze specifiche del sistema. Questo è particolarmente vero negli impianti di produzione strettamente accoppiati (Köhler et al. 1989). Lo stesso vale per l'introduzione di nuovi prodotti o varianti di prodotto. Molti esempi di uso eccessivo e inefficiente della tecnologia testimoniano tali relazioni.
La conseguenza dell'analisi qui brevemente presentata è che l'introduzione di sistemi di produzione assistiti da computer promette successo solo se integrata in un concetto generale che cerca di ottimizzare congiuntamente l'uso della tecnologia, la struttura dell'organizzazione e il miglioramento delle qualifiche del personale .
Dal compito alla progettazione di sistemi socio-tecnici
I concetti psicologici legati al lavoro del design di produzione si basano sul primato di
l'obiettivo. Da un lato, il compito costituisce l'interfaccia tra individuo e organizzazione (Volpert 1987). D'altra parte, il compito collega il sottosistema sociale con il sottosistema tecnico. “Il compito deve essere il punto di articolazione tra il sistema sociale e quello tecnico, collegando il lavoro nel sistema tecnico con il suo comportamento di ruolo correlato, nel sistema sociale” (Blumberg 1988).
Ciò significa che un sistema socio-tecnico, ad esempio un'isola di produzione, è definito principalmente dal compito che deve svolgere. La distribuzione del lavoro tra uomo e macchina gioca un ruolo centrale, perché decide se la persona “funzioni” come il braccio lungo della macchina con una funzione residua in un “buco” di automazione o se la macchina funzioni come il braccio lungo del persona, con funzione di strumento a supporto delle capacità e delle competenze umane. Ci riferiamo a queste opposte posizioni come “orientate alla tecnologia” e “orientate al lavoro” (Ulich 1994).
Il concetto di compito completo
I principio di attività completa (Hacker 1986) o compito completo gioca un ruolo centrale nei concetti psicologici legati al lavoro per definire i compiti di lavoro e per dividere i compiti tra uomo e macchina. Compiti completi sono quelli "su cui l'individuo ha un notevole controllo personale" e che "inducono forti forze all'interno dell'individuo per completarli o per continuarli". Compiti completi contribuiscono allo "sviluppo di ciò che è stato descritto ... come 'orientamento al compito', cioè uno stato di cose in cui l'interesse dell'individuo è suscitato, impegnato e diretto dal carattere del compito" (Emery 1959) . La figura 1 riassume le caratteristiche di completezza che devono essere prese in considerazione per le misure orientate alla progettazione orientata al lavoro dei sistemi di produzione.
Figura 1. Caratteristiche delle attività complete
Queste indicazioni delle conseguenze derivanti dalla realizzazione del principio del compito completo chiariscono due cose: (1) in molti casi, probabilmente anche nella maggior parte dei casi, i compiti completi nel senso descritto nella figura 1 possono essere strutturati solo come compiti di gruppo su conto della complessità che ne deriva e della relativa portata; (2) la ristrutturazione delle mansioni lavorative, in particolare quando è legata all'introduzione del lavoro di gruppo, richiede la loro integrazione in un concetto di ristrutturazione globale che copra tutti i livelli dell'azienda.
I principi strutturali che si applicano ai vari livelli sono riassunti nella tabella 1.
Tabella 1. Principi orientati al lavoro per la strutturazione della produzione
Livello organizzativo |
Principio strutturale |
Società |
Decentramento |
Unità organizzativa |
Integrazione funzionale |
Gruppo |
L'autoregolamentazione1 |
Individuale |
Lavoro di produzione qualificato1 |
1 Tenendo conto del principio della progettazione del lavoro differenziale.
Fonte: Ulich 1994.
Le possibilità di realizzazione dei principi di strutturazione produttiva delineati nella tabella 1 sono illustrate dalla proposta di ristrutturazione di un'azienda di produzione mostrata in figura 2. Tale proposta, approvata all'unanimità sia dai responsabili della produzione sia dal gruppo di progetto costituito allo scopo di ristrutturazione, dimostra anche un fondamentale allontanamento dai concetti tayloristici di divisione del lavoro e dell'autorità. Gli esempi di molte aziende mostrano che la ristrutturazione delle strutture del lavoro e dell'organizzazione sulla base di tali modelli è in grado di soddisfare sia i criteri psicologici del lavoro di promozione della salute e dello sviluppo della personalità, sia la domanda di efficienza economica a lungo termine (cfr. Ulich 1994).
Figura 2. Proposta di ristrutturazione di una società di produzione
La linea argomentativa qui privilegiata, solo accennata sommariamente per ragioni di spazio, cerca di chiarire tre cose:
Partecipazione dei lavoratori
Nelle sezioni precedenti sono stati descritti i tipi di organizzazione del lavoro che hanno come caratteristica fondamentale la democratizzazione ai livelli inferiori della gerarchia di un'organizzazione attraverso una maggiore autonomia e libertà decisionale riguardo al contenuto del lavoro e alle condizioni di lavoro in officina. In questa sezione, la democratizzazione viene affrontata da un'angolazione diversa, guardando al processo decisionale partecipativo in generale. In primo luogo, viene presentato un quadro di definizione per la partecipazione, seguito da una discussione della ricerca sugli effetti della partecipazione. Infine, la progettazione di sistemi partecipativi viene esaminata in dettaglio.
Quadro definitorio per la partecipazione
Lo sviluppo organizzativo, la leadership, la progettazione dei sistemi e le relazioni sindacali sono esempi della varietà di compiti e contesti in cui la partecipazione è considerata rilevante. Un denominatore comune che può essere considerato il nucleo della partecipazione è l'opportunità per individui e gruppi di promuovere i propri interessi influenzando la scelta tra azioni alternative in una data situazione (Wilpert 1989). Tuttavia, per descrivere la partecipazione in modo più dettagliato, sono necessarie alcune dimensioni. Le dimensioni frequentemente suggerite sono (a) formale-informale, (b) diretto-indiretto, (c) grado di influenza e (d) contenuto della decisione (ad esempio, Dachler e Wilpert 1978; Locke e Schweiger 1979). La partecipazione formale si riferisce alla partecipazione all'interno di regole legalmente o altrimenti prescritte (ad esempio, procedure di contrattazione, linee guida per la gestione del progetto), mentre la partecipazione informale si basa su scambi non prescritti, ad esempio tra supervisore e subordinato. La partecipazione diretta consente l'influenza diretta delle persone interessate, mentre la partecipazione indiretta funziona attraverso un sistema di rappresentanza. Il grado di influenza è solitamente descritto mediante una scala che va da "nessuna informazione ai dipendenti su una decisione", attraverso "informazioni anticipate ai dipendenti" e "consultazione con i dipendenti" a "decisione comune di tutte le parti coinvolte". Per quanto riguarda il dare informazioni anticipate senza alcuna consultazione o processo decisionale comune, alcuni autori sostengono che questo non è affatto un basso livello di partecipazione, ma semplicemente una forma di "pseudo-partecipazione" (Wall e Lischeron 1977). Infine, è possibile specificare l'area del contenuto per il processo decisionale partecipativo, ad esempio, cambiamento tecnologico o organizzativo, rapporti di lavoro o decisioni operative quotidiane.
Uno schema di classificazione del tutto diverso da quelli derivati dalle dimensioni fin qui presentate è stato sviluppato da Hornby e Clegg (1992). Sulla base del lavoro di Wall e Lischeron (1977), distinguono tre aspetti dei processi partecipativi:
Hanno quindi utilizzato questi aspetti per integrare un quadro suggerito da Gowler e Legge (1978), che descrive la partecipazione come funzione di due variabili organizzative, vale a dire il tipo di struttura (meccanicistica contro organica) e il tipo di processo (stabile contro instabile). Poiché questo modello include una serie di presupposti sulla partecipazione e sulla sua relazione con l'organizzazione, non può essere utilizzato per classificare tipi generali di partecipazione. Viene presentato qui come un tentativo di definire la partecipazione in un contesto più ampio (vedi tabella 2). (Nell'ultima sezione di questo articolo, verrà discusso lo studio di Hornby e Clegg (1992), che mirava anche a verificare le ipotesi del modello.)
Tabella 2. Partecipazione al contesto organizzativo
Struttura organizzativa |
||
meccanicistico |
Organic |
|
Processi organizzativi |
||
Stabile |
Regolamentato |
Apri |
Instabile |
Arbitrario |
Regolamentato |
Fonte: adattato da Hornby e Clegg 1992.
Una dimensione importante di solito non inclusa nelle classificazioni per la partecipazione è l'obiettivo organizzativo dietro la scelta di una strategia partecipativa (Dachler e Wilpert 1978). Fondamentalmente, la partecipazione può avvenire per conformarsi a una norma democratica, indipendentemente dalla sua influenza sull'efficacia del processo decisionale e sulla qualità del risultato e dell'attuazione della decisione. D'altra parte, una procedura partecipativa può essere scelta per beneficiare della conoscenza e dell'esperienza delle persone coinvolte o per garantire l'accettazione di una decisione. Spesso è difficile identificare gli obiettivi alla base della scelta di un approccio partecipativo a una decisione e spesso si troveranno più obiettivi contemporaneamente, quindi questa dimensione non può essere facilmente utilizzata per classificare la partecipazione. Tuttavia, per comprendere i processi partecipativi è una dimensione importante da tenere presente.
Ricerca sugli effetti della partecipazione
Un presupposto ampiamente condiviso sostiene che la soddisfazione così come gli incrementi di produttività possono essere raggiunti fornendo l'opportunità di una partecipazione diretta al processo decisionale. Nel complesso, la ricerca ha supportato questa ipotesi, ma le prove non sono inequivocabili e molti degli studi sono stati criticati su basi teoriche e metodologiche (Cotton et al. 1988; Locke e Schweiger 1979; Wall e Lischeron 1977). Cotone et al. (1988) hanno sostenuto che i risultati incoerenti sono dovuti a differenze nella forma di partecipazione studiata; ad esempio, la partecipazione informale e l'azionariato dei dipendenti sono associati a un'elevata produttività e soddisfazione, mentre la partecipazione a breve termine è inefficace sotto entrambi gli aspetti. Sebbene le loro conclusioni siano state fortemente criticate (Leana, Locke e Schweiger 1990), vi è accordo sul fatto che la ricerca sulla partecipazione sia generalmente caratterizzata da una serie di carenze, che vanno da problemi concettuali come quelli citati da Cotton et al. (1988) a questioni metodologiche come le variazioni nei risultati basate su diverse operazionalizzazioni delle variabili dipendenti (ad esempio, Wagner e Gooding 1987).
Per esemplificare le difficoltà della ricerca sulla partecipazione, viene brevemente descritto il classico studio di Coch e French (1948), seguito dalla critica di Bartlem e Locke (1981). Il focus del primo studio era il superamento della resistenza al cambiamento attraverso la partecipazione. Agli operatori di uno stabilimento tessile in cui si verificavano frequenti trasferimenti tra compiti di lavoro è stata data l'opportunità di partecipare alla progettazione dei loro nuovi posti di lavoro a vari livelli. Un gruppo di operatori ha partecipato alle decisioni (procedure di lavoro dettagliate per nuovi lavori e cottimo) attraverso rappresentanti scelti, cioè diversi operatori del proprio gruppo. In due gruppi più piccoli, tutti gli operatori hanno partecipato a tali decisioni e un quarto gruppo fungeva da controllo senza partecipazione consentita. In precedenza nello stabilimento era stato riscontrato che la maggior parte degli operatori si risentiva per il trasferimento ed era più lenta nel riapprendere i nuovi lavori rispetto all'apprendimento del primo lavoro nello stabilimento e che l'assenteismo e il turnover tra gli operatori trasferiti erano più elevati rispetto agli operatori non trasferiti di recente.
Ciò si è verificato nonostante fosse concesso un bonus di trasferimento per compensare la perdita iniziale di guadagni a cottimo dopo il trasferimento a un nuovo lavoro. Confrontando le tre condizioni sperimentali si è riscontrato che il gruppo senza partecipazione è rimasto a un basso livello di produzione - che era stato fissato come standard di gruppo - per il primo mese dopo il trasferimento, mentre i gruppi con piena partecipazione hanno recuperato la produttività precedente nel giro di pochi giorni e addirittura superato a fine mese. Il terzo gruppo che ha partecipato attraverso rappresentanti scelti non si è ripreso così velocemente, ma ha mostrato la vecchia produttività dopo un mese. (Tuttavia, avevano anche materiale insufficiente su cui lavorare per la prima settimana.) Non si è verificato alcun turnover nei gruppi con partecipazione ed è stata osservata poca aggressività nei confronti della direzione. Il turnover nel gruppo di partecipazione senza partecipazione è stato del 17% e l'atteggiamento nei confronti del management è stato generalmente ostile. Il gruppo senza partecipazione è stato sciolto dopo un mese e riunito nuovamente dopo altri due mesi e mezzo per lavorare su un nuovo lavoro, e questa volta è stata data loro l'opportunità di partecipare alla progettazione del loro lavoro. Hanno quindi mostrato lo stesso modello di recupero e aumento della produttività dei gruppi con la partecipazione al primo esperimento. I risultati sono stati spiegati da Coch e French sulla base di un modello generale di resistenza al cambiamento derivato dal lavoro di Lewin (1951, vedi sotto).
Bartlem e Locke (1981) hanno sostenuto che questi risultati non possono essere interpretati come un supporto per gli effetti positivi della partecipazione perché c'erano differenze importanti tra i gruppi per quanto riguarda la spiegazione della necessità di cambiamenti negli incontri introduttivi con la direzione, la quantità di formazione ricevuto, il modo in cui sono stati effettuati gli studi sul tempo per stabilire il cottimo, la quantità di lavoro disponibile e la dimensione del gruppo. Presumevano che l'equità percepita delle tariffe salariali e la fiducia generale nella direzione contribuissero alla migliore performance dei gruppi di partecipazione, non alla partecipazione di per sé.
Oltre ai problemi associati alla ricerca sugli effetti della partecipazione, si sa molto poco sui processi che portano a questi effetti (ad esempio, Wilpert 1989). In uno studio longitudinale sugli effetti della progettazione partecipativa del lavoro, Baitsch (1985) ha descritto in dettaglio i processi di sviluppo delle competenze in un certo numero di impiegati di fabbrica. Il suo studio può essere collegato alla teoria di Deci (1975) della motivazione intrinseca basata sulla necessità di essere competenti e autodeterminanti. Un quadro teorico incentrato sugli effetti della partecipazione sulla resistenza al cambiamento è stato suggerito da Lewin (1951) che ha sostenuto che i sistemi sociali ottengono un equilibrio quasi stazionario che è disturbato da qualsiasi tentativo di cambiamento. Affinché il cambiamento possa essere realizzato con successo, le forze a favore del cambiamento devono essere più forti delle forze che resistono. La partecipazione aiuta a ridurre le forze di resistenza così come ad aumentare le forze motrici perché le ragioni della resistenza possono essere apertamente discusse e affrontate, e le preoccupazioni e le esigenze individuali possono essere integrate nel cambiamento proposto. Inoltre, Lewin ha ipotizzato che le decisioni comuni risultanti da processi di cambiamento partecipativo forniscano il collegamento tra la motivazione al cambiamento e gli effettivi cambiamenti nel comportamento.
Partecipazione alla progettazione dei sistemi
Dato il supporto empirico, anche se non del tutto coerente, all'efficacia della partecipazione, così come i suoi fondamenti etici nella democrazia industriale, vi è un consenso diffuso sul fatto che, ai fini della progettazione dei sistemi, dovrebbe essere seguita una strategia partecipativa (Greenbaum e Kyng 1991; Majchrzak 1988; Scarbrough e Corbett 1992). Inoltre, una serie di studi di casi sui processi di progettazione partecipativa hanno dimostrato i vantaggi specifici della partecipazione alla progettazione di sistemi, ad esempio, per quanto riguarda la qualità della progettazione risultante, la soddisfazione dell'utente e l'accettazione (vale a dire, l'uso effettivo) del nuovo sistema (Mumford e Henshall 1979; Spinas 1989; Ulich et al. 1991).
La questione importante quindi non è il se, ma il come della partecipazione. Scarbrough e Corbett (1992) hanno fornito una panoramica dei vari tipi di partecipazione nelle varie fasi del processo di progettazione (vedi tabella 3). Come sottolineano, il coinvolgimento degli utenti nella progettazione effettiva della tecnologia è piuttosto raro e spesso non si estende oltre la distribuzione delle informazioni. La partecipazione si verifica principalmente nelle ultime fasi di implementazione e ottimizzazione del sistema tecnico e durante lo sviluppo di opzioni di progettazione socio-tecnica, ovvero opzioni di progettazione organizzativa e lavorativa in combinazione con opzioni per l'uso del sistema tecnico.
Tabella 3. Partecipazione degli utenti al processo tecnologico
Tipo di partecipazione |
||
Fasi del processo tecnologico |
Formale |
Informale |
Design |
Consultazione sindacale |
Riprogettazione dell'utente |
Implementazione |
Nuovi accordi tecnologici |
Contrattazione di competenze |
Usa il |
Progettazione del lavoro |
Riprogettazione del lavoro informale |
Adattato da Scarbrough e Corbett 1992.
Oltre alla resistenza di manager e ingegneri al coinvolgimento degli utenti nella progettazione di sistemi tecnici e alle potenziali restrizioni insite nella struttura di partecipazione formale di un'azienda, un'importante difficoltà riguarda la necessità di metodi che consentano la discussione e la valutazione di sistemi che non esistono (Grote 1994). Nello sviluppo del software, i laboratori di usabilità possono aiutare a superare questa difficoltà in quanto forniscono un'opportunità per i test preliminari da parte degli utenti futuri.
Osservando il processo di progettazione dei sistemi, inclusi i processi partecipativi, Hirschheim e Klein (1989) hanno sottolineato gli effetti delle assunzioni implicite ed esplicite degli sviluppatori e dei gestori di sistemi su argomenti di base come la natura dell'organizzazione sociale, la natura della tecnologia e la loro proprio ruolo nel processo di sviluppo. Il fatto che i progettisti di sistemi si considerino esperti, catalizzatori o emancipatori influenzerà notevolmente il processo di progettazione e implementazione. Inoltre, come accennato in precedenza, deve essere preso in considerazione il contesto organizzativo più ampio in cui si svolge la progettazione partecipativa. Hornby e Clegg (1992) hanno fornito alcune prove della relazione tra le caratteristiche organizzative generali e la forma di partecipazione scelta (o, più precisamente, la forma che si evolve nel corso della progettazione e dell'implementazione del sistema). Hanno studiato l'introduzione di un sistema informativo che è stato realizzato all'interno di una struttura di progetto partecipativo e con impegno esplicito alla partecipazione degli utenti. Tuttavia, gli utenti hanno riferito di avere poche informazioni sui cambiamenti previsti e bassi livelli di influenza sulla progettazione del sistema e su questioni correlate come la progettazione del lavoro e la sicurezza del lavoro. Questo risultato è stato interpretato in termini di struttura meccanicistica e processi instabili dell'organizzazione che hanno favorito la partecipazione "arbitraria" invece della partecipazione aperta desiderata (vedi tabella 2).
In conclusione, ci sono prove sufficienti che dimostrano i vantaggi delle strategie di cambiamento partecipativo. Tuttavia, c'è ancora molto da imparare sui processi sottostanti e sui fattori di influenza che determinano, moderano o prevengono questi effetti positivi.
L'OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) ha introdotto nel 1980 una classificazione della limitazione funzionale nelle persone; l'ICIDH (Classificazione Internazionale Menomazione, Disabilità e Handicap). In questa classificazione si distingue tra malattia, limitazioni e handicap.
Questo modello di riferimento è stato creato per facilitare la comunicazione internazionale. Il modello è stato presentato da un lato per offrire un quadro di riferimento per i decisori politici e, dall'altro, per offrire un quadro di riferimento per i medici che diagnosticano le persone che soffrono delle conseguenze della malattia.
Perché questo quadro di riferimento? È nato con l'obiettivo di cercare di migliorare e aumentare la partecipazione di persone con capacità limitate a lungo termine. Vengono menzionati due scopi:
Dal 1 gennaio 1994 la classifica è ufficiale. Le attività che ne sono seguite, sono capillari e riguardano soprattutto temi quali: misure informative ed educative per gruppi specifici; norme per la tutela dei lavoratori; o, ad esempio, esige che le aziende impieghino, ad esempio, almeno il 5 per cento dei lavoratori con disabilità. La classificazione stessa porta a lungo termine all'integrazione e alla non discriminazione.
Malattia
La malattia colpisce ognuno di noi. Alcune malattie possono essere prevenute, altre no. Alcune malattie possono essere curate, altre no. Ove possibile, la malattia dovrebbe essere prevenuta e, se possibile, curata.
Menomazione
Per menomazione si intende ogni assenza o anomalia di una struttura o funzione psicologica, fisiologica o anatomica.
Nascere con tre dita invece di cinque non deve portare alla disabilità. Le capacità dell'individuo e il grado di manipolazione possibile con le tre dita determineranno se la persona è disabile o meno. Quando, tuttavia, una discreta quantità di elaborazione del segnale non è possibile a livello centrale nel cervello, allora la menomazione porterà sicuramente alla disabilità poiché al momento non esiste alcun metodo per "curare" (risolvere) questo problema per il paziente.
Invalidità
La disabilità descrive il livello funzionale di un individuo che ha difficoltà nell'esecuzione del compito, ad es. difficoltà ad alzarsi dalla sedia. Queste difficoltà sono ovviamente legate alla menomazione, ma anche alle circostanze che la circondano. Una persona che utilizza una sedia a rotelle e vive in un paese pianeggiante come l'Olanda ha più possibilità di autotrasporto rispetto alla stessa persona che vive in una zona montuosa come il Tibet.
Handicap
Quando i problemi sono posti a livello di handicap, si può determinare in quale campo i problemi principali sono effettivi, ad esempio l'immobilità o la dipendenza fisica. Questi possono influenzare le prestazioni lavorative; per esempio la persona potrebbe non essere in grado di mettersi al lavoro; oppure, una volta al lavoro, potrebbe aver bisogno di assistenza nell'igiene personale, ecc.
Un handicap mostra le conseguenze negative della disabilità e può essere risolto solo eliminando le conseguenze negative.
Sommario e conclusioni
La suddetta classificazione e le relative politiche offrono un quadro operativo internazionale ben definito. Qualsiasi discussione sulla progettazione per gruppi specifici avrà bisogno di un tale quadro per definire le nostre attività e cercare di implementare questi pensieri nel design.
Gli individui sani dormono regolarmente per diverse ore al giorno. Normalmente dormono durante le ore notturne. Trovano molto difficile rimanere svegli durante le ore tra mezzanotte e la mattina presto, quando normalmente dormono. Se un individuo deve rimanere sveglio durante queste ore in tutto o in parte, l'individuo arriva a uno stato di perdita forzata del sonno, o privazione del sonno, che di solito è percepito come stanchezza. Si avverte un bisogno di sonno, con gradi fluttuanti di sonnolenza, che continua fino a quando non si dorme a sufficienza. Questo è il motivo per cui spesso si dice che i periodi di privazione del sonno fanno incorrere una persona deficit di sonno or debito del sonno.
La privazione del sonno presenta un problema particolare per i lavoratori che non possono dormire a sufficienza a causa di orari di lavoro (ad esempio, lavorare di notte) o, per questo motivo, di attività prolungate nel tempo libero. Un lavoratore in un turno di notte rimane privato del sonno fino a quando non si rende disponibile l'opportunità di un periodo di sonno alla fine del turno. Poiché il sonno preso durante le ore diurne è generalmente più breve del necessario, il lavoratore non può riprendersi sufficientemente dalla condizione di perdita di sonno fino a quando non viene preso un lungo periodo di sonno, molto probabilmente un sonno notturno. Fino ad allora, la persona accumula un deficit di sonno. (Una condizione simile—jet lag—sorge dopo aver viaggiato tra fusi orari che differiscono di alcune ore o più. Il viaggiatore tende a essere privato del sonno poiché i periodi di attività nel nuovo fuso orario corrispondono più chiaramente al normale periodo di sonno nel luogo di origine). Pertanto vari gradi di privazione del sonno sono incorporati nella vita quotidiana dei lavoratori che devono lavorare in orari irregolari ed è importante adottare misure per far fronte agli effetti sfavorevoli di tale carenza di sonno. Le principali condizioni di orario di lavoro irregolare che contribuiscono alla privazione del sonno sono riportate nella tabella 1.
Tabella 1. Principali condizioni di orario di lavoro irregolare che contribuiscono alla privazione del sonno di vario grado
Orario di lavoro irregolare |
Condizioni che portano alla privazione del sonno |
Lavoro notturno |
Sonno notturno assente o ridotto |
Servizio mattutino o in tarda serata |
Sonno accorciato, sonno interrotto |
Lunghe ore di lavoro o lavoro su due turni insieme |
Spostamento di fase del sonno |
Turni notturni o al mattino presto |
Spostamento di fase consecutivo del sonno |
Breve periodo tra i turni |
Sonno breve e interrotto |
Lungo intervallo tra i giorni liberi |
Accumulo di carenza di sonno |
Lavora in un fuso orario diverso |
Sonno assente o ridotto durante le ore “notturne” nel luogo di origine (jet lag) |
Periodi di tempo libero sbilanciati |
Sfasamento del sonno, sonno breve |
In condizioni estreme, la privazione del sonno può durare più di un giorno. Quindi la sonnolenza e i cambiamenti nelle prestazioni aumentano man mano che il periodo di privazione del sonno si prolunga. I lavoratori, tuttavia, normalmente prendono una qualche forma di sonno prima che la privazione del sonno diventi troppo prolungata. Se il sonno così preso non è sufficiente, gli effetti della carenza di sonno continuano comunque. Pertanto, è importante conoscere non solo gli effetti della privazione del sonno nelle varie forme, ma anche i modi in cui i lavoratori possono riprendersi da essa.
Figura 1. Performance, rating del sonno e variabili fisiologiche di un gruppo di soggetti esposti a due notti di privazione del sonno
La natura complessa della privazione del sonno è mostrata dalla figura 1, che mostra i dati di studi di laboratorio sugli effetti di due giorni di privazione del sonno (Fröberg 1985). I dati mostrano tre cambiamenti fondamentali derivanti dalla prolungata privazione del sonno:
Il fatto che gli effetti della privazione del sonno siano correlati ai ritmi circadiani fisiologici ci aiuta a comprenderne la complessa natura (Folkard e Akerstedt 1992). Questi effetti dovrebbero essere visti come il risultato di uno sfasamento del ciclo sonno-veglia nella vita quotidiana.
Gli effetti del lavoro continuo o della privazione del sonno includono quindi non solo una riduzione della vigilanza, ma una diminuzione delle capacità prestazionali, una maggiore probabilità di addormentarsi, un abbassamento del benessere e del morale e una compromissione della sicurezza. Quando tali periodi di privazione del sonno si ripetono, come nel caso dei turnisti, la loro salute può risentirne (Rutenfranz 1982; Koller 1983; Costa et al. 1990). Un obiettivo importante della ricerca è quindi determinare in che misura la privazione del sonno danneggia il benessere degli individui e come possiamo utilizzare al meglio la funzione di recupero del sonno per ridurre tali effetti.
Effetti della privazione del sonno
Durante e dopo una notte di privazione del sonno, i fisiologici ritmi circadiani del corpo umano sembrano mantenersi sostenuti. Ad esempio, la curva della temperatura corporea durante il primo giorno di lavoro tra i lavoratori notturni tende a mantenere il suo modello circadiano di base. Durante le ore notturne la temperatura diminuisce verso le prime ore del mattino, riprende a salire durante il giorno successivo e scende nuovamente dopo un picco pomeridiano. È noto che i ritmi fisiologici vengono "adattati" ai cicli sonno-veglia invertiti dei lavoratori del turno di notte solo gradualmente nel corso di diversi giorni di turni notturni ripetuti. Ciò significa che gli effetti sulle prestazioni e sulla sonnolenza sono più significativi durante le ore notturne rispetto a quelle diurne. Gli effetti della privazione del sonno sono quindi variamente associati ai ritmi circadiani originari osservati nelle funzioni fisiologiche e psicologiche.
Gli effetti della privazione del sonno sulle prestazioni dipendono dal tipo di compito da svolgere. Diverse caratteristiche del compito influenzano gli effetti (Fröberg 1985; Folkard e Monk 1985; Folkard e Akerstedt 1992). In generale, un'attività complessa è più vulnerabile di un'attività più semplice. L'esecuzione di un compito che coinvolge un numero crescente di cifre o una codifica più complessa si deteriora maggiormente durante tre giorni di perdita di sonno (Fröberg 1985; Wilkinson 1964). Le attività stimolate a cui è necessario rispondere entro un certo intervallo si deteriorano maggiormente rispetto alle attività autogestite. Esempi pratici di compiti vulnerabili includono reazioni seriali a stimoli definiti, semplici operazioni di smistamento, registrazione di messaggi in codice, copia dattilografica, monitoraggio del display e ispezione continua. Sono noti anche gli effetti della privazione del sonno sulle prestazioni fisiche faticose. Gli effetti tipici della prolungata privazione del sonno sulle prestazioni (su un compito visivo) sono mostrati nella figura 2 (Dinges 1992). Gli effetti sono più pronunciati dopo due notti senza sonno (40-56 ore) che dopo una notte senza sonno (16-40 ore).
Figura 2. Linee di regressione adattate alla velocità di risposta (il reciproco dei tempi di risposta) su un compito visivo semplice e non preparato di 10 minuti somministrato ripetutamente a giovani adulti sani durante nessuna perdita di sonno (5-16 ore), una notte di perdita di sonno (16 -40 ore) e due notti di sonno perso (40-56 ore)
Il grado in cui l'esecuzione dei compiti è influenzata sembra anche dipendere da come è influenzata dalle componenti di "mascheramento" dei ritmi circadiani. Ad esempio, si è scoperto che alcune misure di prestazione, come le attività di ricerca della memoria a cinque obiettivi, si adattano al lavoro notturno molto più rapidamente rispetto alle attività con tempi di reazione seriali, e quindi possono essere relativamente inalterate nei sistemi a turni a rotazione rapida (Folkard et al. 1993). Tali differenze negli effetti dei ritmi fisiologici endogeni dell'orologio biologico e dei loro componenti di mascheramento devono essere presi in considerazione nel considerare la sicurezza e l'accuratezza delle prestazioni sotto l'influenza della privazione del sonno.
Un particolare effetto della privazione del sonno sull'efficienza delle prestazioni è la comparsa di frequenti "cali" o periodi di non risposta (Wilkinson 1964; Empson 1993). Questi cali di prestazioni sono brevi periodi di vigilanza ridotta o sonno leggero. Questo può essere rintracciato in registrazioni di prestazioni videoregistrate, movimenti oculari o elettroencefalogrammi (EEG). Un'attività prolungata (mezz'ora o più), soprattutto quando l'attività viene replicata, può portare più facilmente a tali interruzioni. Compiti monotoni come la ripetizione di reazioni semplici o il monitoraggio di segnali poco frequenti sono molto sensibili a questo proposito. D'altra parte, un nuovo compito è meno influenzato. Anche le prestazioni in situazioni di lavoro mutevoli sono resistenti.
Sebbene ci siano prove di una graduale diminuzione dell'eccitazione nella privazione del sonno, ci si aspetterebbe livelli di prestazioni meno influenzati tra gli intervalli. Questo spiega perché i risultati di alcuni test delle prestazioni mostrano una scarsa influenza della perdita di sonno quando i test vengono eseguiti in un breve periodo di tempo. In un compito con tempo di reazione semplice, gli intervalli porterebbero a tempi di risposta molto lunghi, mentre il resto dei tempi misurati rimarrebbe invariato. È quindi necessaria cautela nell'interpretazione dei risultati dei test riguardanti gli effetti della perdita di sonno in situazioni reali.
I cambiamenti nella sonnolenza durante la privazione del sonno si riferiscono ovviamente ai ritmi circadiani fisiologici così come a tali periodi di sospensione. La sonnolenza aumenta bruscamente con il tempo del primo periodo di lavoro notturno, ma diminuisce durante le successive ore diurne. Se la privazione del sonno continua fino alla seconda notte, la sonnolenza diventa molto avanzata durante le ore notturne (Costa et al. 1990; Matsumoto e Harada 1994). Ci sono momenti in cui il bisogno di dormire è quasi irresistibile; questi momenti corrispondono alla comparsa di laps, così come alla comparsa di interruzioni nelle funzioni cerebrali come evidenziato dalle registrazioni EEG. Dopo un po', si avverte che la sonnolenza si riduce, ma segue un altro periodo di effetti di decadenza. Se i lavoratori vengono interrogati sui vari sentimenti di affaticamento, tuttavia, di solito menzionano livelli crescenti di affaticamento e stanchezza generale che persistono durante il periodo di privazione del sonno e periodi tra un periodo di pausa e l'altro. Un leggero recupero dei livelli di affaticamento soggettivo si osserva durante il giorno dopo una notte di privazione del sonno, ma la sensazione di affaticamento è notevolmente avanzata nella seconda e nelle successive notti di continua privazione del sonno.
Durante la privazione del sonno, la pressione del sonno dall'interazione tra veglia precedente e fase circadiana può essere sempre presente in una certa misura, ma la labilità dello stato nei soggetti assonnati è anche modulata dagli effetti del contesto (Dinges 1992). La sonnolenza è influenzata dalla quantità e dal tipo di stimolazione, dall'interesse offerto dall'ambiente e dal significato della stimolazione per il soggetto. La stimolazione monotona o che richiede un'attenzione prolungata può portare più facilmente a decrementi e interruzioni della vigilanza. Maggiore è la sonnolenza fisiologica dovuta alla mancanza di sonno, più il soggetto è vulnerabile alla monotonia ambientale. La motivazione e l'incentivo possono aiutare a superare questo effetto ambientale, ma solo per un periodo limitato.
Effetti della privazione parziale del sonno e della carenza di sonno accumulata
Se un soggetto lavora ininterrottamente per un'intera notte senza dormire, molte funzioni prestazionali saranno decisamente peggiorate. Se il soggetto va al secondo turno di notte senza dormire, il declino delle prestazioni è molto avanzato. Dopo la terza o quarta notte di privazione totale del sonno, pochissime persone riescono a rimanere sveglie e svolgere compiti anche se fortemente motivate. Nella vita reale, tuttavia, tali condizioni di perdita totale del sonno si verificano raramente. Di solito le persone dormono un po' durante i successivi turni notturni. Ma rapporti provenienti da vari paesi mostrano che il sonno preso durante il giorno è quasi sempre insufficiente per recuperare dal debito di sonno contratto dal lavoro notturno (Knauth e Rutenfranz 1981; Kogi 1981; ILO 1990). Di conseguenza, la carenza di sonno si accumula man mano che i turnisti ripetono i turni notturni. Simili carenze di sonno si verificano anche quando i periodi di sonno vengono ridotti a causa della necessità di seguire gli orari dei turni. Anche se è possibile dormire di notte, è noto che la restrizione del sonno di sole due ore per notte porta a una quantità di sonno insufficiente per la maggior parte delle persone. Tale riduzione del sonno può portare a prestazioni e vigilanza compromesse (Monk 1991).
Esempi di condizioni nei sistemi a turni che contribuiscono all'accumulo di carenza di sonno, o parziale privazione del sonno, sono riportati nella tabella 1. Oltre al lavoro notturno continuato per due o più giorni, brevi periodi tra i turni, ripetizione di un inizio mattutino anticipato turni, turni notturni frequenti e un'assegnazione inappropriata delle ferie accelerano l'accumulo di carenza di sonno.
Anche la scarsa qualità del sonno diurno o il sonno ridotto sono importanti. Il sonno diurno è accompagnato da una maggiore frequenza di risvegli, un sonno meno profondo e ad onde lente e una distribuzione del sonno REM diversa da quella del normale sonno notturno (Torsvall, Akerstedt e Gillberg 1981; Folkard e Monk 1985; Empson 1993). Quindi un sonno diurno potrebbe non essere così sano come un sonno notturno anche in un ambiente favorevole.
Questa difficoltà di prendere un sonno di buona qualità a causa dei diversi orari del sonno in un sistema a turni è illustrata dalla figura 3 che mostra la durata del sonno in funzione del momento dell'inizio del sonno per i lavoratori tedeschi e giapponesi sulla base dei registri del diario (Knauth e Rutenfranz 1981; Kogi 1985). A causa dell'influenza circadiana, il sonno diurno è costretto a essere breve. Molti lavoratori possono dormire frazionati durante il giorno e spesso aggiungono un po' di sonno la sera, ove possibile.
Figura 3. Durata media del sonno in funzione del tempo di inizio del sonno. Confronto dei dati dei turnisti tedeschi e giapponesi.
Nei contesti della vita reale, i turnisti adottano una varietà di misure per far fronte a tale accumulo di carenza di sonno (Wedderburn 1991). Ad esempio, molti di loro cercano di dormire in anticipo prima di un turno di notte o dormono a lungo dopo. Sebbene tali sforzi non siano affatto del tutto efficaci per compensare gli effetti del deficit di sonno, vengono fatti in modo del tutto deliberato. Le attività sociali e culturali possono essere limitate come parte delle misure di coping. Le attività del tempo libero in uscita, ad esempio, vengono svolte meno frequentemente tra due turni notturni. I tempi e la durata del sonno, così come l'effettivo accumulo del deficit di sonno, dipendono quindi sia dalle circostanze lavorative che da quelle sociali.
Recupero dalla privazione del sonno e misure sanitarie
L'unico mezzo efficace per riprendersi dalla privazione del sonno è dormire. Questo effetto ristoratore del sonno è ben noto (Kogi 1982). Poiché il recupero attraverso il sonno può variare a seconda dei tempi e della durata (Costa et al. 1990), è essenziale sapere quando e per quanto tempo le persone dovrebbero dormire. Nella normale vita quotidiana, è sempre meglio dormire una notte intera per accelerare il recupero dal deficit di sonno, ma di solito vengono fatti sforzi per ridurre al minimo il deficit di sonno dormendo in diverse occasioni in sostituzione dei normali sonni notturni di cui si è stati privati . Gli aspetti di tali sonni sostitutivi sono mostrati nella tabella 2.
Tabella 2. Aspetti del sonno anticipato, di ancoraggio e ritardato presi in sostituzione del normale sonno notturno
Aspetto |
Anticipa il sonno |
Ancora sonno |
Ritardare il sonno |
Usato |
Prima di un turno di notte |
Notte intermittente |
Dopo un turno di notte |
Durata |
Di solito breve |
Breve per definizione |
Di solito breve ma |
Qualità |
Maggiore latenza di |
Breve latenza |
Latenza più breve per |
Interazione con |
Ritmi interrotti; |
Favorevole alla |
Ritmi interrotti; |
Per compensare il deficit di sonno notturno, lo sforzo abituale compiuto è quello di prendere il sonno diurno nelle fasi “anticipata” e “tardiva” (cioè, prima e dopo il lavoro notturno). Tale sonno coincide con la fase di attività circadiana. Pertanto il sonno è caratterizzato da una latenza più lunga, sonno ad onde lente accorciato, sonno REM interrotto e disturbi della propria vita sociale. I fattori sociali e ambientali sono importanti nel determinare l'effetto recuperativo di un sonno. Che una conversione completa dei ritmi circadiani sia impossibile per un turnista in una situazione di vita reale dovrebbe essere tenuto presente nel considerare l'efficacia delle funzioni di recupero del sonno.
A questo proposito, sono state riportate interessanti caratteristiche di un breve “sonno di ancoraggio” (Minors e Waterhouse 1981; Kogi 1982; Matsumoto e Harada 1994). Quando parte del consueto sonno quotidiano viene preso durante il normale periodo di sonno notturno e il resto a orari irregolari, i ritmi circadiani della temperatura rettale e della secrezione urinaria di diversi elettroliti possono mantenere un periodo di 24 ore. Ciò significa che un breve sonno notturno preso durante il periodo di sonno notturno può aiutare a preservare i ritmi circadiani originali nei periodi successivi.
Possiamo presumere che i sonni presi in diversi periodi della giornata possano avere alcuni effetti complementari in considerazione delle diverse funzioni di recupero di questi sonni. Un approccio interessante per i lavoratori del turno di notte è l'uso di un pisolino notturno che di solito dura fino a poche ore. I sondaggi mostrano che questo breve sonno preso durante un turno di notte è comune tra alcuni gruppi di lavoratori. Questo tipo di sonno di ancoraggio è efficace nel ridurre l'affaticamento del lavoro notturno (Kogi 1982) e può ridurre la necessità di un sonno di recupero. La Figura 4 confronta le sensazioni soggettive di affaticamento durante due turni notturni consecutivi e il periodo di recupero fuori servizio tra il gruppo che fa un pisolino e il gruppo che non fa un pisolino (Matsumoto e Harada 1994). Gli effetti positivi di un pisolino notturno nel ridurre la fatica erano evidenti. Questi effetti sono continuati per gran parte del periodo di recupero successivo al lavoro notturno. Tra questi due gruppi, non è stata riscontrata alcuna differenza significativa confrontando la durata del sonno diurno del gruppo senza pisolino con il tempo totale di sonno (pisolino notturno più successivo sonno diurno) del gruppo del pisolino. Pertanto un pisolino notturno consente di prendere parte del sonno essenziale prima del sonno diurno successivo al lavoro notturno. Si può quindi suggerire che i sonnellini presi durante il lavoro notturno possono in una certa misura favorire il recupero dalla fatica causata da quel lavoro e dalla privazione del sonno che accompagna (Sakai et al. 1984; Saito e Matsumoto 1988).
Figura 4. Punteggi medi per le sensazioni soggettive di affaticamento durante due turni notturni consecutivi e il periodo di recupero fuori servizio per i gruppi pisolino e non pisolino
Bisogna ammettere, però, che non è possibile elaborare strategie ottimali che ogni lavoratore affetto da carenza di sonno possa applicare. Ciò è dimostrato dallo sviluppo delle norme internazionali del lavoro per il lavoro notturno che raccomandano una serie di misure per i lavoratori che svolgono frequentemente lavoro notturno (Kogi e Thurman 1993). La natura varia di queste misure e la tendenza verso una maggiore flessibilità nei sistemi a turni riflettono chiaramente uno sforzo per sviluppare strategie di sonno flessibili (Kogi 1991). L'età, la forma fisica, le abitudini del sonno e altre differenze individuali nella tolleranza possono giocare un ruolo importante (Folkard e Monk 1985; Costa et al. 1990; Härmä 1993). A questo proposito è utile aumentare la flessibilità degli orari di lavoro in combinazione con una migliore progettazione del lavoro (Kogi 1991).
Le strategie del sonno contro la privazione del sonno dovrebbero dipendere dal tipo di vita lavorativa ed essere abbastanza flessibili da soddisfare le situazioni individuali (Knauth, Rohmert e Rutenfranz 1979; Rutenfranz, Knauth e Angersbach 1981; Wedderburn 1991; Monk 1991). Una conclusione generale è che dovremmo ridurre al minimo la privazione del sonno notturno selezionando orari di lavoro appropriati e facilitare il recupero incoraggiando sonni adeguati individualmente, inclusi sonni sostitutivi e un sonno notturno profondo nei primi periodi dopo la privazione del sonno. È importante prevenire l'accumulo di deficit di sonno. Il periodo di lavoro notturno che priva i lavoratori del sonno durante il normale periodo di sonno notturno dovrebbe essere il più breve possibile. Gli intervalli tra i turni dovrebbero essere abbastanza lunghi da consentire un sonno di durata sufficiente. Sono utili anche un ambiente di sonno migliore e misure per far fronte ai bisogni sociali. Pertanto, il sostegno sociale è essenziale nella progettazione dell'orario di lavoro, della progettazione del lavoro e delle strategie individuali di coping per promuovere la salute dei lavoratori che devono affrontare frequenti deficit di sonno.
Un approccio integrato nella progettazione delle postazioni di lavoro
In ergonomia, la progettazione delle postazioni di lavoro è un compito critico. È opinione diffusa che in qualsiasi contesto lavorativo, sia operaio che impiegatizio, una postazione di lavoro ben progettata favorisca non solo la salute e il benessere dei lavoratori, ma anche la produttività e la qualità dei prodotti. Al contrario, la postazione di lavoro mal progettata può causare o contribuire allo sviluppo di disturbi di salute o malattie professionali croniche, nonché problemi nel mantenere la qualità del prodotto e la produttività a un livello prescritto.
Ad ogni ergonomista, l'affermazione di cui sopra può sembrare banale. È anche riconosciuto da ogni ergonomista che la vita lavorativa in tutto il mondo è piena non solo di carenze ergonomiche, ma anche di palesi violazioni dei principi ergonomici di base. È chiaramente evidente che esiste una diffusa inconsapevolezza rispetto all'importanza della progettazione delle postazioni di lavoro tra i responsabili: ingegneri di produzione, supervisori e dirigenti.
È interessante notare che esiste una tendenza internazionale rispetto al lavoro industriale che sembrerebbe sottolineare l'importanza dei fattori ergonomici: la crescente domanda di una migliore qualità del prodotto, flessibilità e precisione nella consegna del prodotto. Queste richieste non sono compatibili con una visione conservatrice riguardo alla progettazione del lavoro e dei luoghi di lavoro.
Sebbene nel presente contesto siano i fattori fisici della progettazione del posto di lavoro ad essere di primaria importanza, va tenuto presente che la progettazione fisica della postazione di lavoro non può in pratica essere separata dall'organizzazione del lavoro. Questo principio sarà reso evidente nel processo di progettazione descritto nel seguito. La qualità del risultato finale del processo si basa su tre supporti: la conoscenza ergonomica, l'integrazione con le esigenze di produttività e qualità e la partecipazione. Il processo di attuazione di una nuova workstation deve provvedere a questa integrazione, ed è l'obiettivo principale di questo articolo.
Considerazioni sul design
Le postazioni di lavoro sono pensate per il lavoro. Bisogna riconoscere che il punto di partenza nel processo di progettazione della postazione di lavoro è che deve essere raggiunto un certo obiettivo di produzione. Il designer, spesso un ingegnere di produzione o un'altra persona a livello di middle management, sviluppa internamente una visione del posto di lavoro e inizia a implementare quella visione attraverso i suoi mezzi di pianificazione. Il processo è iterativo: da un primo tentativo grezzo, le soluzioni diventano via via sempre più raffinate. È essenziale che gli aspetti ergonomici vengano presi in considerazione in ogni iterazione man mano che il lavoro procede.
Essendo un sito serio, design ergonomico delle postazioni di lavoro è strettamente correlato valutazione ergonomica di postazioni di lavoro. Infatti, la struttura da seguire qui si applica ugualmente ai casi in cui la postazione esiste già o quando è in fase di progettazione.
Nel processo di progettazione è necessaria una struttura che garantisca che tutti gli aspetti rilevanti siano considerati. Il modo tradizionale per gestire questo è utilizzare liste di controllo contenenti una serie di quelle variabili che dovrebbero essere prese in considerazione. Tuttavia, gli elenchi di controllo generici tendono ad essere voluminosi e difficili da utilizzare, poiché in una particolare situazione di progettazione può essere rilevante solo una frazione dell'elenco di controllo. Inoltre, in una situazione pratica di progettazione, alcune variabili si distinguono per essere più importanti di altre. È necessaria una metodologia per considerare questi fattori congiuntamente in una situazione di progettazione. Tale metodologia sarà proposta in questo articolo.
Le raccomandazioni per la progettazione delle postazioni di lavoro devono essere basate su una serie di requisiti pertinenti. Va notato che in generale non è sufficiente tenere conto dei valori limite di soglia per le singole variabili. Un obiettivo combinato riconosciuto di produttività e conservazione della salute rende necessario essere più ambiziosi rispetto a una situazione di progettazione tradizionale. In particolare, la questione dei disturbi muscolo-scheletrici è un aspetto importante in molte situazioni industriali, sebbene questa categoria di problemi non sia affatto limitata all'ambiente industriale.
Un processo di progettazione della stazione di lavoro
Passi del processo
Nel processo di progettazione e implementazione della postazione di lavoro, c'è sempre una necessità iniziale di informare gli utenti e di organizzare il progetto in modo da consentire la piena partecipazione degli utenti e aumentare le possibilità di piena accettazione da parte dei dipendenti del risultato finale. Una trattazione di questo obiettivo non rientra nell'ambito del presente trattato, che si concentra sul problema di arrivare ad una soluzione ottimale per la progettazione fisica della postazione di lavoro, ma il processo di progettazione consente comunque l'integrazione di tale obiettivo. In questo processo, dovrebbero sempre essere considerati i seguenti passaggi:
L'attenzione qui è sui passaggi da uno a cinque. Molte volte, solo un sottoinsieme di tutti questi passaggi è effettivamente incluso nella progettazione delle postazioni di lavoro. Ci possono essere varie ragioni per questo. Se la postazione di lavoro ha un design standard, come in alcune situazioni di lavoro al videoterminale, alcuni passaggi possono essere opportunamente esclusi. Tuttavia, nella maggior parte dei casi l'esclusione di alcuni dei passaggi elencati porterebbe ad una postazione di lavoro di qualità inferiore a quella che può essere considerata accettabile. Questo può accadere quando i vincoli economici o di tempo sono troppo severi, o quando c'è pura negligenza a causa della mancanza di conoscenza o intuizione a livello dirigenziale.
Raccolta di richieste specificate dall'utente
È essenziale identificare l'utente del posto di lavoro come qualsiasi membro dell'organizzazione di produzione che possa essere in grado di fornire opinioni qualificate sulla sua progettazione. Gli utenti possono includere, ad esempio, i lavoratori, i supervisori, i pianificatori e gli ingegneri di produzione, nonché il responsabile della sicurezza. L'esperienza mostra chiaramente che questi attori hanno tutti le loro conoscenze uniche che dovrebbero essere utilizzate nel processo.
La raccolta delle richieste specificate dall'utente deve soddisfare una serie di criteri:
La suddetta serie di criteri può essere soddisfatta utilizzando una metodologia basata su implementazione della funzione di qualità (QFD) secondo Sullivan (1986). Qui, le richieste dell'utente possono essere raccolte in una sessione in cui è presente un gruppo misto di attori (non più di otto-dieci persone). A tutti i partecipanti viene consegnato un blocco di note autoadesive rimovibili. Viene chiesto loro di annotare tutte le richieste sul posto di lavoro che ritengono pertinenti, ciascuna su un foglio di carta separato. Dovrebbero essere coperti gli aspetti relativi all'ambiente di lavoro e alla sicurezza, alla produttività e alla qualità. Questa attività può continuare per tutto il tempo ritenuto necessario, in genere da dieci a quindici minuti. Dopo questa sessione, uno dopo l'altro dei partecipanti viene chiesto di leggere le proprie richieste e di attaccare gli appunti su una lavagna nella stanza dove tutti nel gruppo possono vederli. Le richieste sono raggruppate in categorie naturali come illuminazione, ausili di sollevamento, attrezzature di produzione, requisiti di portata e requisiti di flessibilità. Dopo il completamento del round, al gruppo viene data l'opportunità di discutere e commentare l'insieme delle richieste, una categoria alla volta, rispetto alla pertinenza e alla priorità.
L'insieme delle domande specificate dall'utente raccolte in un processo come quello descritto sopra costituisce una delle basi per lo sviluppo della specifica della domanda. Ulteriori informazioni nel processo possono essere prodotte da altre categorie di attori, ad esempio progettisti di prodotti, ingegneri della qualità o economisti; tuttavia, è fondamentale rendersi conto del potenziale contributo che gli utenti possono dare in questo contesto.
Assegnazione delle priorità e specificazione della domanda
Per quanto riguarda il processo di specificazione, è essenziale che le diverse tipologie di richieste siano prese in considerazione in base alla loro rispettiva importanza; in caso contrario, tutti gli aspetti che sono stati presi in considerazione dovranno essere considerati in parallelo, il che può tendere a rendere la situazione progettuale complessa e difficile da gestire. Questo è il motivo per cui le liste di controllo, che devono essere elaborate se devono servire allo scopo, tendono ad essere difficili da gestire in una particolare situazione di progettazione.
Può essere difficile elaborare uno schema di priorità che serva allo stesso modo tutti i tipi di postazioni di lavoro. Tuttavia, partendo dal presupposto che la movimentazione manuale di materiali, strumenti o prodotti sia un aspetto essenziale del lavoro da svolgere nella postazione di lavoro, è molto probabile che gli aspetti associati al carico muscoloscheletrico siano in cima alla lista delle priorità. La validità di questa ipotesi può essere verificata nella fase di raccolta della domanda degli utenti del processo. Le richieste rilevanti dell'utente possono essere, ad esempio, associate a sforzo muscolare e affaticamento, raggiungere, vedere o facilità di manipolazione.
È essenziale rendersi conto che potrebbe non essere possibile trasformare tutte le richieste specificate dall'utente in specifiche tecniche della domanda. Sebbene tali richieste possano riguardare aspetti più sottili come il comfort, possono comunque essere di grande rilevanza e dovrebbero essere prese in considerazione nel processo.
Variabili di carico muscoloscheletrico
In linea con il ragionamento di cui sopra, applicheremo qui l'idea che esista un insieme di variabili ergonomiche di base relative al carico muscoloscheletrico che devono essere prese in considerazione come priorità nel processo di progettazione, al fine di eliminare il rischio di disturbi muscoloscheletrici correlati al lavoro (WRMD). Questo tipo di disturbo è una sindrome dolorosa, localizzata nel sistema muscolo-scheletrico, che si sviluppa per lunghi periodi di tempo a seguito di sollecitazioni ripetute su una particolare parte del corpo (Putz-Anderson 1988). Le variabili essenziali sono (ad esempio, Corlett 1988):
Per quanto riguarda il forza muscolare, la definizione dei criteri può basarsi su una combinazione di fattori biomeccanici, fisiologici e psicologici. Questa è una variabile che viene resa operativa attraverso la misurazione delle richieste di forza in uscita, in termini di massa movimentata o forza richiesta, ad esempio, per il funzionamento delle maniglie. Inoltre, potrebbe essere necessario tenere conto dei picchi di carico in relazione a lavori altamente dinamici.
Postura di lavoro le richieste possono essere valutate mappando (a) situazioni in cui le strutture articolari sono allungate oltre il naturale raggio di movimento, e (b) alcune situazioni particolarmente imbarazzanti, come inginocchiarsi, torcersi o posture curve, o lavorare con la mano tenuta sopra la spalla livello.
Il tempo richiede può essere valutato sulla base della mappatura di (a) lavoro a ciclo breve, ripetitivo e (b) lavoro statico. Va notato che la valutazione del lavoro statico può non riguardare esclusivamente il mantenimento di una postura di lavoro o la produzione di una forza in uscita costante per lunghi periodi di tempo; dal punto di vista dei muscoli stabilizzatori, in particolare dell'articolazione della spalla, un lavoro apparentemente dinamico può avere un carattere statico. Potrebbe quindi essere necessario considerare lunghi periodi di mobilitazione congiunta.
L'accettabilità di una situazione si basa ovviamente in pratica sulle esigenze della parte del corpo che è maggiormente sollecitata.
È importante notare che queste variabili non devono essere considerate una alla volta ma congiuntamente. Ad esempio, elevate richieste di forza possono essere accettabili se si verificano solo occasionalmente; sollevare il braccio sopra il livello della spalla di tanto in tanto non è normalmente un fattore di rischio. Ma le combinazioni tra tali variabili di base devono essere considerate. Ciò tende a rendere difficile e complessa la definizione dei criteri.
Nel Equazione NIOSH rivista per la progettazione e la valutazione delle attività di movimentazione manuale (Waters et al. 1993), questo problema viene affrontato ideando un'equazione per i limiti di peso raccomandati che tenga conto dei seguenti fattori di mediazione: distanza orizzontale, altezza di sollevamento verticale, asimmetria di sollevamento, aggancio della maniglia e frequenza di sollevamento. In questo modo, il limite di carico accettabile di 23 chilogrammi basato su criteri biomeccanici, fisiologici e psicologici in condizioni ideali, può essere sostanzialmente modificato tenendo conto delle specificità della situazione lavorativa. L'equazione NIOSH fornisce una base per la valutazione del lavoro e dei luoghi di lavoro che comportano attività di sollevamento. Tuttavia, ci sono gravi limitazioni per quanto riguarda l'usabilità dell'equazione NIOSH: ad esempio, possono essere analizzati solo i sollevamenti a due mani; le prove scientifiche per l'analisi dei sollevamenti con una sola mano sono ancora inconcludenti. Ciò illustra il problema dell'applicazione dell'evidenza scientifica esclusivamente come base per la progettazione del lavoro e del posto di lavoro: in pratica, l'evidenza scientifica deve essere unita a visioni colte di persone che hanno esperienza diretta o indiretta del tipo di lavoro considerato.
Il modello del cubo
La valutazione ergonomica dei luoghi di lavoro, tenendo conto del complesso insieme di variabili che devono essere considerate, è in larga misura un problema di comunicazione. Sulla base della discussione sulle priorità sopra descritta, è stato sviluppato un modello di cubo per la valutazione ergonomica dei posti di lavoro (Kadefors 1993). Qui l'obiettivo principale era quello di sviluppare uno strumento didattico per scopi di comunicazione, basato sul presupposto che la forza in uscita, la postura e le misurazioni del tempo nella grande maggioranza delle situazioni costituiscano variabili di base correlate e prioritarie.
Per ciascuna delle variabili di base, si riconosce che le richieste possono essere raggruppate rispetto alla gravità. Qui, si propone che tale raggruppamento possa essere effettuato in tre classi: (1) basse richieste(2) richieste medie o (3) richieste elevate. I livelli di domanda possono essere fissati utilizzando qualsiasi prova scientifica disponibile o adottando un approccio consensuale con un gruppo di utenti. Queste due alternative ovviamente non si escludono a vicenda e possono comportare risultati simili, ma probabilmente con diversi gradi di generalità.
Come notato sopra, le combinazioni delle variabili di base determinano in larga misura il livello di rischio rispetto allo sviluppo di disturbi muscoloscheletrici e disturbi traumatici cumulativi. Ad esempio, richieste di tempo elevate possono rendere inaccettabile una situazione lavorativa nei casi in cui vi siano anche richieste di livello almeno medio rispetto alla forza e alla postura. È essenziale nella progettazione e nella valutazione dei luoghi di lavoro che le variabili più importanti siano considerate congiuntamente. Qui un modello a cubo per tali scopi di valutazione è proposto. Le variabili fondamentali - forza, postura e tempo - costituiscono i tre assi del cubo. Per ogni combinazione di richieste può essere definito un sottocubo; in tutto, il modello incorpora 27 di questi sottocubi (vedi figura 1).
Figura 1. Il "modello cubo" per la valutazione dell'ergonomia. Ogni cubo rappresenta una combinazione di richieste relative a forza, postura e tempo. Luce: combinazione accettabile; grigio: condizionatamente accettabile; nero: inaccettabile
Un aspetto essenziale del modello è il grado di accettabilità delle combinazioni di domanda. Nel modello, viene proposto uno schema di classificazione a tre zone per l'accettabilità: (1) la situazione è accettabile, (2) la situazione è condizionatamente accettabile o (3) la situazione è inaccettabile. Per scopi didattici, a ciascun sottocubo può essere assegnata una certa consistenza o colore (ad esempio, verde-giallo-rosso). Ancora una volta, la valutazione può essere basata sull'utente o basata su prove scientifiche. La zona condizionatamente accettabile (gialla) significa che “esiste un rischio di malattia o infortunio che non può essere trascurato, per tutta o una parte della popolazione di operatori in questione” (CEN 1994).
Per sviluppare questo approccio è utile prendere in considerazione un caso: la valutazione del carico sulla spalla nella movimentazione di materiali con una mano a ritmo moderato. Questo è un buon esempio, poiché in questo tipo di situazione, normalmente sono le strutture della spalla a essere maggiormente sollecitate.
Per quanto riguarda la variabile forza, la classificazione può basarsi in questo caso sulla massa movimentata. Qui, bassa richiesta di forza è identificato come livelli inferiori al 10% della massima capacità di sollevamento volontario (MVLC), che ammonta a circa 1.6 kg in una zona di lavoro ottimale. Elevata richiesta di forza richiede più del 30% di MVLC, circa 4.8 kg. Richiesta di forza media rientra tra questi limiti. Basso sforzo posturale è quando la parte superiore del braccio è vicina al torace. Elevato sforzo posturale è quando l'abduzione o la flessione omerale supera i 45°. Sforzo posturale medio è quando l'angolo di abduzione/flessione è compreso tra 15° e 45°. Bassa richiesta di tempo è quando la movimentazione occupa meno di un'ora per giorno lavorativo a fasi alterne, o continuativamente per meno di 10 minuti al giorno. Alta richiesta di tempo è quando la movimentazione avviene per più di quattro ore per giorno lavorativo, o continuativamente per più di 30 minuti (sostenuta o ripetitivamente). Richiesta di tempo medio è quando l'esposizione rientra tra questi limiti.
Nella figura 1 sono stati assegnati gradi di accettabilità a combinazioni di domande. Ad esempio, si vede che elevate richieste di tempo possono essere combinate solo con basse richieste combinate di forza e postura. Il passaggio dall'inaccettabile all'accettabile può essere intrapreso riducendo le richieste in entrambe le dimensioni, ma la riduzione delle richieste di tempo è in molti casi il modo più efficiente. In altre parole, in alcuni casi il design del posto di lavoro dovrebbe essere modificato, in altri casi potrebbe essere più efficiente cambiare l'organizzazione del lavoro.
L'utilizzo di un gruppo di consenso con un gruppo di utenti per la definizione dei livelli di domanda e la classificazione del grado di accettabilità può migliorare considerevolmente il processo di progettazione della postazione di lavoro, come considerato di seguito.
Variabili aggiuntive
Oltre alle variabili fondamentali sopra considerate, occorre tenere conto di un insieme di variabili e di fattori che caratterizzano l'ambiente di lavoro dal punto di vista ergonomico, in funzione delle particolari condizioni della situazione da analizzare. Loro includono:
In larga misura questi fattori possono essere considerati uno alla volta; quindi l'approccio della lista di controllo può essere utile. Grandjean (1988) nel suo libro di testo copre gli aspetti essenziali che di solito devono essere presi in considerazione in questo contesto. Konz (1990) nelle sue linee guida prevede l'organizzazione della postazione di lavoro e la progettazione di una serie di questioni fondamentali incentrate sull'interfacciamento tra lavoratore e macchina nei sistemi di produzione.
Nel processo di progettazione qui seguito, la lista di controllo dovrebbe essere letta insieme alle richieste specificate dall'utente.
Esempio di progettazione di una postazione di lavoro: saldatura manuale
A titolo di esempio illustrativo (ipotetico), viene qui descritto il processo di progettazione che ha portato all'implementazione di una stazione di lavoro per la saldatura manuale (Sundin et al. 1994). La saldatura è un'attività che spesso combina elevate esigenze di forza muscolare con elevate esigenze di precisione manuale. L'opera ha un carattere statico. Il saldatore spesso esegue esclusivamente saldature. L'ambiente di lavoro di saldatura è generalmente ostile, con una combinazione di esposizione a livelli elevati di rumore, fumo di saldatura e radiazioni ottiche.
Il compito consisteva nell'ideare una postazione di lavoro per la saldatura manuale MIG (metal inert gas) di oggetti di medie dimensioni (fino a 300 kg) in un ambiente di officina. La postazione di lavoro doveva essere flessibile poiché c'era una varietà di oggetti da produrre. C'erano elevate esigenze di produttività e qualità.
È stato eseguito un processo QFD per fornire una serie di richieste di postazioni di lavoro in termini di utenti. Sono stati coinvolti saldatori, ingegneri di produzione e progettisti di prodotti. Le richieste degli utenti, qui non elencate, coprivano un'ampia gamma di aspetti tra cui ergonomia, sicurezza, produttività e qualità.
Utilizzando l'approccio del modello cubo, il panel ha identificato, per consenso, i limiti tra carico elevato, moderato e basso:
Era chiaro dalla valutazione utilizzando il modello del cubo (figura 1) che richieste di tempo elevate non potevano essere accettate se c'erano simultaneamente richieste elevate o moderate in termini di forza e tensione posturale. Per ridurre queste esigenze, la movimentazione meccanizzata degli oggetti e la sospensione degli utensili erano ritenute una necessità. C'è stato consenso sviluppato intorno a questa conclusione. Utilizzando un semplice programma di progettazione assistita da computer (CAD) (ROOMER), è stata creata una libreria di attrezzature. Vari layout delle postazioni di lavoro potrebbero essere sviluppati molto facilmente e modificati in stretta interazione con gli utenti. Questo approccio progettuale presenta vantaggi significativi rispetto alla semplice osservazione dei piani. Offre all'utente una visione immediata di come potrebbe essere il posto di lavoro previsto.
Figura 2. Una versione CAD di una stazione di lavoro per la saldatura manuale, ottenuta nel processo di progettazione
La figura 2 mostra la stazione di saldatura ottenuta utilizzando il sistema CAD. È un posto di lavoro che riduce le richieste di forza e postura e che soddisfa quasi tutte le esigenze residue degli utenti avanzate.
Figura 3. La postazione di saldatura implementata
Sulla base dei risultati delle prime fasi del processo di progettazione, è stata implementata una postazione di saldatura (figura 3). Le risorse di questo posto di lavoro includono:
In una situazione di progettazione reale, potrebbero essere necessari compromessi di vario genere, a causa di vincoli economici, di spazio e di altro tipo. Va notato, tuttavia, che i saldatori autorizzati sono difficili da trovare per l'industria della saldatura in tutto il mondo e rappresentano un investimento considerevole. Quasi nessun saldatore va in pensione normale come saldatore attivo. Mantenere il saldatore esperto sul posto di lavoro è vantaggioso per tutte le parti coinvolte: saldatore, azienda e società. Ad esempio, ci sono ottimi motivi per cui le attrezzature per la manipolazione e il posizionamento degli oggetti dovrebbero essere parte integrante di molti luoghi di lavoro di saldatura.
Dati per la progettazione della stazione di lavoro
Per essere in grado di progettare correttamente un posto di lavoro, potrebbero essere necessarie ampie serie di informazioni di base. Tali informazioni includono i dati antropometrici delle categorie di utenti, la forza di sollevamento e altri dati sulla capacità di forza in uscita delle popolazioni maschili e femminili, le specifiche di ciò che costituisce le zone di lavoro ottimali e così via. Nel presente articolo vengono forniti i riferimenti ad alcuni documenti chiave.
La trattazione più completa di virtualmente tutti gli aspetti della progettazione del lavoro e della postazione di lavoro è probabilmente ancora il libro di testo di Grandjean (1988). Le informazioni su un'ampia gamma di aspetti antropometrici rilevanti per la progettazione di postazioni di lavoro sono presentate da Pheasant (1986). Grandi quantità di dati biomeccanici e antropometrici sono forniti da Chaffin e Andersson (1984). Konz (1990) ha presentato una guida pratica alla progettazione di postazioni di lavoro, incluse molte utili regole empiriche. I criteri di valutazione per l'arto superiore, in particolare con riferimento ai disturbi da trauma cumulativo, sono stati presentati da Putz-Anderson (1988). Un modello di valutazione per il lavoro con strumenti manuali è stato fornito da Sperling et al. (1993). Per quanto riguarda il sollevamento manuale, Waters e collaboratori hanno sviluppato l'equazione NIOSH rivista, riassumendo le conoscenze scientifiche esistenti sull'argomento (Waters et al. 1993). Le specifiche dell'antropometria funzionale e delle zone di lavoro ottimali sono state presentate, ad esempio, da Rebiffé, Zayana e Tarrière (1969) e Das e Grady (1983a, 1983b). Mital e Karwowski (1991) hanno curato un utile libro che passa in rassegna vari aspetti relativi in particolare alla progettazione dei luoghi di lavoro industriali.
La grande quantità di dati necessari per progettare correttamente le postazioni di lavoro, tenendo conto di tutti gli aspetti rilevanti, renderà necessario l'uso delle moderne tecnologie informatiche da parte degli ingegneri di produzione e di altre persone responsabili. È probabile che nel prossimo futuro saranno resi disponibili vari tipi di sistemi di supporto alle decisioni, ad esempio sotto forma di sistemi basati sulla conoscenza o esperti. Rapporti su tali sviluppi sono stati forniti, ad esempio, da DeGreve e Ayoub (1987), Laurig e Rombach (1989) e Pham e Onder (1992). Tuttavia, è un compito estremamente difficile ideare un sistema che consenta all'utente finale di accedere facilmente a tutti i dati rilevanti necessari in una specifica situazione di progettazione.
Comunemente un utensile comprende una testa e un manico, talvolta con un'asta, o, nel caso dell'utensile elettrico, un corpo. Poiché lo strumento deve soddisfare i requisiti di più utenti, possono sorgere conflitti di base che potrebbero dover essere affrontati con un compromesso. Alcuni di questi conflitti derivano da limitazioni nelle capacità dell'utente, altri sono intrinseci allo strumento stesso. Va ricordato, tuttavia, che i limiti umani sono intrinseci e in gran parte immutabili, mentre la forma e la funzione dello strumento sono soggette a una certa quantità di modifiche. Pertanto, al fine di effettuare un cambiamento desiderabile, l'attenzione deve essere rivolta principalmente alla forma dell'utensile e, in particolare, all'interfaccia tra l'utente e l'utensile, vale a dire l'impugnatura.
La natura della presa
Le caratteristiche di presa ampiamente accettate sono state definite in termini di a presa di potere, un presa di precisione e impugnatura a gancio, con cui praticamente tutte le attività manuali umane possono essere compiute.
In una presa di forza, come quella usata per martellare i chiodi, l'utensile è tenuto in un morsetto formato dalle dita parzialmente flesse e dal palmo, con contropressione applicata dal pollice. In una presa di precisione, come quella che si usa quando si regola una vite di fermo, lo strumento viene pizzicato tra gli aspetti flessori delle dita e il pollice opposto. Una modifica dell'impugnatura di precisione è l'impugnatura a matita, che si spiega da sé e viene utilizzata per lavori complessi. Una presa di precisione fornisce solo il 20% della forza di una presa di potenza.
Una presa a uncino viene utilizzata dove non è richiesto altro che tenere. Nella presa a uncino l'oggetto è sospeso dalle dita flesse, con o senza l'appoggio del pollice. Gli strumenti pesanti dovrebbero essere progettati in modo da poter essere trasportati con una presa a uncino.
Spessore dell'impugnatura
Per impugnature di precisione, gli spessori consigliati variano da 8 a 16 millimetri (mm) per i cacciaviti e da 13 a 30 mm per le penne. Per le prese di forza applicate attorno a un oggetto più o meno cilindrico, le dita dovrebbero circondare più della metà della circonferenza, ma le dita e il pollice non dovrebbero incontrarsi. I diametri consigliati vanno da un minimo di 25 mm a un massimo di 85 mm. L'ottimale, che varia con la dimensione della mano, è probabilmente di circa 55-65 mm per i maschi e di 50-60 mm per le femmine. Le persone con mani piccole non devono eseguire azioni ripetitive con prese elettriche di diametro superiore a 60 mm.
Forza di presa e apertura della mano
L'uso di uno strumento richiede forza. Oltre che per la presa, il più grande requisito per la forza della mano si trova nell'uso di strumenti di azione a leva incrociata come pinze e strumenti di frantumazione. La forza effettiva nello schiacciamento è una funzione della forza di presa e della portata richiesta dell'utensile. La distanza funzionale massima tra l'estremità del pollice e l'estremità delle dita di presa è in media di circa 145 mm per gli uomini e 125 mm per le donne, con variazioni etniche. Per un'apertura ottimale, che va da 45 a 55 mm sia per gli uomini che per le donne, la forza di presa disponibile per una singola azione di breve durata varia da circa 450 a 500 newton per gli uomini e da 250 a 300 newton per le donne, ma per azioni ripetitive il fabbisogno raccomandato è probabilmente più vicino a 90-100 newton per gli uomini e 50-60 newton per le donne. Molti morsetti o pinze di uso comune vanno oltre la capacità di utilizzo con una sola mano, in particolare nelle donne.
Quando un'impugnatura è quella di un cacciavite o di un utensile simile, la coppia disponibile è determinata dalla capacità dell'utilizzatore di trasmettere la forza all'impugnatura, e quindi è determinata sia dal coefficiente di attrito tra mano e impugnatura che dal diametro dell'impugnatura. Le irregolarità nella forma dell'impugnatura fanno poca o nessuna differenza sulla capacità di applicare la torsione, sebbene i bordi taglienti possano causare disagio ed eventuali danni ai tessuti. Il diametro di un'impugnatura cilindrica che consente la massima applicazione della coppia è da 50 a 65 mm, mentre quello per una sfera è da 65 a 75 mm.
Maniglie
Forma del manico
La forma di un manico dovrebbe massimizzare il contatto tra la pelle e il manico. Dovrebbe essere generalizzato e di base, comunemente di sezione cilindrica o ellittica appiattita, con lunghe curve e piani piatti, o un settore di una sfera, messo insieme in modo tale da conformarsi ai contorni generali della mano che afferra. A causa del suo attacco al corpo di un utensile, il manico può anche assumere la forma di una staffa, una forma a T o una forma a L, ma la porzione che entra in contatto con la mano sarà nella forma base.
Lo spazio racchiuso dalle dita è, ovviamente, complesso. L'uso di curve semplici è un compromesso destinato a soddisfare le variazioni rappresentate da mani diverse e diversi gradi di flessione. A questo proposito, è indesiderabile introdurre qualsiasi adattamento del contorno delle dita flesse nell'impugnatura sotto forma di creste e avvallamenti, scanalature e rientranze, poiché, in realtà, queste modifiche non si adatterebbero a un numero significativo di mani e potrebbero anzi, oltre un periodo prolungato, causare lesioni da pressione ai tessuti molli. In particolare sono sconsigliati incavi superiori a 3 mm.
Una modifica della sezione cilindrica è la sezione esagonale, che è di particolare pregio nella progettazione di utensili o strumenti di piccolo calibro. È più facile mantenere una presa stabile su una sezione esagonale di piccolo calibro che su un cilindro. Sono state utilizzate anche sezioni triangolari e quadrate con vari gradi di successo. In questi casi, i bordi devono essere arrotondati per evitare lesioni da pressione.
Superficie e consistenza della presa
Non è un caso che da millenni il legno sia il materiale d'elezione per manici di utensili diversi da quelli per la frantumazione di utensili come pinze o morsetti. Oltre al suo aspetto estetico, il legno è stato facilmente reperibile e facilmente lavorato da lavoratori non specializzati, e ha qualità di elasticità, conducibilità termica, resistenza all'attrito e relativa leggerezza rispetto alla massa che lo hanno reso molto accettabile per questo e altri usi.
Negli ultimi anni, le impugnature in metallo e plastica sono diventate più comuni per molti utensili, questi ultimi in particolare per l'uso con martelli leggeri o cacciaviti. Un manico in metallo, invece, trasmette più forza alla mano, e preferibilmente dovrebbe essere racchiuso in una guaina di gomma o plastica. La superficie di presa dovrebbe essere leggermente comprimibile, ove possibile, non conduttiva e liscia, e l'area della superficie dovrebbe essere massimizzata per garantire la distribuzione della pressione su un'area quanto più ampia possibile. È stata utilizzata un'impugnatura in gommapiuma per ridurre la percezione dell'affaticamento e della tenerezza della mano.
Le caratteristiche di attrito della superficie dell'utensile variano con la pressione esercitata dalla mano, con la natura della superficie e la contaminazione da olio o sudore. Una piccola quantità di sudore aumenta il coefficiente di attrito.
Lunghezza dell'impugnatura
La lunghezza del manico è determinata dalle dimensioni critiche della mano e dalla natura dello strumento. Per un martello da utilizzare con una sola mano in power grip, ad esempio, la lunghezza ideale va da un minimo di circa 100 mm ad un massimo di circa 125 mm. I manici corti non sono adatti per una presa elettrica, mentre un manico più corto di 19 mm non può essere afferrato correttamente tra pollice e indice e non è adatto a nessun attrezzo.
Idealmente, per un utensile elettrico o una sega a mano diversa da una sega da traforo o da traforo, l'impugnatura dovrebbe accogliere al livello del 97.5° percentile la larghezza della mano chiusa inserita in essa, vale a dire da 90 a 100 mm sull'asse lungo e 35 a 40 mm nel corto.
Peso ed equilibrio
Il peso non è un problema con gli strumenti di precisione. Per martelli pesanti e utensili elettrici è accettabile un peso compreso tra 0.9 kg e 1.5 kg, con un massimo di circa 2.3 kg. Per pesi superiori a quelli raccomandati, l'attrezzo deve essere sostenuto da mezzi meccanici.
Nel caso di uno strumento a percussione come un martello, è auspicabile ridurre il peso del manico al minimo compatibile con la resistenza strutturale e avere il maggior peso possibile nella testa. In altri strumenti, il saldo dovrebbe essere distribuito uniformemente ove possibile. Negli utensili con teste piccole e manici ingombranti questo potrebbe non essere possibile, ma il manico dovrebbe essere reso progressivamente più leggero man mano che l'ingombro aumenta rispetto alle dimensioni della testa e del manico.
Significato dei guanti
A volte viene trascurato dai progettisti di strumenti che gli strumenti non sono sempre tenuti e azionati a mani nude. I guanti sono comunemente indossati per sicurezza e comfort. I guanti di sicurezza sono raramente ingombranti, ma i guanti indossati in climi freddi possono essere molto pesanti, interferendo non solo con il feedback sensoriale ma anche con la capacità di afferrare e trattenere. L'uso di guanti di lana o di pelle può aggiungere 5 mm allo spessore della mano e 8 mm alla larghezza della mano al pollice, mentre i guanti pesanti possono aggiungere rispettivamente da 25 a 40 mm.
manualità
La maggioranza della popolazione dell'emisfero occidentale favorisce l'uso della mano destra. Alcuni sono funzionalmente ambidestri e tutte le persone possono imparare a operare con maggiore o minore efficienza con entrambe le mani.
Sebbene il numero di persone mancine sia ridotto, ove possibile, l'installazione di impugnature sugli utensili dovrebbe rendere l'utensile utilizzabile sia da mancini che da destrimani (gli esempi includono il posizionamento dell'impugnatura secondaria in un utensile elettrico o il passanti per le dita in forbici o morsetti) a meno che non sia chiaramente inefficiente farlo, come nel caso di dispositivi di fissaggio a vite che sono progettati per sfruttare i potenti muscoli supinatori dell'avambraccio in una persona destra mentre precludono la sinistra- impediscono di usarli con pari efficacia. Questo tipo di limitazione deve essere accettata poiché la fornitura di filettature sinistre non è una soluzione accettabile.
Significato del genere
In generale, le donne tendono ad avere mani più piccole, una presa più piccola e circa il 50-70% di forza in meno rispetto agli uomini, anche se ovviamente alcune donne all'estremità del percentile più alto hanno mani più grandi e una forza maggiore rispetto ad alcuni uomini all'estremità del percentile più basso. Di conseguenza esiste un numero significativo, anche se indeterminato, di persone, per lo più donne, che hanno difficoltà a manipolare vari utensili manuali progettati per l'uso maschile, inclusi in particolare martelli pesanti e pinze pesanti, oltre a tagliare metalli, crimpare e strumenti di serraggio e spelafili. L'uso di questi strumenti da parte delle donne può richiedere una funzione indesiderabile a due mani invece che con una sola mano. In un ambiente di lavoro misto è quindi essenziale garantire che siano disponibili strumenti di dimensioni adeguate non solo per soddisfare le esigenze delle donne, ma anche per soddisfare quelle degli uomini che si trovano nel percentile basso delle dimensioni dell'estremità della mano.
Considerazioni speciali
L'orientamento dell'impugnatura di uno strumento, ove possibile, dovrebbe consentire alla mano operante di conformarsi alla naturale posizione funzionale del braccio e della mano, vale a dire con il polso più della metà supinato, abdotto di circa 15° e leggermente dorsiflesso, con il mignolo in flessione quasi completa, le altre meno e il pollice addotto e leggermente flesso, postura talvolta erroneamente chiamata posizione della stretta di mano. (In una stretta di mano il polso non è più della metà supinato.) La combinazione di adduzione e dorsiflessione al polso con flessione variabile delle dita e del pollice genera un angolo di presa comprendente circa 80° tra l'asse lungo del braccio e un linea passante per il punto centrale dell'ansa creata dal pollice e dall'indice, cioè l'asse trasversale del pugno.
Forzare la mano in una posizione di deviazione ulnare, cioè con la mano piegata verso il mignolo, come si trova utilizzando una normale pinza, genera pressione sui tendini, nervi e vasi sanguigni all'interno della struttura del polso e può dare origine a le condizioni invalidanti di tenosinovite, sindrome del tunnel carpale e simili. Piegando l'impugnatura e mantenendo il polso dritto (cioè piegando lo strumento e non la mano) si può evitare la compressione di nervi, tessuti molli e vasi sanguigni. Sebbene questo principio sia stato a lungo riconosciuto, non è stato ampiamente accettato dai produttori di utensili o dal pubblico utilizzatore. Ha una particolare applicazione nella progettazione di strumenti ad azione a leva incrociata come pinze, coltelli e martelli.
Pinze e strumenti a leva incrociata
Particolare attenzione deve essere prestata alla forma dei manici di pinze e dispositivi simili. Tradizionalmente le pinze avevano manici ricurvi di uguale lunghezza, la curva superiore che approssimava la curva del palmo della mano e la curva inferiore che approssimava la curva delle dita flesse. Quando l'utensile è tenuto in mano, l'asse tra i manici è in linea con l'asse delle ganasce delle pinze. Di conseguenza, nell'operazione, è necessario tenere il polso in estrema deviazione ulnare, cioè piegato verso il mignolo, mentre viene ripetutamente ruotato. In questa posizione l'utilizzo del segmento mano-polso-braccio del corpo è estremamente inefficiente e molto stressante sui tendini e sulle strutture articolari. Se l'azione è ripetitiva, può dar luogo a varie manifestazioni di lesioni da uso eccessivo.
Per contrastare questo problema è apparsa negli ultimi anni una nuova versione di pinza ergonomicamente più idonea. In queste pinze l'asse dei manici è piegato di circa 45° rispetto all'asse delle ganasce. I manici sono ispessiti per consentire una migliore presa con minore pressione localizzata sui tessuti molli. Il manico superiore è proporzionalmente più lungo con una forma che si adatta al palmo e intorno al lato ulnare. L'estremità anteriore dell'impugnatura incorpora un supporto per il pollice. L'impugnatura inferiore è più corta, con un codolo, o sporgenza arrotondata, all'estremità anteriore e una curva conforme alle dita flesse.
Sebbene quanto sopra sia un cambiamento in qualche modo radicale, diversi miglioramenti ergonomicamente validi possono essere apportati con le pinze in modo relativamente semplice. Forse il più importante, dove è richiesta una presa di forza, è nell'ispessimento e nel leggero appiattimento delle impugnature, con un supporto per il pollice all'estremità della testa dell'impugnatura e una leggera svasatura all'altra estremità. Se non parte integrante del design, questa modifica può essere ottenuta racchiudendo l'impugnatura metallica di base con una guaina non conduttiva fissa o staccabile in gomma o un materiale sintetico appropriato, e magari irruvidita bruscamente per migliorare la qualità tattile. La rientranza delle maniglie per le dita è indesiderabile. Per un uso ripetitivo può essere desiderabile incorporare una molla leggera nella maniglia per aprirla dopo la chiusura.
Gli stessi principi si applicano ad altri strumenti a leva incrociata, in particolare per quanto riguarda la modifica dello spessore e l'appiattimento delle impugnature.
Coltelli
Per un coltello per uso generale, cioè uno che non viene utilizzato in una presa a pugnale, è desiderabile includere un angolo di 15° tra il manico e la lama per ridurre la sollecitazione sui tessuti articolari. La dimensione e la forma delle impugnature dovrebbero essere conformi in generale a quelle di altri strumenti, ma per consentire mani di diverse dimensioni è stato suggerito di fornire due misure di manico del coltello, vale a dire una per adattarsi all'utente dal 50° al 95° percentile, e una dal 5° al 50° percentile. Per consentire alla mano di esercitare la forza il più vicino possibile alla lama, la superficie superiore del manico dovrebbe incorporare un poggiapolsi rialzato.
È necessaria una protezione del coltello per evitare che la mano scivoli in avanti sulla lama. La protezione può assumere diverse forme, come un codolo, o sporgenza ricurva, di circa 10-15 mm di lunghezza, sporgente verso il basso dall'impugnatura, o ad angolo retto rispetto all'impugnatura, o una protezione della cauzione comprendente un anello di metallo pesante dalla parte anteriore a posteriore del manico. Il poggiapolsi agisce anche per evitare lo slittamento.
L'impugnatura deve essere conforme alle linee guida ergonomiche generali, con una superficie cedevole resistente al grasso.
Martelli
I requisiti per i martelli sono stati ampiamente considerati sopra, ad eccezione di quello relativo alla piegatura del manico. Come notato sopra, la flessione forzata e ripetitiva del polso può causare danni ai tessuti. Piegando lo strumento invece del polso, questo danno può essere ridotto. Rispetto ai martelli sono state esaminate diverse angolazioni, ma sembrerebbe che piegare la testa verso il basso tra 10° e 20° possa migliorare il comfort, se non addirittura migliorare le prestazioni.
Cacciaviti e strumenti per raschiare
I manici di cacciaviti e altri strumenti tenuti in modo in qualche modo simile, come raschietti, lime, scalpelli manuali e così via, hanno alcuni requisiti speciali. Ciascuno in una volta o nell'altro viene utilizzato con una presa di precisione o una presa di potenza. Ciascuno fa affidamento sulle funzioni delle dita e del palmo della mano per la stabilizzazione e la trasmissione della forza.
I requisiti generali delle maniglie sono già stati considerati. Si è scoperto che la forma effettiva più comune dell'impugnatura di un cacciavite è quella di un cilindro modificato, a forma di cupola all'estremità per ricevere il palmo e leggermente svasato dove incontra l'asta per fornire supporto alle estremità delle dita. In questo modo, la coppia viene applicata in gran parte tramite il palmo, che viene mantenuto in contatto con l'impugnatura tramite la pressione applicata dal braccio e la resistenza di attrito sulla pelle. Le dita, pur trasmettendo una certa forza, occupano più un ruolo stabilizzante, che è meno faticoso in quanto è richiesta meno forza. Così la cupola della testa diventa molto importante nel design della maniglia. Se ci sono spigoli vivi o creste sulla cupola o dove la cupola incontra il manico, allora o la mano diventa callosa e ferita, oppure la trasmissione della forza viene trasferita verso le dita e il pollice meno efficienti e più facilmente affaticabili. L'asta è comunemente cilindrica, ma è stata introdotta un'asta triangolare che fornisce un migliore supporto per le dita, anche se il suo utilizzo può essere più faticoso.
Laddove l'uso di un cacciavite o di un altro dispositivo di fissaggio è così ripetitivo da comportare un rischio di lesioni da uso eccessivo, il driver manuale dovrebbe essere sostituito con un driver motorizzato appeso a un'imbracatura sopraelevata in modo tale da essere facilmente accessibile senza ostacolare il lavoro.
Seghe e utensili elettrici
Le seghe a mano, ad eccezione delle seghe da traforo e dei seghetti leggeri, dove è più appropriata un'impugnatura simile a quella di un cacciavite, hanno comunemente un'impugnatura che assume la forma di un'impugnatura a pistola chiusa attaccata alla lama della sega.
Il manico comprende essenzialmente un anello in cui sono poste le dita. L'anello è effettivamente un rettangolo con estremità curve. Per consentire i guanti dovrebbe avere dimensioni interne da circa 90 a 100 mm nel diametro lungo e da 35 a 40 mm nel corto. L'ansa a contatto con il palmo dovrebbe avere la già menzionata forma cilindrica appiattita, con curve composte per adattarsi ragionevolmente al palmo e alle dita flesse. La larghezza dalla curva esterna alla curva interna dovrebbe essere di circa 35 mm e lo spessore non superiore a 25 mm.
Curiosamente, la funzione di afferrare e impugnare un utensile elettrico è molto simile a quella di impugnare una sega, e di conseguenza è efficace un tipo di impugnatura in qualche modo simile. L'impugnatura a pistola comune negli utensili elettrici è simile a una maniglia di sega aperta con i lati curvi invece di essere appiattiti.
La maggior parte degli utensili elettrici comprende una maniglia, un corpo e una testa. Il posizionamento della maniglia è significativo. Idealmente manico, corpo e testa dovrebbero essere allineati in modo che il manico sia attaccato alla parte posteriore del corpo e la testa sporga dalla parte anteriore. La linea d'azione è la linea dell'indice esteso, in modo che la testa sia eccentrica rispetto all'asse centrale del corpo. Il baricentro dell'attrezzo è però davanti al manico, mentre la coppia è tale da creare un movimento rotatorio del corpo che la mano deve superare. Di conseguenza sarebbe più opportuno posizionare l'impugnatura primaria direttamente sotto il baricentro in modo tale che, se necessario, il corpo sporga dietro l'impugnatura oltre che davanti. In alternativa, in particolare in un trapano pesante, è possibile posizionare un'impugnatura secondaria sotto il trapano in modo tale che il trapano possa essere azionato con entrambe le mani. Gli utensili elettrici sono normalmente azionati da un grilletto incorporato nell'estremità anteriore superiore dell'impugnatura e azionato dal dito indice. Il grilletto dovrebbe essere progettato per essere azionato da entrambe le mani e dovrebbe incorporare un meccanismo di blocco facilmente reimpostabile per mantenere l'alimentazione quando necessario.
Karl SE Kroemer
In quanto segue, verranno esaminate tre delle preoccupazioni più importanti del design ergonomico: in primo luogo, quella di controlli, dispositivi per trasferire energia o segnali dall'operatore ad un macchinario; secondo, Indicatori o display, che forniscono informazioni visive all'operatore sullo stato della macchina; e terzo, la combinazione di controlli e display in un pannello o console.
Progettare per l'operatore seduto
Stare seduti è una postura più stabile e meno dispendiosa rispetto allo stare in piedi, ma limita lo spazio di lavoro, in particolare dei piedi, più che stare in piedi. Tuttavia, è molto più facile azionare i comandi a pedale quando si è seduti, rispetto a quando si è in piedi, perché i piedi devono trasferire poco peso corporeo a terra. Inoltre, se la direzione della forza esercitata dal piede è in parte o in gran parte in avanti, la previsione di un sedile con schienale consente l'esercizio di forze piuttosto elevate. (Un tipico esempio di questa disposizione è la posizione dei pedali in un'automobile, che si trovano davanti al guidatore, più o meno al di sotto dell'altezza del sedile.) La Figura 1 mostra schematicamente le posizioni in cui i pedali possono essere posizionati per un operatore seduto. Si noti che le dimensioni specifiche di quello spazio dipendono dall'antropometria degli effettivi operatori.
Figura 1. Spazio di lavoro preferito e regolare per i piedi (in centimetri)
Lo spazio per il posizionamento dei comandi azionati manualmente si trova principalmente davanti al corpo, all'interno di un contorno approssimativamente sferico centrato sul gomito, sulla spalla o da qualche parte tra queste due articolazioni del corpo. La figura 2 mostra schematicamente quello spazio per la collocazione dei comandi. Naturalmente le dimensioni specifiche dipendono dall'antropometria degli operatori.
Figura 2. Area di lavoro preferita e regolare per le mani (in centimetri)
Lo spazio per i display e per i controlli che devono essere guardati è delimitato dalla periferia di una sfera parziale davanti agli occhi e centrata negli occhi. Pertanto, l'altezza di riferimento per tali display e comandi dipende dall'altezza degli occhi dell'operatore seduto e dalle sue posture del tronco e del collo. La posizione preferita per i bersagli visivi più vicini di circa un metro è nettamente al di sotto dell'altezza dell'occhio e dipende dalla vicinanza del bersaglio e dalla postura della testa. Più vicino è il bersaglio, più in basso dovrebbe trovarsi e dovrebbe trovarsi all'interno o vicino al piano mediale (medio-sagittale) dell'operatore.
Conviene descrivere la postura della testa utilizzando la “linea orecchio-occhio” (Kroemer 1994a) che, nella vista laterale, attraversa il foro dell'orecchio destro e la congiunzione delle palpebre dell'occhio destro, mentre la testa non è inclinato su entrambi i lati (le pupille sono allo stesso livello orizzontale nella vista frontale). Di solito si chiama la posizione della testa "eretta" o "eretta" quando l'angolo di beccheggio P (vedi figura 3) tra la linea orecchio-occhio e l'orizzonte è di circa 15°, con gli occhi sopra l'altezza dell'orecchio. La posizione preferita per i bersagli visivi è 25°–65° al di sotto della linea orecchio-occhio (PERDERE in figura 3), con i valori più bassi preferiti dalla maggior parte delle persone per obiettivi vicini che devono essere mantenuti a fuoco. Anche se ci sono grandi variazioni negli angoli preferiti della linea di mira, la maggior parte dei soggetti, in particolare quando invecchiano, preferiscono mettere a fuoco bersagli vicini con grandi PERDERE angoli.
Figura 3. Linea orecchio-occhio
Progettare per l'operatore in piedi
L'azionamento del pedale da parte di un operatore in piedi dovrebbe essere raramente richiesto, perché altrimenti la persona deve trascorrere troppo tempo in piedi su un piede mentre l'altro piede aziona il comando. Ovviamente, l'azionamento simultaneo di due pedali da parte di un operatore in piedi è praticamente impossibile. Mentre l'operatore è fermo, lo spazio per l'ubicazione dei comandi a pedale è limitato a una piccola area sotto il tronco e leggermente davanti ad esso. Camminare fornirebbe più spazio per posizionare i pedali, ma nella maggior parte dei casi è molto poco pratico a causa delle distanze percorse a piedi.
La posizione per i comandi manuali di un operatore in piedi comprende all'incirca la stessa area di un operatore seduto, all'incirca una semisfera davanti al corpo, con il suo centro vicino alle spalle dell'operatore. Per ripetute operazioni di controllo, la parte preferita di quella semisfera sarebbe la sua sezione inferiore. Anche l'area per l'ubicazione dei display è simile a quella adatta ad un operatore seduto, sempre all'incirca una semisfera centrata vicino agli occhi dell'operatore, con le posizioni preferite nella parte inferiore di tale semisfera. Le posizioni esatte per i display, e anche per i controlli che devono essere visti, dipendono dalla postura della testa, come discusso sopra.
L'altezza dei comandi è opportunamente riferita all'altezza del gomito dell'operatore mentre la parte superiore del braccio è appesa alla spalla. L'altezza dei display e dei comandi che devono essere guardati è riferita all'altezza degli occhi dell'operatore. Entrambi dipendono dall'antropometria dell'operatore, che può essere piuttosto diversa per persone basse e alte, per uomini e donne, e per persone di diversa origine etnica.
Comandi a pedale
Occorre distinguere due tipi di controlli: uno è utilizzato per trasferire grandi energie o forze a un macchinario. Esempi di ciò sono i pedali di una bicicletta o il pedale del freno in un veicolo più pesante che non dispone di una funzione di servoassistenza. Un comando a pedale, come un interruttore on-off, in cui un segnale di controllo viene trasmesso al macchinario, richiede solitamente solo una piccola quantità di forza o energia. Sebbene sia opportuno considerare questi due estremi dei pedali, esistono varie forme intermedie ed è compito del progettista determinare quale delle seguenti raccomandazioni di progettazione si applichi meglio tra di esse.
Come accennato in precedenza, l'azionamento ripetuto o continuo del pedale dovrebbe essere richiesto solo da un operatore seduto. Per i comandi destinati a trasmettere grandi energie e forze, si applicano le seguenti regole:
Selezione dei controlli
La selezione tra diversi tipi di controlli deve essere effettuata in base alle seguenti esigenze o condizioni:
L'utilità funzionale dei controlli determina anche le procedure di selezione. I criteri principali sono i seguenti:
Tabella 1. Movimenti di controllo ed effetti attesi
Direzione del movimento di controllo |
||||||||||||
Funzione |
Up |
La giusta |
Avanti |
In senso orario |
Stampa, |
giù |
sinistra |
All'indietro |
Di ritorno |
Controriforma |
Tirare1 |
Spingi2 |
On |
+3 |
+ |
+ |
+ |
- |
+3 |
+ |
|||||
sconto |
+ |
- |
- |
+ |
- |
|||||||
La giusta |
+ |
- |
||||||||||
sinistra |
+ |
- |
||||||||||
Aumentare |
+ |
- |
||||||||||
Abbassare |
- |
+ |
||||||||||
Ritrattare |
- |
+ |
- |
|||||||||
estendere |
+ |
- |
- |
|||||||||
Aumento |
- |
- |
+ |
- |
||||||||
Diminuire |
- |
- |
+ |
- |
||||||||
valore aperto |
- |
+ |
||||||||||
Chiudi Valore |
+ |
- |
Vuoto: non applicabile; + Il più preferito; – meno preferito. 1 Con controllo a grilletto. 2 Con interruttore push-pull. 3 Su negli Stati Uniti, giù in Europa.
Fonte: Modificato da Kroemer 1995.
La tabella 1 e la tabella 2 aiutano nella selezione dei controlli appropriati. Tuttavia, si noti che esistono poche regole "naturali" per la selezione e la progettazione dei controlli. La maggior parte delle attuali raccomandazioni sono puramente empiriche e si applicano ai dispositivi esistenti e agli stereotipi occidentali.
Tabella 2. Relazioni controllo-effetto dei controlli manuali comuni
Entourage |
Chiave- |
Toggle |
Spingere- |
bar |
Rotondo |
rotella |
rotella |
Manovella |
Interruttore |
Leva |
Joystick |
Leggenda |
scivolo1 |
Seleziona ON/OFF |
+ |
+ |
+ |
= |
+ |
+ |
+ |
||||||
Selezionare ACCESO/STANDBY/SPENTO |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Selezionare SPENTO/MODO1/MODO2 |
= |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Selezionare una funzione di diverse funzioni correlate |
- |
+ |
- |
= |
|||||||||
Seleziona una delle tre o più alternative discrete |
+ |
+ |
|||||||||||
Selezionare la condizione operativa |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
|||||||
Impegnarsi o disimpegnarsi |
+ |
||||||||||||
Seleziona uno di reciprocamente |
+ |
+ |
|||||||||||
Imposta il valore sulla scala |
+ |
- |
= |
= |
= |
+ |
|||||||
Selezionare il valore in passaggi discreti |
+ |
+ |
+ |
+ |
Vuoto: non applicabile; +: Il più preferito; –: Meno preferito; = Meno preferito. 1 Stimato (nessun esperimento noto).
Fonte: Modificato da Kroemer 1995.
La Figura 4 presenta esempi di controlli "detent", caratterizzati da fermi discreti o arresti in cui il controllo si ferma. Rappresenta inoltre i tipici controlli "continui" in cui l'operazione di controllo può avvenire ovunque all'interno del campo di regolazione, senza la necessità di essere impostata in una determinata posizione.
Figura 4. Alcuni esempi di controlli "detent" e "continui".
Il dimensionamento dei controlli è in gran parte una questione di esperienze passate con vari tipi di controllo, spesso guidati dal desiderio di ridurre al minimo lo spazio necessario in un pannello di controllo, e sia per consentire operazioni simultanee di controlli adiacenti o per evitare l'attivazione simultanea involontaria. Inoltre, la scelta delle caratteristiche di progettazione sarà influenzata da considerazioni quali se i comandi debbano essere collocati all'aperto o in ambienti riparati, in apparecchiature fisse o veicoli in movimento, oppure possano comportare l'uso di mani nude o di guanti e muffole. Per queste condizioni consultare le letture alla fine del capitolo.
Diverse norme operative disciplinano la disposizione e il raggruppamento dei controlli. Questi sono elencati nella tabella 3. Per maggiori dettagli, controllare i riferimenti elencati alla fine di questa sezione e Kroemer, Kroemer e Kroemer-Elbert (1994).
Tabella 3. Regole per la disposizione dei controlli
Individua per il |
I controlli devono essere orientati rispetto all'operatore. Se la |
Controlli primari |
I controlli più importanti avranno i più vantaggiosi |
Relativo al gruppo |
Controlli azionati in sequenza, relativi a a |
Provvedere |
Se il funzionamento dei controlli segue un determinato schema, i controlli devono |
Sii coerente |
La disposizione di controlli funzionalmente identici o simili |
Operatore morto |
Se l'operatore diventa incapace e lascia andare a |
Seleziona i codici |
Esistono numerosi modi per aiutare a identificare i controlli, per indicare |
Fonte: Modificato da Kroemer, Kroemer e Kroemer-Elbert 1994.
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Prevenzione del funzionamento accidentale
Di seguito sono riportati i mezzi più importanti per proteggersi dall'attivazione involontaria dei controlli, alcuni dei quali possono essere combinati:
Si noti che questi progetti di solito rallentano il funzionamento dei controlli, il che può essere dannoso in caso di emergenza.
Dispositivi di inserimento dati
Quasi tutti i controlli possono essere utilizzati per inserire dati su un computer o altro dispositivo di archiviazione dati. Tuttavia, siamo più abituati alla pratica di utilizzare una tastiera con pulsanti. Sulla tastiera originale della macchina da scrivere, che è diventata lo standard anche per le tastiere dei computer, i tasti erano disposti in una sequenza sostanzialmente alfabetica, che è stata modificata per vari motivi, spesso oscuri. In alcuni casi, le lettere che si susseguono frequentemente nel testo comune sono state distanziate in modo che le barre originali a caratteri meccanici non potessero impigliarsi se colpite in rapida sequenza. Le "colonne" di tasti corrono in linee approssimativamente diritte, così come le "righe" di tasti. Tuttavia, le punte delle dita non sono allineate in questo modo e non si muovono in questo modo quando le dita della mano sono flesse o estese o spostate lateralmente.
Negli ultimi cento anni sono stati fatti molti tentativi per migliorare le prestazioni di digitazione modificando il layout della tastiera. Questi includono il trasferimento dei tasti all'interno del layout standard o la modifica del layout della tastiera. La tastiera è stata divisa in sezioni separate e sono stati aggiunti set di tasti (come i tasti numerici). Le disposizioni dei tasti adiacenti possono essere modificate alterando la spaziatura, l'offset l'uno dall'altro o dalle linee di riferimento. La tastiera può essere divisa in sezioni per la mano sinistra e destra e tali sezioni possono essere inclinate lateralmente, inclinate e inclinate.
La dinamica del funzionamento dei tasti a pulsante è importante per l'utente, ma è difficile da misurare durante il funzionamento. Pertanto, le caratteristiche di forza-spostamento dei tasti sono comunemente descritte per i test statici, il che non è indicativo del funzionamento effettivo. Secondo la pratica corrente, i tasti delle tastiere dei computer hanno uno spostamento abbastanza ridotto (circa 2 mm) e mostrano una resistenza di "snap-back", ovvero una diminuzione della forza di azionamento nel punto in cui si ottiene l'azionamento del tasto. Invece di singoli tasti separati, alcune tastiere sono costituite da una membrana con interruttori al di sotto che, se premuti nella posizione corretta, generano l'input desiderato con uno spostamento minimo o nullo. Il principale vantaggio della membrana è che la polvere oi fluidi non possono penetrarvi; tuttavia, a molti utenti non piace.
Ci sono alternative al principio "una chiave-un carattere"; invece, si possono generare input con vari mezzi combinatori. Uno è "chording", nel senso che due o più controlli vengono azionati contemporaneamente per generare un carattere. Ciò pone requisiti sulle capacità di memoria dell'operatore, ma richiede l'uso di pochissime chiavi. Altri sviluppi utilizzano controlli diversi dal pulsante a pressione binaria, sostituendolo con leve, levette o sensori speciali (come un guanto strumentato) che rispondono ai movimenti delle dita della mano.
Per tradizione, la digitazione e l'accesso al computer sono stati effettuati mediante l'interazione meccanica tra le dita dell'operatore e dispositivi come tastiera, mouse, trackball o penna ottica. Eppure ci sono molti altri mezzi per generare input. Il riconoscimento vocale sembra una tecnica promettente, ma possono essere impiegati altri metodi. Potrebbero utilizzare, ad esempio, indicare, gesti, espressioni facciali, movimenti del corpo, guardare (dirigere lo sguardo), movimenti della lingua, respirazione o linguaggio dei segni per trasmettere informazioni e generare input a un computer. Lo sviluppo tecnico in quest'area è molto in evoluzione e, come indicano i numerosi dispositivi di input non tradizionali utilizzati per i giochi per computer, l'accettazione di dispositivi diversi dalla tradizionale tastiera binaria tap-down è del tutto fattibile nel prossimo futuro. Le discussioni sugli attuali dispositivi a tastiera sono state fornite, ad esempio, da Kroemer (1994b) e McIntosh (1994).
Displays
I display forniscono informazioni sullo stato delle apparecchiature. I display possono essere applicati al senso visivo dell'operatore (luci, bilance, contatori, tubi a raggi catodici, elettronica a schermo piatto, ecc.), al senso uditivo (campane, clacson, messaggi vocali registrati, suoni generati elettronicamente, ecc.) o a il senso del tatto (comandi sagomati, Braille, ecc.). Etichette, istruzioni scritte, avvertenze o simboli ("icone") possono essere considerati tipi speciali di display.
Le quattro “regole cardinali” per i display sono:
La selezione di un display uditivo o visivo dipende dalle condizioni e dagli scopi prevalenti. L'obiettivo del display può essere quello di fornire:
Un display visivo è più appropriato se l'ambiente è rumoroso, l'operatore rimane sul posto, il messaggio è lungo e complesso, e soprattutto se si tratta della posizione spaziale di un oggetto. Un display uditivo è appropriato se il posto di lavoro deve essere tenuto al buio, l'operatore si sposta e il messaggio è breve e semplice, richiede un'attenzione immediata e si occupa di eventi e tempo.
Display visivi
Esistono tre tipi fondamentali di display visivi: (1) Il dai un'occhiata il display indica se esiste o meno una determinata condizione (ad esempio una luce verde indica il normale funzionamento). (2) Il qualitativo Il display indica lo stato di una variabile che cambia o il suo valore approssimativo o la sua tendenza di cambiamento (ad esempio, un puntatore si sposta all'interno di un intervallo “normale”). (3) Il quantitativo display mostra informazioni esatte che devono essere accertate (ad esempio, per trovare una posizione su una mappa, per leggere un testo o per disegnare sul monitor di un computer), oppure può indicare un valore numerico esatto che deve essere letto dall'operatore (ad esempio , un tempo o una temperatura).
Le linee guida di progettazione per i display visivi sono:
Figura 5. Codice colore delle spie luminose
Per informazioni più complesse e dettagliate, in particolare informazioni quantitative, viene tradizionalmente utilizzato uno dei quattro diversi tipi di display: (1) un puntatore mobile (con scala fissa), (2) una scala mobile (con puntatore fisso), (3) contatori o (4) visualizzazioni "pittoriche", in particolare generate al computer su un monitor. La Figura 6 elenca le principali caratteristiche di questi tipi di display.
Figura 6. Caratteristiche dei display
Di solito è preferibile utilizzare un puntatore mobile piuttosto che una scala mobile, con la scala diritta (disposta orizzontalmente o verticalmente), curva o circolare. Le bilance dovrebbero essere semplici e ordinate, con graduazione e numerazione progettate in modo tale da poter ottenere rapidamente letture corrette. I numeri dovrebbero trovarsi al di fuori dei contrassegni della scala in modo che non siano oscurati dal puntatore. Il puntatore dovrebbe terminare con la punta direttamente sul segno. La scala dovrebbe segnare le divisioni solo così finemente come l'operatore deve leggere. Tutti i marchi principali devono essere numerati. Le progressioni sono contrassegnate al meglio con intervalli di una, cinque o dieci unità tra i segni maggiori. I numeri dovrebbero aumentare da sinistra a destra, dal basso verso l'alto o in senso orario. Per dettagli sulle dimensioni delle scale fare riferimento a standard come quelli elencati da Cushman e Rosenberg 1991 o Kroemer 1994a.
A partire dagli anni '1980, i display meccanici con puntatori e scale stampate sono stati sempre più sostituiti da display "elettronici" con immagini generate al computer o dispositivi a stato solido che utilizzano diodi emettitori di luce (vedi Snyder 1985a). Le informazioni visualizzate possono essere codificate con i seguenti mezzi:
Sfortunatamente, molti display generati elettronicamente sono sfocati, spesso eccessivamente complessi e colorati, difficili da leggere e richiedono un'esatta messa a fuoco e molta attenzione, che possono distrarre dall'attività principale, ad esempio guidare un'auto. In questi casi sono state spesso violate le prime tre delle quattro “regole cardinali” sopra elencate. Inoltre, molti puntatori, contrassegni e caratteri alfanumerici generati elettronicamente non erano conformi alle linee guida stabilite per la progettazione ergonomica, soprattutto se generati da segmenti di linea, linee di scansione o matrici di punti. Sebbene alcuni di questi progetti difettosi fossero tollerati dagli utenti, la rapida innovazione e il miglioramento delle tecniche di visualizzazione consentono molte soluzioni migliori. Tuttavia, lo stesso rapido sviluppo porta al fatto che le dichiarazioni stampate (anche se attuali e complete quando appaiono) stanno diventando rapidamente obsolete. Pertanto, nessuno è dato in questo testo. Le compilation sono state pubblicate da Cushman e Rosenberg (1991), Kinney e Huey (1990) e Woodson, Tillman e Tillman (1991).
La qualità complessiva dei display elettronici è spesso carente. Una misura utilizzata per valutare la qualità dell'immagine è la funzione di trasferimento della modulazione (MTF) (Snyder 1985b). Descrive la risoluzione del display utilizzando uno speciale segnale di test sinusoidale; tuttavia, i lettori hanno molti criteri riguardo alla preferenza dei display (Dillon 1992).
I display monocromatici hanno un solo colore, solitamente verde, giallo, ambra, arancione o bianco (acromatico). Se più colori appaiono sullo stesso display cromatico, dovrebbero essere facilmente discriminati. È meglio visualizzare non più di tre o quattro colori contemporaneamente (preferibilmente rosso, verde, giallo o arancione e ciano o viola). Tutto dovrebbe fortemente contrastare con lo sfondo. Una regola adatta, infatti, è disegnare prima per contrasto, cioè in termini di bianco e nero, e poi aggiungere i colori con parsimonia.
Nonostante le numerose variabili che, singolarmente e interagendo tra loro, influenzano l'uso di display a colori complessi, Cushman e Rosenberg (1991) hanno compilato linee guida per l'uso del colore nei display; questi sono elencati nella figura 7.
Figura 7. Linee guida per l'uso dei colori nei display
Altri suggerimenti sono i seguenti:
Pannelli di controllo e display
I display così come i controlli dovrebbero essere disposti in pannelli in modo che siano di fronte all'operatore, cioè vicino al piano mediale della persona. Come discusso in precedenza, i controlli dovrebbero trovarsi vicino all'altezza del gomito e visualizzare sotto o all'altezza degli occhi, indipendentemente dal fatto che l'operatore sia seduto o in piedi. I comandi utilizzati di rado o i display meno importanti possono essere posizionati più ai lati o più in alto.
Spesso, le informazioni sul risultato dell'operazione di controllo vengono visualizzate su uno strumento. In questo caso, il display dovrebbe essere posizionato vicino al controllo in modo che l'impostazione del controllo possa essere eseguita senza errori, in modo rapido e conveniente. L'assegnazione è solitamente più chiara quando il controllo è direttamente sotto oa destra del display. Bisogna fare attenzione che la mano non copra il display quando si aziona il comando.
Esistono aspettative popolari di relazioni controllo-visualizzazione, ma spesso vengono apprese, possono dipendere dal background culturale e dall'esperienza dell'utente e queste relazioni spesso non sono forti. Le relazioni di movimento previste sono influenzate dal tipo di controllo e visualizzazione. Quando entrambi sono lineari o rotanti, l'aspettativa stereotipata è che si muovano in direzioni corrispondenti, ad esempio entrambi verso l'alto o entrambi in senso orario. Quando i movimenti sono incongruenti, in generale valgono le seguenti regole:
Il rapporto di spostamento del controllo e del display (rapporto C/D o guadagno D/C) descrive quanto deve essere spostato un controllo per regolare un display. Se molto movimento del controllo produce solo un piccolo movimento del display, una volta si parla di un elevato rapporto C/D e del controllo che ha una bassa sensibilità. Spesso, due movimenti distinti sono coinvolti nella realizzazione di un'impostazione: prima un rapido movimento primario ("rotazione") verso una posizione approssimativa, quindi una regolazione fine dell'impostazione esatta. In alcuni casi, si assume come rapporto C/D ottimale quello che minimizza la somma di questi due movimenti. Tuttavia, il rapporto più adatto dipende dalle circostanze date; deve essere determinato per ogni applicazione.
Etichette e avvertenze
per il tuo brand
Idealmente, non dovrebbe essere richiesta alcuna etichetta sull'apparecchiatura o su un controllo per spiegarne l'uso. Spesso, tuttavia, è necessario utilizzare etichette in modo da poter localizzare, identificare, leggere o manipolare comandi, display o altri elementi dell'apparecchiatura. L'etichettatura deve essere effettuata in modo che le informazioni siano fornite in modo accurato e rapido. Per questo, si applicano le linee guida nella tabella 4.
Tabella 4. Linee guida per le etichette
Orientamento |
Un'etichetta e le informazioni stampate su di essa devono essere orientate |
Dove |
Un'etichetta deve essere apposta sopra o molto vicino all'articolo che lo contiene |
Standardizzazione |
Il posizionamento di tutte le etichette deve essere coerente in tutto il |
Materiale |
Un'etichetta deve descrivere principalmente la funzione ("cosa fa |
Abbreviazioni |
Possono essere utilizzate abbreviazioni comuni. Se una nuova abbreviazione è |
concisione |
L'iscrizione sull'etichetta deve essere il più concisa possibile senza |
Familiarità |
Devono essere scelte, se possibile, parole che siano familiari al |
Visibilità e |
L'operatore deve essere in grado di leggere facilmente e con precisione a |
Carattere e dimensione |
La tipografia determina la leggibilità delle informazioni scritte; |
Fonte: Modificato da Kroemer, Kroemer e Kroemer-Elbert 1994
(riprodotto con il permesso di Prentice-Hall; tutti i diritti riservati).
Il carattere (tipo di carattere) dovrebbe essere semplice, in grassetto e verticale, come Futura, Helvetica, Namel, Tempo e Vega. Si noti che la maggior parte dei caratteri generati elettronicamente (formati da LED, LCD o matrice di punti) sono generalmente inferiori ai caratteri stampati; pertanto, è necessario prestare particolare attenzione a renderli il più leggibili possibile.
distanza di visione 35 cm, altezza consigliata 22 mm
distanza di visione 70 cm, altezza consigliata 50 mm
distanza di visione 1 m, altezza consigliata 70 mm
distanza di visione 1.5 m, altezza consigliata almeno 1 cm.
Avvertenze
Idealmente, tutti i dispositivi dovrebbero essere sicuri da usare. In realtà, spesso questo non può essere ottenuto attraverso il design. In questo caso, è necessario avvertire gli utenti dei pericoli associati all'uso del prodotto e fornire istruzioni per un uso sicuro per evitare lesioni o danni.
È preferibile avere un avviso "attivo", solitamente costituito da un sensore che rileva l'uso inappropriato, combinato con un dispositivo di avviso che avverte l'uomo di un pericolo imminente. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, vengono utilizzate avvertenze "passive", solitamente costituite da un'etichetta attaccata al prodotto e da istruzioni per un uso sicuro nel manuale dell'utente. Tali avvisi passivi si affidano completamente all'utente umano per riconoscere una situazione pericolosa esistente o potenziale, per ricordare l'avviso e comportarsi con prudenza.
Le etichette e i segnali di avvertenza passiva devono essere attentamente progettati seguendo le più recenti leggi e normative governative, gli standard nazionali e internazionali e le migliori informazioni di ingegneria umana applicabili. Le etichette e i cartelli di avvertenza possono contenere testo, grafica e immagini, spesso grafica con testo ridondante. La grafica, in particolare immagini e pittogrammi, può essere utilizzata da persone con background culturali e linguistici diversi, se queste rappresentazioni sono selezionate con cura. Tuttavia, utenti con età, esperienze e background etnici ed educativi diversi possono avere percezioni piuttosto diverse dei pericoli e degli avvertimenti. Pertanto, la progettazione di a sicura prodotto è di gran lunga preferibile all'applicazione di avvertenze a un prodotto inferiore.
Nella progettazione delle apparecchiature è della massima importanza tenere pienamente conto del fatto che un operatore umano ha sia capacità che limiti nell'elaborazione delle informazioni, che sono di natura variabile e che si trovano a vari livelli. Le prestazioni in condizioni di lavoro effettive dipendono fortemente dalla misura in cui un progetto ha tenuto conto o ignorato queste potenzialità e i loro limiti. Di seguito verrà offerto un breve abbozzo di alcuni dei temi principali. Si farà riferimento ad altri contributi di questo volume, dove si approfondirà un tema.
È comune distinguere tre livelli principali nell'analisi dell'elaborazione delle informazioni umane, vale a dire il livello percettivo, le livello decisionale e la livello motorio. Il livello percettivo è suddiviso in tre ulteriori livelli, relativi all'elaborazione sensoriale, all'estrazione delle caratteristiche e all'identificazione del percetto. A livello decisionale, l'operatore riceve informazioni percettive e sceglie una reazione ad esse che viene infine programmata e attualizzata a livello motorio. Questo descrive solo il flusso di informazioni nel caso più semplice di una reazione di scelta. È evidente, tuttavia, che le informazioni percettive possono accumularsi ed essere combinate e diagnosticate prima di suscitare un'azione. Ancora una volta, potrebbe sorgere la necessità di selezionare le informazioni in vista del sovraccarico percettivo. Infine, la scelta di un'azione appropriata diventa più un problema quando ci sono diverse opzioni, alcune delle quali possono essere più appropriate di altre. Nella presente discussione, l'accento sarà posto sui fattori percettivi e decisionali dell'elaborazione delle informazioni.
Capacità e limiti percettivi
Limiti sensoriali
La prima categoria di limiti di elaborazione è sensoriale. La loro rilevanza per l'elaborazione delle informazioni è ovvia poiché l'elaborazione diventa meno affidabile man mano che le informazioni si avvicinano ai limiti di soglia. Questa può sembrare un'affermazione abbastanza banale, tuttavia, i problemi sensoriali non sono sempre chiaramente riconosciuti nei progetti. Ad esempio, i caratteri alfanumerici nei sistemi di segnaletica dovrebbero essere sufficientemente grandi da essere leggibili a una distanza compatibile con la necessità di un'azione appropriata. La leggibilità, a sua volta, dipende non solo dalla dimensione assoluta dei caratteri alfanumerici ma anche dal contrasto e - vista l'inibizione laterale - anche dalla quantità totale di informazioni sul segno. In particolare, in condizioni di scarsa visibilità (es. pioggia o nebbia durante la guida o il volo) la leggibilità è un problema considerevole che richiede misure aggiuntive. I segnali stradali e gli indicatori stradali sviluppati più di recente sono generalmente ben progettati, ma i segnali vicino e all'interno degli edifici sono spesso illeggibili. Le unità di visualizzazione sono un altro esempio in cui i limiti sensoriali di dimensioni, contrasto e quantità di informazioni giocano un ruolo importante. Nel dominio uditivo alcuni dei principali problemi sensoriali sono legati alla comprensione del parlato in ambienti rumorosi o in sistemi di trasmissione audio di scarsa qualità.
Estrazione delle caratteristiche
Fornite informazioni sensoriali sufficienti, la prossima serie di problemi di elaborazione delle informazioni si riferisce all'estrazione di caratteristiche dalle informazioni presentate. La ricerca più recente ha dimostrato ampiamente che un'analisi delle caratteristiche precede la percezione di interi significativi. L'analisi delle caratteristiche è particolarmente utile per individuare uno speciale oggetto deviante tra molti altri. Ad esempio, un valore essenziale su un display contenente molti valori può essere rappresentato da un singolo colore o dimensione deviante, caratteristica che quindi attira l'attenzione immediata o "salta fuori". Teoricamente, esiste l'assunzione comune di "mappe delle caratteristiche" per diversi colori, dimensioni, forme e altre caratteristiche fisiche. Il valore di attenzione di una caratteristica dipende dalla differenza di attivazione delle mappe delle caratteristiche che appartengono alla stessa classe, ad esempio il colore. Pertanto, l'attivazione di una mappa delle caratteristiche dipende dalla discriminabilità delle caratteristiche devianti. Ciò significa che quando ci sono poche istanze di molti colori su uno schermo, la maggior parte delle mappe delle caratteristiche dei colori sono quasi ugualmente attivate, il che ha l'effetto che nessuno dei colori viene visualizzato.
Allo stesso modo viene fuori un singolo annuncio pubblicitario in movimento, ma questo effetto scompare del tutto quando ci sono diversi stimoli in movimento nel campo visivo. Il principio della diversa attivazione delle mappe delle caratteristiche viene applicato anche quando si allineano i puntatori che indicano i valori ideali dei parametri. Una deviazione di un puntatore è indicata da una pendenza deviante che viene rilevata rapidamente. Se ciò non è realizzabile, una deviazione pericolosa potrebbe essere indicata da un cambiamento di colore. Pertanto, la regola generale per il design è utilizzare solo pochissime caratteristiche devianti su uno schermo e riservarle solo per le informazioni più essenziali. La ricerca di informazioni rilevanti diventa ingombrante nel caso di congiunzioni di funzioni. Ad esempio, è difficile individuare un grande oggetto rosso tra piccoli oggetti rossi e grandi e piccoli oggetti verdi. Se possibile, le congiunzioni dovrebbero essere evitate quando si cerca di progettare per una ricerca efficiente.
Dimensioni separabili e integrali
Le caratteristiche sono separabili quando possono essere modificate senza influenzare la percezione di altre caratteristiche di un oggetto. Le lunghezze delle linee degli istogrammi sono un esempio calzante. D'altra parte, le caratteristiche integrali si riferiscono a caratteristiche che, se modificate, modificano l'aspetto totale dell'oggetto. Ad esempio, non si possono cambiare i lineamenti della bocca in un disegno schematico di un volto senza alterare l'aspetto complessivo dell'immagine. Di nuovo, colore e luminosità sono integrali nel senso che non si può cambiare un colore senza alterare contemporaneamente l'impressione di luminosità. I principi delle caratteristiche separabili e integrali, e delle proprietà emergenti che evolvono dai cambiamenti delle singole caratteristiche di un oggetto, sono applicati nelle cosiddette integrato or diagnostica visualizza. La logica di questi display è che, invece di visualizzare i singoli parametri, diversi parametri sono integrati in un unico display, la cui composizione totale indica cosa potrebbe effettivamente non funzionare in un sistema.
La presentazione dei dati nelle sale di controllo è ancora spesso dominata dalla filosofia secondo cui ogni singola misura dovrebbe avere il proprio indicatore. La presentazione frammentaria delle misure comporta che l'operatore abbia il compito di integrare le evidenze provenienti dalle varie singole visualizzazioni in modo da diagnosticare un potenziale problema. Al momento dei problemi nella centrale nucleare di Three Mile Island negli Stati Uniti, una quarantina o una cinquantina di display registravano una qualche forma di disordine. L'operatore aveva quindi il compito di diagnosticare cosa effettivamente non andava integrando le informazioni provenienti da quella miriade di display. I display integrali possono essere utili per diagnosticare il tipo di errore, poiché combinano varie misure in un unico schema. Differenti pattern del display integrato, poi, possono essere diagnostici rispetto a specifici errori.
Un classico esempio di display diagnostico, che è stato proposto per le sale di controllo nucleari, è mostrato in figura 1. Visualizza un numero di misure come raggi di uguale lunghezza in modo che un poligono regolare rappresenti sempre condizioni normali, mentre diverse distorsioni possono essere collegate con diversi tipi di problemi nel processo.
Figura 1. Nella situazione normale tutti i valori dei parametri sono uguali, creando un esagono. Nella deviazione, alcuni dei valori sono cambiati creando una specifica distorsione.
Non tutti i display integrali sono ugualmente discriminabili. Per illustrare il problema, una correlazione positiva tra le due dimensioni di un rettangolo crea differenze di superficie, pur mantenendo una forma uguale. In alternativa, una correlazione negativa crea differenze di forma pur mantenendo una superficie uguale. Il caso in cui la variazione delle dimensioni integrali crea una nuova forma è stato indicato come rivelatore di una proprietà emergente del patterning, che si aggiunge alla capacità dell'operatore di discriminare i pattern. Le proprietà emergenti dipendono dall'identità e dalla disposizione delle parti ma non sono identificabili con nessuna singola parte.
Le visualizzazioni di oggetti e configurazioni non sono sempre vantaggiose. Il fatto stesso che siano integrali significa che le caratteristiche delle singole variabili sono più difficili da percepire. Il punto è che, per definizione, le dimensioni integrali sono mutuamente dipendenti, offuscando così i loro singoli costituenti. Ci possono essere circostanze in cui ciò è inaccettabile, mentre si può ancora desiderare di trarre profitto dalle proprietà diagnostiche simili a modelli, che sono tipiche della visualizzazione dell'oggetto. Un compromesso potrebbe essere un tradizionale display grafico a barre. Da un lato, i grafici a barre sono abbastanza separabili. Tuttavia, quando posizionate in prossimità sufficientemente ravvicinata, le lunghezze differenziali delle barre possono insieme costituire un modello simile a un oggetto che può benissimo servire a uno scopo diagnostico.
Alcuni display diagnostici sono migliori di altri. La loro qualità dipende dalla misura in cui il display corrisponde al modello mentale del compito. Ad esempio, la diagnosi dei guasti sulla base delle distorsioni di un poligono regolare, come in figura 1, può avere ancora poca relazione con la semantica del dominio o con il concetto di operatore dei processi in una centrale elettrica. Pertanto, vari tipi di deviazioni del poligono non si riferiscono ovviamente a un problema specifico nell'impianto. Pertanto, il design del display configurativo più adatto è quello che corrisponde allo specifico modello mentale del compito. Va quindi sottolineato che la superficie di un rettangolo è solo un utile oggetto di visualizzazione quando il prodotto di lunghezza e larghezza è la variabile di interesse!
Interessanti esposizioni di oggetti derivano da rappresentazioni tridimensionali. Ad esempio, una rappresentazione tridimensionale del traffico aereo, piuttosto che la tradizionale rappresentazione radar bidimensionale, può fornire al pilota una maggiore "consapevolezza situazionale" di altro traffico. La visualizzazione tridimensionale ha dimostrato di essere molto superiore a quella bidimensionale poiché i suoi simboli indicano se un altro aereo è sopra o sotto il proprio.
Condizioni degradate
La visione degradata si verifica in una varietà di condizioni. Per alcuni scopi, come per il camuffamento, gli oggetti sono intenzionalmente degradati in modo da impedirne l'identificazione. In altre occasioni, ad esempio nell'amplificazione della luminosità, le caratteristiche possono diventare troppo sfocate per consentire di identificare l'oggetto. Un problema di ricerca ha riguardato il numero minimo di "linee" richieste su uno schermo o "la quantità di dettagli" necessari per evitare il degrado. Sfortunatamente, questo approccio alla qualità dell'immagine non ha portato a risultati inequivocabili. Il problema è che l'identificazione di stimoli degradati (ad esempio, un veicolo corazzato camuffato) dipende troppo dalla presenza o dall'assenza di dettagli minori specifici dell'oggetto. La conseguenza è che non è possibile formulare alcuna prescrizione generale sulla densità delle linee, ad eccezione della banale affermazione che il degrado diminuisce all'aumentare della densità.
Caratteristiche dei simboli alfanumerici
Un problema importante nel processo di estrazione delle caratteristiche riguarda il numero effettivo di caratteristiche che insieme definiscono uno stimolo. Pertanto, la leggibilità di caratteri decorati come le lettere gotiche è scarsa a causa delle molte curve ridondanti. Per evitare confusione, la differenza tra lettere con caratteristiche molto simili, come il i e la l, e il c e la e- dovrebbe essere accentuato. Per lo stesso motivo, si consiglia di rendere la lunghezza del tratto e della coda dei tratti ascendenti e discendenti almeno il 40% dell'altezza totale delle lettere.
È evidente che la discriminazione tra le lettere è principalmente determinata dal numero di caratteristiche che non condividono. Questi sono costituiti principalmente da linee rette e segmenti circolari che possono avere orientamento orizzontale, verticale e obliquo e che possono differire nelle dimensioni, come nelle lettere minuscole e maiuscole.
È ovvio che, anche quando gli alfanumerici sono ben discriminabili, possono facilmente perdere tale proprietà in combinazione con altri elementi. Così, le cifre 4 ed 7 condividono solo alcune caratteristiche ma non funzionano bene nel contesto di gruppi più grandi altrimenti identici (ad es. 384 387) Vi è unanime evidenza che la lettura del testo in minuscolo è più veloce che in maiuscolo. Questo di solito è attribuito al fatto che le lettere minuscole hanno caratteristiche più distinte (ad esempio, cane, gatto DOG, CAT). La superiorità delle lettere minuscole è stata stabilita non solo per la lettura del testo ma anche per la segnaletica stradale come quella utilizzata per indicare i centri abitati all'uscita delle autostrade.
Identificazione
Il processo percettivo finale riguarda l'identificazione e l'interpretazione dei percetti. I limiti umani che sorgono a questo livello sono solitamente legati alla discriminazione e alla ricerca dell'interpretazione appropriata del percetto. Le applicazioni della ricerca sulla discriminazione visiva sono molteplici, relative a pattern alfanumerici così come all'identificazione di stimoli più generali. Il design delle luci dei freni nelle auto servirà da esempio dell'ultima categoria. I tamponamenti rappresentano una quota considerevole degli incidenti stradali, e sono dovuti in parte al fatto che la tradizionale collocazione della luce di stop accanto alle luci posteriori la rende poco discriminabile e quindi allunga i tempi di reazione del guidatore. In alternativa, è stata sviluppata un'unica luce che sembra ridurre il tasso di incidenti. È montato al centro del lunotto all'incirca all'altezza degli occhi. Negli studi sperimentali su strada, l'effetto della luce di frenata centrale sembra essere minore quando i soggetti sono consapevoli dello scopo dello studio, suggerendo che l'identificazione dello stimolo nella configurazione tradizionale migliora quando i soggetti si concentrano sul compito. Nonostante l'effetto positivo della luce del freno isolata, la sua identificazione potrebbe essere ulteriormente migliorata rendendo la luce del freno più significativa, dandogli la forma di un punto esclamativo, “!”, o addirittura un'icona.
Giudizio assoluto
Limiti prestazionali molto severi e spesso controintuitivi sorgono nei casi di giudizio assoluto sulle dimensioni fisiche. Gli esempi si verificano in connessione con la codifica a colori degli oggetti e l'uso dei toni nei sistemi di chiamata uditiva. Il punto è che il giudizio relativo è di gran lunga superiore al giudizio assoluto. Il problema con il giudizio assoluto è che il codice deve essere tradotto in un'altra categoria. Così un colore specifico può essere collegato a un valore di resistenza elettrica o un tono specifico può essere destinato a una persona a cui è destinato un messaggio successivo. Di fatto, quindi, il problema non è quello dell'identificazione percettiva ma piuttosto della scelta della risposta, che sarà discussa più avanti in questo articolo. A questo punto è sufficiente notare che non si dovrebbero usare più di quattro o cinque colori o altezze per evitare errori. Quando sono necessarie più alternative, si possono aggiungere dimensioni extra, come volume, durata e componenti dei toni.
Lettura di parole
La rilevanza della lettura di unità di parole separate nella stampa tradizionale è dimostrata da varie prove ampiamente sperimentate, come il fatto che la lettura è molto ostacolata quando gli spazi vengono omessi, gli errori di stampa spesso non vengono rilevati ed è molto difficile leggere le parole in casi alternati (per esempio, ALTERNATIVA). Alcuni ricercatori hanno sottolineato il ruolo della forma delle parole nella lettura delle unità di parole e hanno suggerito che gli analizzatori di frequenza spaziale possono essere rilevanti nell'identificare la forma delle parole. In questa prospettiva, il significato sarebbe derivato dalla forma totale della parola piuttosto che dall'analisi lettera per lettera. Tuttavia, il contributo dell'analisi della forma delle parole è probabilmente limitato a piccole parole comuni - articoli e finali - il che è coerente con la scoperta che gli errori di stampa in parole piccole e finali hanno una probabilità relativamente bassa di essere rilevati.
Il testo in minuscolo ha un vantaggio rispetto a quello maiuscolo che è dovuto alla perdita di caratteristiche nelle maiuscole. Tuttavia, il vantaggio delle parole minuscole è assente o può addirittura essere annullato durante la ricerca di una singola parola. Potrebbe essere che i fattori di dimensione delle lettere e maiuscole e minuscole siano confusi nella ricerca: le lettere di dimensioni maggiori vengono rilevate più rapidamente, il che può compensare lo svantaggio di caratteristiche meno distintive. Pertanto, una singola parola può essere leggibile all'incirca ugualmente in maiuscolo come in minuscolo, mentre il testo continuo viene letto più velocemente in minuscolo. Rilevare una SINGOLA parola maiuscola tra molte parole minuscole è molto efficiente, poiché evoca il pop-out. È possibile ottenere un rilevamento rapido ancora più efficiente stampando una singola parola minuscola perno, nel qual caso si uniscono i vantaggi del pop-out e delle caratteristiche più distintive.
Il ruolo delle caratteristiche di codifica nella lettura è chiaro anche dalla ridotta leggibilità dei vecchi schermi di unità di visualizzazione visiva a bassa risoluzione, che consistevano in matrici di punti piuttosto ruvide e potevano rappresentare i caratteri alfanumerici solo come linee rette. La scoperta comune è stata che la lettura del testo o la ricerca da un monitor a bassa risoluzione era notevolmente più lenta rispetto a una copia stampata su carta. Il problema è in gran parte scomparso con gli attuali schermi ad alta risoluzione. Oltre alla forma della lettera, ci sono una serie di ulteriori differenze tra la lettura su carta e la lettura da uno schermo. La spaziatura delle righe, la dimensione dei caratteri, il tipo di carattere, il rapporto di contrasto tra caratteri e sfondo, la distanza di visualizzazione, la quantità di sfarfallio e il fatto che il cambio di pagina su uno schermo avviene tramite scorrimento sono alcuni esempi. La scoperta comune che la lettura è più lenta dagli schermi dei computer, sebbene la comprensione sembri quasi uguale, potrebbe essere dovuta a una combinazione di questi fattori. Gli attuali processori di testo offrono solitamente una varietà di opzioni in termini di carattere, dimensione, colore, formato e stile; tali scelte potrebbero dare la falsa impressione che il gusto personale sia la ragione principale.
Icone contro parole
In alcuni studi il tempo impiegato da un soggetto per nominare una parola stampata è risultato essere più veloce di quello per un'icona corrispondente, mentre entrambi i tempi erano quasi ugualmente veloci in altri studi. È stato suggerito che le parole vengano lette più velocemente delle icone poiché sono meno ambigue. Anche un'icona abbastanza semplice, come una casa, può ancora suscitare risposte diverse tra i soggetti, con conseguente conflitto di risposta e, quindi, una diminuzione della velocità di reazione. Se il conflitto di risposta viene evitato utilizzando icone davvero non ambigue, è probabile che la differenza nella velocità di risposta scompaia. È interessante notare che, in quanto segnali stradali, le icone sono solitamente molto superiori alle parole, anche nel caso in cui la questione della comprensione del linguaggio non sia vista come un problema. Questo paradosso può essere dovuto al fatto che la leggibilità dei segnali stradali è in gran parte una questione di distanza in cui è possibile identificare un segno. Se progettata correttamente, questa distanza è maggiore per i simboli che per le parole, poiché le immagini possono fornire differenze di forma considerevolmente maggiori e contenere dettagli meno fini rispetto alle parole. Il vantaggio delle immagini, quindi, deriva dal fatto che la discriminazione delle lettere richiede da dieci a dodici minuti d'arco e che il rilevamento delle caratteristiche è il prerequisito iniziale per la discriminazione. Allo stesso tempo è chiaro che la superiorità dei simboli è garantita solo quando (1) essi contengono davvero pochi dettagli, (2) hanno una forma sufficientemente distinta e (3) non sono ambigui.
Capacità e limiti per la decisione
Una volta che un precetto è stato identificato e interpretato, può richiedere un'azione. In questo contesto la discussione si limiterà alle relazioni stimolo-risposta deterministiche, o, in altre parole, alle condizioni in cui ogni stimolo ha una sua risposta fissa. In tal caso i maggiori problemi per la progettazione dell'apparecchiatura derivano da questioni di compatibilità, ovvero la misura in cui lo stimolo identificato e la relativa risposta hanno una relazione "naturale" o ben praticata. Ci sono condizioni in cui una relazione ottima viene intenzionalmente interrotta, come nel caso delle abbreviazioni. Di solito una contrazione come abrvtin è molto peggio di un troncamento come abbreviato. Teoricamente, ciò è dovuto alla crescente ridondanza di lettere successive in una parola, che consente di "compilare" le lettere finali sulla base di quelle precedenti; una parola troncata può trarre profitto da questo principio mentre una contratta no.
Modelli mentali e compatibilità
Nella maggior parte dei problemi di compatibilità ci sono risposte stereotipate derivate da modelli mentali generalizzati. La scelta della posizione nulla in un display circolare è un esempio calzante. Le posizioni delle 12 e delle 9 sembrano essere corrette più velocemente delle posizioni delle 6 e delle 3. Il motivo potrebbe essere che una deviazione in senso orario e un movimento nella parte superiore del display vengono vissuti come “incrementi” che richiedono una risposta che riduca il valore. Nelle posizioni delle 3 e delle 6 entrambi i principi sono in conflitto e possono quindi essere gestiti in modo meno efficiente. Uno stereotipo simile si trova nel bloccare o aprire la portiera posteriore di un'auto. La maggior parte delle persone agisce secondo lo stereotipo secondo cui il blocco richiede un movimento in senso orario. Se la serratura è progettata in modo opposto, gli errori continui e la frustrazione nel tentativo di chiudere la porta sono il risultato più probabile.
Per quanto riguarda i movimenti di controllo, il noto principio di compatibilità di Warrick descrive la relazione tra la posizione di una manopola di controllo e la direzione del movimento su un display. Se la manopola di controllo si trova a destra del display, un movimento in senso orario dovrebbe spostare l'indicatore della scala verso l'alto. Oppure considera lo spostamento delle vetrine. Secondo il modello mentale della maggior parte delle persone, la direzione verso l'alto di un display in movimento suggerisce che i valori salgono nello stesso modo in cui una temperatura in aumento in un termometro è indicata da una colonna di mercurio più alta. Ci sono problemi nell'implementare questo principio con un indicatore di "scala mobile a puntatore fisso". Quando la scala in un tale indicatore si sposta verso il basso, il suo valore è destinato ad aumentare. Si verifica così un conflitto con lo stereotipo comune. Se i valori sono invertiti, i valori bassi sono in cima alla scala, il che è anche contrario alla maggior parte degli stereotipi.
Il termine compatibilità di prossimità si riferisce alla corrispondenza delle rappresentazioni simboliche ai modelli mentali delle persone di relazioni funzionali o addirittura spaziali all'interno di un sistema. I problemi di compatibilità di prossimità sono più urgenti in quanto il modello mentale di una situazione è più primitivo, globale o distorto. Pertanto, un diagramma di flusso di un complesso processo industriale automatizzato viene spesso visualizzato sulla base di un modello tecnico che può non corrispondere affatto al modello mentale del processo. In particolare, quando il modello mentale di un processo è incompleto o distorto, una rappresentazione tecnica dell'andamento aggiunge poco per svilupparlo o correggerlo. Un esempio quotidiano di scarsa compatibilità di prossimità è una mappa architettonica di un edificio destinata all'orientamento dell'osservatore o per mostrare le vie di fuga antincendio. Queste mappe sono solitamente del tutto inadeguate, piene di dettagli irrilevanti, in particolare per le persone che hanno solo un modello mentale globale dell'edificio. Tale convergenza tra lettura della mappa e orientamento si avvicina a quella che è stata chiamata "consapevolezza situazionale", che è particolarmente rilevante nello spazio tridimensionale durante un volo aereo. Ci sono stati recenti sviluppi interessanti nella visualizzazione di oggetti tridimensionali, che rappresentano i tentativi di ottenere una compatibilità di prossimità ottimale in questo dominio.
Compatibilità stimolo-risposta
Un esempio di compatibilità stimolo-risposta (SR) si trova tipicamente nel caso della maggior parte dei programmi di elaborazione del testo, che presuppongono che gli operatori sappiano come i comandi corrispondono a specifiche combinazioni di tasti. Il problema è che un comando e la corrispondente combinazione di tasti di solito non hanno alcuna relazione preesistente, il che significa che le relazioni SR devono essere apprese mediante un meticoloso processo di apprendimento associato associato. Il risultato è che, anche dopo che l'abilità è stata acquisita, l'attività rimane soggetta a errori. Il modello interno del programma rimane incompleto poiché le operazioni meno praticate rischiano di essere dimenticate, cosicché l'operatore semplicemente non può fornire la risposta adeguata. Inoltre, il testo prodotto sullo schermo di solito non corrisponde in tutto e per tutto a ciò che alla fine appare sulla pagina stampata, che è un altro esempio di compatibilità di prossimità inferiore. Solo pochi programmi utilizzano un modello interno spaziale stereotipato in connessione con le relazioni stimolo-risposta per il controllo dei comandi.
È stato giustamente sostenuto che esistono relazioni preesistenti molto migliori tra stimoli spaziali e risposte manuali, come la relazione tra una risposta di indicazione e una posizione spaziale, o come quella tra stimoli verbali e risposte vocali. Ci sono ampie prove che le rappresentazioni spaziali e verbali sono categorie cognitive relativamente separate con poca interferenza reciproca ma anche con poca corrispondenza reciproca. Quindi, un'attività spaziale, come la formattazione di un testo, viene eseguita più facilmente con un movimento spaziale simile al mouse, lasciando così la tastiera per i comandi verbali.
Ciò non significa che la tastiera sia l'ideale per eseguire comandi verbali. La digitazione rimane una questione di azionamento manuale di posizioni spaziali arbitrarie che sono fondamentalmente incompatibili con l'elaborazione delle lettere. In realtà è un altro esempio di un compito altamente incompatibile che è padroneggiato solo da una pratica estesa, e l'abilità si perde facilmente senza pratica continua. Un discorso simile può essere fatto per la scrittura stenografica, che consiste anch'essa nel collegare simboli scritti arbitrari a stimoli verbali. Un esempio interessante di un metodo alternativo di funzionamento della tastiera è una tastiera per accordi.
L'operatore gestisce due tastiere (una per la mano sinistra e una per la mano destra) entrambe composte da sei tasti. Ad ogni lettera dell'alfabeto corrisponde una risposta di accordo, cioè una combinazione di tasti. I risultati degli studi su una tale tastiera hanno mostrato notevoli risparmi nel tempo necessario per acquisire abilità di battitura. Le limitazioni motorie limitavano la velocità massima della tecnica degli accordi ma, tuttavia, una volta apprese, le prestazioni dell'operatore si avvicinavano abbastanza alla velocità della tecnica convenzionale.
Un classico esempio di effetto di compatibilità spaziale riguarda la disposizione tradizionale dei comandi dei fuochi delle stufe: quattro fuochi in una matrice 2 ´ 2, con i comandi in fila orizzontale. In questa configurazione le relazioni tra bruciatore e controllo non sono ovvie e poco apprese. Tuttavia, nonostante molti errori, il problema dell'accensione della stufa, con il tempo, può essere solitamente risolto. La situazione è peggiore quando ci si trova di fronte a relazioni display-controllo indefinite. Altri esempi di scarsa compatibilità SR si trovano nelle relazioni display-controllo di videocamere, videoregistratori e televisori. L'effetto è che molte opzioni non vengono mai utilizzate o devono essere studiate di nuovo ad ogni nuovo processo. L'affermazione che “è tutto spiegato nel manuale”, sebbene vera, non è utile poiché, in pratica, la maggior parte dei manuali è incomprensibile per l'utente medio, in particolare quando tenta di descrivere azioni utilizzando termini verbali incompatibili.
Compatibilità stimolo-stimolo (SS) e risposta-risposta (RR).
Originariamente la compatibilità SS e RR era distinta dalla compatibilità SR. Un'illustrazione classica della compatibilità delle SS riguarda i tentativi alla fine degli anni Quaranta di supportare il sonar uditivo con un display visivo nel tentativo di migliorare il rilevamento del segnale. Una soluzione è stata cercata in un raggio di luce orizzontale con perturbazioni verticali che viaggiano da sinistra a destra e riflettono una traslazione visiva del rumore di fondo uditivo e del potenziale segnale. Un segnale consisteva in una perturbazione verticale leggermente più grande. Gli esperimenti hanno dimostrato che una combinazione dei display uditivi e visivi non ha funzionato meglio del singolo display uditivo. Il motivo è stato ricercato in una scarsa compatibilità SS: il segnale uditivo viene percepito come variazione di volume; quindi il supporto visivo dovrebbe corrispondere maggiormente quando fornito sotto forma di un cambiamento di luminosità, poiché questo è l'analogo visivo compatibile di un cambiamento di volume.
È interessante che il grado di compatibilità SS corrisponda direttamente a quanto i soggetti qualificati sono nell'abbinamento cross-modality. In un cross-modality match, ai soggetti può essere chiesto di indicare quale volume uditivo corrisponde a una certa luminosità oa un certo peso; questo approccio è stato popolare nella ricerca sul ridimensionamento delle dimensioni sensoriali, poiché consente di evitare di mappare gli stimoli sensoriali ai numeri. La compatibilità RR si riferisce alla corrispondenza di movimenti simultanei e anche successivi. Alcuni movimenti sono coordinati più facilmente di altri, il che fornisce chiari vincoli al modo in cui una successione di azioni, ad esempio operazioni successive di controlli, viene eseguita in modo più efficiente.
Gli esempi precedenti mostrano chiaramente come i problemi di compatibilità pervadano tutte le interfacce utente-macchina. Il problema è che gli effetti di una scarsa compatibilità sono spesso attenuati da una pratica prolungata e quindi possono rimanere inosservati o sottovalutati. Tuttavia, anche quando le relazioni di visualizzazione-controllo incompatibili sono ben praticate e non sembrano influenzare le prestazioni, rimane il punto di una maggiore probabilità di errore. La risposta errata compatibile rimane un concorrente per quella corretta incompatibile ed è probabile che si verifichi occasionalmente, con l'ovvio rischio di un incidente. Inoltre, la quantità di pratica richiesta per padroneggiare relazioni SR incompatibili è formidabile e una perdita di tempo.
Limiti di programmazione ed esecuzione del motore
Un limite nella programmazione motoria è già stato accennato brevemente nelle osservazioni sulla compatibilità RR. L'operatore umano ha evidenti problemi nell'eseguire sequenze di movimento incongruenti, ed in particolare, il passaggio dall'una all'altra sequenza incongruente è di difficile realizzazione. I risultati degli studi sulla coordinazione motoria sono rilevanti per la progettazione di controlli in cui entrambe le mani sono attive. Tuttavia, la pratica può superare molto in questo senso, come risulta dai sorprendenti livelli di abilità acrobatiche.
Molti principi comuni nella progettazione dei controlli derivano dalla programmazione motoria. Includono l'incorporazione di resistenza in un controllo e la fornitura di feedback che indica che è stato azionato correttamente. Uno stato motorio preparatorio è un determinante molto rilevante del tempo di reazione. La reazione a uno stimolo improvviso inaspettato può richiedere circa un secondo in più, il che è considerevole quando è necessaria una reazione rapida, come nel reagire alla luce del freno di un'auto in testa. Le reazioni impreparate sono probabilmente una delle cause principali delle collisioni a catena. I segnali di preallarme sono utili per prevenire tali collisioni. Una delle principali applicazioni della ricerca sull'esecuzione del movimento riguarda la legge di Fitt, che mette in relazione il movimento, la distanza e la dimensione del bersaglio a cui si mira. Questa legge sembra essere abbastanza generale, applicandosi ugualmente a una leva operativa, un joystick, un mouse o una penna ottica. Tra l'altro, è stato applicato per stimare il tempo necessario per apportare correzioni sugli schermi dei computer.
C'è ovviamente molto altro da dire oltre alle osservazioni sommarie di cui sopra. Ad esempio, la discussione è stata quasi completamente limitata alle questioni del flusso di informazioni al livello di una semplice reazione di scelta. Non sono stati toccati temi al di là delle reazioni di scelta, né problemi di feedback e feed forward nel monitoraggio continuo delle informazioni e dell'attività motoria. Molte delle questioni menzionate hanno una forte relazione con i problemi della memoria e della pianificazione del comportamento, che non sono stati affrontati. Discussioni più ampie si trovano ad esempio in Wickens (1992).
Nella progettazione di un prodotto o di un processo industriale ci si concentra sul lavoratore “medio” e “sano”. Le informazioni riguardanti le capacità umane in termini di forza muscolare, flessibilità corporea, lunghezza della portata e molte altre caratteristiche sono per la maggior parte derivate da studi empirici condotti da agenzie di reclutamento militari e riflettono valori misurati validi per il tipico giovane maschio sui vent'anni . Ma le popolazioni lavoratrici, a dire il vero, sono costituite da persone di entrambi i sessi e di un'ampia gamma di età, per non parlare di una varietà di tipi fisici e abilità, livelli di forma fisica e salute e capacità funzionali. Una classificazione delle varietà di limitazione funzionale tra le persone come delineata dall'Organizzazione mondiale della sanità è fornita nell'allegato articolo "Caso di studio: la classificazione internazionale della limitazione funzionale nelle persone". Allo stato attuale, il design industriale per la maggior parte non tiene sufficientemente conto delle capacità generali (o incapacità, se è per questo) dei lavoratori in generale, e dovrebbe prendere come punto di partenza una media umana più ampia come base per il design. Chiaramente, un carico fisico adeguato per un ventenne può superare la capacità di gestione di un quindicenne o di un sessantenne. È compito del progettista considerare tali differenze non solo dal punto di vista dell'efficienza, ma con un occhio di riguardo alla prevenzione degli infortuni e delle malattie professionali.
Il progresso della tecnologia ha portato allo stato di cose che, di tutti i luoghi di lavoro in Europa e Nord America, il 60% prevede la posizione seduta. Il carico fisico nelle situazioni lavorative è ora mediamente molto inferiore rispetto a prima, ma molti cantieri, tuttavia, richiedono carichi fisici che non possono essere sufficientemente ridotti per adattarsi alle capacità fisiche umane; in alcuni paesi in via di sviluppo, le risorse della tecnologia attuale semplicemente non sono disponibili per alleviare in misura apprezzabile il carico fisico umano. E nei paesi tecnologicamente avanzati, è ancora un problema comune che un designer adatti il proprio approccio ai vincoli imposti dalle specifiche del prodotto o dai processi di produzione, ignorando o tralasciando i fattori umani legati alla disabilità e alla prevenzione dei danni dovuti al carico di lavoro . Rispetto a questi obiettivi, i progettisti devono essere educati a prestare attenzione a tutti questi fattori umani, esprimendo i risultati del loro studio in modo documento sui requisiti del prodotto (PRD). Il PRD contiene il sistema di esigenze che il progettista deve soddisfare per raggiungere sia il livello di qualità del prodotto atteso sia la soddisfazione dei bisogni delle capacità umane nel processo produttivo. Sebbene non sia realistico pretendere un prodotto che corrisponda a tutti gli effetti a un PRD, data la necessità di inevitabili compromessi, il metodo di progettazione più adatto all'approccio più vicino a questo obiettivo è il metodo di progettazione ergonomica del sistema (SED), da discutere a seguito di una considerazione di due approcci progettuali alternativi.
Design creativo
Questo approccio progettuale è caratteristico degli artisti e di altri coinvolti nella produzione di opere di alto livello di originalità. L'essenza di questo processo di progettazione è che un concetto viene elaborato in modo intuitivo e attraverso "l'ispirazione", consentendo di affrontare i problemi non appena si presentano, senza deliberazione cosciente in anticipo. A volte, il risultato non assomiglierà al concetto iniziale, ma rappresenta comunque ciò che il creatore considera il suo prodotto autentico. Non di rado, inoltre, il design è un fallimento. La figura 1 illustra il percorso del design creativo.
La progettazione del sistema è nata dalla necessità di predeterminare le fasi della progettazione in un ordine logico. Man mano che il design diventa complesso, deve essere suddiviso in sottoattività. I designer oi team di sottoattività diventano così interdipendenti e il design diventa il lavoro di un team di progettazione piuttosto che di un singolo designer. Competenze complementari sono distribuite attraverso il team e il design assume un carattere interdisciplinare.
La progettazione del sistema è orientata alla realizzazione ottimale di funzioni di prodotto complesse e ben definite attraverso la selezione della tecnologia più appropriata; è costoso, ma i rischi di fallimento sono notevolmente ridotti rispetto ad approcci meno organizzati. L'efficacia del progetto viene misurata rispetto agli obiettivi formulati nel PRD.
Il modo in cui le specifiche formulate nel PRD sono di primaria importanza. La Figura 2 illustra la relazione tra il PRD e altre parti del processo di progettazione del sistema.
Figura 2. Progettazione del sistema
Come mostra questo schema, l'input dell'utente viene trascurato. Solo alla fine del processo di progettazione l'utente può criticare il progetto. Ciò è inutile sia per il produttore che per l'utente, poiché si deve attendere il ciclo di progettazione successivo (se ce n'è uno) prima che gli errori possano essere corretti e le modifiche apportate. Inoltre, il feedback degli utenti è raramente sistematizzato e importato in un nuovo PRD come influenza progettuale.
Design ergonomico del sistema (SED)
SED è una versione della progettazione del sistema adattata per garantire che il fattore umano sia preso in considerazione nel processo di progettazione. La Figura 3 illustra il flusso di input dell'utente nel PRD.
Figura 3. Design ergonomico del sistema
Nella progettazione ergonomica del sistema, l'essere umano è considerato parte del sistema: le modifiche alle specifiche progettuali vengono infatti apportate in considerazione delle capacità del lavoratore rispetto agli aspetti cognitivi, fisici e mentali, e il metodo si presta come efficace approccio progettuale per qualsiasi sistema tecnico in cui sono impiegati operatori umani.
Ad esempio, per esaminare le implicazioni delle capacità fisiche del lavoratore, l'assegnazione dei compiti nella progettazione del processo richiederà un'attenta selezione dei compiti che devono essere eseguiti dall'operatore umano o dalla macchina, ogni compito essendo studiato per la sua attitudine a macchina o trattamento umano. Chiaramente, il lavoratore umano sarà più efficace nell'interpretare informazioni incomplete; le macchine però calcolano molto più rapidamente con i dati preparati; una macchina è la scelta per sollevare carichi pesanti; e così via. Inoltre, potendo testare l'interfaccia utente-macchina in fase prototipale, si possono eliminare errori di progettazione che altrimenti si manifesterebbero prematuramente in fase di funzionamento tecnico.
Metodi nella ricerca sugli utenti
Non esiste un metodo “migliore”, né alcuna fonte di formule e linee guida sicure e certe, secondo le quali debba essere intrapresa la progettazione per i lavoratori disabili. È piuttosto una questione di buon senso fare una ricerca esaustiva di tutta la conoscenza ottenibile rilevante per il problema e implementarla nel modo migliore e più evidente.
Le informazioni possono essere raccolte da fonti come le seguenti:
I metodi sopra descritti sono alcuni dei vari modi di raccogliere dati sulle persone. Esistono anche metodi per valutare i sistemi utente-macchina. Uno di questi-simulazione- è quello di costruire una copia fisica realistica. Lo sviluppo di una rappresentazione simbolica più o meno astratta di un sistema ne è un esempio modellismo. Tali espedienti, ovviamente, sono sia utili che necessari quando il sistema o il prodotto effettivo non esiste o non è accessibile alla manipolazione sperimentale. La simulazione è più spesso utilizzata per scopi di formazione e modellazione per la ricerca. UN mock-up è una copia tridimensionale a grandezza naturale del luogo di lavoro progettato, composta, ove necessario, di materiali improvvisati, ed è di grande utilità per testare le possibilità progettuali con il lavoratore disabile proposto: infatti, la maggior parte dei problemi progettuali può essere identificata con l'ausilio di un tale dispositivo. Un altro vantaggio di questo approccio è che la motivazione del lavoratore cresce man mano che partecipa alla progettazione della propria futura postazione di lavoro.
Analisi dei compiti
Nell'analisi dei compiti, diversi aspetti di un lavoro definito sono soggetti all'osservazione analitica. Questi molteplici aspetti includono la postura, l'instradamento delle manipolazioni del lavoro, le interazioni con altri lavoratori, la manipolazione degli strumenti e delle macchine operative, l'ordine logico delle attività secondarie, l'efficienza delle operazioni, le condizioni statiche (un lavoratore può dover eseguire compiti nella stessa postura per un lungo tempo o con alta frequenza), condizioni dinamiche (che richiedono numerose condizioni fisiche variabili), condizioni ambientali materiali (come in un macello freddo) o condizioni immateriali (come un ambiente di lavoro stressante o l'organizzazione stessa del lavoro).
La progettazione del lavoro per la persona disabile deve, quindi, essere fondata su un'approfondita analisi del compito oltre che su un esame completo delle capacità funzionali della persona disabile. L'approccio progettuale di base è una questione cruciale: è più efficiente elaborare senza pregiudizi tutte le possibili soluzioni per il problema in esame piuttosto che produrre un unico concetto progettuale o un numero limitato di concetti. Nella terminologia del design, questo approccio è chiamato fare a panoramica morfologica. Data la molteplicità dei concetti progettuali originali, si può procedere ad un'analisi delle caratteristiche pro e contro di ciascuna possibilità rispetto all'uso del materiale, al metodo di costruzione, alle caratteristiche tecniche di produzione, alla facilità di manipolazione e così via. Non è senza precedenti che più di una soluzione raggiunga la fase di prototipo e che una decisione finale venga presa in una fase relativamente avanzata del processo di progettazione.
Anche se questo può sembrare un modo dispendioso in termini di tempo per realizzare progetti di design, in realtà il lavoro extra che comporta è compensato in termini di minori problemi riscontrati nella fase di sviluppo, per non parlare del fatto che il risultato, una nuova postazione o prodotto, avrà incarnava un migliore equilibrio tra le esigenze del lavoratore disabile e le esigenze dell'ambiente di lavoro. Sfortunatamente, quest'ultimo vantaggio raramente, se non mai, raggiunge il progettista in termini di feedback.
Documento Requisiti Prodotto (PRD) e Disabilità
Dopo che tutte le informazioni relative a un prodotto sono state raccolte, dovrebbero essere trasformate in una descrizione non solo del prodotto ma di tutte quelle richieste che possono essere fatte di esso, indipendentemente dalla fonte o dalla natura. Queste richieste possono naturalmente essere suddivise lungo varie linee. Il PRD dovrebbe includere richieste relative a dati utente-operatore (misure fisiche, range di movimento, range di forza muscolare, ecc.), dati tecnici (materiali, costruzione, tecnica di produzione, norme di sicurezza, ecc.), e anche conclusioni derivanti da di studi di fattibilità di mercato.
Il PRD costituisce la struttura del designer e alcuni designer lo considerano una restrizione indesiderata della loro creatività piuttosto che una sfida salutare. In considerazione delle difficoltà che a volte accompagnano l'esecuzione di un PRD, va sempre tenuto ben presente che un fallimento progettuale provoca disagio per la persona disabile, che può rinunciare ai suoi sforzi per avere successo nel mondo del lavoro (oppure fallire vittima indifesa al progredire della condizione invalidante), e anche costi aggiuntivi per la riprogettazione. A tal fine, i progettisti tecnici non dovrebbero operare da soli nel loro lavoro di progettazione per i disabili, ma dovrebbero cooperare con tutte le discipline necessarie per garantire le informazioni mediche e funzionali per impostare un PRD integrato come cornice per la progettazione.
Test del prototipo
Quando viene costruito un prototipo, dovrebbe essere testato per gli errori. I test di errore dovrebbero essere eseguiti non solo dal punto di vista del sistema tecnico e dei sottosistemi, ma anche in vista della sua usabilità in combinazione con l'utente. Quando l'utente è una persona disabile, devono essere prese ulteriori precauzioni. Un errore a cui un lavoratore integro può rispondere con successo in sicurezza può non offrire al lavoratore disabile la possibilità di evitare il danno.
I test sui prototipi dovrebbero essere eseguiti su un piccolo numero di lavoratori disabili (tranne nel caso di un progetto unico) secondo un protocollo abbinato al PRD. Solo mediante tale verifica empirica è possibile giudicare adeguatamente il grado in cui il progetto soddisfa i requisiti del PRD. Sebbene i risultati su un piccolo numero di soggetti possano non essere generalizzabili a tutti i casi, forniscono informazioni preziose per l'utilizzo da parte del progettista nel progetto finale o in progetti futuri.
Valutazione
La valutazione di un sistema tecnico (una situazione di lavoro, una macchina o uno strumento) dovrebbe essere giudicata in base al suo PRD, non interrogando l'utente o anche tentando confronti di progetti alternativi rispetto alle prestazioni fisiche. Ad esempio, il progettista di una ginocchiera specifica, basando il suo progetto sui risultati della ricerca che mostrano articolazioni del ginocchio instabili che mostrano una reazione ritardata del tendine del ginocchio, creerà un prodotto che compensi questo ritardo. Ma un altro tutore può avere obiettivi di progettazione diversi. Eppure gli attuali metodi di valutazione non mostrano alcuna comprensione di quando prescrivere quale tipo di ginocchiera a quali pazienti e in quali condizioni, proprio il tipo di intuizione di cui un professionista della salute ha bisogno quando prescrive ausili tecnici nel trattamento delle disabilità.
La ricerca attuale mira a rendere possibile questo tipo di intuizione. Un modello utilizzato per ottenere informazioni su quei fattori che effettivamente determinano se un ausilio tecnico debba essere utilizzato o meno, o se un cantiere sia o meno ben progettato e attrezzato per il lavoratore disabile è il Rehabilitation Technology Useability Model (RTUM). Il modello RTUM offre un framework da utilizzare nelle valutazioni di prodotti, strumenti o macchine esistenti, ma può anche essere utilizzato in combinazione con il processo di progettazione, come mostrato nella figura 4.
Figura 4. Modello di usabilità della tecnologia riabilitativa (RTUM) in combinazione con l'approccio di progettazione ergonomica del sistema
Le valutazioni dei prodotti esistenti rivelano che per quanto riguarda gli ausili tecnici ei cantieri, la qualità dei PRD è molto scarsa. A volte, i requisiti del prodotto non vengono registrati correttamente; in altri non sono sviluppati in misura utile. I progettisti devono semplicemente imparare a iniziare a documentare i requisiti dei propri prodotti, compresi quelli relativi agli utenti disabili. Si noti che, come mostra la figura 4, RTUM, insieme a SED, offre un framework che include i requisiti degli utenti disabili. Le agenzie incaricate di prescrivere i prodotti per i propri utenti devono richiedere all'industria di valutare tali prodotti prima di commercializzarli, un compito essenzialmente impossibile in assenza di specifiche sui requisiti del prodotto; la figura 4 mostra anche come si può provvedere affinché il risultato finale possa essere valutato come dovrebbe (su un PRD) con l'aiuto della persona o del gruppo disabile a cui il prodotto è destinato. Spetta alle organizzazioni sanitarie nazionali stimolare i progettisti a rispettare tali standard di progettazione ea formulare regolamenti appropriati.
Cultura e tecnologia sono interdipendenti. Mentre la cultura è davvero un aspetto importante nella progettazione, sviluppo e utilizzo della tecnologia, il rapporto tra cultura e tecnologia è, tuttavia, estremamente complesso. Deve essere analizzato da diverse prospettive per essere considerato nella progettazione e nell'applicazione della tecnologia. Sulla base del suo lavoro in Zambia, Kingsley (1983) divide l'adattamento tecnologico in cambiamenti e adattamenti a tre livelli: quello dell'individuo, dell'organizzazione sociale e del sistema di valori culturali della società. Ogni livello possiede forti dimensioni culturali che richiedono particolari considerazioni progettuali.
Allo stesso tempo, la tecnologia stessa è una parte inseparabile della cultura. È costruito, in tutto o in parte, attorno ai valori culturali di una particolare società. E come parte della cultura, la tecnologia diventa un'espressione del modo di vivere e di pensare di quella società. Pertanto, affinché la tecnologia sia accettata, utilizzata e riconosciuta da una società come propria, deve essere congruente con l'immagine complessiva della cultura di quella società. La tecnologia deve integrare la cultura, non contrastarla.
Questo articolo affronterà alcune delle complessità relative alle considerazioni culturali nei progetti tecnologici, esaminando le questioni e i problemi attuali, nonché i concetti e i principi prevalenti e come possono essere applicati.
Definizione di Cultura
La definizione del termine cultura è stato dibattuto a lungo tra sociologi e antropologi per molti decenni. La cultura può essere definita in molti termini. Kroeber e Kluckhohn (1952) hanno esaminato oltre un centinaio di definizioni di cultura. Williams (1976) citato cultura come una delle parole più complicate della lingua inglese. La cultura è stata persino definita come l'intero modo di vivere delle persone. In quanto tale, include la loro tecnologia e gli artefatti materiali: tutto ciò che è necessario sapere per diventare un membro funzionante della società (Geertz 1973). Può anche essere descritto come "forme simboliche pubblicamente disponibili attraverso le quali le persone sperimentano ed esprimono significato" (Keesing 1974). Riassumendo, Elzinga e Jamison (1981) lo hanno espresso in modo appropriato quando hanno affermato che "la parola cultura ha significati diversi in diverse discipline intellettuali e sistemi di pensiero".
Tecnologia: parte e prodotto della cultura
La tecnologia può essere considerata sia come parte della cultura che come suo prodotto. Più di 60 anni fa il noto sociologo Malinowsky ha incluso la tecnologia come parte della cultura e ha dato la seguente definizione: "la cultura comprende manufatti, beni, processi tecnici, idee, abitudini e valori ereditati". Più tardi, Leach (1965) considerò la tecnologia come un prodotto culturale e menzionò “artefatti, beni e processi tecnici” come “prodotti della cultura”.
Nel regno tecnologico, la "cultura" come questione importante nella progettazione, sviluppo e utilizzo di prodotti o sistemi tecnici è stata ampiamente trascurata da molti fornitori e destinatari di tecnologia. Uno dei motivi principali di questa negligenza è l'assenza di informazioni di base sulle differenze culturali.
In passato, i cambiamenti tecnologici hanno portato a cambiamenti significativi nella vita e nell'organizzazione sociale e nei sistemi di valori delle persone. L'industrializzazione ha apportato cambiamenti profondi e duraturi negli stili di vita tradizionali di molte società precedentemente agricole poiché tali stili di vita erano ampiamente considerati incompatibili con il modo in cui il lavoro industriale dovrebbe essere organizzato. In situazioni di grande diversità culturale, ciò ha portato a vari esiti socio-economici negativi (Shahnavaz 1991). È ormai un fatto consolidato che semplicemente imporre una tecnologia a una società e credere che sarà assorbita e utilizzata attraverso un'ampia formazione è un pio desiderio (Martin et al. 1991).
È responsabilità del progettista della tecnologia considerare gli effetti diretti e indiretti della cultura e rendere il prodotto compatibile con il sistema di valori culturali dell'utente e con l'ambiente operativo previsto.
L'impatto della tecnologia per molti "paesi in via di sviluppo industriale" (IDC) è stato molto più che un miglioramento dell'efficienza. L'industrializzazione non era solo modernizzazione dei settori della produzione e dei servizi, ma in una certa misura occidentalizzazione della società. Il trasferimento tecnologico è, quindi, anche trasferimento culturale.
La cultura, oltre alla religione, alla tradizione e alla lingua, che sono parametri importanti per la progettazione e l'utilizzo della tecnologia, comprende altri aspetti, come atteggiamenti specifici nei confronti di determinati prodotti e compiti, regole di comportamento appropriato, regole di etichetta, tabù, abitudini e costumi. Tutti questi devono essere ugualmente considerati per un design ottimale.
Si dice che le persone siano anche prodotti delle loro culture distintive. Tuttavia, resta il fatto che le culture del mondo sono molto intrecciate a causa della migrazione umana nel corso della storia. Non c'è da meravigliarsi che esistano più variazioni culturali che nazionali nel mondo. Tuttavia, si possono fare alcune distinzioni molto ampie riguardo alle differenze basate sulla cultura sociale, organizzativa e professionale che potrebbero influenzare il design in generale.
Limitare le influenze della cultura
Ci sono pochissime informazioni sulle analisi sia teoriche che empiriche delle influenze vincolanti della cultura sulla tecnologia e su come questo problema dovrebbe essere incorporato nella progettazione della tecnologia hardware e software. Anche se l'influenza della cultura sulla tecnologia è stata riconosciuta (Shahnavaz 1991; Abeysekera, Shahnavaz e Chapman 1990; Alvares 1980; Baranson 1969), sono disponibili pochissime informazioni sull'analisi teorica delle differenze culturali per quanto riguarda la progettazione e l'utilizzo della tecnologia. Ci sono ancora meno studi empirici che quantificano l'importanza delle variazioni culturali e forniscono raccomandazioni su come considerare i fattori culturali nella progettazione di prodotti o sistemi (Kedia e Bhagat 1988). Tuttavia, la cultura e la tecnologia possono ancora essere studiate con un certo grado di chiarezza se viste da diversi punti di vista sociologici.
Cultura e tecnologia: compatibilità e preferenza
La corretta applicazione di una tecnologia dipende, in larga misura, dalla compatibilità della cultura dell'utente con le specifiche del progetto. La compatibilità deve esistere a tutti i livelli della cultura: a livello sociale, organizzativo e professionale. A sua volta, la compatibilità culturale può avere una forte influenza sulle preferenze e sull'attitudine di un popolo a utilizzare una tecnologia. Questa domanda riguarda le preferenze relative a un prodotto o sistema; ai concetti di produttività e relativa efficienza; al cambiamento, al successo e all'autorità; così come al modo di utilizzo della tecnologia. I valori culturali possono quindi influenzare la volontà e la capacità delle persone di selezionare, utilizzare e controllare la tecnologia. Devono essere compatibili per essere preferiti.
Cultura sociale
Poiché tutte le tecnologie sono inevitabilmente associate a valori socioculturali, la ricettività culturale della società è una questione molto importante per il corretto funzionamento di un dato progetto tecnologico (Hosni 1988). La cultura nazionale o sociale, che contribuisce alla formazione di un modello mentale collettivo delle persone, influenza l'intero processo di progettazione e applicazione della tecnologia, che va dalla pianificazione, definizione degli obiettivi e definizione delle specifiche di progettazione, ai sistemi di produzione, gestione e manutenzione, formazione e valutazione. La progettazione tecnologica sia dell'hardware che del software dovrebbe, quindi, riflettere le variazioni culturali basate sulla società per il massimo beneficio. Tuttavia, definire tali fattori culturali basati sulla società da considerare nella progettazione della tecnologia è un compito molto complicato. Hofstede (1980) ha proposto variazioni quadro quadridimensionali della cultura su base nazionale.
Glenn e Glenn (1981) hanno anche distinto tra tendenze "astrattive" e "associative" in una data cultura nazionale. Si sostiene che quando le persone di una cultura associativa (come quelle asiatiche) affrontano un problema cognitivo, pongono maggiore enfasi sul contesto, adattano un approccio di pensiero globale e cercano di utilizzare l'associazione tra vari eventi. Mentre nelle società occidentali predomina una cultura più astrattiva del pensiero razionale. Sulla base di queste dimensioni culturali, Kedia e Bhagat (1988) hanno sviluppato un modello concettuale per comprendere i vincoli culturali sul trasferimento tecnologico. Hanno sviluppato varie “proposizioni” descrittive che forniscono informazioni sulle variazioni culturali dei diversi paesi e sulla loro ricettività nei confronti della tecnologia. Certamente molte culture sono moderatamente inclini all'una o all'altra di queste categorie e contengono alcune caratteristiche miste.
Le prospettive dei consumatori e dei produttori sulla progettazione e l'utilizzo della tecnologia sono direttamente influenzate dalla cultura della società. Gli standard di sicurezza dei prodotti per la tutela dei consumatori così come i regolamenti sull'ambiente di lavoro, i sistemi di ispezione e applicazione per proteggere i produttori sono in larga misura il riflesso della cultura e del sistema di valori della società.
Cultura organizzativa
L'organizzazione di un'azienda, la sua struttura, il sistema di valori, la funzione, il comportamento e così via, sono in gran parte prodotti culturali della società in cui opera. Ciò significa che ciò che accade all'interno di un'organizzazione è principalmente un riflesso diretto di ciò che sta accadendo nella società esterna (Hofstede 1983). Le organizzazioni prevalenti di molte aziende che operano negli IDC sono influenzate sia dalle caratteristiche del paese produttore di tecnologia sia da quelle dell'ambiente destinatario della tecnologia. Tuttavia, il riflesso della cultura sociale in una data organizzazione può variare. Le organizzazioni interpretano la società in termini della propria cultura e il loro grado di controllo dipende, tra gli altri fattori, dalle modalità di trasferimento tecnologico.
Data la natura mutevole dell'organizzazione oggi, oltre a una forza lavoro multiculturale e diversificata, l'adattamento di un programma organizzativo adeguato è più importante che mai per un'operazione di successo (un esempio di programma di gestione della diversità della forza lavoro è descritto in Solomon (1989)).
Cultura professionale
Le persone appartenenti a una certa categoria professionale possono utilizzare un pezzo di tecnologia in un modo specifico. Wikstrom et al. (1991), in un progetto finalizzato allo sviluppo di utensili manuali, hanno notato che, nonostante l'ipotesi dei progettisti su come tenere e usare le parti della piastra (cioè, con una presa in avanti e l'utensile che si allontana dal proprio corpo), i lattonieri professionisti impugnavano e utilizzavano il vomere a lastra in modo inverso, come mostrato nella figura 1. Essi hanno concluso che gli utensili dovrebbero essere studiati nelle reali condizioni di campo della stessa popolazione di utilizzatori al fine di acquisire informazioni rilevanti sulle caratteristiche degli utensili.
Figura 1. L'uso pratico di utensili a lama da parte di lattonieri professionisti (l'impugnatura invertita)
Utilizzo delle caratteristiche culturali per un design ottimale
Come implicito nelle considerazioni precedenti, la cultura fornisce identità e fiducia. Forma opinioni sugli obiettivi e le caratteristiche di un "sistema tecnologia umana" e su come dovrebbe operare in un dato ambiente. E in ogni cultura ci sono sempre alcune caratteristiche che sono preziose per quanto riguarda il progresso tecnologico. Se queste caratteristiche sono considerate nella progettazione della tecnologia software e hardware, possono fungere da forza trainante per l'assorbimento della tecnologia nella società. Un buon esempio è la cultura di alcuni paesi del sud-est asiatico largamente influenzati dal confucianesimo e dal buddismo. Il primo sottolinea, tra le altre cose, l'apprendimento e la lealtà, e considera una virtù essere in grado di assorbire nuovi concetti. Quest'ultimo insegna l'importanza dell'armonia e del rispetto per gli altri esseri umani. Si dice che queste caratteristiche culturali uniche abbiano contribuito a fornire l'ambiente giusto per l'assorbimento e l'implementazione dell'hardware avanzato e della tecnologia organizzativa fornita dai giapponesi (Matthews 1982).
Una strategia intelligente farebbe quindi il miglior uso delle caratteristiche positive della cultura di una società nel promuovere idee e principi ergonomici. Secondo McWhinney (1990) “gli eventi, per essere compresi e quindi utilizzati efficacemente nella proiezione, devono essere incorporati nelle storie. Bisogna andare a diverse profondità per sprigionare l'energia fondante, per liberare la società o l'organizzazione dai tratti inibitori, per trovare i percorsi lungo i quali possa fluire naturalmente. . . . Né la pianificazione né il cambiamento possono essere efficaci senza incorporarli consapevolmente in una narrazione.
Un buon esempio di apprezzamento culturale nella progettazione della strategia di gestione è l'implementazione della tecnica dei "sette strumenti" per l'assicurazione della qualità in Giappone. I "sette strumenti" sono le armi minime che un guerriero samurai doveva portare con sé ogni volta che usciva per combattere. I pionieri dei “circoli di controllo della qualità”, adattando le loro nove raccomandazioni a un contesto giapponese, hanno ridotto questo numero per sfruttare un termine familiare – “i sette strumenti” – in modo da incoraggiare il coinvolgimento di tutti i dipendenti nel loro lavoro di qualità strategia (Lillrank e Kano 1989).
Tuttavia, altre caratteristiche culturali potrebbero non essere vantaggiose per lo sviluppo tecnologico. La discriminazione contro le donne, la stretta osservanza di un sistema di caste, pregiudizi razziali o di altro tipo, o considerare alcuni compiti come degradanti, sono alcuni esempi che possono avere un'influenza negativa sullo sviluppo tecnologico. In alcune culture tradizionali, gli uomini dovrebbero essere i principali salariati. Si abituano a considerare il ruolo delle donne come dipendenti alla pari, per non dire come supervisori, con insensibilità o addirittura ostilità. Negare pari opportunità di lavoro alle donne e mettere in discussione la legittimità dell'autorità delle donne non è adeguato alle attuali esigenze delle organizzazioni, che richiedono un utilizzo ottimale delle risorse umane.
Per quanto riguarda la progettazione delle attività e il contenuto del lavoro, alcune culture considerano degradanti compiti come il lavoro manuale e il servizio. Ciò può essere attribuito a passate esperienze legate all'epoca coloniale riguardo ai “rapporti padrone-schiavo”. In alcune altre culture esistono forti pregiudizi nei confronti di compiti o occupazioni associati a "mani sporche". Questi atteggiamenti si riflettono anche in scale salariali inferiori alla media per queste occupazioni. A loro volta, questi hanno contribuito alla carenza di tecnici oa risorse di manutenzione inadeguate (Sinaiko 1975).
Poiché di solito ci vogliono molte generazioni per cambiare i valori culturali rispetto a una nuova tecnologia, sarebbe più conveniente adattare la tecnologia alla cultura del destinatario della tecnologia, tenendo conto delle differenze culturali nella progettazione di hardware e software.
Considerazioni culturali nella progettazione di prodotti e sistemi
Ormai è ovvio che la tecnologia consiste sia di hardware che di software. I componenti hardware includono beni strumentali e intermedi, come prodotti industriali, macchinari, attrezzature, edifici, luoghi di lavoro e layout fisici, la maggior parte dei quali riguarda principalmente il dominio della microergonomia. Il software riguarda la programmazione e la pianificazione, la gestione e le tecniche organizzative, l'amministrazione, la manutenzione, la formazione e l'istruzione, la documentazione e i servizi. Tutte queste preoccupazioni rientrano nell'ambito della macroergonomia.
Di seguito sono riportati alcuni esempi di influenze culturali che richiedono particolari considerazioni progettuali dal punto di vista micro e macro ergonomico.
Problemi di microergonomia
La microergonomia si occupa della progettazione di un prodotto o di un sistema con l'obiettivo di creare un'interfaccia utente-macchina-ambiente “utilizzabile”. Il concetto principale del design del prodotto è l'usabilità. Questo concetto coinvolge non solo la funzionalità e l'affidabilità del prodotto, ma anche questioni di sicurezza, comfort e divertimento.
Il modello interno dell'utente (cioè il suo modello cognitivo o mentale) gioca un ruolo importante nella progettazione dell'usabilità. Per far funzionare o controllare un sistema in modo efficiente e sicuro, l'utente deve disporre di un accurato modello cognitivo rappresentativo del sistema in uso. Wisner (1983) ha affermato che "l'industrializzazione richiederebbe quindi più o meno un nuovo tipo di modello mentale". In questa prospettiva, l'istruzione formale e la formazione tecnica, l'esperienza così come la cultura sono fattori importanti nel determinare la formazione di un modello cognitivo adeguato.
Meshkati (1989), nello studio dei fattori micro e macro ergonomici dell'incidente della Union Carbide Bhopal del 1984, ha evidenziato l'importanza della cultura sull'inadeguato modello mentale del funzionamento dell'impianto da parte degli operatori indiani. Ha affermato che parte del problema potrebbe essere stato dovuto "alle prestazioni di operatori del Terzo Mondo scarsamente addestrati che utilizzano sistemi tecnologici avanzati progettati da altri esseri umani con background educativi molto diversi, nonché attributi culturali e psicosociali". In effetti, molti aspetti dell'usabilità del design a livello di microinterfaccia sono influenzati dalla cultura dell'utente. Un'attenta analisi della percezione, del comportamento e delle preferenze dell'utente porterebbe a una migliore comprensione delle esigenze e dei requisiti dell'utente per la progettazione di un prodotto o sistema che sia efficace e accettabile.
Alcuni di questi aspetti microergonomici legati alla cultura sono i seguenti:
Problemi di macroergonomia
Il termine macroergonomia si riferisce alla progettazione della tecnologia software. Riguarda la corretta progettazione delle organizzazioni e dei sistemi di gestione. Esistono prove che dimostrano che a causa delle differenze di cultura, condizioni sociopolitiche e livelli di istruzione, molti metodi gestionali e organizzativi di successo sviluppati nei paesi industrializzati non possono essere applicati con successo ai paesi in via di sviluppo (Negandhi 1975). Nella maggior parte degli IDC, una gerarchia organizzativa caratterizzata da un flusso discendente della struttura di autorità all'interno dell'organizzazione è una pratica comune. Ha poca attenzione per i valori occidentali come la democrazia o la condivisione del potere nel processo decisionale, che sono considerati questioni chiave nella gestione moderna, essendo essenziali per un corretto utilizzo delle risorse umane per quanto riguarda l'intelligenza, la creatività, il potenziale di risoluzione dei problemi e l'ingegno.
Il sistema feudale della gerarchia sociale e il suo sistema di valori sono anche ampiamente praticati nella maggior parte dei luoghi di lavoro industriali nei paesi in via di sviluppo. Questi rendono un approccio di gestione partecipativa (che è essenziale per la nuova modalità di produzione di specializzazione flessibile e la motivazione della forza lavoro) uno sforzo difficile. Tuttavia, ci sono rapporti che confermano l'opportunità di introdurre sistemi di lavoro autonomi anche in queste culture (Ketchum 1984).
Zhang e Tyler (1990), in un caso di studio relativo alla riuscita creazione di un moderno impianto di produzione di cavi telefonici in Cina fornito da un'azienda statunitense (la Essex Company) hanno affermato che "entrambe le parti si rendono conto, tuttavia, che l'applicazione diretta della normativa americana o le pratiche di gestione dell'Essex non erano sempre pratiche né desiderabili a causa delle differenze culturali, filosofiche e politiche. Pertanto le informazioni e le istruzioni fornite da Essex sono state spesso modificate dal partner cinese per essere compatibili con le condizioni esistenti in Cina”. Hanno anche sostenuto che la chiave del loro successo, nonostante le differenze culturali, economiche e politiche, era la dedizione e l'impegno di entrambe le parti per un obiettivo comune, nonché il rispetto, la fiducia e l'amicizia reciproci che trascendevano qualsiasi differenza tra di loro.
La progettazione dei turni e degli orari di lavoro sono altri esempi di organizzazione del lavoro. Nella maggior parte degli IDC ci sono alcuni problemi socioculturali associati al lavoro a turni. Questi includono cattive condizioni generali di vita e abitative, mancanza di servizi di supporto, un ambiente domestico rumoroso e altri fattori, che richiedono la progettazione di speciali programmi di turni. Inoltre, per le lavoratrici, una giornata lavorativa è solitamente molto più lunga di otto ore; è costituito non solo dal tempo effettivo dedicato al lavoro, ma anche dal tempo dedicato agli spostamenti, al lavoro domestico e alla cura dei figli e dei parenti anziani. In considerazione della cultura prevalente, la progettazione dei turni e di altri tipi di lavoro richiede speciali programmi di lavoro-riposo per un funzionamento efficace.
La flessibilità negli orari di lavoro per consentire variazioni culturali come un pisolino dopo pranzo per i lavoratori cinesi e attività religiose per i musulmani sono ulteriori aspetti culturali dell'organizzazione del lavoro. Nella cultura islamica, le persone devono interrompere il lavoro alcune volte al giorno per pregare e digiunare per un mese all'anno dall'alba al tramonto. Tutti questi vincoli culturali richiedono particolari considerazioni sull'organizzazione del lavoro.
Pertanto, molte caratteristiche del design macroergonomico sono strettamente influenzate dalla cultura. Queste caratteristiche dovrebbero essere considerate nella progettazione di sistemi software per un funzionamento efficace.
Conclusione: differenze culturali nel design
Progettare un prodotto o un sistema utilizzabile non è un compito facile. Non esiste una qualità assoluta di idoneità. È compito del progettista creare un'interazione ottimale e armonica tra le quattro componenti fondamentali del sistema uomo-tecnologia: l'utente, il compito, il sistema tecnologico e l'ambiente operativo. Un sistema può essere completamente utilizzabile per una combinazione di utente, attività e condizioni ambientali ma totalmente inadatto per un'altra. Un aspetto progettuale che può contribuire notevolmente all'usabilità del progetto, sia che si tratti di un singolo prodotto o di un sistema complesso, è la considerazione degli aspetti culturali che hanno una profonda influenza sia sull'utente che sull'ambiente operativo.
Anche se un ingegnere coscienzioso progetta un'interfaccia uomo-macchina appropriata per l'uso in un dato ambiente, il progettista spesso non è in grado di prevedere gli effetti di una cultura diversa sull'usabilità del prodotto. È difficile prevenire possibili effetti culturali negativi quando un prodotto viene utilizzato in un ambiente diverso da quello per cui è stato progettato. E poiché non esistono quasi dati quantitativi sui vincoli culturali, l'unico modo in cui l'ingegnere può rendere il progetto compatibile con i fattori culturali è integrare attivamente la popolazione degli utenti nel processo di progettazione.
Il modo migliore per considerare gli aspetti culturali nel design è che il designer adotti un approccio al design incentrato sull'utente. Abbastanza vero, l'approccio progettuale adottato dal progettista è il fattore essenziale che influenzerà istantaneamente l'usabilità del sistema progettato. L'importanza di questo concetto di base deve essere riconosciuta e implementata dal progettista del prodotto o del sistema all'inizio del ciclo di vita del progetto. I principi di base del design centrato sull'utente possono quindi essere riassunti come segue (Gould e Lewis 1985; Shackel 1986; Gould et al. 1987; Gould 1988; Wang 1992):
Nel caso della progettazione di un prodotto su scala globale, il designer deve considerare le esigenze dei consumatori di tutto il mondo. In tal caso, l'accesso a tutti gli utenti effettivi e agli ambienti operativi potrebbe non essere possibile allo scopo di adottare un approccio di progettazione incentrato sull'utente. Il progettista deve utilizzare un'ampia gamma di informazioni, sia formali che informali, come materiale di riferimento della letteratura, standard, linee guida e principi pratici ed esperienza nell'effettuare una valutazione analitica del progetto e deve fornire sufficiente adattabilità e flessibilità nel prodotto al fine di soddisfare le esigenze di una popolazione di utenti più ampia.
Un altro punto da considerare è il fatto che i designer non possono mai essere onniscienti. Hanno bisogno del contributo non solo degli utenti ma anche di altre parti coinvolte nel progetto, inclusi manager, tecnici e addetti alla riparazione e alla manutenzione. In un processo partecipativo, le persone coinvolte dovrebbero condividere le loro conoscenze ed esperienze nello sviluppo di un prodotto o sistema utilizzabile e accettare la responsabilità collettiva per la sua funzionalità e sicurezza. Dopotutto, tutti i soggetti coinvolti hanno qualcosa in gioco.
Lo status dei lavoratori anziani varia a seconda della loro condizione funzionale, che a sua volta è influenzata dalla loro storia lavorativa passata. Il loro status dipende anche dal posto di lavoro che occupano e dalla situazione sociale, culturale ed economica del paese in cui vivono.
Così, i lavoratori che devono svolgere molto lavoro fisico sono anche, il più delle volte, quelli che hanno avuto la minore scolarizzazione e la minore formazione professionale. Sono soggetti a condizioni di lavoro estenuanti, che possono causare malattie, e sono esposti al rischio di incidenti. In questo contesto, è molto probabile che la loro capacità fisica diminuisca verso la fine della loro vita attiva, un fatto che li rende più vulnerabili sul lavoro.
Viceversa, i lavoratori che hanno usufruito di una lunga scolarizzazione, seguita da una formazione professionale che li abiliti al lavoro, svolgono attività di medicina generale dove possono mettere a frutto le conoscenze così acquisite e ampliare progressivamente la loro esperienza. Spesso non lavorano negli ambienti professionali più dannosi e le loro capacità sono riconosciute e apprezzate man mano che invecchiano.
In un periodo di espansione economica e di scarsità di manodopera, ai lavoratori anziani vengono riconosciute le qualità della “coscienziosità occupazionale”, della regolarità nel proprio lavoro e della capacità di mantenere il proprio know-how. In un periodo di recessione e disoccupazione, si porrà maggiore enfasi sul fatto che le loro prestazioni lavorative sono inferiori a quelle dei giovani e sulla loro minore capacità di adattamento ai cambiamenti nelle tecniche e nell'organizzazione del lavoro.
A seconda dei paesi interessati, delle loro tradizioni culturali e del loro modo e livello di sviluppo economico, la considerazione per i lavoratori anziani e la solidarietà nei loro confronti saranno più o meno evidenti e la loro protezione sarà più o meno assicurata.
Le dimensioni temporali del rapporto età/lavoro
Il rapporto tra invecchiamento e lavoro copre una grande diversità di situazioni, che possono essere considerate da due punti di vista: da un lato, il lavoro appare come un fattore di trasformazione per il lavoratore durante tutta la sua vita attiva, le trasformazioni sono negative (es. logoramento, calo delle capacità, malattie e infortuni) o positiva (es. acquisizione di conoscenze ed esperienza); dall'altro, il lavoro rivela i mutamenti legati all'età, e ciò comporta l'emarginazione e persino l'esclusione dal sistema produttivo dei lavoratori più anziani esposti a sollecitazioni lavorative troppo elevate rispetto alle loro declinanti capacità, o al contrario consente progressi nella carriera lavorativa se il contenuto del lavoro è tale da attribuire un valore elevato all'esperienza.
L'avanzare dell'età svolge quindi il ruolo di “vettore” su cui si registrano cronologicamente gli avvenimenti della vita, sia sul lavoro che fuori. Attorno a questo asse si incardinano processi di decadenza e di costruzione, molto variabili da un lavoratore all'altro. Per tener conto delle problematiche dei lavoratori anziani nella progettazione delle situazioni lavorative, è necessario tener conto sia delle caratteristiche dinamiche dei cambiamenti legati all'età, sia della variabilità di questi cambiamenti tra gli individui.
Il rapporto età/lavoro può essere considerato alla luce di una triplice evoluzione:
Alcuni processi di invecchiamento organico e loro relazione con il lavoro
Le principali funzioni organiche coinvolte nel lavoro declinano in modo osservabile a partire dai 40 o 50 anni, dopo che alcune di esse hanno subito uno sviluppo fino ai 20 o 25 anni.
In particolare, si osserva un declino con l'età della massima forza muscolare e dell'ampiezza del movimento articolare. La riduzione della forza è dell'ordine del 15-20% tra i 20 ei 60 anni. Ma questa è solo una tendenza generale e la variabilità tra gli individui è notevole. Inoltre, queste sono capacità massime; il calo è molto minore per esigenze fisiche più moderate.
Una funzione molto sensibile all'età è la regolazione della postura. Questa difficoltà non è molto evidente per posizioni di lavoro comuni e stabili (in piedi o seduti) ma diventa evidente in situazioni di squilibrio che richiedono regolazioni precise, forti contrazioni muscolari o movimenti articolari ad angoli estremi. Questi problemi diventano più gravi quando il lavoro deve essere svolto su supporti instabili o scivolosi, oppure quando il lavoratore subisce un urto o uno scossone imprevisto. Il risultato è che gli incidenti dovuti alla perdita di equilibrio diventano più frequenti con l'età.
La regolazione del sonno diventa meno affidabile dai 40 ai 45 anni in poi. È più sensibile ai cambiamenti negli orari di lavoro (come il lavoro notturno o il lavoro a turni) e agli ambienti disturbanti (ad es. Rumore o illuminazione). Seguono cambiamenti nella durata e nella qualità del sonno.
Anche la termoregolazione diventa più difficile con l'età, e questo fa sì che i lavoratori più anziani abbiano problemi specifici per quanto riguarda il lavoro al caldo, in particolare quando si deve svolgere un lavoro fisicamente intenso.
Le funzioni sensoriali cominciano a risentirne molto presto, ma le carenze che ne derivano sono raramente marcate prima dei 40-45 anni. La funzione visiva nel suo complesso ne risente: vi è una riduzione dell'ampiezza dell'accomodazione (che può essere corretta con lenti appropriate) , e anche nel campo visivo periferico, percezione della profondità, resistenza all'abbagliamento e trasmissione della luce attraverso il cristallino. L'inconveniente che ne deriva è avvertibile solo in particolari condizioni: in condizioni di scarsa illuminazione, in prossimità di fonti di abbagliamento, con oggetti o testi di dimensioni molto ridotte o mal presentati, e così via.
Il declino della funzione uditiva influisce sulla soglia uditiva per le alte frequenze (suoni acuti), ma si manifesta soprattutto come difficoltà nel discriminare i segnali sonori in un ambiente rumoroso. Pertanto, l'intelligibilità della parola parlata diventa più difficile in presenza di rumore ambientale o forte riverbero.
Le altre funzioni sensoriali sono, in generale, poco colpite in questo periodo della vita.
Si può notare che, in linea generale, il decadimento organico con l'età è avvertibile soprattutto nelle situazioni estreme, che andrebbero comunque modificate per evitare difficoltà anche ai giovani lavoratori. Inoltre, i lavoratori anziani possono compensare le proprie carenze mediante particolari strategie, spesso acquisite con l'esperienza, quando le condizioni e l'organizzazione del lavoro lo consentono: utilizzo di supporti aggiuntivi per posture squilibrate, sollevamento e trasporto di carichi in modo da ridurre lo sforzo estremo , organizzando la scansione visiva in modo da individuare informazioni utili, tra gli altri mezzi.
Invecchiamento cognitivo: rallentamento e apprendimento
Per quanto riguarda le funzioni cognitive, la prima cosa da notare è che l'attività lavorativa mette in gioco meccanismi di base per ricevere ed elaborare informazioni da un lato e, dall'altro, conoscenze acquisite nel corso della vita. Questa conoscenza riguarda principalmente il significato di oggetti, segnali, parole e situazioni (conoscenza “dichiarativa”) e modi di fare le cose (conoscenza “procedurale”).
La memoria a breve termine ci permette di conservare, per qualche decina di secondi o per qualche minuto, informazioni utili che sono state rilevate. L'elaborazione di tali informazioni viene effettuata confrontandole con conoscenze memorizzate in modo permanente. L'invecchiamento agisce su questi meccanismi in vari modi: (1) in virtù dell'esperienza, arricchisce la conoscenza, la capacità di selezionare nel modo migliore sia la conoscenza utile sia il metodo per elaborarla, soprattutto in compiti che vengono svolti con una certa frequenza, ma (2) il tempo necessario per elaborare queste informazioni si allunga a causa sia dell'invecchiamento del sistema nervoso centrale, sia della più fragile memoria a breve termine.
Queste funzioni cognitive dipendono molto dall'ambiente in cui i lavoratori sono vissuti, e quindi dalla loro storia passata, dalla loro formazione e dalle situazioni lavorative che hanno dovuto affrontare. I cambiamenti che si verificano con l'età si manifestano quindi in combinazioni estremamente varie di fenomeni di decadenza e di ricostruzione, in cui ciascuno di questi due fattori può essere più o meno accentuato.
Se nel corso della loro vita lavorativa i lavoratori hanno ricevuto solo una breve formazione e se hanno dovuto svolgere compiti relativamente semplici e ripetitivi, le loro conoscenze saranno limitate e avranno difficoltà di fronte a compiti nuovi o relativamente poco familiari. Se, inoltre, devono svolgere un lavoro sotto marcati vincoli di tempo, i cambiamenti che si sono verificati nelle loro funzioni sensoriali e il rallentamento della loro elaborazione delle informazioni li renderanno svantaggiati. Se, invece, hanno avuto una lunga scolarizzazione e formazione, e se hanno dovuto svolgere compiti diversi, avranno così potuto potenziare le loro capacità in modo da eliminare le deficienze sensoriali o cognitive legate all'età ampiamente compensato.
È quindi facile comprendere il ruolo svolto dalla formazione continua nella situazione lavorativa dei lavoratori anziani. I cambiamenti nel lavoro rendono sempre più spesso necessario il ricorso alla formazione periodica, ma i lavoratori più anziani raramente la ricevono. Spesso le imprese non ritengono opportuno formare un lavoratore che si avvicina alla fine della sua vita attiva, soprattutto perché si ritiene che le difficoltà di apprendimento aumentino con l'età. E gli stessi lavoratori esitano a sottoporsi a formazione, temendo di non riuscire, e non vedendo sempre molto chiaramente i benefici che potrebbero derivare dalla formazione.
Con l'età, infatti, si modifica il modo di apprendere. Mentre un giovane registra le conoscenze trasmessegli, una persona anziana ha bisogno di capire come si organizzano queste conoscenze rispetto a ciò che già sa, qual è la sua logica e qual è la sua giustificazione per il lavoro. Anche lui o lei ha bisogno di tempo per imparare. Pertanto una risposta al problema della formazione dei lavoratori anziani è, in primo luogo, quella di utilizzare metodi di insegnamento diversi, a seconda dell'età, delle conoscenze e dell'esperienza di ciascuno, con, in particolare, un periodo di formazione più lungo per gli anziani.
Invecchiamento di uomini e donne al lavoro
Le differenze di età tra uomini e donne si riscontrano a due diversi livelli. A livello organico, l'aspettativa di vita è generalmente maggiore per le donne che per gli uomini, ma quella che viene chiamata aspettativa di vita senza disabilità è molto vicina per i due sessi, fino a 65-70 anni. Oltre quell'età, le donne sono generalmente svantaggiate. Inoltre, la capacità fisica massima delle donne è mediamente inferiore del 30% a quella degli uomini, e questa differenza tende a persistere con l'avanzare dell'età, ma la variabilità nei due gruppi è ampia, con qualche sovrapposizione tra le due distribuzioni.
A livello di carriera lavorativa ci sono grandi differenze. In media, le donne hanno ricevuto una formazione lavorativa inferiore rispetto agli uomini quando iniziano la loro vita lavorativa, occupano più spesso posti per i quali sono necessarie meno qualifiche e le loro carriere lavorative sono meno gratificanti. Con l'età, quindi, occupano posti con notevoli vincoli, come vincoli di tempo e ripetitività del lavoro. Nessuna differenza sessuale nello sviluppo delle capacità cognitive con l'età può essere stabilita senza riferimento a questo contesto sociale di lavoro.
Se si vuole che la progettazione delle situazioni lavorative tenga conto di queste differenze di genere, occorre agire soprattutto a favore della formazione professionale iniziale e continua delle donne e costruire carriere lavorative che accrescano le esperienze delle donne e ne valorizzino il valore. Questa azione deve quindi essere intrapresa molto prima della fine della loro vita attiva.
Invecchiamento della popolazione attiva: l'utilità dei dati collettivi
Ci sono almeno due ragioni per adottare approcci collettivi e quantitativi rispetto all'invecchiamento della popolazione attiva. La prima ragione è che tali dati saranno necessari per valutare e prevedere gli effetti dell'invecchiamento in un laboratorio, un servizio, un'azienda, un settore o un paese. La seconda ragione è che le principali componenti dell'invecchiamento sono esse stesse fenomeni soggetti a probabilità: non tutti i lavoratori invecchiano allo stesso modo o con la stessa velocità. È quindi per mezzo di strumenti statistici che a volte vengono rivelati, confermati o valutati vari aspetti dell'invecchiamento.
Lo strumento più semplice in questo campo è la descrizione delle strutture di età e della loro evoluzione, espresse nelle forme rilevanti per il lavoro: settore economico, commercio, gruppo di mestieri, ecc.
Ad esempio, quando osserviamo che la struttura per età di una popolazione in un posto di lavoro rimane stabile e giovane, possiamo chiederci quali caratteristiche del lavoro potrebbero svolgere un ruolo selettivo in termini di età. Se invece questa struttura è stabile e più anziana, il posto di lavoro ha la funzione di accogliere persone provenienti da altri settori dell'azienda; le ragioni di questi spostamenti sono da studiare, e va ugualmente verificato se il lavoro in questo posto di lavoro è adatto alle caratteristiche di una forza lavoro che invecchia. Se, infine, la struttura dell'età si sposta regolarmente, riflettendo semplicemente i livelli di reclutamento da un anno all'altro, probabilmente abbiamo una situazione in cui le persone “invecchiano sul posto”; questo talvolta richiede uno studio particolare, soprattutto se il numero annuo di assunzioni tende a diminuire, il che sposterà la struttura complessiva verso fasce di età più elevate.
La nostra comprensione di questi fenomeni può essere migliorata se disponiamo di dati quantitativi sulle condizioni di lavoro, sui posti attualmente occupati dai lavoratori e (se possibile) sui posti che non occupano più. Gli orari di lavoro, la ripetitività del lavoro, la natura delle sollecitazioni fisiche, l'ambiente di lavoro, e anche alcune componenti cognitive, possono essere oggetto di interrogazioni (da chiedere ai lavoratori) o di valutazioni (da parte di esperti). È quindi possibile stabilire una connessione tra le caratteristiche del lavoro presente e del lavoro passato e l'età dei lavoratori interessati, e quindi chiarire i meccanismi di selezione a cui le condizioni di lavoro possono dar luogo a determinate età.
Tali indagini possono essere ulteriormente migliorate ottenendo anche informazioni sullo stato di salute dei lavoratori. Queste informazioni possono essere ricavate da indicatori oggettivi come il tasso di infortuni sul lavoro o il tasso di assenza per malattia. Ma questi indicatori richiedono spesso una notevole cura metodologica, perché pur riflettendo condizioni di salute eventualmente legate al lavoro, riflettono anche la strategia di tutti coloro che si occupano di infortuni sul lavoro e di assenza per malattia: i lavoratori stessi, la direzione ei medici possono avere diverse strategie al riguardo, e non vi è alcuna garanzia che queste strategie siano indipendenti dall'età del lavoratore. I confronti di questi indicatori tra le età sono quindi spesso complessi.
Si farà quindi ricorso, ove possibile, a dati derivanti dall'autovalutazione dello stato di salute da parte dei lavoratori, o acquisiti in sede di visite mediche. Questi dati possono riguardare malattie la cui prevalenza variabile con l'età necessita di essere meglio conosciuta ai fini dell'anticipazione e della prevenzione. Ma lo studio dell'invecchiamento si baserà soprattutto sull'apprezzamento di condizioni che non hanno raggiunto lo stadio della malattia, come alcuni tipi di deterioramento funzionale: (p. es., delle articolazioni - dolore e limitazione della vista e dell'udito, del sistema respiratorio) oppure certi tipi di difficoltà o addirittura incapacità (es. nel salire un gradino alto, fare un movimento preciso, mantenere l'equilibrio in una posizione scomoda).
Mettere in relazione i dati relativi all'età, al lavoro e alla salute è quindi una questione allo stesso tempo utile e complessa. Il loro utilizzo permette di rivelare (o di presumerne l'esistenza) vari tipi di connessioni. Può trattarsi di semplici relazioni causali, con qualche requisito del lavoro che accelera un tipo di declino dello stato funzionale con l'avanzare dell'età. Ma questo non è il caso più frequente. Molto spesso saremo portati ad apprezzare contemporaneamente l'effetto di an accumulazione dei vincoli su un insieme di caratteristiche sanitarie, e al tempo stesso l'effetto di meccanismi di selezione in base ai quali i lavoratori la cui salute è peggiorata possono trovarsi esclusi da certi tipi di lavoro (quello che gli epidemiologi chiamano “effetto lavoratore sano ”).
In questo modo possiamo valutare la solidità di questo insieme di relazioni, confermare alcune conoscenze fondamentali nell'ambito della psicofisiologia, e soprattutto ottenere informazioni utili per elaborare strategie preventive nei confronti dell'invecchiamento sul lavoro.
Alcuni tipi di azione
Le azioni da intraprendere per mantenere occupati i lavoratori anziani, senza conseguenze negative per loro, devono seguire alcune linee generali:
Sulla base di questi pochi principi si possono anzitutto definire diversi tipi di azione immediata. La massima priorità d'azione riguarderà le condizioni di lavoro che sono in grado di porre problemi particolarmente acuti per i lavoratori più anziani. Come accennato in precedenza, sollecitazioni posturali, sforzi estremi, vincoli di tempo rigidi (ad esempio, come con il lavoro in catena di montaggio o l'imposizione di obiettivi di rendimento più elevati), ambienti dannosi (temperatura, rumore) o ambienti inadatti (condizioni di illuminazione), lavoro notturno e turni lavoro sono esempi.
L'individuazione sistematica di questi vincoli nei posti che sono (o potrebbero essere) occupati da lavoratori più anziani consente di stilare un inventario e di stabilire priorità d'azione. Questa individuazione può essere effettuata mediante liste di controllo di ispezione empirica. Ugualmente utile sarà l'analisi dell'attività dei lavoratori, che permetterà di collegare l'osservazione del loro comportamento con le spiegazioni che danno delle loro difficoltà. In questi due casi, misure di sforzo o di parametri ambientali possono completare le osservazioni.
Al di là di questa individuazione, non è qui possibile descrivere l'azione da intraprendere, poiché sarà ovviamente specifica per ogni situazione lavorativa. L'uso di standard può talvolta essere utile, ma pochi standard tengono conto di aspetti specifici dell'invecchiamento e ciascuno riguarda un dominio particolare, che tende a far pensare in modo isolato a ciascuna componente dell'attività in esame.
Al di là delle misure immediate, tenere conto dell'invecchiamento implica una riflessione a più lungo raggio volta a elaborare la più ampia flessibilità possibile nella progettazione delle situazioni di lavoro.
Tale flessibilità deve essere innanzitutto ricercata nella progettazione delle situazioni e delle attrezzature di lavoro. Spazi ristretti, strumenti non regolabili, software rigidi, insomma tutte le caratteristiche della situazione che limitano l'espressione della diversità umana nello svolgimento del compito rischiano di penalizzare una quota considerevole di lavoratori anziani. Lo stesso vale per le tipologie organizzative più vincolanti: una distribuzione dei compiti del tutto predeterminata, scadenze frequenti e urgenti, o ordini troppo numerosi o troppo rigidi (questi, ovviamente, devono essere tollerati quando sussistono requisiti essenziali relativi alla qualità della produzione o la sicurezza di un impianto). La ricerca di tale flessibilità è, quindi, la ricerca di vari adattamenti individuali e collettivi che possano facilitare l'integrazione riuscita dei lavoratori anziani nel sistema produttivo. Una delle condizioni per il successo di questi adeguamenti è ovviamente l'istituzione di programmi di formazione al lavoro, previsti per i lavoratori di tutte le età e adeguati alle loro specifiche esigenze.
Tenere conto dell'invecchiamento nella progettazione delle situazioni lavorative comporta quindi una serie di azioni coordinate (riduzione complessiva degli stress estremi, utilizzo di tutte le possibili strategie di organizzazione del lavoro, sforzi continui per aumentare le competenze), tanto più efficaci quanto meno costosi quando vengono assunti a lungo termine e sono attentamente pensati in anticipo. L'invecchiamento della popolazione è un fenomeno sufficientemente lento e prevedibile perché un'adeguata azione preventiva sia perfettamente realizzabile.
Progettare per le persone disabili è progettare per tutti
Ci sono così tanti prodotti sul mercato che rivelano prontamente la loro inidoneità per la popolazione generale degli utenti. Che valutazione si deve fare di una porta troppo stretta per ospitare comodamente una persona robusta o una donna incinta? La sua progettazione fisica deve essere viziata se soddisfa tutti i relativi test di funzionalità meccanica? Certamente tali utenti non possono essere considerati disabili in alcun senso fisico, in quanto possono trovarsi in uno stato di perfetta salute. Alcuni prodotti richiedono una manipolazione considerevole prima di poterli costringere a funzionare come desiderato: alcuni apriscatole economici vengono in mente, non del tutto banalmente, in mente. Tuttavia, una persona sana che potrebbe avere difficoltà a utilizzare tali dispositivi non deve essere considerata disabile. Un designer che incorpora con successo considerazioni sull'interazione umana con il prodotto migliora l'utilità funzionale del suo design. In assenza di un buon design funzionale, le persone con disabilità minori possono trovarsi nella posizione di essere gravemente ostacolate. È quindi l'interfaccia utente-macchina che determina il valore del design per contro tutti i utenti.
È una verità lapalissiana ricordare a se stessi che la tecnologia esiste per servire gli esseri umani; il suo utilizzo è quello di ampliare le proprie capacità. Per le persone con disabilità, questo allargamento deve compiere alcuni passi avanti. Ad esempio negli anni '1980 si è prestata molta attenzione alla progettazione di cucine per disabili. L'esperienza maturata in questo lavoro è penetrata nelle caratteristiche del design per le cucine “normali”; il disabile in questo senso può essere considerato un pioniere. Le menomazioni e le disabilità indotte dal lavoro - basti considerare i disturbi muscoloscheletrici e di altro tipo subiti da coloro che sono costretti a compiti sedentari così comuni nel nuovo posto di lavoro - richiedono allo stesso modo sforzi di progettazione volti non solo a prevenire il ripetersi di tali condizioni, ma anche a sviluppo di tecnologie compatibili con l'utente adattate alle esigenze dei lavoratori già colpiti da disturbi legati al lavoro.
La persona media più ampia
Il progettista non dovrebbe concentrarsi su una popolazione piccola e non rappresentativa. Tra certi gruppi è molto poco saggio nutrire supposizioni riguardo alle somiglianze tra di loro. Ad esempio, un lavoratore ferito in un certo modo da adulto potrebbe non essere necessariamente antropometricamente così diverso da una persona sana altrimenti comparabile, e può essere considerato come parte della media ampia. Un bambino così ferito mostrerà un'antropometria notevolmente diversa da adulto poiché il suo sviluppo muscolare e meccanico sarà costantemente e sequenzialmente influenzato dalle precedenti fasi di crescita. (Nessuna conclusione in merito alla comparabilità da adulti dovrebbe essere azzardata per quanto riguarda i due casi. Devono essere considerati come due gruppi distinti e specifici, solo uno essendo incluso nella media ampia.) Ma mentre si cerca un disegno adatto per, diciamo, il 90% della popolazione, si dovrebbe esercitare sforzi leggermente maggiori per aumentare questo margine, diciamo, al 95%, il punto è che in questo modo è possibile ridurre la necessità di progettazione per gruppi specifici.
Un altro modo per avvicinarsi al design per la popolazione media più ampia è produrre due prodotti, ciascuno progettato approssimativamente per adattarsi ai due percentili estremi delle differenze umane. Si possono costruire, ad esempio, due misure di sedia, quella con staffe che ne permettono la regolazione in altezza da 38 a 46 cm, e l'altra da 46 a 54 cm; esistono già due taglie di pinze, una adatta a mani maschili più grandi e medie e l'altra adatta a mani di donne medie e mani di uomini più piccoli.
Sarebbe opportuna politica aziendale riservare annualmente una modesta somma di denaro per far analizzare e rendere più idonei i cantieri per i lavoratori, mossa che permetterebbe di prevenire malattie e invalidità dovute all'eccessivo carico fisico. Aumenta anche la motivazione dei lavoratori quando capiscono che la direzione sta cercando attivamente di migliorare il loro ambiente di lavoro, e in modo più impressionante quando a volte devono essere intraprese misure elaborate: un'analisi approfondita del lavoro, la costruzione di modelli, misurazioni antropometriche e persino la progettazione specifica di unità per i lavoratori. In una certa azienda, infatti, la conclusione è stata che le unità andrebbero riprogettate in ogni cantiere perché causavano un sovraccarico fisico sotto forma di troppo stare in piedi, c'erano dimensioni inadeguate associate alle posizioni sedute, e c'erano anche altre carenze .
Costi, benefici e usabilità del design
Le analisi costi/benefici sono sviluppate dagli ergonomi al fine di ottenere informazioni sui risultati delle politiche ergonomiche diverse da quelle economiche. Al giorno d'oggi, la valutazione in ambito industriale e commerciale include l'impatto negativo o positivo di una politica sul lavoratore.
I metodi di valutazione della qualità e dell'usabilità sono attualmente oggetto di ricerca attiva. Il Rehabilitation Technology Useability Model (RTUM), come mostrato nella figura 1, può essere utilizzato come modello per valutare l'usabilità di un prodotto all'interno della tecnologia riabilitativa e per illuminare i vari aspetti del prodotto che ne determinano l'usabilità.
Figura 1. Il modello di usabilità della tecnologia di riabilitazione (RTUM)
Dal punto di vista strettamente economico, possono essere specificati i costi di realizzazione di un sistema in cui può essere eseguito un determinato compito o in cui può essere realizzato un determinato prodotto; è appena il caso di ricordare che in questi termini ogni azienda è interessata al massimo ritorno sull'investimento. Ma come si possono determinare i costi reali dell'esecuzione del compito e della fabbricazione del prodotto in relazione all'investimento finanziario quando si tiene conto dei vari sforzi dei sistemi fisici, cognitivi e mentali dei lavoratori? Infatti, il giudizio sulle stesse prestazioni umane è, tra gli altri fattori, basato sulla percezione dei lavoratori di ciò che deve essere fatto, sulla loro visione del proprio valore nel farlo e sulla loro opinione dell'azienda. In realtà è la soddisfazione intrinseca per il lavoro che è la norma di valore in questo contesto, e questa soddisfazione, insieme alle finalità dell'azienda, costituisce la propria ragione di agire. Il benessere e le prestazioni dei lavoratori si basano quindi su un ampio spettro di esperienze, associazioni e percezioni che determinano gli atteggiamenti nei confronti del lavoro e la qualità ultima delle prestazioni, una comprensione su cui si basa il modello RTUM.
Se non si accetta questa visione, diventa necessario considerare l'investimento solo in relazione a risultati dubbi e non specificati. Se gli ergonomi ei medici desiderano migliorare l'ambiente di lavoro delle persone disabili - per produrre di più dalle operazioni delle macchine e migliorare l'usabilità degli strumenti utilizzati - incontreranno difficoltà nel trovare modi per giustificare l'investimento finanziario. Tipicamente, tale giustificazione è stata ricercata nei risparmi realizzati dalla prevenzione degli infortuni e delle malattie dovute al lavoro. Ma se i costi della malattia sono stati sostenuti non dall'azienda ma dallo Stato, diventano finanziariamente invisibili, per così dire, e non sono visti come legati al lavoro.
Tuttavia, la consapevolezza che l'investimento in un ambiente di lavoro sano è denaro ben speso è andata crescendo con il riconoscimento che i costi “sociali” delle inabilità sono traducibili in termini di costi ultimi per l'economia di un paese, e che il valore si perde quando un potenziale lavoratore se ne sta seduto a casa a non dare alcun contributo alla società. Investire in un luogo di lavoro (in termini di adattamento di una postazione di lavoro o fornitura di strumenti speciali o forse anche aiuto nell'igiene personale) può non solo premiare una persona con soddisfazione lavorativa, ma può contribuire a renderla autosufficiente e indipendente dall'assistenza sociale.
Possono essere effettuate analisi costi/benefici per determinare se un intervento speciale sul posto di lavoro sia giustificato per le persone disabili. I seguenti fattori rappresentano fonti di dati che formerebbero oggetto di tali analisi:
1. Personale
2. Sicurezza
3. medico
Per quanto riguarda il tempo perso dal lavoro, questi calcoli possono essere effettuati in termini di salari, spese generali, compensi e produzione persa. Il tipo di analisi appena descritto rappresenta un approccio razionale attraverso il quale un'organizzazione può arrivare a una decisione informata sul fatto che un lavoratore disabile stia meglio tornando al lavoro e se l'organizzazione stessa trarrà vantaggio dal suo ritorno al lavoro.
Nella discussione precedente, la progettazione per la popolazione più ampia ha ricevuto un centro di attenzione accentuato dall'enfasi sulla progettazione specifica in relazione all'usabilità e ai costi e benefici di tale progettazione. È ancora un compito difficile effettuare i calcoli necessari, inclusi tutti i fattori rilevanti, ma al momento continuano gli sforzi di ricerca che incorporano metodi di modellazione nelle loro tecniche. In alcuni paesi, ad esempio Paesi Bassi e Germania, la politica del governo sta rendendo le aziende più responsabili dei danni personali legati al lavoro; cambiamenti fondamentali nelle politiche di regolamentazione e nelle strutture assicurative sono, chiaramente, prevedibili come il risultato di tendenze di questo tipo. È già diventata una politica più o meno consolidata in questi paesi che un lavoratore che subisce un infortunio invalidante sul lavoro debba essere dotato di una postazione di lavoro adeguata o essere in grado di svolgere altri lavori all'interno dell'azienda, una politica che ha reso il trattamento di i disabili una vera conquista nel trattamento umano del lavoratore.
Lavoratori con capacità funzionale limitata
Che il design sia rivolto ai disabili o alla media più ampia, è ostacolato dalla scarsità di dati di ricerca. Le persone con disabilità non sono state oggetto di praticamente alcuno sforzo di ricerca. Pertanto, al fine di istituire un documento sui requisiti del prodotto, o PRD, dovrà essere intrapreso uno specifico studio di ricerca empirica al fine di raccogliere tali dati mediante osservazione e misurazione.
Nel raccogliere le informazioni necessarie sul lavoratore o utente disabile è necessario considerare non solo lo stato funzionale attuale della persona disabile, ma tentare di prevedere quali cambiamenti potrebbero essere il risultato della progressione di una condizione cronica. Questo tipo di informazioni, infatti, può essere estorto direttamente dal lavoratore, oppure può essere fornito da un medico specialista.
Nel progettare, ad esempio, un'azione lavorativa per la quale sono rilevanti i dati sulla forza fisica del lavoratore, il progettista non sceglierà come specificazione la forza massima che la persona disabile può esercitare, ma terrà conto di ogni possibile diminuzione di forza che un potrebbe determinare il progresso della condizione del lavoratore. In questo modo il lavoratore potrà continuare ad utilizzare le macchine e gli strumenti adattati o progettati per lui o sul posto di lavoro.
Inoltre, i progettisti dovrebbero evitare progetti che implicano manipolazioni del corpo umano agli estremi, per esempio, del raggio di movimento di una parte del corpo, ma dovrebbero adattare i loro progetti a intervalli medi. Segue un'illustrazione semplice ma molto comune di questo principio. Una parte molto comune dei cassetti degli armadi e delle scrivanie da cucina e da ufficio è una maniglia che ha la forma di un piccolo ripiano sotto il quale si mettono le dita, esercitando una forza verso l'alto e in avanti per aprire il cassetto. Questa manovra richiede 180 gradi di supinazione (con il palmo della mano rivolto verso l'alto) nel polso, il punto massimo per l'ampiezza di questo tipo di movimento del polso. Questo stato di cose può non presentare alcuna difficoltà per una persona sana, a condizione che il cassetto possa essere aperto con una leggera forza e non sia posizionato in modo scomodo, ma crea tensione quando l'azione del cassetto è stretta o quando la supinazione completa di 180 gradi non è possibile, ed è un onere inutile per una persona disabile. Una soluzione semplice, una maniglia posizionata verticalmente, sarebbe meccanicamente molto più efficiente e più facilmente manipolabile da una porzione più ampia della popolazione.
Capacità di funzionamento fisico
In quanto segue, verranno discusse le tre principali aree di limitazione dell'abilità funzionale fisica, come definite dal sistema di locomozione, dal sistema neurologico e dal sistema energetico. I progettisti acquisiranno alcune informazioni sulla natura dei vincoli utente/lavoratore considerando i seguenti principi di base delle funzioni corporee.
Il sistema di locomozione. Questo è costituito da ossa, articolazioni, tessuti connettivi e muscoli. La natura della struttura articolare determina la gamma di movimento possibile. Un'articolazione del ginocchio, ad esempio, mostra un diverso grado di movimento e stabilità rispetto all'articolazione dell'anca o della spalla. Queste caratteristiche articolari variabili determinano le azioni possibili per le braccia, le mani, i piedi e così via. Esistono anche diversi tipi di muscoli; è il tipo di muscolo, se il muscolo passa sopra una o due articolazioni, e la posizione del muscolo che determina, per una data parte del corpo, la direzione del suo movimento, la sua velocità e la forza che è in grado di esercitare .
Il fatto che questa direzione, velocità e forza possano essere caratterizzate e calcolate è di grande importanza nel design. Per le persone disabili, si deve tener conto del fatto che le posizioni "normali" dei muscoli sono state disturbate e che il raggio di movimento delle articolazioni è stato modificato. In un'amputazione, per esempio, un muscolo può funzionare solo in parte, o la sua posizione può essere cambiata, così che si deve esaminare attentamente l'abilità fisica del paziente per stabilire quali funzioni rimangono e quanto affidabili possono essere. Segue una case history.
Un carpentiere di 40 anni ha perso il pollice e l'anulare della mano destra in un incidente. Nel tentativo di ripristinare la capacità di lavoro del carpentiere, un chirurgo ha rimosso uno degli alluci del paziente e ha sostituito con esso il pollice mancante. Dopo un periodo di riabilitazione, il falegname è tornato al lavoro, ma ha riscontrato l'impossibilità di svolgere un lavoro sostenuto per più di tre o quattro ore. I suoi strumenti furono studiati e trovati inadatti alla struttura "anormale" della sua mano. Il riabilitatore, esaminando la mano “ridisegnata” dal punto di vista della sua nuova capacità funzionale e forma, ha potuto far progettare nuovi strumenti più adeguati e utilizzabili rispetto alla mano alterata. Il carico sulla mano dell'operaio, precedentemente troppo pesante, era ora entro un intervallo utilizzabile e ha riacquistato la capacità di continuare a lavorare per un tempo più lungo.
Il sistema neurologico. Il sistema neurologico può essere paragonato a una sala di controllo molto sofisticata, completa di raccoglitori di dati, il cui scopo è avviare e governare i propri movimenti e le proprie azioni interpretando le informazioni relative a quegli aspetti delle componenti del corpo relative alla posizione e alle funzioni meccaniche, chimiche e di altro tipo. stati. Questo sistema incorpora non solo un sistema di feedback (es. dolore) che prevede misure correttive, ma una capacità di “feed-forward” che si esprime anticipatamente per mantenere uno stato di equilibrio. Si consideri il caso di un lavoratore che agisce di riflesso in modo da ripristinare una postura per proteggersi da una caduta o dal contatto con parti pericolose della macchina.
Nelle persone disabili, l'elaborazione fisiologica delle informazioni può essere compromessa. Sia i meccanismi di feedback che di feed-forward delle persone ipovedenti sono indeboliti o assenti, e lo stesso vale, a livello acustico, tra i non udenti. Inoltre gli importanti circuiti di governo sono interattivi. I segnali sonori hanno un effetto sull'equilibrio di una persona in combinazione con circuiti propriocettivi che situano i nostri corpi nello spazio, per così dire, attraverso dati raccolti da muscoli e articolazioni, con l'ulteriore aiuto di segnali visivi. Il cervello può funzionare per superare carenze abbastanza drastiche in questi sistemi, correggendo gli errori nella codifica delle informazioni e "riempiendo" le informazioni mancanti. Oltre certi limiti, certo, sopravviene l'incapacità. Seguono due case history.
Caso 1. Una donna di 36 anni ha riportato una lesione al midollo spinale a causa di un incidente automobilistico. È in grado di stare seduta senza assistenza e può spostare manualmente una sedia a rotelle. Il suo tronco è stabile. La sensazione nelle sue gambe è sparita, comunque; questo difetto include l'incapacità di percepire i cambiamenti di temperatura.
Ha un posto di lavoro seduto a casa (la cucina è progettata per permetterle di lavorare in posizione seduta). È stata adottata la misura di sicurezza di installare un lavandino in una posizione sufficientemente isolata da ridurre al minimo il rischio di scottarsi le gambe con l'acqua calda, poiché la sua incapacità di elaborare le informazioni sulla temperatura nelle gambe la rende vulnerabile all'ignoranza di essere ustionata.
Caso 2. Un bambino di cinque anni il cui lato sinistro era paralizzato veniva lavato dalla madre. Il campanello suonò, la madre lasciò solo il ragazzo per andare alla porta d'ingresso, e il ragazzo, aprendo il rubinetto dell'acqua calda, riportò delle ustioni. Per motivi di sicurezza, il bagno avrebbe dovuto essere dotato di un termostato (preferibilmente uno che il ragazzo non avrebbe potuto ignorare).
Il sistema energetico. Quando il corpo umano deve svolgere un lavoro fisico, si verificano cambiamenti fisiologici, in particolare sotto forma di interazioni nelle cellule muscolari, anche se in modo relativamente inefficiente. Il "motore" umano converte solo circa il 25% della sua fornitura di energia in attività meccanica, mentre il resto dell'energia rappresenta le perdite termiche. Il corpo umano non è quindi particolarmente adatto a lavori fisici pesanti. L'esaurimento inizia dopo un certo tempo e, se è necessario eseguire lavori pesanti, si attinge a fonti di energia di riserva. Queste fonti di energia di riserva vengono sempre utilizzate ogni volta che il lavoro viene svolto molto rapidamente, viene avviato improvvisamente (senza un periodo di riscaldamento) o comporta uno sforzo intenso.
L'organismo umano ottiene energia in modo aerobico (attraverso l'ossigeno nel flusso sanguigno) e anaerobico (dopo aver esaurito l'ossigeno aerobico, fa appello a piccole ma importanti unità di riserva di energia immagazzinate nel tessuto muscolare). La necessità di rifornimenti di aria fresca sul posto di lavoro sposta naturalmente l'attenzione della discussione sull'utilizzo di ossigeno verso il lato aerobico, condizioni di lavoro che sono abbastanza faticose da provocare processi anaerobici su base regolare essendo straordinariamente rare nella maggior parte dei luoghi di lavoro, almeno nei paesi sviluppati Paesi. La disponibilità di ossigeno atmosferico, che si riferisce così direttamente al funzionamento aerobico umano, è funzione di diverse condizioni:
Una persona che soffre di asma o di bronchite, entrambe malattie che colpiscono i polmoni, causa al lavoratore una grave limitazione nel suo lavoro. L'assegnazione del lavoro di questo lavoratore dovrebbe essere analizzata rispetto a fattori come il carico fisico. Anche l'ambiente dovrebbe essere analizzato: l'aria ambiente pulita contribuirà in modo sostanziale al benessere dei lavoratori. Inoltre, il carico di lavoro dovrebbe essere bilanciato durante la giornata, evitando picchi di carico.
Disegno specifico
In alcuni casi, tuttavia, c'è ancora bisogno di una progettazione specifica o di una progettazione per gruppi molto piccoli. Tale esigenza nasce quando i compiti da svolgere e le difficoltà che una persona disabile sta vivendo sono eccessivamente grandi. Se i requisiti specifici necessari non possono essere realizzati con i prodotti disponibili sul mercato (anche con adattamenti), la progettazione specifica è la risposta. Se questo tipo di soluzione può essere costosa o economica (ea parte le questioni umanitarie) deve comunque essere considerata alla luce della fattibilità e del sostegno alla redditività dell'azienda. Un cantiere appositamente progettato è conveniente economicamente solo quando il lavoratore disabile può aspettarsi di lavorarci per anni e quando il lavoro che svolge è, in termini produttivi, una risorsa per l'azienda. Quando questo non è il caso, anche se il lavoratore può davvero insistere sul suo diritto al posto di lavoro, dovrebbe prevalere un senso di realismo. Tali problemi delicati dovrebbero essere affrontati con uno spirito di ricerca di una soluzione mediante sforzi cooperativi di comunicazione.
I vantaggi del design specifico sono i seguenti:
Gli svantaggi del design specifico sono:
Caso 1. Ad esempio, c'è il caso di un receptionist su una sedia a rotelle che aveva problemi di linguaggio. La sua difficoltà di parola rendeva le conversazioni piuttosto lente. Mentre l'azienda è rimasta piccola, non sono sorti problemi e ha continuato a lavorare lì per anni. Ma quando l'azienda si è allargata, le sue disabilità hanno cominciato a diventare problematiche. Doveva parlare più rapidamente e muoversi molto più velocemente; non poteva far fronte alle nuove esigenze. Tuttavia, le soluzioni ai suoi problemi sono state cercate e si sono ridotte a due alternative: l'installazione di attrezzature tecniche speciali in modo da compensare le carenze che hanno degradato la qualità di alcuni dei suoi compiti, oppure può semplicemente scegliere una serie di compiti che comportano un più carico di lavoro legato alla scrivania. Ha scelto quest'ultimo corso e lavora ancora per la stessa azienda.
Caso 2. Un giovane, la cui professione era la produzione di disegni tecnici, ha subito una lesione del midollo spinale di alto livello a causa di immersioni in acque poco profonde. Il suo infortunio è abbastanza grave da richiedere aiuto per tutte le sue attività quotidiane. Tuttavia, con l'aiuto di un software di progettazione assistita da computer (CAD), continua a guadagnarsi da vivere con il disegno tecnico e vive, finanziariamente indipendente, con il suo partner. Il suo spazio di lavoro è uno studio adattato alle sue esigenze e lavora per un'azienda con la quale comunica tramite computer, telefono e fax. Per far funzionare il suo personal computer, ha dovuto apportare alcuni adattamenti alla tastiera. Ma con queste risorse tecniche può guadagnarsi da vivere e provvedere a se stesso.
L'approccio per il design specifico non è diverso da altri design come descritto sopra. L'unico problema insormontabile che può sorgere durante un progetto di design è che l'obiettivo del design non può essere raggiunto su basi puramente tecniche, in altre parole, non può essere fatto. Ad esempio, una persona affetta dal morbo di Parkinson è incline, a un certo punto della progressione della sua condizione, a cadere all'indietro. Un ausilio che prevenga tale eventualità rappresenterebbe ovviamente la soluzione auspicata, ma lo stato dell'arte non è tale che un tale dispositivo possa ancora essere realizzato.
Design ergonomico del sistema e lavoratori con esigenze fisiche particolari
Si può curare la menomazione corporea intervenendo medicamente per ripristinare la funzione danneggiata, ma il trattamento di una disabilità, o di una deficienza nella capacità di svolgere compiti, può comportare misure molto meno sviluppate rispetto alla perizia medica. Per quanto riguarda la necessità di curare una disabilità, la gravità dell'handicap influisce fortemente su tale decisione. Ma dato che il trattamento è richiesto, tuttavia, i seguenti mezzi, presi singolarmente o in combinazione, costituiscono le scelte a disposizione del progettista o del gestore:
Dal punto di vista ergonomico specifico, il trattamento di una disabilità comprende quanto segue:
La questione dell'efficacia è sempre il punto di partenza nella modifica di strumenti o macchine, ed è spesso correlata ai costi dedicati alla modifica in questione, alle caratteristiche tecniche da affrontare e alle modifiche funzionali da incorporare nel nuovo design . Il comfort e l'attrattiva sono qualità che non meritano assolutamente di essere trascurate tra queste altre caratteristiche.
La successiva considerazione relativa alle modifiche di progettazione da apportare a uno strumento o a una macchina è se il dispositivo è già progettato per uso generale (nel qual caso, le modifiche verranno apportate a un prodotto preesistente) o deve essere progettato con un singolo tipo di disabilità in mente. In quest'ultimo caso, specifiche considerazioni ergonomiche devono essere dedicate a ciascun aspetto della disabilità del lavoratore. Ad esempio, dato un lavoratore che soffre di limitazioni nelle funzioni cerebrali dopo un ictus, menomazioni come l'afasia (difficoltà di comunicazione), un braccio destro paralizzato e una paresi spastica della gamba che ne impedisce il movimento verso l'alto potrebbero richiedere i seguenti aggiustamenti:
Esiste una risposta generale alla domanda su come progettare per il lavoratore disabile? L'approccio di progettazione ergonomica del sistema (SED) è particolarmente adatto a questo compito. La ricerca relativa alla situazione lavorativa o al tipo di prodotto in questione richiede un gruppo di progettazione al fine di raccogliere informazioni speciali relative o ad un gruppo speciale di lavoratori disabili o al caso unico di un singolo utente disabile in modo particolare. Il team di progettazione, in virtù dell'inclusione di una varietà di persone qualificate, sarà in possesso di competenze al di là del tipo tecnico che ci si aspetta da un solo progettista; le conoscenze mediche ed ergonomiche condivise tra loro saranno pienamente applicabili quanto quelle strettamente tecniche.
I vincoli progettuali determinati dall'assemblaggio dei dati relativi agli utenti disabili sono trattati con la stessa obiettività e con lo stesso spirito analitico dei dati di controparte relativi agli utenti sani. Proprio come per quest'ultimo, si devono determinare per le persone disabili i loro modelli personali di risposta comportamentale, i loro profili antropometrici, i dati biomeccanici (come portata, forza, range di movimento, spazio di movimentazione utilizzato, carico fisico e così via), standard ergonomici e norme di sicurezza. Ma con grande rammarico si è costretti ad ammettere che in realtà si fa pochissima ricerca per conto dei lavoratori disabili. Esistono pochi studi sull'antropometria, un po' di più sulla biomeccanica nel campo delle protesi e delle ortesi, ma quasi nessuno è stato condotto sulle capacità di carico fisico. (Il lettore troverà riferimenti a tale materiale nell'elenco "Altre letture rilevanti" alla fine di questo capitolo.) E sebbene a volte sia facile raccogliere e applicare tali dati, abbastanza spesso il compito è difficile e, di fatto, impossibile . Certo, bisogna ottenere dati oggettivi, per quanto arduo sia lo sforzo e improbabili le possibilità di farlo, dato che il numero di disabili disponibile per la ricerca è piccolo. Ma molto spesso sono più che disposti a partecipare a qualsiasi ricerca venga loro offerta l'opportunità di condividere, poiché c'è una grande consapevolezza dell'importanza di un tale contributo al design e alla ricerca in questo campo. Rappresenta quindi un investimento non solo per se stessi ma per la più ampia comunità di persone disabili.
L'autore riconosce l'assistenza del Sig. E. Messer e del Prof. W. Laurig per il loro contributo agli aspetti biomeccanici e di progettazione, e al Prof. H. Stein e al Dr. R. Langer per il loro aiuto con gli aspetti fisiologici della lucidatura processi. La ricerca è stata supportata da una sovvenzione del Comitato per la ricerca e la prevenzione nella sicurezza e salute sul lavoro, Ministero del lavoro e degli affari sociali, Israele.
Il design dei banchi da lavoro azionati manualmente e i metodi di lavoro nell'industria della lucidatura a diamante non sono cambiati da centinaia di anni. Gli studi sulla salute sul lavoro dei lucidatori di diamanti hanno identificato alti tassi di disturbi muscoloscheletrici delle mani e delle braccia, in particolare la neuropatia ulnare al gomito. Ciò è dovuto alle elevate sollecitazioni muscoloscheletriche poste sulla parte superiore del corpo nella pratica di questa professione ad alta intensità manuale. Uno studio condotto presso il Technion Israel Institute of Technology si è rivolto all'indagine degli aspetti ergonomici e delle malattie professionali relative ai problemi di sicurezza tra gli artigiani del settore della lucidatura a diamante. I compiti in questo settore, con le sue elevate esigenze di movimenti manipolativi, includono movimenti che richiedono sforzi manuali frequenti e rapidi. Un'indagine epidemiologica condotta negli anni 1989-1992 nell'industria dei diamanti israeliana ha evidenziato che i movimenti manipolativi sperimentati nella lucidatura dei diamanti molto spesso causano gravi problemi di salute al lavoratore agli arti superiori e alla parte superiore e inferiore della schiena. Quando tali rischi professionali colpiscono i lavoratori, si produce una reazione a catena che alla fine colpisce anche l'economia del settore.
Da millenni i diamanti sono oggetto di fascino, bellezza, ricchezza e valore capitale. Abili artigiani e artisti hanno cercato, nel corso dei secoli, di creare bellezza esaltando la forma e i valori di questa forma unica di formazione di cristalli di carbonio duro. In contrasto con i continui successi della creazione artistica con la pietra nativa e l'emergere di una grande industria internazionale, ben poco è stato fatto per migliorare alcune discutibili condizioni di lavoro. Un'indagine sui musei dei diamanti in Inghilterra, Sud Africa e Israele consente di trarre la conclusione storica che il tradizionale posto di lavoro di lucidatura non è cambiato da centinaia di anni. I tipici strumenti di lucidatura diamantati, banco di lavoro e processi di lavoro sono descritti da Vleeschdrager (1986) e sono stati trovati universalmente comuni a tutte le configurazioni di lucidatura.
La valutazione ergonomica eseguita presso le strutture di produzione dei diamanti indica una grande mancanza di progettazione ingegneristica della postazione di lucidatura, che causa mal di schiena e stress al collo e alle braccia a causa della postura di lavoro. Uno studio sui micromovimenti e un'analisi biomeccanica dei modelli di movimento coinvolti nella professione di lucidatrice a diamante indicano movimenti estremamente intensi della mano e del braccio che comportano un'elevata accelerazione, movimenti rapidi e un elevato grado di ripetitività in cicli di breve periodo. Un sondaggio sui sintomi dei lucidatori diamantati ha indicato che il 45% dei lucidatori aveva meno di 40 anni e, sebbene rappresentino una popolazione giovane e sana, il 64% ha riportato dolore alle spalle, il 36% dolore alla parte superiore del braccio e il 27% dolore nella parte inferiore del braccio. L'atto di lucidatura viene eseguito sotto un'ampia quantità di pressione "mano sull'utensile" che viene applicata a un disco di lucidatura vibrante.
La prima descrizione nota di una postazione per la lucidatura dei diamanti fu data nel 1568 dall'orafo italiano Benvenuto Cellini, che scrisse: "Un diamante viene sfregato contro un altro fino a quando, per reciproca abrasione, entrambi assumono una forma che l'abile lucidatore desidera ottenere". La descrizione di Cellini potrebbe essere scritta oggi: il ruolo dell'operatore umano non è cambiato in questi 400 anni. Se si esaminano le routine di lavoro, gli strumenti manuali e la natura delle decisioni coinvolte nel processo, si può vedere che anche il rapporto utente-macchina è cambiato poco. Questa situazione è unica nella maggior parte dei settori in cui si sono verificati enormi cambiamenti con l'ingresso dell'automazione, della robotica e dei sistemi informatici; questi hanno cambiato completamente il ruolo del lavoratore nel mondo di oggi. Tuttavia, il ciclo di lavoro della lucidatura si è rivelato molto simile, non solo in Europa, dove è iniziata l'attività di lucidatura, ma nella maggior parte delle industrie di tutto il mondo, sia in strutture avanzate negli Stati Uniti, in Belgio o in Israele, specializzate in geometrie fantasiose. e prodotti diamantati di valore superiore, o le strutture in India, Cina e Tailandia, che generalmente producono forme popolari e prodotti di valore medio.
Il processo di lucidatura si basa sulla molatura del diamante grezzo fissato sulla polvere di diamante legata alla superficie del disco di lucidatura. A causa della sua durezza, solo la molatura per attrito contro materiale di carbonio simile è efficace nel manipolare la forma del diamante fino alla sua finitura geometrica e brillante. L'hardware della postazione di lavoro è composto da due gruppi fondamentali di elementi: i meccanismi della postazione di lavoro e gli strumenti portatili. Il primo gruppo comprende un motore elettrico, che fa ruotare un disco lucidante su un albero cilindrico verticale, forse con un unico azionamento diretto; un solido tavolo piatto che circonda il disco lucidante; una panca e una fonte di luce. Gli strumenti manuali di manovra sono costituiti da un portadiamante (o codolo) che accoglie la pietra grezza durante tutte le fasi di lucidatura e viene solitamente tenuto nel palmo della mano sinistra. L'opera è ingrandita con una lente convessa tenuta tra il primo, il secondo e il terzo dito della mano destra e vista con l'occhio sinistro. Questo metodo operativo è imposto da un rigoroso processo di addestramento che nella maggior parte dei casi non tiene conto della manualità. Durante il lavoro la lucidatrice assume una postura reclinata, premendo il supporto contro il disco abrasivo. Questa postura richiede l'appoggio delle braccia sul piano di lavoro per stabilizzare le mani. Di conseguenza, il nervo ulnare è vulnerabile alle lesioni esterne a causa della sua posizione anatomica. Tale infortunio è comune tra i lucidatori di diamanti ed è stato accettato come malattia professionale sin dagli anni '1950. Il numero di lucidatori in tutto il mondo oggi è di circa 450,000, di cui circa il 75% si trova in Estremo Oriente, principalmente in India, che ha notevolmente ampliato la sua industria dei diamanti negli ultimi due decenni. L'atto di lucidatura viene eseguito manualmente, con ciascuna delle sfaccettature del diamante prodotta da lucidatori addestrati e abili rispetto a una certa parte della geometria della pietra. I lucidatori sono una netta maggioranza della forza artigianale del diamante, che costituisce circa l'80% della forza lavoro complessiva del settore. Pertanto, la maggior parte dei rischi professionali di questo settore può essere affrontata migliorando il funzionamento della stazione di lucidatura a diamante.
L'analisi dei modelli di movimento coinvolti nella lucidatura mostra che la routine di lucidatura consiste di due subroutine: una routine più semplice chiamata ciclo di lucidatura, che rappresenta l'operazione di lucidatura diamantata di base, e una più importante chiamata ciclo di sfaccettatura, che comporta un'ispezione finale e un cambiamento della posizione della pietra nel supporto. La procedura complessiva comprende quattro elementi di base del lavoro:
Due degli elementi - lucidatura e ispezione - vengono eseguiti in posizioni di lavoro relativamente statiche, mentre le cosiddette azioni "mano per lucidare" (da H a P) e "mano per ispezionare" (da H a I) richiedono movimenti brevi e veloci della spalla , gomito e polso. La maggior parte dei movimenti effettivi di entrambe le mani vengono eseguiti mediante flessione ed estensione del gomito e pronazione e supinazione del gomito. La postura del corpo (schiena e collo) e tutti gli altri movimenti tranne la deviazione del polso sono relativamente invariati durante il normale lavoro. Il portapietre, che è costituito da un'asta d'acciaio a sezione quadrata, viene tenuto in modo da premere sui vasi sanguigni e sull'osso, il che può provocare una riduzione del flusso sanguigno all'anulare e al mignolo. La mano destra tiene la lente d'ingrandimento per tutto il ciclo di lucidatura, esercitando una pressione isometrica sulle tre prime dita. Per la maggior parte del tempo le mani destra e sinistra seguono schemi di movimento paralleli, mentre nel movimento "mano per macinare" la mano sinistra conduce e la mano destra inizia a muoversi dopo un breve ritardo, e nel movimento "mano per ispezionare" l'ordine è invertito. I compiti per la mano destra comportano tenere la lente d'ingrandimento sull'occhio sinistro che ispeziona mentre si sostiene la mano sinistra (flessione del gomito) o esercitare pressione sulla testa del supporto del diamante per una migliore molatura (estensione del gomito). Questi rapidi movimenti si traducono in rapide accelerazioni e decelerazioni che si concludono con un posizionamento molto preciso della pietra sulla mola, che richiede un alto livello di destrezza manuale. Va notato che ci vogliono lunghi anni per diventare abili al punto in cui i movimenti di lavoro sono riflessi quasi incorporati eseguiti automaticamente.
A prima vista, la lucidatura a diamante è un compito semplice e diretto, e in un certo senso lo è, ma richiede molta abilità ed esperienza. A differenza di tutte le altre industrie, dove la materia prima e lavorata è controllata e prodotta secondo specifiche esatte, il diamante grezzo non è omogeneo e ogni cristallo di diamante, grande o piccolo, deve essere controllato, classificato e trattato individualmente. Oltre alla necessaria abilità manuale, il lucidatore deve prendere decisioni operative in ogni fase di lucidatura. Come risultato dell'ispezione visiva, devono essere prese decisioni su fattori quali correzione spaziale angolare - un giudizio tridimensionale - quantità e durata della pressione da applicare, posizionamento angolare della pietra, punto di contatto sul disco di molatura, tra gli altri . Devono essere considerati molti punti significativi, tutti nel tempo medio di quattro secondi. è importante comprendere questo processo decisionale quando si progettano i miglioramenti.
Prima di poter passare alla fase in cui l'analisi del movimento può essere utilizzata per stabilire migliori criteri ergonomici di progettazione e ingegneria per una postazione di lavoro di lucidatura, è necessario essere consapevoli di ulteriori aspetti coinvolti in questo sistema unico utente-macchina. In questa era post-automazione, troviamo ancora la parte produttiva dell'industria dei diamanti di successo e in espansione quasi non toccata dagli enormi progressi tecnologici compiuti negli ultimi decenni. Mentre quasi tutti gli altri settori dell'industria hanno subito continui cambiamenti tecnologici che hanno definito non solo i metodi di produzione ma anche i prodotti stessi, l'industria dei diamanti è rimasta praticamente statica. Una ragione plausibile di questa stabilità potrebbe essere il fatto che né il prodotto né il mercato sono cambiati nel corso dei secoli. Il design e le forme dei diamanti sono rimasti praticamente invariati. Dal punto di vista commerciale, non c'era motivo di cambiare il prodotto oi metodi. Inoltre, poiché la maggior parte del lavoro di lucidatura viene svolto in subappalto a singoli lavoratori, l'industria non ha avuto problemi a regolare la forza lavoro, adeguando il flusso di lavoro e l'offerta di diamanti grezzi in base alle fluttuazioni del mercato. Finché non cambiano i metodi di produzione, non cambierà neanche il prodotto. Una volta che l'industria dei diamanti adotterà l'uso di tecnologia e automazione più avanzate, il prodotto cambierà, con una maggiore varietà di forme disponibili sul mercato. Ma un diamante ha ancora una qualità mistica che lo distingue dagli altri prodotti, un valore che potrebbe diminuire quando viene considerato semplicemente come un altro oggetto prodotto in serie. Recentemente, però, le pressioni del mercato e l'arrivo di nuovi centri di produzione, soprattutto in Estremo Oriente, stanno sfidando i vecchi centri europei. Questi stanno costringendo l'industria a esaminare nuovi metodi e sistemi di produzione e il ruolo dell'operatore umano.
Quando si pensa di migliorare la postazione di lucidatura, bisogna considerarla come parte di un sistema macchina-utente governato da tre fattori principali: il fattore umano, il fattore tecnologico e il fattore business. Un nuovo design che tenga conto dei principi ergonomici fornirà un trampolino di lancio verso una migliore cella di produzione nel senso ampio del termine, che significa comfort durante lunghe ore di lavoro, un prodotto di migliore qualità e ritmi di produzione più elevati. Sono stati presi in considerazione due diversi approcci progettuali. Uno prevede una riprogettazione della postazione di lavoro esistente, con il lavoratore affidato agli stessi compiti da svolgere. Il secondo approccio consiste nell'esaminare l'attività di lucidatura in modo imparziale, mirando a una stazione totale ea un design dell'attività ottimali. Una progettazione totale non dovrebbe basarsi sull'attuale postazione di lavoro come input ma sul futuro compito di lucidatura, generando soluzioni progettuali che integrino e ottimizzino le esigenze dei tre fattori di sistema sopra menzionati.
Allo stato attuale, l'operatore umano esegue la maggior parte dei compiti coinvolti nell'atto di lucidatura. Questi compiti eseguiti dall'uomo si basano sul "riempimento" e sull'esperienza lavorativa. Si tratta di un complesso processo psicofisiologico, solo parzialmente cosciente, basato su input per tentativi ed errori che consente a un operatore di eseguire operazioni complesse con una buona previsione dell'esito. Durante periodici cicli di lavoro quotidiani di migliaia di movimenti identici, il “riempimento” si manifesta nell'operazione uomo-automatica della memoria motoria eseguita con grande precisione. Per ciascuno di questi movimenti automatici, vengono apportate minuscole correzioni in risposta al feedback ricevuto dai sensori umani, come gli occhi, e i sensori di pressione. In qualsiasi futura postazione di lucidatura a diamante queste attività continueranno ad essere eseguite in modo diverso. Per quanto riguarda il materiale stesso, nell'industria dei diamanti, a differenza della maggior parte delle altre industrie, il valore relativo della materia prima è molto alto. Questo fatto spiega l'importanza di sfruttare al massimo il volume del diamante grezzo (o peso della pietra) per ottenere la pietra netta più grande possibile dopo la lucidatura. Questa enfasi è fondamentale in tutte le fasi della lavorazione del diamante. Produttività ed efficienza non si misurano solo in base al tempo, ma anche alle dimensioni e alla precisione raggiunte.
I quattro elementi di lavoro ripetitivi – “lucidare”, “mano per ispezionare”, “ispezionare” e “mano per lucidare” – come eseguiti nell'atto di lucidatura, possono essere classificati nelle tre principali categorie di compiti: compiti motori per elementi di movimento, compiti visivi compiti come elementi sensoriali e controllo e gestione come elementi decisionali. Gilad e Messer (1992) discutono considerazioni progettuali per una postazione di lavoro ergonomica. La figura 1 presenta uno schema di una cella di lucidatura avanzata. Viene indicata solo la costruzione generale, poiché i dettagli di tale progetto sono custoditi come un "saper fare" professionalmente ristretto. Il termine cella di lucidatura viene utilizzato poiché questo sistema utente-macchina include un approccio totalmente diverso alla lucidatura dei diamanti. Oltre ai miglioramenti ergonomici, il sistema è costituito da dispositivi meccanici e optoelettronici che consentono la produzione simultanea da tre a cinque pietre. Parte delle attività visive e di controllo sono state trasferite agli operatori tecnici e la gestione della cella di produzione è mediata tramite un'unità di visualizzazione che fornisce informazioni momentanee su geometria, peso e movimenti operativi opzionali al fine di supportare azioni operative ottimali. Un tale progetto porta la stazione di lavoro di lucidatura a fare qualche passo avanti nella modernizzazione, incorporando un sistema esperto e un sistema di controllo visivo per sostituire l'occhio umano in tutti i lavori di routine. Gli operatori saranno comunque in grado di intervenire in qualsiasi momento, impostare dati ed esprimere giudizi umani sulle prestazioni della macchina. Il manipolatore meccanico e il sistema esperto formeranno un sistema a circuito chiuso in grado di eseguire tutte le attività di lucidatura. La movimentazione dei materiali, il controllo qualità e l'approvazione finale rimarranno comunque a carico dell'operatore. In questa fase di un sistema avanzato, sarebbe opportuno considerare l'impiego di una tecnologia superiore come una lucidatrice laser. Al momento, i laser vengono ampiamente utilizzati per segare e tagliare i diamanti. L'utilizzo di un sistema tecnologicamente avanzato cambierà radicalmente la descrizione del compito umano. La necessità di lucidatori esperti diminuirà fino a quando non si occuperanno solo della lucidatura di diamanti più grandi e di alto valore, probabilmente con supervisione.
Figura 1. Rappresentazione schematica di una cella di lucidatura
Le cause del disastro di Chernobyl del 1986 sono state variamente attribuite al personale operativo, alla direzione dell'impianto, alla progettazione del reattore e alla mancanza di adeguate informazioni sulla sicurezza nell'industria nucleare sovietica. Questo articolo prende in considerazione una serie di errori di progettazione, carenze operative ed errori umani che si sono combinati nell'incidente. Esamina la sequenza degli eventi che hanno portato all'incidente, i problemi di progettazione nel reattore e nelle barre di raffreddamento e il corso dell'incidente stesso. Prende in considerazione gli aspetti ergonomici ed esprime l'opinione che la causa principale dell'incidente sia stata l'inadeguata interazione utente-macchina. Infine, sottolinea le continue inadeguatezze e sottolinea che, se non si apprendono appieno le lezioni di ergonomia, potrebbe ancora verificarsi un disastro simile.
La storia completa del disastro di Chernobyl deve ancora essere rivelata. A dire il vero, la verità è ancora velata da reticenze egoistiche, mezze verità, segretezza e persino falsità. Uno studio completo delle cause dell'incidente sembra essere un compito molto difficile. Il problema principale affrontato dall'investigatore è la necessità di ricostruire l'incidente e il ruolo dei fattori umani in esso sulla base delle minuscole informazioni che sono state messe a disposizione per lo studio. Il disastro di Chernobyl è più di un grave incidente tecnologico, parte delle ragioni del disastro risiedono anche nell'amministrazione e nella burocrazia. Tuttavia, lo scopo principale di questo articolo è considerare i difetti di progettazione, le carenze operative e gli errori umani che si sono combinati nell'incidente di Chernobyl.
Di chi è la colpa?
Il capo progettista dei reattori ad acqua bollente di grande potenza (RBMK) a tubi in pressione utilizzati presso la centrale nucleare di Chernobyl (NPP), nel 1989, ha presentato il suo punto di vista sulle cause dell'incidente di Chernobyl. Ha attribuito il disastro al fatto che il personale non ha rispettato le procedure corrette, o "disciplina di produzione". Ha sottolineato che gli avvocati che indagavano sull'incidente erano giunti alla stessa conclusione. Secondo il suo punto di vista, "la colpa è del personale piuttosto che di alcuni difetti di progettazione o produzione". Il supervisore della ricerca per lo sviluppo di RBMK ha sostenuto questo punto di vista. La possibilità di inadeguatezza ergonomica come fattore causale non è stata considerata.
Gli stessi operatori hanno espresso un parere diverso. Il capoturno della quarta unità, AF Akimov, morendo in ospedale a seguito di una dose di radiazioni superiore a 1,500 rad (R) ricevuta in un breve periodo di tempo durante l'incidente, continuava a dire ai suoi genitori che le sue azioni aveva avuto ragione e non riusciva a capire cosa fosse andato storto. La sua tenacia rifletteva l'assoluta fiducia in un reattore che si supponeva fosse completamente sicuro. Akimov ha anche detto che non aveva nulla di cui incolpare il suo equipaggio. Gli operatori erano sicuri che le loro azioni fossero in accordo con la normativa, e quest'ultima non accennò affatto all'eventualità di un'esplosione. (Sorprendentemente, la possibilità che il reattore diventi pericoloso in determinate condizioni è stata introdotta nelle norme di sicurezza solo dopo l'incidente di Chernobyl). Il nucleo ha causato un'esplosione così terribile invece di fermare istantaneamente la reazione nucleare come previsto. In altre parole, in questo caso hanno agito correttamente secondo le istruzioni di manutenzione e secondo il loro modello mentale del sistema reattore, ma il progetto del sistema non corrispondeva a quel modello.
Sei persone, in rappresentanza della sola direzione dell'impianto, sono state condannate, in considerazione delle perdite umane, per aver violato le norme di sicurezza per gli impianti potenzialmente esplosivi. Il presidente del tribunale ha pronunciato alcune parole al fine di procedere alle indagini nei confronti di “coloro che non hanno provveduto a migliorare l'impiantistica”. Ha anche menzionato la responsabilità dei funzionari del dipartimento, delle autorità locali e dei servizi medici. Ma, in effetti, era chiaro che il caso era chiuso. Nessun altro è stato ritenuto responsabile del più grande disastro nella storia della tecnologia nucleare.
Tuttavia, è necessario indagare su tutti i fattori causali che si sono combinati nel disastro per trarre lezioni importanti per un futuro funzionamento sicuro delle centrali nucleari.
Segretezza: il monopolio dell'informazione nella ricerca e nell'industria
Il fallimento del rapporto utente-macchina che ha portato a "Chernobyl-86" può essere attribuito in qualche misura alla politica di segretezza - l'imposizione di un monopolio dell'informazione - che governava la comunicazione tecnologica nell'establishment dell'energia nucleare sovietica. A un piccolo gruppo di scienziati e ricercatori è stato concesso il diritto esaustivo di definire i principi e le procedure di base dell'energia nucleare, un monopolio protetto in modo affidabile dalla politica della segretezza. Di conseguenza, le rassicurazioni degli scienziati sovietici sull'assoluta sicurezza delle centrali nucleari rimasero incontrastate per 35 anni e il segreto velava l'incompetenza dei leader nucleari civili. Per inciso, di recente si è saputo che tale segretezza è stata estesa anche alle informazioni relative all'incidente di Three Mile Island; il personale operativo delle centrali nucleari sovietiche non era pienamente informato di questo incidente: sono state rese note solo informazioni selezionate, che non contraddicevano il punto di vista ufficiale sulla sicurezza delle centrali nucleari. Un rapporto sugli aspetti di ingegneria umana dell'incidente di Three Mile Island, presentato dall'autore di questo documento nel 1985, non è stato distribuito a coloro che si occupano di sicurezza e affidabilità delle centrali nucleari.
Nessun incidente nucleare sovietico è mai stato reso pubblico, ad eccezione degli incidenti nelle centrali nucleari armena e di Chernobyl (1982), che sono stati casualmente menzionati nel giornale Pravda. Nascondendo il vero stato delle cose (mancando quindi di avvalersi delle lezioni basate sulle analisi degli incidenti) i leader dell'industria nucleare stavano avviando la strada verso Chernobyl-86, una strada ulteriormente spianata dal fatto che era stata impiantata un'idea semplificata delle attività dell'operatore e il rischio di gestione delle centrali nucleari era stato sottovalutato.
Come ha dichiarato nel 1990 un membro del Comitato di esperti di Stato sulle conseguenze dell'incidente di Chernobyl: “Per non sbagliare più, dobbiamo ammettere tutti i nostri errori e analizzarli. È essenziale determinare quali errori sono stati dovuti alla nostra inesperienza e quali invece sono stati un deliberato tentativo di nascondere la verità”.
L'incidente di Chernobyl del 1986
Pianificazione errata del test
Il 25 aprile 1986, la quarta unità della centrale nucleare di Chernobyl (Chernobyl 4) veniva preparata per la manutenzione ordinaria. Il piano era di spegnere l'unità ed eseguire un esperimento che coinvolgesse sistemi di sicurezza non funzionanti totalmente privi di alimentazione da fonti normali. Questo test avrebbe dovuto essere effettuato prima l'avvio iniziale di Chernobyl 4. Tuttavia, il Comitato di Stato aveva tanta fretta di avviare l'unità che decise di rinviare a tempo indeterminato alcuni test "insignificanti". Il certificato di accettazione è stato firmato alla fine del 1982. Quindi, il vicedirettore di macchina agiva secondo il piano precedente, che presupponeva un'unità del tutto inattiva; la sua pianificazione e la tempistica del test procedevano secondo questo presupposto implicito. Questo test non è stato in alcun modo effettuato di sua iniziativa.
Il programma del test è stato approvato dall'ingegnere capo. La potenza durante il test doveva essere generata dall'energia di esaurimento del rotore della turbina (durante la sua rotazione indotta dall'inerzia). Quando è ancora in rotazione, il rotore fornisce la generazione di energia elettrica che potrebbe essere utilizzata in caso di emergenza. La totale perdita di potenza in una centrale nucleare provoca l'arresto di tutti i meccanismi, comprese le pompe che provvedono alla circolazione del refrigerante nel nocciolo, che a sua volta provoca la fusione del nocciolo, un grave incidente. L'esperimento di cui sopra aveva lo scopo di testare la possibilità di utilizzare qualche altro mezzo disponibile - la rotazione inerziale della turbina - per produrre energia. Non è vietato eseguire tali test negli impianti operativi a condizione che sia stata sviluppata una procedura adeguata e siano state elaborate ulteriori precauzioni di sicurezza. Il programma deve garantire che venga fornita un'alimentazione di riserva per l'intero periodo di prova. In altre parole, la perdita di potere è solo implicita ma mai realizzata. Il test può essere eseguito solo dopo lo spegnimento del reattore, cioè quando viene premuto il pulsante “scram” e le aste assorbenti vengono inserite nel nocciolo. Prima di ciò, il reattore deve trovarsi in una condizione stabile controllata con il margine di reattività specificato nella procedura operativa, con almeno 28-30 barre assorbenti inserite nel nocciolo.
Il programma approvato dall'ingegnere capo dell'impianto di Chernobyl non soddisfaceva nessuno dei requisiti di cui sopra. Inoltre, ha chiesto l'arresto del sistema di raffreddamento di emergenza del nocciolo (ECCS), mettendo così a rischio la sicurezza dell'impianto per l'intero periodo di prova (circa quattro ore). Durante lo sviluppo del programma, i promotori hanno tenuto conto della possibilità di attivare l'ECCS, eventualità che avrebbe impedito loro di completare il rundown test. Il metodo di spurgo non è stato specificato nel programma poiché la turbina non necessitava più di vapore. Chiaramente, le persone coinvolte ignoravano completamente la fisica dei reattori. Tra i vertici dell'energia nucleare c'erano ovviamente anche persone altrettanto non qualificate, il che spiegherebbe il fatto che quando il suddetto programma fu sottoposto all'approvazione delle autorità preposte nel gennaio 1986, non fu mai commentato da queste in alcun modo. Anche la sorda sensazione di pericolo ha dato il suo contributo. A causa della politica di segretezza che circonda la tecnologia nucleare, si era formata l'opinione che le centrali nucleari fossero sicure e affidabili e che il loro funzionamento fosse privo di incidenti. La mancanza di una risposta ufficiale al programma, tuttavia, non ha allertato il direttore della centrale di Chernobyl sulla possibilità del pericolo. Decise di procedere con il test utilizzando il programma non certificato, anche se non era consentito.
Modifica del programma di test
Durante l'esecuzione del test, il personale ha violato il programma stesso, creando così ulteriori possibilità di incidente. Il personale di Chernobyl ha commesso sei gravi errori e violazioni. Secondo il programma l'ECCS è stato reso inoperante, essendo questo uno degli errori più gravi e fatali. Le valvole di controllo dell'acqua di alimentazione erano state preventivamente tagliate e bloccate in modo che fosse impossibile anche aprirle manualmente. Il raffreddamento di emergenza è stato deliberatamente disattivato per evitare possibili shock termici derivanti dall'ingresso di acqua fredda nel nucleo caldo. Questa decisione era basata sulla ferma convinzione che il reattore avrebbe resistito. La "fiducia" nel reattore è stata rafforzata dai dieci anni di funzionamento relativamente senza problemi dell'impianto. Anche un grave avvertimento, la fusione parziale del nocciolo della prima unità di Chernobyl nel settembre 1982, è stato ignorato.
Secondo il programma di test, il rundown del rotore doveva essere eseguito a un livello di potenza compreso tra 700 e 1000 MWth (megawatt di potenza termica). Tale rundown avrebbe dovuto essere eseguito mentre il reattore veniva spento, ma si scelse l'altra, disastrosa, strada: procedere con il test con il reattore ancora in funzione. Ciò è stato fatto per garantire la "purezza" dell'esperimento.
In determinate condizioni operative si rende necessario modificare o disattivare un comando locale per gruppi di aste assorbenti. Quando si spegneva uno di questi sistemi locali (i mezzi per farlo sono specificati nella procedura per il funzionamento a bassa potenza), l'ingegnere senior di controllo del reattore era lento nel correggere lo squilibrio nel sistema di controllo. Di conseguenza, la potenza è scesa sotto i 30 MWth che ha portato all'avvelenamento del reattore da prodotti di fissione (con xeno e iodio). In tal caso, è quasi impossibile ripristinare le condizioni normali senza interrompere il test e attendere un giorno fino a quando l'avvelenamento non sarà superato. Il vicedirettore di macchina per le operazioni non ha voluto interrompere il test e, urlando contro di loro, ha costretto gli addetti alla sala di controllo a iniziare ad alzare il livello di potenza (che era stato stabilizzato a 200 MWth). L'avvelenamento del reattore è continuato, ma un ulteriore aumento di potenza non era ammissibile a causa del piccolo margine di reattività operativa di sole 30 barre per un reattore a tubi a pressione di grande potenza (RBMK). Il reattore divenne praticamente incontrollabile e potenzialmente esplosivo perché, nel tentativo di superare l'avvelenamento, gli operatori ritirarono diverse barre necessarie a mantenere il margine di sicurezza della reattività, rendendo così inefficace il sistema di scram. Tuttavia, si è deciso di procedere con il test. Il comportamento dell'operatore è stato evidentemente motivato principalmente dal desiderio di completare il test il prima possibile.
Problemi dovuti alla progettazione inadeguata del reattore e delle barre assorbenti
Per meglio comprendere le cause dell'incidente, è necessario evidenziare le principali carenze progettuali delle aste assorbenti del sistema di controllo e scram. L'altezza del nucleo è di 7 m, mentre la lunghezza assorbente delle aste è di 5 m con 1 m di parti cave sopra e sotto. Le estremità inferiori delle aste assorbenti, che vanno sotto l'anima quando sono completamente inserite, sono riempite di grafite. Data una tale progettazione, le barre di controllo entrano nel nucleo seguite da parti cave di un metro e, infine, arrivano le parti assorbenti.
A Chernobyl 4 c'erano un totale di 211 barre assorbenti, 205 delle quali sono state completamente ritirate. Il reinserimento simultaneo di così tante aste provoca inizialmente un superamento della reattività (un picco nell'attività di fissione), poiché all'inizio le estremità di grafite e le parti cave entrano nel nucleo. In un reattore controllato stabile un tale scoppio non è nulla di cui preoccuparsi, ma in caso di una combinazione di condizioni avverse, tale aggiunta può rivelarsi fatale poiché porta alla rapida fuga del reattore a neutroni. La causa immediata della crescita della reattività iniziale è stata l'inizio dell'ebollizione dell'acqua nel nucleo. Questa crescita di reattività iniziale rifletteva un particolare inconveniente: un coefficiente di vuoto di vapore positivo, che derivava dal design del nucleo. Questa carenza di progettazione è uno dei difetti che hanno causato errori dell'operatore.
Gravi difetti di progettazione nel reattore e nelle aste assorbenti hanno in realtà predeterminato l'incidente di Chernobyl. Nel 1975, dopo l'incidente nello stabilimento di Leningrado, e successivamente, gli specialisti hanno avvertito della possibilità di un altro incidente a causa delle carenze nella progettazione del nucleo. Sei mesi prima del disastro di Chernobyl, un ispettore della sicurezza dell'impianto di Kursk ha inviato una lettera a Mosca in cui segnalava al capo ricercatore e capo progettista alcune inadeguatezze progettuali del reattore e delle aste del sistema di controllo e protezione. Il Comitato statale di vigilanza per l'energia nucleare, tuttavia, ha definito la sua argomentazione infondata.
Il corso dell'incidente stesso
Il corso degli eventi è stato il seguente. Con l'inizio della cavitazione della pompa del refrigerante del reattore, che ha portato a una riduzione della portata nel nocciolo, il refrigerante ha bollito nei tubi di pressione. Proprio in quel momento, il capoturno premette il pulsante del sistema di rimescolamento. In risposta, tutte le barre di controllo (che erano state ritirate) e le barre di rimescolamento sono cadute nel nucleo. Tuttavia, i primi ad entrare nel nucleo sono stati la grafite e le estremità cave delle aste, che provocano la crescita della reattività; e sono entrati nel nucleo proprio all'inizio della generazione intensiva di vapore. Anche l'aumento della temperatura interna ha prodotto lo stesso effetto. Così si sono combinate tre condizioni sfavorevoli per il nucleo. È iniziata l'immediata fuga del reattore. Ciò era dovuto principalmente a gravi carenze di progettazione dell'RBMK. Va qui ricordato che l'ECCS era stato reso inoperante, bloccato e sigillato.
Gli eventi successivi sono ben noti. Il reattore è stato danneggiato. La maggior parte del carburante, della grafite e di altri componenti interni è stata espulsa. I livelli di radiazione nelle vicinanze dell'unità danneggiata erano compresi tra 1,000 e 15,000 R/h, sebbene esistessero alcune aree più distanti o riparate dove i livelli di radiazione erano notevolmente inferiori.
All'inizio il personale non si è reso conto di cosa fosse successo e ha continuato a dire: “È impossibile! Tutto è stato fatto correttamente.”
Considerazioni di ergonomia in relazione al rapporto sovietico sull'incidente
Il rapporto presentato dalla delegazione sovietica alla riunione dell'Associazione Internazionale dell'Energia Atomica (IAEA) nell'estate 1986 dava evidentemente informazioni veritiere sull'esplosione di Chernobyl, ma continua a tornare il dubbio se l'accento fosse posto nei punti giusti e se il progetto le inadeguatezze non sono state trattate con troppa delicatezza. Il rapporto affermava che il comportamento del personale era causato dal desiderio di completare il test il prima possibile. A giudicare dal fatto che il personale ha violato la procedura per la preparazione e l'esecuzione dei test, ha violato il programma di test stesso ed è stato negligente durante l'esecuzione del controllo del reattore, sembrerebbe che gli operatori non fossero pienamente consapevoli dei processi che si svolgono nel reattore e aveva perso ogni sensazione di pericolo. Secondo il rapporto:
I progettisti del reattore non sono riusciti a fornire sistemi di sicurezza progettati per prevenire un incidente in caso di spegnimento deliberato dei mezzi di sicurezza ingegnerizzati combinati con violazioni delle procedure operative poiché consideravano improbabile tale combinazione. Pertanto, la causa iniziale dell'incidente è stata un'improbabile violazione delle procedure e delle condizioni operative da parte del personale dell'impianto.
Si è saputo che nel testo iniziale del rapporto le parole “personale dell'impianto” erano seguite dalla frase “che evidenziava i difetti di progettazione del reattore e delle aste del sistema di controllo e protezione”.
I progettisti hanno ritenuto improbabile l'interferenza di "stupidi intelligenti" nel controllo dell'impianto e quindi non sono riusciti a sviluppare i corrispondenti meccanismi di sicurezza ingegnerizzati. Data la frase contenuta nel rapporto in cui si afferma che i progettisti consideravano improbabile l'effettiva combinazione di eventi, sorgono alcune domande: i progettisti avevano considerato tutte le possibili situazioni associate all'attività umana nell'impianto? Se la risposta è positiva, allora come sono stati presi in considerazione nella progettazione dell'impianto? Sfortunatamente, la risposta alla prima domanda è negativa, lasciando indeterminate le aree di interazione utente-macchina. Di conseguenza, la formazione di emergenza in loco e la formazione teorica e pratica sono state svolte principalmente all'interno di un algoritmo di controllo primitivo.
L'ergonomia non è stata utilizzata durante la progettazione di sistemi di controllo assistiti da computer e sale di controllo per centrali nucleari. Come esempio particolarmente grave, un parametro essenziale indicativo dello stato del nocciolo, ovvero il numero delle aste del sistema di controllo e protezione nel nocciolo, è stato visualizzato sul quadro di controllo di Chernobyl 4 in modo inappropriato per la percezione e la comprensione. Questa inadeguatezza è stata superata solo dall'esperienza dell'operatore nell'interpretazione dei display.
Gli errori di calcolo del progetto e l'ignoranza dei fattori umani avevano creato una bomba ad azione ritardata. Va sottolineato che l'errore di progettazione del nucleo e del sistema di controllo è servito come base fatale per ulteriori azioni errate da parte degli operatori, e quindi la causa principale dell'incidente è stata la progettazione inadeguata dell'interazione utente-macchina. Gli investigatori del disastro hanno chiesto "rispetto all'ingegneria umana e all'interazione uomo-macchina, essendo questa la lezione che Chernobyl ci ha insegnato". Sfortunatamente, è difficile abbandonare i vecchi approcci e il pensiero stereotipato.
Già nel 1976, l'accademico PL Kapitza sembrava prevedere un disastro per ragioni che avrebbero potuto essere rilevanti per prevenire una Chernobyl, ma le sue preoccupazioni furono rese note solo nel 1989. Nel febbraio 1976, US News e World Report, un settimanale di notizie, ha pubblicato un rapporto sull'incendio all'impianto nucleare di Browns Ferry in California. Kapitza era così preoccupato per questo incidente che lo menzionò nel suo rapporto, "Problemi globali ed energia", consegnato a Stoccolma nel maggio 1976. Kapitza disse in particolare:
L'incidente ha evidenziato l'inadeguatezza dei metodi matematici utilizzati per calcolare la probabilità di tali eventi, in quanto tali metodi non tengono conto della probabilità dovuta ad errori umani. Per risolvere questo problema, è necessario adottare misure per evitare che qualsiasi incidente nucleare prenda un corso disastroso.
Kapitza ha cercato di pubblicare il suo articolo sulla rivista Nauka i Zhizn (Science and Life), ma il documento è stato respinto perché non era consigliabile “spaventare il pubblico”. La rivista svedese ambio aveva chiesto a Kapitza il suo articolo ma alla lunga non lo pubblicò neanche.
L'Accademia delle scienze ha assicurato a Kapitza che non potevano esserci incidenti del genere in URSS e come "prova" definitiva gli ha fornito le Regole di sicurezza per le centrali nucleari appena pubblicate. Queste regole contenevano, ad esempio, articoli come “8.1. Le azioni del personale in caso di incidente nucleare sono determinate dalla procedura per affrontare le conseguenze dell'incidente”!
Dopo Chernobyl
Come conseguenza diretta o indiretta dell'incidente di Chernobyl, sono in fase di sviluppo e attuazione misure per garantire il funzionamento sicuro delle attuali centrali nucleari e per migliorare la progettazione e la costruzione di quelle future. In particolare, sono state adottate misure per rendere più rapido il funzionamento del sistema scram ed escludere ogni possibilità che venga deliberatamente disattivato dal personale. Il disegno delle aste assorbenti è stato modificato e sono state rese più numerose.
Inoltre, la procedura pre-Chernobyl per condizioni anomale imponeva agli operatori di mantenere in funzione il reattore, mentre secondo quella attuale il reattore deve essere spento. Si stanno sviluppando nuovi reattori che, sostanzialmente parlando, sono di fatto intrinsecamente sicuri. Sono apparse nuove aree di ricerca che erano ignorate o inesistenti prima di Chernobyl, comprese l'analisi probabilistica della sicurezza e i test sperimentali al banco di sicurezza.
Tuttavia, secondo l'ex ministro dell'energia nucleare e dell'industria dell'URSS, V. Konovalov, il numero di guasti, arresti e incidenti nelle centrali nucleari è ancora elevato. Gli studi dimostrano che ciò è dovuto principalmente alla scarsa qualità dei componenti forniti, all'errore umano e alle soluzioni inadeguate degli enti di progettazione e ingegneria. Anche la qualità dei lavori di costruzione e installazione lascia molto a desiderare.
Varie modifiche e modifiche al design sono diventate una pratica comune. Di conseguenza, e in combinazione con una formazione inadeguata, le qualifiche del personale operativo sono basse. Il personale deve migliorare le proprie conoscenze e competenze nel corso del proprio lavoro, in base alla propria esperienza nel funzionamento dell'impianto.
Le lezioni di ergonomia devono ancora essere apprese
Anche il più efficace e sofisticato sistema di controllo della sicurezza non è in grado di garantire l'affidabilità dell'impianto se non si tiene conto dei fattori umani. Si sta preparando il lavoro per la formazione professionale del personale nell'Istituto scientifico e di ricerca delle centrali nucleari di tutta l'Unione e si prevede di ampliare notevolmente questo sforzo. Bisogna ammettere, tuttavia, che l'ingegneria umana non è ancora parte integrante della progettazione, costruzione, collaudo e funzionamento dell'impianto.
L'ex Ministero dell'energia nucleare dell'URSS ha risposto nel 1988 a un'inchiesta ufficiale secondo cui nel periodo 1990-2000 non c'era bisogno di specialisti in ingegneria umana con istruzione secondaria e superiore in quanto non vi erano richieste corrispondenti per tale personale da centrali e imprese nucleari.
Per risolvere molti dei problemi menzionati in questo articolo è necessario svolgere ricerca e sviluppo combinati coinvolgendo fisici, progettisti, ingegneri industriali, personale operativo, specialisti in ingegneria umana, psicologia e altri campi. L'organizzazione di tale lavoro congiunto comporta grandi difficoltà, una difficoltà particolare essendo il restante monopolio di alcuni scienziati e gruppi di scienziati sulla "verità" nel campo dell'energia nucleare e il monopolio del personale operativo sulle informazioni riguardanti il funzionamento della centrale nucleare. Senza informazioni complete disponibili, è impossibile fornire una diagnosi di ingegneria umana di una centrale nucleare e, se necessario, proporre modi per eliminare le sue carenze, nonché sviluppare un sistema di misure per prevenire gli incidenti.
Nelle centrali nucleari dell'ex Unione Sovietica gli attuali mezzi di diagnosi, controllo e informatizzazione sono lontani dagli standard internazionali accettati; i metodi di controllo delle piante sono inutilmente complicati e confusi; non sono previsti programmi avanzati di formazione del personale; c'è uno scarso supporto del funzionamento dell'impianto da parte dei progettisti e formati molto obsoleti per i manuali operativi.
Conclusioni
Nel settembre 1990, dopo ulteriori indagini, due ex dipendenti di Chernobyl furono scarcerati prima della fine della loro pena. Qualche tempo dopo tutto il personale operativo detenuto è stato liberato prima del tempo stabilito. Molte persone coinvolte nell'affidabilità e nella sicurezza delle centrali nucleari ora credono che il personale abbia agito correttamente, anche se queste azioni corrette hanno provocato l'esplosione. Il personale di Chernobyl non può essere ritenuto responsabile per l'entità imprevista dell'incidente.
Nel tentativo di identificare i responsabili del disastro, la corte si è basata principalmente sul parere di tecnici specialisti che, in questo caso, erano i progettisti della centrale nucleare di Chernobyl. Come risultato di questa lezione più importante di Chernobyl si è appresa: fintanto che il principale documento legale utilizzato per identificare la responsabilità per i disastri in stabilimenti così complicati come la centrale nucleare è qualcosa come le istruzioni di manutenzione prodotte e modificate esclusivamente dai progettisti di questi stabilimenti, è troppo tecnicamente difficile trovare le vere ragioni dei disastri, così come prendere tutte le precauzioni necessarie per evitarli.
Inoltre, resta da chiedersi se il personale operativo debba seguire rigorosamente le istruzioni di manutenzione in caso di disastro o se debba agire secondo le proprie conoscenze, esperienze o intuizioni, che possono anche contraddire le istruzioni o essere inconsciamente associate alla minaccia di Punizione severa.
Dobbiamo affermare, purtroppo, che la domanda "Chi è il colpevole dell'incidente di Chernobyl?" non è stato chiarito. I responsabili vanno ricercati tra politici, fisici, amministratori e operatori, oltre che tra ingegneri dello sviluppo. Condannare semplici "commutatori" come nel caso di Chernobyl, o chiedere al clero di santificare le centrali nucleari con l'acqua santa, come è stato fatto con l'unità afflitta da incidenti a Smolensk nel 1991, non possono essere le misure corrette per garantire un funzionamento sicuro e affidabile delle centrali nucleari.
Coloro che considerano il disastro di Chernobyl solo uno sfortunato fastidio di un tipo che non accadrà mai più, devono rendersi conto che una caratteristica umana fondamentale è che le persone commettono errori, non solo il personale operativo ma anche scienziati e ingegneri. Ignorare i principi ergonomici sulle interazioni utente-macchina in qualsiasi campo tecnico o industriale comporterà errori più frequenti e più gravi.
È quindi necessario progettare strutture tecniche come le centrali nucleari in modo tale che eventuali errori vengano scoperti prima che si verifichi un grave incidente. Molti principi ergonomici sono stati derivati cercando in primo luogo di prevenire gli errori, ad esempio nella progettazione di indicatori e controlli. Tuttavia, ancora oggi questi principi vengono violati in molte strutture tecniche in tutto il mondo.
Il personale operativo di strutture complesse deve essere altamente qualificato, non solo per le operazioni di routine ma anche per le procedure necessarie in caso di deviazione dallo stato normale. Una solida conoscenza della fisica e delle tecnologie coinvolte aiuterà il personale a reagire meglio in condizioni critiche. Tali qualifiche possono essere raggiunte solo attraverso una formazione intensiva.
I continui miglioramenti delle interfacce utente-macchina in tutti i tipi di applicazioni tecniche, spesso a seguito di piccoli o grandi incidenti, mostrano che il problema degli errori umani e quindi dell'interazione utente-macchina è lungi dall'essere risolto. È necessaria una continua ricerca ergonomica e la conseguente applicazione dei risultati ottenuti finalizzati a rendere più affidabile l'interazione utente-macchina, soprattutto con tecnologie ad alto potere distruttivo, come il nucleare. Chernobyl è un severo monito di ciò che può accadere se le persone - scienziati e ingegneri, così come amministratori e politici - ignorano la necessità di includere l'ergonomia nel processo di progettazione e gestione di strutture tecniche complesse.
Hans Blix, direttore generale dell'AIEA, ha sottolineato questo problema con un confronto importante. È stato detto che il problema della guerra è troppo serio per lasciarlo solo ai generali. Blix ha aggiunto “che i problemi del nucleare sono troppo seri per lasciarli solo agli esperti nucleari”.
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