REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA DE …
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TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL TÍTULO DE MÁSTER EN MAQUINARIA AGRÍCOLA REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000 Autor: Ing. Fernando Expósito Gallardo Holguín, 2011
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TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL TÍTULO DE MÁSTER
EN MAQUINARIA AGRÍCOLA
REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000
Autor: Ing. Fernando Expósito Gallardo
Holguín, 2011
TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL TÍTULO DE MÁSTER EN
MAQUINARIA AGRÍCOLA
REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000
Autor: Ing. Fernando Expósito Gallardo Tutor: Dr. C. Ing. Roberto Pérez Rodríguez Consultor: Dr. C. Ing. Ramón Martínez Batista
Holguín, 2011
AGRADECIMIENTOS
El agradecimiento a los Doctores Roberto Pérez Rodríguez y Ramón Martínez
Batista, por su apoyo y asesoramiento en el desarrollo de la presente
investigación, por su preocupación y horas dedicadas a este trabajo.
A todos los profesores que nos transmitieron sus conocimientos durante el
desarrollo de la Maestría.
Al centro donde trabajo (CEDEMA), por el apoyo dado a esta investigación.
En general a todas las personas que de una u otra forma hicieron posible la
realización de este trabajo.
Ing. Fernando Expósito Gallardo
RESUMEN
La investigación tiene como objetivo fundamental el rediseño de los mandos en
la cabina de la cosechadora C-4000, teniendo en cuenta las ciencias
orientadas al hombre, y principalmente utilizando las nuevas técnicas del
diseño moderno, también se tendrá en cuenta la experiencia que se ha
obtenido en diseños desarrollados anteriormente. En el capitulo I, se analiza el
camino evolutivo de las cabinas del operador de las cosechadoras
desarrolladas en Cuba y en el mundo, su confort, estética y ergonomía de sus
mandos, además en este capitulo introducimos un nuevo y novedoso método
de diseño a utilizar, que nos permite evaluar la cabina para la remodelación de
los mandos en la cosechadora C-4000. Ya en el capitulo II, utilizando los
novedosos métodos de diseño, realizamos el rediseño de los mandos del
puesto de trabajo del operador de nuestra cosechadora. Aquí la investigación
también se dirige a la utilización de las técnicas modernas de control y mando
en las máquinas. Nos basaremos en los principios ergonómicos fundamentales
que debe regir en el diseño del puesto de trabajo de un operador agrícola,
donde lo primario es el hombre y no a la inversa. Hoy en día, el diseño del
puesto de trabajo según su función, se rige por leyes y normativas; nuestro
centro, rector de la maquinaria agrícola en el país, no está exento de estos
requerimientos.
SUMMARY
The investigation has as fundamental objective the redesign of the controls in
the cropper's booth C-4000, keeping in mind the sciences guided the man, and
mainly using the new techniques of the modern design, one will also keep in
mind the experience that has been obtained in designs developed previously. In
the I surrender I, the evolutionary road of the booths of the operator of the
croppers is analyzed developed in Cuba and in the world, its comfort, aesthetics
and ergonomics of its controls, also in this I surrender we introduce a new and
novel design method to use that allows us to evaluate the booth for the
remodeling of the controls in the cropper C-4000. Already in the I surrender II,
using the novel design methods, we carry out the redesign of the controls of the
position of work of our cropper's operator. Here the investigation also goes to
the use of the modern techniques of control and control in the machines. We
will base ourselves on the ergonomic fundamental principles that it should
govern in the design of the position of work of an agricultural operator, where
the primary thing is the man and not to the inverse one. Nowadays, the design
of the work position according to its function, is governed by laws and
normative; our center, rector of the agricultural machinery in the country, is not
exempt of these requirements.
INDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1 MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN..................................................... 1: MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN ............................................. 8
1.1 DISEÑO PARA LA UTILIDAD .................................................................. 8 1.1.1 Técnica utilizada para el rediseño .................................................... 8 1.1.2 Breve bosquejo de ergonomía. ...................................................... 10 1.1.3 Diseño para la utilidad (DPU) ......................................................... 12
1.2 DPU Y CABINAS DE COSECHADORAS............................................... 16 1.3 ARTÍCULOS EXTRANJEROS REFERENTE AL TEMA DE INVESTIGACIÓN.......................................................................................... 18 1.4 PUESTO DE CONTROL DE LAS COSECHADORAS ........................... 25 1.5 ANÁLISIS DE LOS PRINCIPIOS PARA LA UTILIDAD EN LA COSECHADORA DE CAÑA ......................................................................... 28 1.6 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO........................................................ 29
REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000 ...................................................................................................... 2. REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000 ............................................................................................ 30
2.1 EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LOS MANDOS OPERATIVOS DE LA COSECHADORA C-4000 ............................................................................. 30 2.2 MANDOS DE CONTROL DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000 .. 31
2.1.1 Evaluación ergonómica de los mandos de la cosechadora c-4000.34 2.2.2 Evaluacón del posicionamiento espacial de los mandos de la cosechadora de caña C-4000 ................................................................... 39
2.3 REDISEÑO DEL PUESTO DE TRABAJO DEL OPERADOR DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000, CON LA UTILIZACIÓN DE LAS TÉCNICAS DEL DISEÑO PARA LA UTILIDAD (DPU). ................................. 40 2.4 ESTUDIO COMPARATIVO ................................................................... 46 2.5 CÁLCULO PARA DETERMINAR EL ALCANCE DEL OPERADOR DE LA COSECHADORA A LOS MANDOS [SEGÚN METODOLOGÍA DE MONDELO, 1996]. 48 2.6 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO........................................................ 49
CONCLUSIONES ............................................................................................ 50 RECOMENDACIONES .................................................................................... 51 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................ 52 ANEXOS .............................................................................................................. ANEXO 1. MODELO PARA EVALUAR EL NIVEL DE CALIDAD PARA EL OPERADOR, DE LA ERGONOMÍA EN EL PUESTO DE TRABAJO EN LA COSECHADORA CAÑERA C-4000.................................................................... ANEXO 2. MEDIDAS DEL HOMBRE SENTADO (SEGÚN NORMA DIN 33 402. 2DA. PARTE)...............................................................................................
ANEXO 3. MEDIDAS DEL HOMBRE PARADO (SEGÚN NORMA DIN 33 402. 2DA. PARTE)....................................................................................................... ANEXO 4. NORMA TÉCNICA BRASILEÑA – ABNT. NBR NM-ISO 5353: MAQUINARIA VIAL, TRACTORES Y MAQUINARIA AGRÍCOLA Y FORESTAL - PUNTO DE REFERENCIA DEL ASIENTO ................................... ANEXO 5. METODOLOGÍA USADA POR RAJESH PATEL [PATEL, 1999], PARA DETERMINAR EL ALCANCE ÓPTIMO DEL OPERADOR DE MAQUINARIAS AGRÍCOLAS DESDE EL ESPALDAR DEL ASIENTO.............
INTRODUCCIÓN
La agroindustria azucarera continuará ocupando un lugar importante en el
desarrollo económico del país. Una vía para garantizar una producción cañera
de gran magnitud es elevar la eficiencia de la maquinaria, su perfeccionamiento
a través de modelos y proyectos cada día más fiables. Estas tareas han sido
desarrolladas con sistematicidad por el MINAZ y el SIME.
Al diseñar las máquinas y modernizar las existentes es necesario tener en
cuenta las posibilidades y particularidades de los hombres que van a operarlas.
Cuando se crea un nuevo dispositivo técnico, no debe considerarse
simplemente la máquina como tal, sino el sistema hombre máquina y las
restricciones que le impone el ambiente.
En las actuales condiciones de desarrollo los equipos son dotados con
sistemas técnicos complejos, al hombre se le presentan crecientes exigencias
que le obligan a trabajar a veces al límite de sus posibilidades psicofisiológicas
y en condiciones de trabajo complicadas en extremo. Con el progreso técnico
se agudiza el problema del hombre y su relación con las máquinas. Si bien es
cierto que sus posibilidades se amplían a expensas del desarrollo de los
instrumentos de trabajo, estos a menudo son complejos o están
irracionalmente diseñados, resultando difíciles de manipular.
Como consecuencia de este lógico desarrollo que ha sufrido la industria
azucarera sobre todo en su eslabón de cosecha, se ha continuado el
perfeccionamiento de los sistemas de equipos. Específicamente en las
cosechadoras de caña, que por la complejidad de la labor que realizan, las
altas y variables cargas y el régimen de trabajo a que están sometidas, han
conllevado a estudios de perfeccionamiento para sustituir las máquinas con
desgaste físico por otras más eficientes. Es por esto que reviste gran
importancia definir sus principales índices de calidad y económicos. Entre estos
indicadores se incluyen algunos relacionados con la Protección e Higiene del
Trabajo, sobre los cuales se realiza una valoración en el presente trabajo.
Existen trabajos que por las condiciones en que se realizan causan fatiga,
deteriorando las funciones vitales del hombre e incluso su salud, este es el
caso de las labores en la agricultura. Es por ello que debe prestarse especial
1
atención al medio laboral donde el trabajador realiza su actividad fundamental.
Este es el caso de la cosecha de la caña, en el cual el operador está expuesto
a un ambiente extremo de trabajo.
Al analizar la bibliografía mundial se observan numerosos trabajos relacionados
con el tema de investigación, las más significativas para nuestro trabajo fueron:
− Da Silva, 2011, “Evaluación ergonómica de una cosechadora de caña”,
se hace una valoración ergonómica de una cosechadora de caña CASE-
7000, de fabricación brasileña.
− Fontana, 2007, “Evaluación ergonómica del interior de la cabina de
tractores”, el trabajo relaciona todo las evaluaciones ergonómicas
realizadas a los mandos de los tractores Caterpillar 545, Tigercat 630B,
Volvo A25C y Valmet 890.2.
− Machado, 2008, “Prioridades de requisitos en el puesto de operación de
tractores en cuanto a ergonomía y seguridad”, en el trabajo se evaluaron
ergonómicamente los tractores del mercado brasileño como: Agrale,
Case, John Deere, Massey Fergunson, New Holand, Valtra y Yanmar.
− Fontana, 2004, “Evaluación de las características ergonómicas de
cosechadoras”. En el trabajo los autores dan los resultados de la
evaluación ergonómica realizada a las cosechadoras New Holand TC-57
y NH-8040, Massey Fergunson MF 3640 y la cosechadora SLC-6200.
− McCarthy, 2004. “Los controles de la cosechadora cañera”, los autores
hacen una investigación sobre la automatización de los controles de la
cosechadora de caña CASE-7000.
− Russo, 1998, “Verificación de las dimensiones de máquinas agrícolas
con relación al perfil antropométrico del agricultor en áreas de Santo
Angelo”, el informe resume los trabajos de mediciones ergonómicas
realizadas a las cosechadoras SLC 6200, al tractor Ford modelo 4630 y
modelo 7630, tractor Massey Fergunson modelo 275 y modelo 292 y el
tractor Valmet.
Estas investigaciones demuestran el creciente interés de administrativos y
fabricantes, en la aplicación de los métodos modernos de diseño ergonómicos
2
en el medio operativo donde se desempeña el operador de la maquinaria
agrícola.
En el año 1996, el Grupo de Diseño de Cosechadoras del Centro de Desarrollo
de la Maquinaria (CEDEMA), dio por terminado el diseño de la moderna
cosechadora cañera C-4000 (Máx., 2000), posteriormente desarrollada por la
fábrica de cosechadoras cañeras “60 Aniversario de la Revolución de Octubre”.
Para el diseño de la documentación constructiva de la cabina del operador de
la cosechadora, se tuvieron en cuenta los requisitos de seguridad y
ergonómicos, aplicables a las cosechadoras, así como satisfacer las
condiciones óptimas vibro-acústicas y micro climáticas en base a parámetros
preliminares, determinados en la búsqueda bibliográfica realizada [Expósito,
2000]. Como línea fundamental para el diseño de la variante se tomó como
base los trabajos realizados en las cabinas de las cosechadoras KTP-3S; KTP-
2M y referencias de cabinas en equipos extranjeros (Expósito, 1996-1997) y
(Informe, 2001).
La cosechadora de caña C-4000 fue sometida a pruebas funcionales y de
campo, pruebas estas controladas por el grupo de prueba del CEDEMA y el
Grupo de Seguridad del Trabajo del Instituto de Estudios e Investigaciones del
Trabajo de la Habana (Informe, 2001).
Las pruebas se realizaron en áreas de los centrales azucareros “Antonio Maceo”
y “Nicaragua’ de la provincia de Holguín, el período de prueba abarcó desde el
21 de diciembre de 1999 hasta el 11 de abril del 2000 (Informe, 2001).
El peritaje ergonómico, plasmado en el informe de prueba a la cabina arrojó los
siguientes detalles (Informe, 2001):
Este modelo posee:
− Cabina cerrada con cristales y espejos retrovisores para facilitar la
visibilidad (superior, inferior, laterales y parte posterior), además de
reducir los niveles de ruido y polvo tan dañinos al ser humano.
− Aire acondicionado, lo que permite mantener una temperatura agradable
en su interior. Este trabajó de forma irregular, por fallos eléctricos y poco
3
nivel del gas refrigerante, lo que ocasionó molestias en el operador al
reducirse el confort.
− Faros (delanteros y traseros) que para el trabajo nocturno aumentan la
capacidad operativa de la máquina.
− La disposición de los diferentes mandos y controles pueden ser
accionados por el operador desde el asiento, excepto la que controla el
extractor, que fue colocada en la parte trasera de la cabina, lo que
muchas veces obliga al operador a desviar la atención para accionarla.
Además hay palancas muy rígidas, las cuales requieren que se le
aplique un mayor esfuerzo. También se colocaron incorrectamente los
bloques de mandos de accionamiento de los órganos de trabajo
(perpendicular a las piernas del operador y pegadas al timón), lo que
reduce la capacidad de movimientos del operador durante el proceso de
trabajo, este tiene que permanecer prácticamente inmóvil ya que tiene
las rodillas pegadas a los mandos. De forma general, la cantidad y
distribución de los mandos para el accionamiento de los órganos de
trabajo, unido al control u observación de los indicadores y a las
operaciones relacionadas con el proceso de trabajo aumenta el grado de
tensión emocional del operador.
− Posee iluminación interior, un asiento cómodo (según la opinión de
operadores consultados), durante la noche los indicadores en la pizarra
se observan perfectamente.
El peritaje detectó varias dificultades de diseño:
- Mandos y controles fuera del alcance del operador.
- Palancas rígidas.
- Bloques de mandos mal ubicados.
- Exceso de mandos.
- Existe una innecesaria disposición de los controles y su distribución no
siempre tiene en cuenta las funciones que los mismos realizan.
- No existe plena correspondencia entre el emplazamiento y el efecto que
produce la manipulación de determinados mandos.
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- No existen controles accionados por los pies, todos los mandos están
orientados a las manos.
De lo expuesto anteriormente, surge como Situación Problémica que se hace
necesario la aplicación de herramientas modernas de diseño a los mandos en
la cabina del operador de la cosechadora C-4000.
De esta problemática surge como Problema Científico la necesidad de la
aplicación de los criterios y principios del Diseño para la utilidad, en el diseño
de los mandos de control en la cabina del operador de las nuevas
generaciones de máquinas cosechadoras de caña.
El Objeto de Investigación estará dirigido a los mandos en la cabina del
operador de la cosechadora cañera C-4000, y el Campo de acción está
enmarcado al rediseño de los mandos operativos de la nueva Cosechadora
Cañera C-4000.
El Objetivo General propuesto en la investigación es: la determinación de
criterios o principios del Diseño, en el rediseño de los mandos de control en la
cabina del operador de las nuevas generaciones de máquinas cosechadoras
de caña.
Los Objetivos Específicos son:
1. Evaluación ergonómica de los mandos de la cosechadora, en cuanto a su
posicionamiento, teniendo como base las normativas y estudios de
investigación, que sobre la materia se han llevado a cabo tanto en Cuba, como
en otros países.
2. Analizar variantes de automatización o semi-automatización de algunas de
las operaciones de la cosechadora, utilizando las técnicas modernas actuales.
3. Aplicación de los criterios o principios del Diseño para la Utilidad (DPU) en el
rediseño de los mandos de control en la cabina del operador de las nuevas
generaciones de máquinas cosechadoras de caña.
Por lo anteriormente expuesto se ha propuesto la siguiente Hipótesis:
La aplicación de los principios del Diseño para la Utilidad en el diseño de las
cabinas para máquinas cosechadoras de caña, garantizará una adecuada
utilización y ubicación de los mandos de control de la cosechadora.
5
Los Métodos Científicos a utilizar en el desarrollo de la investigación son:
Métodos Empíricos:
− Observación científica: se puso en práctica al observar las condiciones
reales de trabajo del operador en las pruebas de campo realizadas a la
cosechadora cañera C-4000, la observación física de cosechadoras
importadas por el país y la búsqueda bibliográfica realizada por Internet.
− Criterio de expertos: se realizaron entrevistas no estructuradas a
operadores de diferentes cosechadoras.
Métodos teóricos:
− Histórico – Lógico: para conocer la evolución y desarrollo del objeto de
investigación y el condicionamiento de la teoría a las distintas etapas por
las que transita en su sucesión cronológica, así como para modelar su
estructura lógica interna.
− Análisis y síntesis: para distinguir los distintos elementos o partes del
todo (sistema u objeto sujeto a investigación), analizándolos por
separado para determinar sus relaciones y, partiendo de esta base,
sintetizar los resultados del análisis.
− Hipotético – Deductivo: para proponer la hipótesis de la investigación a
partir de deducciones a priori del conjunto de datos y conocimientos
generales iniciales que se tienen del fenómeno, arribando a
conclusiones primarias a partir de dicha hipótesis, que luego puedan ser
comprobadas durante el desarrollo de la investigación.
La Novedad radica en la utilización, por primera vez en el desarrollo de
máquinas cosechadoras de caña en Cuba, de los principios del Diseño para la
Utilidad, en el diseño de los mandos de control en la cabina del operador de las
nuevas generaciones de máquinas cosechadoras de caña; y lo que se aporta
son criterios de Diseño para la Utilidad, en el rediseño de los mandos de control
en la cabina del operador, de las nuevas generaciones de máquinas
cosechadoras de caña.
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La Actualidad está en que es desarrollada una nueva Cosechadora de Caña
teniendo como base los principios de diseños ergonómicos actuales.
Los Resultados Esperados después de realizada esta investigación
evaluativa, es poder contar con una moderna y futurista cabina en la que el
operador pueda realizar su trabajo con las máximas condiciones ergonómicas.
7
MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN
1: MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN
Introducción
Este capítulo tiene por objetivo la búsqueda de un método de diseño (de
actualidad mundial), que nos permita el rediseño de los mandos de la
cosechadora cañera C-4000, directamente a su ubicación, distribución y
racionalidad ergonómica.
1.1 DISEÑO PARA LA UTILIDAD
1.1.1 TÉCNICA UTILIZADA PARA EL REDISEÑO
Las metodologías para el diseño y desarrollo de productos, constituyen un
marco flexible con el cual se encaminan los esfuerzos del equipo de diseño
hacia la consecución de los objetivos, brindándoles las herramientas de toma de
decisiones y de evaluación.
La dinámica de los mercados actuales, exige que los productos sean diseñados
con un alto enfoque en los requerimientos del cliente con el objetivo de sostener
o incrementar su posicionamiento en el mercado. En los modelos clásicos de
diseño los requerimientos se traducen en especificaciones del producto que
representarán la base para la realización del diseño. Sin embargo, los
ingenieros de diseño han observado la necesidad de contar con metodologías
definidas que les faciliten este proceso, como consecuencia se han desarrollado
técnicas y herramientas genéricas que facilitan las tareas del equipo de diseño,
por ejemplo, recolectar información, generar conceptos y evaluar diseños.
Las metodologías de diseño constituyen un marco flexible a través del cual se
encausan los esfuerzos del equipo de diseño hacia la consecución de los
objetivos, brindándoles las herramientas de toma de decisiones y de evaluación
necesarias (Paola F., 2007).
En los últimos años, se ha desarrollado una nueva perspectiva de la ingeniería
en la que el diseño ha ido acumulando responsabilidades. Una correcta
definición y concepción global de un producto o una máquina que tenga en
cuenta, tanto los requerimientos de su ciclo de vida, como la gama fabricada por
la empresa o sector, suele ser la mejor garantía de su buen funcionamiento y
8
acierto comercial. Esta nueva perspectiva toma el nombre de Ingeniería
Concurrente (IC) y se soporta en nuevos métodos, nuevas herramientas
basadas en las tecnologías de la información y la comunicación y nuevas
formas organizativas (Riba C. 2002-1, 2002-2).
La ingeniería concurrente surgió como respuesta a la necesidad de mejorar la
comunicación entre los responsables del diseño de un producto, en particular,
entre los encargados de especificar las características de un producto, y el
resto de los participantes en el proceso de desarrollo (Ahuett H. 2007).
Definición de Ingeniería Concurrente
Nueva forma de concebir la ingeniería de diseño y desarrollo de productos y
servicios de forma global e integrada donde concurren las siguientes
perspectivas [36] [37:]
− Desde el punto de vista del producto, se toman en consideración tanto la
gama que se fabrica y ofrece a la empresa como los requerimientos de
las distintas etapas del ciclo de vida y los costes o recursos asociados.
− Desde el punto de vista de los recursos humanos, colaboran
profesionales que actúan de forma colectiva en tareas de asesoramiento
y de decisión (con presencia de las voces significativas) o de forma
individual en tareas de impulsión y gestión (gestor de proyecto), tanto si
9
pertenecen a la empresa como si son externos a ella (otras empresas,
universidades o centros tecnológicos).
− Y, desde el punto de vista de los recursos materiales, concurren nuevas
herramientas basadas en tecnologías de la información y la comunicación
sobre una base de datos y de conocimientos cada vez más integrada
(modelación 3D, herramientas de simulación y cálculo, prototipos y útiles
rápidos, comunicación interior, Internet).
La ingeniería concurrente tiene por objeto, concebir los productos y servicios de
forma global en beneficio de los usuarios, fabricar con más calidad y a menor
precio, u obtener mejores prestaciones al mismo coste, ya que todos los
aspectos considerados mejoran al mismo tiempo y aumenta la relación entre
prestaciones y precio.
La IC nos dirige hacia dos orientaciones denominadas [36]:
− Ingeniería concurrente orientada al producto (fabricación, costes,
inversión, calidad, comercialización, apariencia).
− Ingeniería concurrente orientada al entorno (ergonomía, seguridad,
medio ambiente, fin de vida).
Dentro de la IC orientada al entorno se encuentra la ergonomía, la disciplina que
trabaja directamente el entorno del hombre como tal.
1.1.2 BREVE BOSQUEJO DE ERGONOMÍA.
El concepto moderno de ergonomía, que etimológicamente procede de los
términos griegos ergo (trabajo) y nomos (ley o norma), se debe a K.F. Murrell y
fue adoptado por la asociación inglesa Ergonomics Research Society en 1949,
con el objetivo de adaptar el trabajo al hombre [23]. Los norteamericanos
suelen usar el término factor humano que, con ciertos matices, tiene el mismo
significado [36] [37].
Entre las muchas definiciones de ergonomía se citan las dos siguientes: la
primera dada por Wisner en 1973, es más próxima al objetivo de este texto
(conjunto de conocimientos científicos relativos al hombre necesarios para
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concebir herramientas, máquinas y dispositivos que puedan ser utilizados con
la máxima eficacia, seguridad y confort), mientras que la segunda, adoptada
por la Internacional Ergonomics Association, tiene un carácter más general
(integración de conocimientos derivados de las ciencias humanas para estudiar
de forma conjunta trabajos, sistemas, productos y condiciones ambientales
vinculadas a habilidades mentales, físicas y limitaciones de las personas).
La ergonomía es, pues, una disciplina que trata los aspectos siguientes:
a) Estudio pluridisciplinario (ingeniería, medicina, psicología, estadística,
economía) de la relación entre las personas y su entorno, especialmente de
sus limitaciones y condicionantes.
b) Intervención en la realidad exterior, tanto la natural como la artificial, para
mejorar la relación de las personas con su entorno (con los objetos y en las
formas de actuación) en vistas a la eficacia, el confort, la salud y la seguridad.
Los primeros estudios y aplicaciones de la ergonomía se orientaban al mundo
laboral y ponían el énfasis en la mejora y diseño de puestos de trabajo
[aplicación que hoy día continúa teniendo una gran importancia (Mondelo,
2001-2)], pero cada vez más la ergonomía ha ido tomando un carácter general
y hoy día se aplica a una gran diversidad de ámbitos de la actividad humana
(utensilios de uso cotidiano, conducción de vehículos, sistemas de ocio).
En otro orden de cosas, se puede hablar de ergonomía preventiva (o
planificada en el momento de la concepción de productos, máquinas y
sistemas) y la ergonomía correctiva (que interviene después de que los
sistemas hayan sido construidos).
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Figura 1.2. Fases de la ergonomía (Winter, 2004/2005).
Al analizar la figura 1.2, la investigación se orienta hacia la ergonomía
correctiva, se posee el diseño y el desarrollo del puesto de trabajo del operador
de la cosechadora de caña, y se necesita un rediseño del mismo, con la
utilización de técnicas modernas de diseño orientadas a esta materia.
Durante años el concepto de ergonomía permaneció reservado para la
industria. Poco a poco este concepto se ha introducido en la agricultura y las
actuales maquinarias en el mundo son desarrolladas con un alto grado de
ergonomía en el puesto de control del operador. Nuestras maquinarias han
estado faltas de estas condiciones, causa de la presente investigación. Para
facilitar el desarrollo de la investigación de diseño, se determina desarrollar una
nueva herramienta que agrupara todo lo concerniente a normas, leyes,
directivas, investigaciones que estuvieran ligadas directamente al puesto de
trabajo del operador agrícola, específicamente al acceso a los mandos, de aquí
es donde surge el concepto de Diseño para la Utilidad (DPU).
1.1.3 DISEÑO PARA LA UTILIDAD (DPU)
El término utilidad en el diseño de Ingeniería refleja las posibilidades de
utilidad de un producto con base a las funciones establecidas.
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Se puede definir la utilidad como la medida en la cual un producto puede ser
utilizado por un conjunto de usuarios para obtener objetivos específicos con
efectividad, eficiencia y satisfacción en un contexto de utilización dado. Por lo
tanto, depende de la interacción entre el operador y el entorno.
Tiene como finalidad hacer todo pensando con el mayor confort y eficacia en la
labor que realiza el hombre, en sus diferentes posiciones y situaciones, según
sus requerimientos y necesidades. A través de esta se estudian las cualidades
táctiles, de manejabilidad y control de las máquinas.
El diseño para utilidad se soporta en la fisiología y a nivel de estadísticas en
la antropometría. Y sus tres orientaciones están reflejadas en el esquema
siguiente:
Estas tres direcciones del DPU, se nutren de normas, leyes y directivas
nacionales e internacionales para el diseño del puesto de trabajo, dirigidas
fundamentalmente al operador de maquinaria agrícola.
A) Diseño en función del tamaño del operador.
Un axioma de diseño debe ser “Ajustar los mandos al cuerpo humano”.
Para el rediseño del puesto de trabajo del operador se utilizaron determinadas
dimensiones del cuerpo humano en posición sentada y parada, como las que
se muestran en los anexo 2 y 3, dadas por la norma DIN 33 402. 2da. Parte.
Cuatro pasos deben seguirse para asegurar que el puesto de trabajo se
adaptará al operador:
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− Seleccione aquellas dimensiones del cuerpo humano que directamente
están relacionadas con el puesto de trabajo.
− Para cada una de las relaciones dimensionales entre el cuerpo y el
sistema, decida si el diseño debe adaptarse a un valor fijo o a un rango
de valores.
− Combine todos los valores de diseño seleccionado, en el dibujo, en el
modelo virtual o en la maqueta para verificar si existe compatibilidad
física.
− Determine si un diseño se ajustará a todos los usuarios o si el producto
requiere alguna adaptabilidad.
Percentil.
El percentil es la posición o número que la persona tiene entre cien individuos
del mismo grupo de referencia, de forma que el percentil 95 indica que solo
hay cinco personas con valores superiores al suyo. La ergonomía
habitualmente establece diseños para el 90% de la población, es decir para
los sujetos que están entre el percentil 5 y el 95.
Ventajas en el uso de los percentiles.
− Ayuda al diseñador a establecer la porción de la población usuaria que
podrá o estará en capacidad de hacer uso del equipo.
− Facilita el diseño y selección de las personas para los ensayos o
pruebas del equipo.
− Le garantiza al diseñador que cualquier valor o dimensión pueda estar
exactamente localizada sobre el rango para la dimensión específica.
− Los modelos del tamaño del operador permiten correlacionar algunas
dimensiones del cuerpo con la estatura, pero no todas.
Afortunadamente, las medidas del cuerpo humano para la población mundial
tienen una distribución normal o Gaussiana, distribuciones que pueden
describirse estadísticamente en términos de la media y la desviación estándar,
asegurándonos que un determinado número o porcentaje de la población está
considerada en el diseño (anexo 2 y anexo 3).
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B) Diseño para la postura del operador.
La postura se define como la ubicación espacial que adoptan los diferentes
segmentos corporales o la posición del cuerpo como conjunto.
La mala postura del operador de una maquinaria agrícola podría conllevar a
riesgos en la salud, entre estas tenemos (Chalmers, 2011):
Carga Física:
Son los requerimientos físicos a los que se encuentra sometido el trabajador
durante su jornada laboral; dependiendo de la tarea, esta podrá estar
influenciada por:
− Postura mantenida
− Postura forzada
− Movimientos repetitivos
Carga Mental:
Relación entre el esfuerzo que debe realizar un trabajador frente a las
exigencias que le plantea la tarea. Por lo tanto, para su estimación, se debe
analizar en forma integrada las características de la tarea, el contexto en que
se encuentra el trabajador y sus características individuales.
− Sobrecarga cuantitativa (cuando hay mucho que hacer)
− Sobrecarga cualitativa (operaciones fáciles)
En el anexo 4, se establece las opiniones de los operadores que trabajaron en
la cosechadora de caña C-4000, según las cargas físicas y mentales a que
fueron expuestos.
Consideraciones:
Conseguir diseños que minimicen la fatiga del usuario, pero que a la vez
permitan el alcance de los objetivos de diseño del producto o sistema.
– Establecer el punto de equilibrio.
15
Posición ideal (Maury, 2006).
– La posición ideal debe conseguir el punto de equilibrio entre la fatiga del
operario, la ejecución de las funciones y el desarrollo de potencia requerida
por parte del operario.
– Como regla general los diseños deben evitar posiciones incómodas en
las que se obligue a torceduras o flexiones del cuerpo para reducir la fatiga
del operario durante el uso.
C) Diseño para alcance y movilidad.
Definiciones.
Alcance. Habilidad que tiene un operario para extender sus brazos y piernas
con el fin de tocar y manipular un control (Maury, 2006).
Zonas del alcance óptimas de agarre: definen la disposición de los elementos
que se deben utilizar en el área de trabajo, tanto vertical como horizontalmente;
representan las curvas máximas de agarre que delimitan las áreas en las que
no se producen esfuerzos ni giros anormales que pueden implicar a la larga
dolores, patologías, traumatismos (Publicidad. (2011).
Movilidad. Se refiere al grado o rango de movimiento que puede ser alcanzado
por una articulación (Maury, 2006).
Reglas de diseño para la movilidad y el alcance (Maury, 2006).
− Deben proyectarse las máquinas para requerir las acciones del operario
dentro de su alcance o zona de movilidad y a la vez donde ello le resulte
más cómodo.
− Los grados de libertad y su rangos de movimiento son dos parámetros
con su distribución estadística que deben considerarse en el diseño de
los sistemas o productos
1.2 DISEÑO PARA LA UTILIDAD Y CABINAS DE COSECHADORAS
Al estudiar las condiciones de trabajo se propone, como objetivo fundamental,
mejorar las mismas, eliminando o reduciendo los factores perjudiciales de estas
sobre la salud del trabajador, lo que implicaría un aumento de la eficiencia y la
productividad del hombre, a la vez que se contribuye a que el trabajo se
16
convierta en una necesidad vital del mismo. El medio laboral ejerce una
influencia muy importante sobre el hombre, por lo que en la medida de las
posibilidades debe buscarse la forma de adecuarlas a este (Hernández, 2003).
Las condiciones de trabajo ejercen una doble influencia sobre el trabajador, es
decir que se manifiesta como un elemento motivador o desmotivador del
trabajo y la más importante como actúa sobre la salud del hombre.
Los elementos de desmotivación aparecen cuando se sobrepasan las
condiciones óptimas de trabajo, provocando malestar e incluso afectación a la
salud del hombre, reduciendo su eficiencia productiva y creando estados
tensiónales que llegan a manifestarse en su vida extralaboral.
Existen trabajos que por las condiciones en que se realizan causan fatiga,
deteriorando las funciones vitales del hombre e incluso dañar su salud, por ello
se debe prestar especial atención al medio laboral, donde el trabajador realiza
su actividad fundamental (Cachimay, 2000). En la actualidad todavía algunas
ocupaciones exigen un esfuerzo físico sustancial, ya sea como mínimo en
momentos determinados o como acumulación de esfuerzos a lo largo del trabajo
cotidiano. Cuando la actividad física humana que se realiza en un trabajo pone,
al menos, potencialmente en peligro la salud y la vida, ineludiblemente se ha de
proceder a alguna modificación en tal tipo de labor, ya sea modificando los
métodos, o bien mediante la reducción de los periodos de trabajo o de la
velocidad a la que este se efectúa (Hernández, 2003). Muchas actividades
laborales requieren mantener una postura más o menos fija durante periodos
grandes de tiempo: la actitud de los trabajadores para adaptarse a situaciones
incómodas y hasta difíciles no deben ocultar las consecuencias que se derivan
del diseño incorrecto de los medios de trabajo.
La postura es la disposición correlativa de los eslabones del cuerpo,
independientemente de la orientación y ubicación de este en el espacio y de su
relación con el apoyo. Cuando se trata de la actividad laboral, el término
“postura laboral “, se usa como la disposición recíproca más frecuente y
preferible de las partes del cuerpo al cumplir las operaciones.
17
Al proyectarse un equipo es necesario prever la posición racional del cuerpo
(de pie, sentado) que debe ser cómoda y libre.
La selección de la posición laboral se suele determinar por la magnitud de los
esfuerzos gastados para cumplir una u otra operación, la envergadura de los
movimientos, la necesidad de pasar de un lugar a otro o la posibilidad de
concentrar su trabajo en un lugar, la precisión y el ritmo de cumplimiento de las
operaciones laborales.
En el establecimiento del ritmo es importante contemplar no solo los elementos
técnicos, sino también las complejidades del factor humano, que obliga a
considerar las diferencias orgánicas y funcionales, así como la experiencia,
preparación y disposición del individuo.
El proceso de cosechar caña de azúcar, es una tarea absorbente para el
operador de la cosechadora, cuando se le presentan diferentes operaciones a
controlar bajo condiciones visuales y de ambiente difíciles.
1.3 ARTÍCULOS EXTRANJEROS REFERENTE AL TEMA DE INVESTIGACIÓN
I. “Evaluación ergonómica de una cosechadora de caña” (Da Silva, 2011).
Se realiza una valoración ergonómica de una cosechadora de caña CASE-7000,
de fabricación brasileña, esta evaluación se realizó en el estado de Río de
Janeiro, tomando como base el manual Ergonomic Guidelines for Forest
Machines de Skogforsk , que da puntuaciones de A, B, C, D y 0 (excelentes
hasta malos), los autores evaluaron los siguientes puntos de la cosechadora:
acceso a la cabina, cabina, visibilidad, iluminación, asiento del operador,
mandos y controles, ruido, clima, filtraciones de gases y manual del operador.
En la evaluación realizada a los mandos y controles, detallan que existen
cuatro paneles de control y de diferentes formas, además hay dos controles de
marcha y dos controles localizados al lado derecho del operador. El primer
panel es analógico y localizado a la izquierda y vista frontal del operador, con
las siguientes funciones e indicaciones: presión de transmisión al lado derecho,
presión de transmisión lado izquierdo, presión cortador basal, presión extracto
primario, presión rolos picadores e indicador de altura de cortador base.
18
El segundo panel, analógico también, está localizado encima de la cabeza del
operador, y tiene los siguientes comandos: inactivo (opcional), encendido de
los faros (4 superiores frontales), limpiador de parabrisa.
El tercer panel se localiza en el lado derecho-frontal del operador, con las
siguientes funciones e indicadores: tacómetro, indicador de funciones,
indicador de nivel de combustible, indicador de temperatura de agua del motor,
llave de ignición, indicador de presión de agua del motor, botón de partida del
motor e indicador de funciones.
El cuarto panel se ubica al lado derecho del operador, con las siguientes
funciones e indicadores: acelerador, apagado del motor, picador izquierdo,
picador derecho, cortador de punta, giro del desfibrador, subida y bajada del
elevador de descarga, giro del extractor primario, botón para invertir el cortador
de punta, farol de acceso al motor, conectar y desconectar la 2da marcha,
encendido del farol transportador de descarga.
Los controles del lado derecho del operador realizan las siguientes funciones:
levantar y bajar el cortador de punta y plataforma, invertir el movimiento de los
rodillos elevadores, de los tambores del picador, el cortador basal, mando para
levantar y bajar sinfín derecho e izquierdo, encendido del extractor secundario,
botón de encendido del elevador.
La palanca de marcha se encuentra del lado izquierdo del volante; del lado
derecho se encuentran el freno de estacionamiento, el freno de emergencia y
el manómetro de control del aire del freno.
En el piso se encuentran dos pedales, el pedal de giro del elevador de
descarga y el pedal de descanso, además el botón de las bocinas. Las
extremidades se mantienen ligeramente libres de cargas.
Da Silva al evaluar los mandos por el método de Skogsfosk, les recomienda a
los fabricantes de la máquina la utilización del mando Joysticks para disminuir
el número de palancas, además recomienda que los controles de mayor uso
sean ubicados cerca del operador y los controles de menor uso ubicarlos
donde el operador pueda llegar a ellos sin mayores esfuerzos y sin variar la
postura.
19
Según el método utilizado por Da Silva, a los mandos e instrumentos se le dio
una evaluación de C, o sea un índice medio de ergonomía.
II. “Los controles de la cosechadora cañera CASE 7000” (McCarthy, 2004)
El autor en su investigación, tiene como objetivo simplificar las operaciones de
la cosechadora, reduciendo la demanda en el operador durante la operación de
cosecha. Expresa que reduciendo la responsabilidad del operador, decrecen
las incidencias de errores humanos involucrados en los controles, además
permiten el aumento de la productividad del mismo.
Operaciones analizadas por McCarthy.
1. Extractor primario de limpieza:
Dick & Grevis-James 1992, para tratar de automatizar la operación del extractor,
ubicaron sensores de impacto que detectaba trozos de caña al impactar en la
capota del sistema, este era monitoreado desde la cabina; su ineficiencia surgió
al ser cambiada las capota del extractor de metálicas por plástico.
2. Cortacogollo:
Según McCarthy, este sistema resulta muy difícil de automatizar por las
irregularidades que presentan los campos cañeros en cuanto a la altura del
cogollo de la caña.
3. Cortador basal:
McCarthy expresa, que este sistema resulta muy difícil de automatizar por el
lugar donde se ubica, por lo que ha sido tema de numerosas investigaciones.
- Suggs y Abrams (1972) y Garson (1992), intentaron monitoriar las
fluctuaciones hidráulicas sobre la media de la presión en cualquier unidad
del disco del cortador basal. Las fluctuaciones en la presión, indicaban si
se estaba cortado la cama de tierra o la caña.
- Pandey y Billingsley (1998), investigaron la técnica de identificar el ruido
del cortador basal para el control de altura. Se presentó el método de
usar un sensor en forma de micrófono para escuchar a cada uno de los
discos. Las señales al ser procesadas dan una señal del control de
20
dirección que la realimentación requería. La altura era controlada al
analizar la grabación realizada de cada disco.
- Schembri y Everitt (1999), intentaron el enfoque más prometedor, la
altura ultrasónica, fijando dos sensores por delante del cortador basal.
Las mediciones de altura demostraron el efecto del puesto de ascensor
sobre el ángulo de la inclinación de la cosechadora, que tenía un
impacto sobre el rendimiento del cortador basal. El centro de la hilera
era también detectable en los sensores.
III. “Evaluación de las características ergonómicas de cosechadoras” (Fontana,
2004).
En el trabajo los autores dan los resultados de la evaluación ergonómica
realizada a las cosechadoras New Holand TC-57, NH-8040, Massey Fergunson
MF 3640 y SLC-6200, las mismas laboran en la cosecha de grano en Brasil.
Para su evaluación fabricaron un dispositivo que simulaba el punto de
referencia del asiento (PRA), “éste punto puede ser considerado para proyectar
el puesto de trabajo del operador, por ser una equivalente de intercepción del
plano central que pasa por la línea del centro del asiento y el eje teórico que
pasa entre el tronco y el coxis humano” (figura 2.4).
Figura 1.4. Dispositivo fabricado por Fontana (Fontana, 2004), para la
simulación del punto de referencia del asiento del operador agrícola.
Como primer estudio Fontana realiza una encuesta a los operadores para
evaluar el puesto de trabajo de las cosechadoras (acceso a la cosechadora,
confort del asiento, acceso al acelerador de mano, acceso a la palanca de la
plataforma, acceso a la palanca del desgarrador, acceso a la palanca de
21
cambio, acceso al embrague, acceso a los pedales de freno, acceso al volante
y visibilidad a los instrumentos, utilizando valores del 1 al 5, el mayor valor
demuestra una mayor evaluación y el menor la mas baja, estos son reflejados
en la tabla 1.
Tabla 1.0. Encuesta obtenida por Fontana al evaluar el puesto de trabajo del
operador de las cosechadoras: New Holand TC-57 y 8040, la SLC-6200 y la
Massey Fergunson MF-3640.
COSECHADORAS
ELEMENTOS EVALUADOS NH TC-57 NH 8040 SLC-6200 MF-3640
Acceso a la máquina 3 3 4 3
Confort del asiento 5 4 3 4
Acceso al acelerador de mano 5 4 5 5
Acceso a la palanca de la
plataforma
5 5 5 5
Acceso a la palanca del
desgarrador
5 5 5 4
Acceso a la palanca de
cambio
5 5 5 5
Acceso al embrague 5 5 5 5
Acceso al pedal de freno 5 5 4 5
Acceso al volante 5 5 4 5
Visibilidad a los instrumentos 5 3 4 3
Media 4,8 4,4 4,4 4,4
22
Como conclusión, Fontana en su investigación, le da a la cosechadora New
Holand TC 57 una excelente ergonomía, como resultado de encuestas
realizadas a los operadores y por poseer una mayor cantidad de mandos al
alcance óptimo de acceso del operador.
IV. “Evaluación ergonómica del interior de la cabina de tractores”, el trabajo
relaciona todo las evaluaciones ergonómicas realizadas a los mandos de los
tractores Caterpillar 545, Tigercat 630B”, Volvo A25C y Valmet 890.2 (Fontana,
2007).
Al igual que en el estudio anterior, Fontana, tomando como guía la norma
brasileña NBR NM-ISO 5353: 1999, realiza la evaluación ergonómica a varios
tractores utilizados en la agricultura brasileña y llega a la conclusión que los
tractores que mejor valor ergonómico presentan son el Valmet 890.2, seguido
por el Caterpillar 545.
V. “Prioridades de requisitos en el puesto de operación de tractores en cuanto
a ergonomía y seguridad” (Machado, 2008).
En el trabajo se evaluaron ergonómicamente los tractores del mercado
brasileño como: Agrale, Case, John Deere, Massey Fergunson, New Holand,
Valtra y Yanmar.
Para evaluar los mandos de los tractores utilizaron la norma (ISO 15077: 1996),
que delimita el área de alcance para el operador sentado en relación al punto
de referencia del asiento (PRA), también establece la zona de confort de
acuerdo a la frecuencia de utilización de los comandos. Los autores utilizan
como novedad el diagrama de Mudge (CSILLAG, 1995), realizando el análisis
numéricamente funcional, dando prioridad a las funciones por orden de
importancia, siendo representadas por el cumplimiento de las exigencias
requeridas por los usuarios. Caracterizaron como principales requisitos de los
clientes en cuanto a funcionalidad de los elementos presentes en el puesto de
trabajo del operador: órganos de trabajo distribuidos adecuadamente (1),
comodidad del asiento (2), accesos proyectados adecuadamente (3), tuvieron
en cuenta también los espacios y movimientos inadecuados (4).
23
Nota para la tabla: A=5, mayor grado de importancia, B= 3, medio grado de
importancia, C=1, menor grado de importancia.
Los autores dan como conclusión, utilizando el diagrama de Mudge, que los
operadores le dan un mayor grado de importancia a una adecuada ubicación
de los mandos en su puesto de trabajo, que a los demás componentes del
puesto.
VI. “Verificación de las dimensiones de máquinas agrícolas con relación al perfil
antropométrico del agricultor en áreas de Santo Angelo” (Russo, 1998:).
El informe resume los trabajos de mediciones ergonómicas realizadas a las
cosechadoras SLC 6200, al tractor Ford modelo 4630 y modelo 7630, tractor
Massey Fergunson modelo 275 y modelo 292 y el tractor Valmet, teniendo como
objetivo, si fuera necesario, el rediseño del puesto del operador de estos equipos
adecuándolos a sus características, pensando en el aumento de su
productividad a través de la reducción de esfuerzos físicos innecesarios.
Los objetivos generales del trabajo son: revisión bibliográfica; descripción de la
maquinaria a evaluar; determinación de los valores dimensionales de los equipos
agrícolas de acuerdo con las normas técnicas existentes y resultado de las
evaluaciones. En el anexo 6, se hace referencia a la norma técnica brasileña
NBR NM-ISO 5353: 1999, que se utilizó para la evaluación.
24
1.4 PUESTO DE CONTROL DE LAS COSECHADORAS
− En Cuba.
En las primeras cosechadoras fabricadas en la empresa “60 Aniversario de la
Revolución de Octubre” de la ciudad de Holguín, nombrada KTP-1 (figura 1.5),
el puesto del operador se protegía por mediación de cuatro tubos y un techo de
lona para protegerse del sol y la lluvia, la misma era totalmente abierta por sus
cuatro lados, sus mandos de control y de trabajo se presentaban muy rígidos
(palancas, timón), asiento sin ninguna amortiguación. Con el continuo trabajo
de técnicos y especialistas, el mejoramiento a estas máquinas se hace sentir y
surgen las KTP-2 (figura 1.5), las mismas mantienen los mandos de la anterior,
pero son equipadas con cabinas hermetizadas con sistema de circulación de
aire.
25
La última generación de cosechadoras de caña desarrolladas por la fábrica son
las KTP-3 y las KTP-3S (figura 1.7), las mismas son dotadas de cabina
totalmente climatizadas, herméticamente preparadas para los ruidos exteriores,
asiento anatómico con regulación de peso, timón abatible, se mantienen
algunos mandos mal posicionados para el alcance del operador y rígidos en su
movimiento, aparecen otros por la hidraulización de algunas operaciones.
Paralelamente al desarrollo de las cosechadoras por la fábrica, el CEDEMA se
enfrascaba en el diseño de una máquina teniendo como base el actual
desarrollo de estos equipos en el mundo, es así como surge la Cosechadora
Cañera 4000 (figura 1.8), desarrollada posteriormente por la fábrica como único
prototipo. Hidraulizada tecnológicamente en un 100%, hace de esta máquina
más fiable, lo que redunda en más productividad.
Al desarrollar la cabina de la máquina en ese entonces, la base de su diseño
fue la norma cubana NC 19-02-13:86 “Normas Generales sobre Protección e
Higiene del Trabajo”.
Como primer paso se trabajó el tema de las vibraciones en el puesto de control
del operador, se diseñaron diferentes modelos de calzos antivibratorios,
obteniéndose mediciones en las pruebas en vacío, vibraciones menores de
80dB, permisibles para este tipo de máquinas. Contra el ruido se logró aislar
las puertas de la misma, con juntas de hermetizar, las demás áreas de la
26
cabina están acristaladas. El asiento anatómico, regulable en peso y en su
movimiento horizontal y vertical, el timón abatible y regulable en altura.
Esta norma delimita la cabina, dando rangos de medidas como ancho y alto de
la puerta, dimensiones interiores de la cabina, etc.
En cuanto a los mandos la norma detalla posicionamiento de acuerdo al
asiento del operador, datos que al ser comparados en la actualidad con normas
internacionales se denota un amplio límite en las medidas, además no se tiene
en cuenta las dimensiones antropométricas de los operadores.
La cosechadora C-4000, al ser diseñada en un 100% de hidraulización,
determinó un aumento de los mandos y controles hidráulicos y eléctricos, por lo
mismo se encuentran palancas de accionamiento en diferentes lugares de la
cabina, algunos de difícil acceso del operador.
− En otros países.
Las cosechadoras cañeras más representativas en el ámbito internacional en la
actualidad son CASE (figura 1.9) y John Deere (figura 1.10), de Brasil y
Estados Unidos respectivamente. Sus diseñadores han logrado que estas
máquinas sean tecnológicamente eficientes, al poner su empeño en el
mejoramiento progresivo del medio donde el operador controla todas las
operaciones de la máquina, al lograr una ergonomía excelente, han utilizado
las tecnologías de punta en el control de varias operaciones, como son los
software de computación para el control de roturas y los mandos
multifuncionales, que permiten agrupar varias operaciones en un solo mando.
27
1.5 ANÁLISIS DE LOS PRINCIPIOS PARA LA UTILIDAD EN LA COSECHADORA DE CAÑA
En Cuba desde que se desarrolló la primera cosechadora cañera
autopropulsada “Libertadora 800” llegando a las KTP, su diseño se dirigía a la
fiabilidad en el proceso tecnológico de la máquina y no se pensaba en las
condiciones de trabajo del operador, como es observado anteriormente. El
paulatino desarrollo investigativo de las cosechadoras las hace más fiables
tecnológicamente (productividad en el corte, limpieza, pérdidas en la cosecha,
materias extrañas, fiabilidad técnica, etc.), esto se logra con la cosechadora
C-4000, a partir de aquí ingenieros y técnicos fijan su mirada en el puesto
28
operativo de las máquinas, para lograr versatilidad y competitividad tanto
nacional como en el mercado internacional.
Las principales dificultades que poseen las cabinas de las cosechadoras
cubanas, según el análisis realizado, se dirigen fundamentalmente a los
mandos de control: mala distribución, excesos, falta de identificación, además
en algunos se observa rigidez para el operador al accionarlos.
Las cabinas de las cosechadoras de otros países analizadas poseen una
aceptable ergonomía y confort, sus diseñadores han trabajado en base a la
productividad del operador.
1.6 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO
1. Al realizar la búsqueda en normas de diseño que ayuden en la mejora de las
condiciones del operador de las cosechadoras de caña cubana; se
desarrolla la metodología del DPU o diseño para la utilidad, enfocándolo
directamente a los mandos de control.
2. El análisis de las diferentes investigaciones realizadas por especialistas
sobre el tema de la ergonomía en los mandos de las cosechadoras y
equipos agrícolas nutrió de normas y métodos para esta investigación,
como es el caso la realizada por Fontana en el 2004: “Evaluación de las
características ergonómicas de cosechadoras” y la investigación realizada
por McCarthy en el 2004: “Los controles de la cosechadora cañera CASE
7000”.
3. Al realizar cálculos y mediciones con el DPU, se detectaron un conjunto de
dificultades en los mandos operativos de la cosechadora C-4000, que serán
tema de análisis en el capítulo posterior.
29
REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA
CABINA DE LA COSECHADORA DE CAÑA
C-4000
2. REDISEÑO DE LOS MANDOS EN LA CABINA DE LA COSECHADORA
DE CAÑA C-4000
2.1 EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LOS MANDOS OPERATIVOS DE LA COSECHADORA C-4000
Introducción
Todo sistema debe estar proyectado para que pueda ser perfectamente
controlado para de este modo garantizar la fiabilidad de su funcionamiento
dentro de los límites previstos. El control de un sistema, o de parte de un
sistema, manual o mecánico, generalmente es el principal objetivo de la
persona a él integrada.
Las relaciones informativas y las relaciones de control, como todas las
relaciones en un sistema, tienen que estar perfectamente compatibilizadas,
pero en este caso y aún con mayor motivo se deben minimizar las
discrepancias ya que su comunión debe ser total.
El control de los sistemas es el objetivo final del usuario, todo sistema debe
estar proyectado para que su fiabilidad esté dentro de los límites previstos,
para ello se debe recibir la información codificada de tal forma que sea
significativa y que la diferencia puedan ser captadas.
Con el esquema siguiente se pretende simplificar con un golpe de vista el
realmente complejo fenómeno del control (Mondelo, 1996).
Figura 2.0. Etapas en la función de controlar.
30
I .Información inicial que recibe el operador .ו
C. Metas y posibilidades de la máquina que el operador debe conocer.
S. Selección de la meta específica.
P. Programación que debe efectuar el operador para efectuar dicha meta.
E. Ejecución del programa de trabajo.
In. Información que comienza a fluir a consecuencia de la marcha del sistema y
que a manera de retroalimentación necesita el operador para mantener el
control de la cosechadora.
En Ia concepción de la meta (C), el operador a través de Ias relaciones
informativas, debe informarse sobre Ios posibles estados que puede alcanzar
en el sistema cada uno de Ios mandos que están bajo su control, con su
intervención o sin ellas. Basado en este conocimiento previo y en Ios criterios
establecidos, puede seleccionar la meta correcta (S) para alcanzar el estado
deseado. Hecha la selección de la meta, se determina el camino para su logro,
mediante la programación (P) adecuada de la secuencia de eventos y acciones
necesarios para ello. Y, finalmente, solo resta Ilevar a la práctica la
programación, es decir, ejecutar el programa de trabajo (E). Es importante en
este sistema que el operador tenga la información exacta, necesaria y
suficientemente precisa de forma continua para el desempeño de sus funciones
y de esa forma obtener una alta eficiencia y productividad (Mondelo, 1996)
2.2 MANDOS DE CONTROL DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000
La moderna cosechadora de caña C-4000, representa una máquina muy
compleja debido al alto nivel de hidraulización de sus componentes, al lograrse
con esto mayor fiabilidad en el sistema, esta cualidad dificulta su
maniobrabilidad con el aumento de mandos y controles. Para su manejo y
trabajo se necesitan numerosas funciones simultáneas que deben ser
controladas directamente por el operador. Funciones controladas bajo
condiciones visuales y físicas, sumamente difíciles.
En el capítulo I, se desarrolló un método de diseño (DPU), que fue enriquecido
por investigaciones y trabajos prácticos realizados sobre la materia, que
31
permitirá evaluar ergonómicamente los mandos de la cosechadora C-4000. En
la figura 2.1 se detalla la metodología determinada por el DPU.
Figura 2.1. Guía metodológica de diseño utilizada para evaluar los mandos en
la cabina de la cosechadora cañera C-4000.
A continuación se explica cómo se integra el proceso ergonómico al desarrollo
de cada etapa.
Etapa 1.- Estructuración.
En esta primera etapa se plantea el problema, se ubica, justifica y define. Se
define si es un diseño nuevo o si se está rediseñando uno existente,
explicándose el por qué; se determina si se va a aplicar ergonomía preventiva o
correctiva y las causas por las que esto se hará; también se define quién es el
usuario, el entorno, y la actividad que se desarrolla.
32
Etapa 2.- Investigación.
Definir los aspectos ergonómicos; para determinar qué información será útil,
utilizándose los siguientes puntos como guía:
- Datos antropométricos sobre la mecánica del cuerpo
- Elementos de indicaciones (cualitativas y cuantitativas)
- Elementos de mandos (movimientos rotativos, lineales, etc.)
- Proyección de puestos de trabajo, economía de los movimientos.
- Utensilios manuales y proyección de máquinas
- Percepción de forma, colores y espacios
- Normas de protección.
Según la pauta que marcan los puntos anteriores, podrá definirse qué medidas,
posturas, acciones, alcances, etc., será necesario analizar.
Para cumplir con este punto es necesario auxiliarse de datos existentes en
tablas antropométricas y revisar los percentiles de población a la que se referirá
el diseño; también es necesario recurrir a la investigación de campo para
corroborar los datos y hacerlos más precisos.
Para la obtención de datos antropométricos estáticos y dinámicos existen
métodos, técnicas de medición e instrumental propios que deben respetarse
para que los resultados sean confiables y válidos.
Etapa 3.- Parámetros de diseño y requerimientos.
Se analizará y se convertirá toda la información y literatura obtenidas en datos
útiles para este diseño en particular. Para lograr esto es de suma utilidad
analizar la información bajo los siguientes aspectos o tipos de análisis, esto
orientará la investigación de tal forma que al terminar esta etapa se habrán
obtenido las premisas de diseño o requerimientos.
Etapa 4.- Proyección y desarrollo.
Esta etapa inicia con las premisas, que son los requerimientos y parámetros de
diseño, los cuales deben ser traducidos al lenguaje gráfico (anteproyecto).
33
El anteproyecto se lleva a cabo ilustrando las ideas con bocetos de dos y tres
dimensiones; estos bocetos se someten posteriormente a un minucioso análisis
por medio del cual será determinado si cumplen o no con los parámetros y
requerimientos que se establecieron, un procedimiento común es alimentar una
matriz con la información que interesa evaluar para poder establecer una
comparación. Los bocetos seleccionados se mejoran ya que como resultado
del análisis pueden distinguirse sus carencias, además pueden agregarse al
diseño los beneficios que tenían los bocetos que no fueron seleccionados.
Una vez que se tienen las correcciones a los bocetos se emprende el
desarrollo de estos mismos hasta llegar a diseños preliminares, que se
presentan con detalles como alternativas que cumplen por igual con todos los
requerimientos establecidos; generalmente se llega a dos o tres opciones
diferentes, que compiten justamente entre sí y que una vez más son evaluadas
por medio de una matriz.; igualmente la alternativa ganadora se mejora para
asegurar que no ha dejado de incluir alguno de los requisitos o aquellos
aspectos positivos con los que contaban sus competidoras.
Etapa 5.- Diseño en 3D.
En esta etapa se presentan los resultados del desarrollo del diseño.
Etapa 6.- Evaluación final.
2.1.1 EVALUACIÓN ERGONÓMICA DE LOS MANDOS DE LA COSECHADORA C-4000.
En el esquema de la figura 2.2, se determina la variedad de controles que
conlleva el manejo y las labores de cosecha de la C-4000, un total de 20
mandos son distribuidos por la cabina.
34
Figura 2.2. Mandos cosechadora de caña C-4000.
La actividad fundamental del operador de la cosechadora es realizada en el
puesto de conducción de la máquina, por lo que es fundamental y de vital
importancia la aplicación de criterios ergonómicos que permitan establecer una
correcta interrelación entre el hombre-máquina.
La evaluación ergonómica de la cabina de la cosechadora C-4000, fue
realizada a partir del Punto de Referencia del Asiento (P.R.A), de acuerdo a la
norma NBR NM-ISO 5353 (Apud, 1999), “éste punto puede ser considerado
para proyectar el puesto de trabajo del operador, por ser una equivalente de
intercepción del plano central que pasa por la línea del centro del asiento y el
eje teórico que pasa entre el tronco y el coxis humano”.
También se cuenta con los estudios realizados por Gustavo Fontana (Fontana
2004), que utiliza los esquemas de RIVEIRO (anexo 5), al evaluar el
posicionamiento de los mandos operativos de diferentes cosechadoras en
Brasil. Estos esquemas utilizados por Fontana se introducen en la metodología
35
de diseño (DPU) propuesta en esta investigación para determinar el buen o mal
posicionamiento de los mandos de la cosechadora C-4000.
En las figuras 2.3 (vista superior) y 2.4 (vista lateral), se hace una
representación gráfica de la posición de los mandos de la cabina de la
cosechadora de caña C-4000, tal y como fueron posicionados en el diseño
original, esto permitirá realizar la evaluación ergonómica.
Figuras 2.3 Ubicación de los mandos de la cosechadora cañera C-4000, en el
plano x, z.
36
Figura 2.4 Vista lateral de la ubicación espacial de los mandos operativos en la
cabina de la cosechadora C-4000.
En la siguiente tabla se describen los mandos de la cosechadora según su
numeración en los esquemas de las figuras 2.3 y 2.4.
Tabla 2.0. Mandos según numeración en los esquemas 2.3 y 2.4.
No. Operación del mando
1 Palanca para el giro del transportador de descarga.
2 Palanca para subir y bajar sinfín derecho.
3 Palanca para subir y bajar sinfín izquierdo.
4 Palanca para la elevación de la nariz de la máquina.
5 Interruptor eléctrico para el funcionamiento del transportador de
descarga.
37
6 Interruptor eléctrico para activar el sistema del cortacogollo.
7 Interruptor eléctrico para el accionamiento del sistemas de tambores
elevadores
8 Interruptor eléctrico para el funcionamiento del extractor primario.
9 Palanca de subir y bajar el transportador de descarga.
10 Palanca de subir y bajar el cortacogollo.
11 Palanca de abrir y cerrar la visera del extractor secundario.
12 Interruptor eléctrico para activar el extractor secundario
13 Interruptor eléctrico para poner en funcionamiento el cortador basal.
14 Interruptor eléctrico para activar los sinfines
15 Pizarra de control.
16 Palanca de accionamiento del picador.
17 Palanca de aceleración del motor.
18 Freno hidráulico.
19 Timón.
20 Palanca de avance de la cosechadora.
21 Palanca para dar velocidad (rpm) extractor primario.
22 Palanca de interruptor de corriente.
38
2.2.2 EVALUACÓN DEL POSICIONAMIENTO ESPACIAL DE LOS MANDOS DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000
El posicionamiento de los mandos, llevado a cabo en la cabina de la
cosechadora, fue uno se los puntos más criticados por operadores y señalados
como deficiencia en el informe de prueba (Informe, 2001)
Al evaluar el posicionamiento de los mandos se analizó que el interruptor de
corriente al ser utilizado una sola vez por el operador no era necesario incluirlo
en el cálculo.
En la tabla 2.1, se detalla la evaluación realizada a nuestra cabina, en cuanto al
posicionamiento de los mandos según la norma ISO 5353.
Tabla 2.1. Evaluación de los mandos según la norma ISO 5353.
Valor registrado
ALCANCE Ejes x, y Ejes x, z
Máximos 14 (6,67%) 10 (47,62%)
Aceptables 7 (33,33%) 10 (47,62%)
Total de mandos 21 (100%)
En la vista lateral (ejes x, y) de 21 mandos, solamente 7 están dentro de los
límites establecidos por las normas ergonómicas, o sea el 33.33%. En el
bloque de palancas e interruptores, las palancas 1, 2, 3, 4, 9, 10 y 11 son de
uso constante y el operador de una distancia media en el brazo de 722mm
(anexo 3, norma DIN 33402), tiene que encorvarse para llegar a ellos.
En la vista superior, en los ejes X y Z, de 20 mandos, solamente 10 están
posicionados dentro de los límites establecidos por las normas ergonómicas,
eso representa el 50%.
Las orientaciones y normas del DPU, demuestran técnicamente las dificultades
que presentan los mandos en el puesto de trabajo del operador de la
cosechadora.
39
2.3 REDISEÑO DEL PUESTO DE TRABAJO DEL OPERADOR DE LA COSECHADORA DE CAÑA C-4000, CON LA UTILIZACIÓN DE LAS TÉCNICAS DEL DISEÑO PARA LA UTILIDAD (DPU).
La necesidad de modernizar las cosechadoras, trae consigo un aumento de su
tecnología y por tanto de sus controles, lo que dificulta el manejo y el control de
la cosecha por el operador, en condiciones visuales difíciles de varias de estas
operaciones.
El algoritmo que se muestra a continuación se analiza la actividad de trabajo
que realiza el operador en el momento de la cosecha de la caña por la máquina
cosechadora C-4000.
Figura 2.5 Operaciones que debe controlar el operador de la cosechadora
C-4000, durante la cosecha.
La figura 2.5, detalla el exceso de trabajo físico y mental del operador de la
máquina en el momento de cosechar caña, debido a la cantidad de mandos y
su mala distribución dentro de la cabina.
40
En el desarrollo de la investigación analizamos tres opciones para una posible
automatización de algunas operaciones de la cosechadora: extractor primario
de limpieza, altura de corte y la utilización del mando multifuncional (joystick),
que posibilita agrupar varias operaciones en un mismo eje de trabajo.
Como primer elemento analizado se tiene el extractor primario de limpieza.
Extractor primario de limpieza.
El extractor primario de limpieza de la caña en la cosechadora C-4000, se
encuentra ubicado en la parte posterior de la máquina, totalmente a la espalda
del operador (figura 2.6), lo que hace imposible mantener un control de su
eficiencia en la limpieza. La eficiencia en la limpieza de la caña es medida por
la cantidad de hojas en los trozos. Este novedoso sistema de limpieza depende
de la velocidad de las aspas. Cuando se empieza la cosecha, el operador lleva
el extractor hasta cierta velocidad operativa (subjetivamente) y así la mantiene
durante todo el proceso, pero pasa que muchas veces el flujo de caña cambia
o es mucho o disminuye y eso trae como consecuencia que el sistema en vez
de limpiar empiece a extraer trozos de caña y según estimados investigados,
las pérdida en las cosechas en el extractor primario representan por este
motivo un 10% [28], (figura 2.7).
41
Figura 2.7. Efecto de la velocidad de las aspas del extractor en pérdidas de
caña (McCarthy, 2004).
Para detectar trozos de caña en el extractor se utiliza el mismo sistema ideado
por Dick y Grevis-James (McCarthy, 2004), donde se desarrolla un dispositivo
que detecte la cantidad de trozos de caña que salen del extractor primario, al
tener como principio la utilización de sensores para llevar la señal de posibles
trozos saliendo por el extractor, a un monitor ubicado previamente en la cabina.
El monitor (entre otras magnitudes), muestra como aumenta la amplitud (figura
2.8) al paso de trozos de caña por los sensores, momento donde el operador
tendrá que disminuir la velocidad del extractor, para evitar la posible pérdida de
caña por el mecanismo de limpieza.
42
Segundo conjunto analizado para automatizar.
Cortador basal (figura 2.9).
Figura 2.9 Sistema de corte (cortador basal), de la cosechadora de caña C-
4000.
Es un bloque reductor con dos discos de acero de aproximadamente 600mm,
que tienen cuchillas instaladas para el corte de la caña, su velocidad se
encuentra aproximadamente entre las 600rpm (figura 2.9).
Es probablemente la operación más difícil de controlar por el lugar donde se
ubican, fuera de la vista del operador, debajo de la máquina aproximadamente
por detrás de las ruedas delanteras (figura 2.10).
Figura 2.10. Ubicación en la cosechadora del cortador basal.
La altura de corte de estos discos es controlada por los dos cilindros hidráulicos
que levantan y bajan la sección receptora de la máquina. Este control de altura
43
de corte se hace muy inexacto porque el operador no ve las cuchillas, que a
veces pueden ir bajo tierra y otras veces muy por encima.
Automatización del cortador basal (altura de corte).
Se ubicó un cilindro hidráulico en la base que soporta la traslación delantera del
cilindro de donde se instala una manguera que se lleva hasta una probeta
ubicada en la cabina (figura 2.11), que actuaría como medidor de la altura de
corte, la manguera se llena de aceite hidráulico y cada vez que baja y sube la
sección receptora, el líquido fluye por la probeta, lo que al comenzar el corte se
estabiliza en una medida y es marcada por el operador. En la figura 2.12, se
los que está constituido el sistema.
muestran los componentes por
igura 2.11 Base de la traslación delantera y probeta de control de altura de
igura 2.12. Esquema del sistema de control de altura de corte.
F
corte en la cabina.
F
44
Mando multifuncional o Joystick (figura 2.13).
La técnica más novedosa de simplificar o agrupar operaciones en estas
Figura 2.13. Mando multifuncional.
Las evaluaciones logr iseño del puesto de
máquinas se ha dado con la utilización de los joystick, que no es más que un
dispositivo montado sobre dos o tres ejes, y que además se le pueden insertar
botones pulsadores o teclas de dos pasos. Esta novedosa herramienta es
utilizada en el desarrollo de las actuales máquinas agrícolas y cada día son
más ergonómicos y versátiles.
adas por el DPU, permitieron el red
trabajo del operador de la cosechadora de caña C-4000, así como la obtención
de técnicas de punta como el mando multifuncional, sensores y monitor de
captación de frecuencia. El algoritmo de la figura 2.14, se detalla la actividad
del operador en el momento de la cosecha.
45
Figura 2.14 Algoritmo que detalla el puesto de trabajo del operador de la
cosechadora cañera C-4000, utilizando la palanca multifuncional o joystick.
2.4 ESTUDIO COMPARATIVO
El histograma (figura 2.15), representa las cargas físicas y mentales del
operador de la cosechadora C-4000 en el momento de la cosecha, se utiliza un
sistema de puntuación (tabla 2.2), que en una escala de 0 a 5, refleja el estado
de satisfacción o molestia en el momento de cosechar.
Tabla 2.2 Sistema de puntuación utilizado para determinar las cargas físicas y
mentales.
46
Figura 2.15 Histograma de las cargas del operador, durante la cosecha de la
caña en la C-4000, antes de su rediseño.
El histograma de la figura 2.15, da una visión de las cargas físicas y mentales
del operador durante la cosecha de la caña, representándose en la figura 2.5,
donde ambas manos del operador se ven sobrecargadas de esfuerzos, sobre
todo la mano derecha. Ya en el histograma de la figura 2.16, se muestra lo que
sucede cuando con el rediseño de los mandos operativos de la cosechadora,
aquí se observa una disminución de la actividad en las manos del operador.
Figura 2.16. Histograma de cargas físicas y mentales que soporta el operador
de la cosechadora en el momento de cosechar caña, al rediseñar la
posicionalidad y exceso de los mandos en la cabina.
47
2.5 CÁLCULO PARA DETERMINAR EL ALCANCE DEL OPERADOR DE LA COSECHADORA A LOS MANDOS [según metodología de Mondelo,
1996].
El cálculo permitirá contar con la distancia entre el respaldo del asiento y el
punto más alejado de un panel de control. Para ello se deben considerar a los
operarios de alcance de brazo medio (anexo 3, posición 1), con un valor de
y la desviación estándar cmx 2,72=−
3,6=σ .
Se utiliza la expresión: ……………………….…………………. (1.0) σZP x ±=−
Donde:
P- Medida del percentil en centímetros, o sea, el intervalo donde se incluye el
porcentaje de la población o de la muestra.
Z- Número de veces que σ está separada de la media.
Se determina la distancia donde se deben colocar los paneles de control de la
cosechadora para que el 97,5% de los operadores no tengan problemas de
alcance. De la tabla 2.3, tomamos Z= 1,96, para percentiles de 97,5.
cmPP
ZP x
6085,593,696,12.72
≈=×−=
±=−
σ
Los paneles tendrán que ubicarse a una distancia de 60cm, para que el 97,5 de
los operadores puedan acceder a ellos sin dificultad.
En el anexo 7, se observa que la distancia de 60 centímetros, obtenidos en los
cálculos se encuentra en el área de óptimo alcance de operador.
Tabla 2.3 Percentiles más utilizados en el diseño ergonómico y sus
correspondientes Z.
48
2.6 CONCLUSIONES DEL CAPÍTULO
1. Al evaluar ergonómicamente los mandos de la cosechadora en cuanto a
su posicionamiento, al tener como base las normativas e investigaciones
que sobre la materia se han llevado a cabo tanto en Cuba como en otros
países, dio como resultado que un 30% de los mandos en los ejes x, y,
y un 50 % en los ejes z, x, están en un alcance óptimo de
posicionamiento para el operador de la máquina.
2. Se logra automatizar algunas de las operaciones de la cosechadora con
la utilización de las técnicas actuales, estas son: extractor primario,
cortador basal y la utilización del mando multifuncional o Joystick, que
logra reagrupar un total de 14 operaciones.
3. La aplicación de los criterios o principios del Diseño para la Utilidad
(DPU) surgidos de la investigación, permitió trabajar el rediseño de los
mandos de control en la cabina del operador de la nueva generación de
máquinas cosechadoras de caña C-4000, utilizándose por vez primera
una base de datos de las dimensiones estructurales y funcionales de los
operadores.
49
CONCLUSIONES
1. Evaluamos ergonómicamente los mandos de la cosechadora, al
considerar como base las normativas e investigaciones que sobre la
materia se han llevado a cabo en Cuba como en otros países, dio como
resultado que un 30% de los mandos en los ejes x, y, y un 50 % en los
ejes z, x, están en un alcance óptimo de posicionamiento para el
operador de la máquina.
2. Desarrollamos una metodología de diseño para evaluar el puesto de
trabajo del operador de la cosechadora de caña C-4000, dirigida
específicamente a los mandos de control, dándose a conocer como DPU
o diseño para la utilidad.
3. Logramos la automatización de varias funciones de la máquina, como el
control de la velocidad de rotación del extractor primario, la altura de
corte y se agruparon varias funciones en un solo mando (joystick),
eliminando 7 palancas hidráulicas y 7 botones eléctricos.
50
RECOMENDACIONES
1. Seguir las investigaciones en la aplicación de métodos de
automatización para aumentar la fiabilidad de los controles de las
máquinas cosechadoras de caña.
2. Desarrollar métodos de simulación ergonómica para el estudio del
puesto de trabajo del operador de las máquinas cosechadoras de
caña.
51
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56
ANEXOS
ANEXO 1. Modelo para evaluar el nivel de calidad para el operador, de la
ergonomía en el puesto de trabajo en la cosechadora cañera C-4000
ANEXO 2. Medidas del hombre sentado (según norma DIN 33 402. 2da.
Parte)
ANEXO 3. Medidas del hombre parado (según norma DIN 33 402. 2da.
Parte)
ANEXO 4. NORMA TÉCNICA Brasileña – ABNT. NBR NM-ISO 5353:
Maquinaria vial, tractores y maquinaria agrícola y forestal - Punto de
referencia del asiento
ANEXO 5. Metodología usada por Rajesh Patel [Patel, 1999], para
determinar el alcance óptimo del operador de maquinarias agrícolas
desde el espaldar del asiento
