Momentos de Ciencia 2013 I - Universidad de la Amazonia

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MOMENTOS DE
Universidad de la
AMAZONIA
Momentos de Ciencia 10:(2), 2013
CIENCIA
Efecto de una intervención tecnológica sobre la carga física
durante el proceso de coquización en una empresa de
Colombia.
Juan Carlos Velásquez Valencia*1 & Norma Hasblendy Guzman Sierra2
1
PhDc. M.Sc Profesor Maestría en Salud Ocupacional Universidad del Valle.
Terapeuta Ocupacional. Candidata a Magister en Salud Ocupacional y Ambiental.
2
Recibido 20 de agoso de 2012; Aceptado 20 de noviembre 2013
Resumen
Se realizó estudio cuasi experimental con el fin de comparar el efecto sobre la carga física de una intervención tecnológica y en la
organización del trabajo en trabajadores en el cargo de horneros en la tarea de extracción de coque en Colombia. Se midió la carga
física mediante frecuencia cardiaca e índice de costo cardiaco relativo en una población de trabajadores expuestos (37) y no
expuestos (66) a una intervención tecnológica. La monitorización de la frecuencia cardiaca se realizó con 7 pulsímetros Polar RS
800cx debidamente calibrados. Las variables numéricas se describieron con base en la media aritmética, su desviación estándar, y el
rango entre el dato menor y el dato mayor. Para evaluar la diferencia entre las medias de los grupos con respecto a la frecuencia
cardiaca en reposo, media, máxima, índice de costo cardiaco relativo, gasto energético de trabajo se aplicó análisis de varianza de
una vía. Se estableció a priori un nivel de significación estadística α = 0,05. Se encontraron diferencias estadísticamente significante
en el comportamiento de la frecuencia cardiaca media, frecuencia cardiaca máxima e índice de costo cardiaco relativo, entre los
grupos de estudio. Se concluyó que este estudio valida la frecuencia cardiaca como una variable sensible para la medición del riesgo
por carga física y a su utilidad en la evaluación intervenciones ergonómica. El estudio demostró que la intervención ergonómica
logró controlar la carga física con una disminución significativa la frecuencia cardiaca, en el grupo de intervención.
Palabras claves: Frecuencia cardiaca, intervención ergonómica, fatiga, carga física.
Abstrac
Quasi- experimental study was conducted to compare the physical load efectosobre technological intervention and work
organization in charge of workers in the bakers in the task of extracting coke in Colombia . Physical load was measured by heart rate
and heart rate relative cost in a population of exposed workers ( 37 ) and unexposed ( 66 ) to a technological intervention . The heart
rate monitoring is performed with 7 Polar RS 800cx properly calibrated pulse meters . Numerical variables were described based on
the arithmetic mean , standard deviation , and the range between the smallest and largest data data . To evaluate the difference
between the means of the groups with respect to the resting heart rate , mean, maximum , heart rate relative cost , energy cost
analysis work one way variance was applied. Statistical significance level of α = 0.05 was established a priori. Statistically significant
differences in the behavior of the average heart rate, maximum heart rate and cardiac index relative cost between the study groups
were found . It was concluded that this study validates the heart rate as a sensitive method for measuring risk for physical load and
its usefulness in evaluating ergonomic interventions variable. The study showed that the physical ergonomic intervention
logrócontrolar load with a significant decrease in heart rate in the intervention group.
Κeywords: Heart rate, ergonomic intervention, fatigue, physical load.
Introducción
Uno de los problemas que las empresas
enfrentan a diario en el campo de la salud
ocupacional y que son evidenciados en aspectos
como enfermedades relacionadas con el trabajo,
cambios
administrativos por reemplazos de
personal, altas tasas de ausentismos generadas por
enfermedad general, accidentes de trabajo,
enfermedad profesional y que a su vez afectan los
niveles de producción son los denominados
traumas acumulativos o desordenes
osteomusculares relacionados con el trabajo.
Rueda (2005).
Se han propuesto cerca de 15 variables
fisiológicas para la evaluación de la Carga física de
trabajo, la mayoría de los autores coinciden que la
potencia aeróbica o consumo de oxígeno (VO2) es el
mejor indicador para determinar la capacidad y la
carga física dinámica de un trabajo.La disminución
en el VO2 Max con la edad tiene una influencia
significativa en la capacidad física para llevar a
cabo un trabajo; Bugajska J. et al. (2005)
demostraronque la relación entre el consumo
máximo de oxigeno (VO2 Max) y la edad fue
inversamente proporcional. Wu Y Wang (2002),
documentaron la relación entre la frecuencia
cardiaca (FC) y el tiempo máximo de trabajo
*Autor para Correspondencia: [email protected]
117
Velásquez-Valencia & Guzman-Sierra / Momentos de Ciencia 10 (2) 2013, pp: 117-123
aceptable que es considerado como la duración
máxima de tiempo en la cual un individuo puede
mantener una carga laboral dada sin llegar a la
fatiga. Carta y Aru (2001) muestran que el VO2 y la
FC aumentan de forma lineal con la carga de
trabajo. Chen y Lee (1998), encontró que el ritmo
cardiaco es sensible al aumento de la carga
dinámica y estática.Arngrimsson et al. (2002)
concluyó que la elevación de la frecuencia cardiaca
durante el ejercicio submáximo en el calor está
relacionado, con elaumento del pico de % VO2
utilizado. Zhang Z. (1999) estableció que las
respuestas fisiológicas y psicológicas aumentaron
significativamente con la elevación del volumen
de trabajo repetitivo.
Ariza, Idovro (2005) mostró que los individuos
quienes presenten un incremento menor de la
frecuencia cardiaca serán más aptos para
desarrollar la tarea, criterio que permite usarse en
la selección y ubicación del trabajador.
Los efectos de la carga física se concentran
principalmente en la generación de la fatiga
muscular, Bos Jet al. (2004) concluye que la carga
máxima de las tareas de alta energía puede
conducir a una fatiga excesiva, en las personas
expuestas a demanda energética, es necesario el
desarrollo de los procedimientos de selección
física y ajuste del lugar de trabajo. Danuta Y
Krzysztof (2005) determinó que la carga de trabajo
constante causa fatiga muscular mayor que en
cargas intermitentes, sugiriendo que existen otros
factores biomecánicos que influencian la carga
física y la fatiga muscular, situación que puede
evitarse o disminuirse considerando el puesto y
proceso de trabajo a la hora de diseñarse.
Existen otros indicadores para evaluar carga
física de un trabajo. El índice de costo cardiaco
relativo (ICCR) valora el costo en latidos por
minuto al realizar una actividad desde el reposo.
Velásquez et al. (2011) encontró que más del 50% de
los trabajadores que aplican plaguicidas por
aspersión presentaron sobrecarga física entre
penosa y extremadamente y en todos los
trabajadores sin excepción la barrera de gasto
energético (BGE) apareció antes de concluir la
jornada laboral. Zapata et al. (2011) usando el
índice de penosidad de Frimat, concluyó que las
tareas de arrumador y desarrumador son las de
mayor exposición, obteniendo puntajes entre
soportable-penoso y extremadamente duro por
alta demanda de esfuerzo físico.
Rojas et al (2006) estudió el trabajo y la fatiga
muscular en trabajadores de mantenimiento de
carreteras, mediante monitoreo de la frecuencia
cardiaca, método OWAS, esfuerzo percibido y la
valoración del estado funcional muscular
esquelético con miotonometría, concluyo que el
incremento en la tonicidad muscular y la fatiga
dependen principalmente de la preparación física
de los trabajadores y su tiempo de trabajo, estando
menos relacionado con la edad. Aminoff et al.
(1998) realizó un estudio de predicción de carga
física de trabajo aceptable basada en las respuestas
del ejercicio prolongado en el brazo y la pierna,
concluye que es preferible realizar una tarea de
trabajo físico con un músculo de masa tan grande
como sea posible e implementar pausas de
descanso más largas cuando se trabaje
preferiblemente con miembro superior.
Velásquez et al. (2010), ha evidenciado que el uso
de la tecnología tiene impacto sobre la carga física.
Un estudio sobre el impacto de una intervención
tecnológica sobre la carga de trabajo en
trabajadores que manipulan rollos de papel
demostró la reducción significativa de las
variables de carga física al implementar dicha
intervención. Estudio realizado en operarios de
horno de coquería concluye que “la coquería y
dentro de ella los horneros son las áreas de mayor
exposición a carga física. En un ensayo dos
trabajadores simularon una banda de transporte
del coque, con la cual se eliminaría la tarea de
trinchado. La mayor disminución de la carga física
se observo en este grupo de ensayo. Díaz y
Velásquez (2009).
El Ministerio de la protección social en Colombia
observó que el sistema músculoesquelético fue el
más afectado durante los años 2003 y 2005,
concentrando el 80% y el 82% de todos los
diagnósticos respectivamente. La encuesta
Nacional de condiciones de Salud y Trabajo (2007)
evidenció, que entre los factores de riesgo
laborales más reportados esta la carga física de
trabajo. La Organización Internacional del Trabajo
(OIT) afirma que la manipulación manual es una
de las causas más frecuentes de accidentes
laborales con un 20-25% del total. La Organización
Mundial de la Salud (OMS) (2002) calcula que en
América labores que aumentan la carga física y los
desórdenes musculo esqueléticos se relacionan
con el trabajo manual, esta es la forma de trabajo
más comúnmente usada actualmente en el sector
minero. Estadísticasen una empresa del sector
minero, muestran un alto índice de accidentalidad
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entre el año 2007 y 2008 con mayor frecuencia en el
área de coquización.
La carga física de trabajo es un factor crítico en la
génesis de desórdenes osteomusculares en el
sector minero. Puede ser controlada y prevenida
mediante acciones tecnológicas, sin embargo no
existen estudios previos en Colombia que
demuestren objetivamente el efecto de estas
acciones sobre la carga física y la productividad en
los trabajadores en las empresas mineras. Se hace
necesario medir el efecto de una intervención
tecnológica sobre la carga física en el proceso de
horneo de carbón. Se requiere precisar si la
utilización de un sistema mecánico de transporte
permite controlar la fatiga el cual controla los
efectos del calor, disminuye la carga física y
mejora las condiciones de la organización del
trabajo.
Este conocimiento es indispensable para crear
condiciones seguras de empleo. Se hace necesario
determinar si la intervención podría conducir a la
prevención de lesiones músculo-esqueléticas. Este
estudio determina cuál es el efecto de una
intervención tecnológica sobre la carga física en
horneros de carbón de una empresa en Colombia.
Para tal efecto se evalúa la carga física de los
trabajadores expuestos y no expuestos a una la
intervención tecnológica y su impacto.
Materiales y Métodos
Se realizó un estudio experimental donde se
midió la carga física en trabajadores que realizan
extracción y trinchado de coque en hornos tipo
colmena. Las mediciones se realizaron en un grupo
de expuestos y no expuestos a la intervención
tecnológica y de la organización del trabajo.
La intervención tecnológica consistió en
reemplazar mediante una banda de transporte la
labor de trinchado. Se realizaron mediciones en los
individuos expuestos y no expuestos a la
implementación de la intervención tecnológica.
Adicionalmente se implementó un método de
trabajo por parejas, donde se alternaban la tarea de
extracción, con una tarea auxiliar de menor carga.
Se evaluaron 66 individuos no expuestos y 37
individuos expuestos. En todos los individuos se
realizaron mediciones de la frecuencia cardiaca,
frecuencia cardiaca media, la frecuencia cardiaca
máxima del trabajo y el consumo calórico con un
monitor de ritmo cardiaco POLAR S810, se calculó
el índice de costo cardiaco relativo, se clasificó la
severidad del trabajo y se estimó el riesgo por carga
física dinámica.
Figura 1. Tarea de extracción de coque convencional que
comprende la extracción con rastrillo y el trinchado con
el trincho herramientas manuales y la intervención
tecnológica.
Para el estudio se seleccionaron aquellos
trabajadores que cumplieran los criterios de
inclusión y aceptaran voluntariamente participar.
Los criterios de inclusión fueron: operarios con
más de 3 meses de antigüedad, con jornada de
trabajo diario habitual (8 h/día) y no padecer
ninguna enfermedad cardiaca o respiratoria,
incluyendo el resfriado común.
La población de estudio estuvo conformada por
37 trabajadores expuestos y 66 no expuestos a la
intervención tecnológica todos del género
masculino, los cuales aceptaron voluntariamente
la participación en el estudio y no presentaron
restricción médica al momento del estudio
Instrumentos
La monitorización de la frecuencia cardiaca se
realizó con 7 pulsímetros Polar RS800cx
debidamente calibrados.
Los trabajadores seleccionados se reunieron al
inicio de la labor donde se explicó el objetivo de la
investigación, procedimiento y las pruebas a las
que fueron sometidos, se firmó voluntariamente
por cada trabajador el consentimiento informado
El estudio se clasificó como de riesgo mínimo
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según la legislación colombiana resolución 8430 de
1993.
Plan de Análisis
Para el procesamiento de la información se
utilizó el paquete estadístico SPSS versión 20.0. Las
variables numéricas se describieron con base en la
media aritmética, su desviación estándar, y el
rango entre el dato menor y el dato mayor.
Para evaluar la diferencia entre las medias de los
grupos con respecto a la frecuencia cardiaca en
reposo, media, máxima, índice de costo cardiaco
relativo, gasto energético de trabajo se aplicó
análisis de varianza de una vía. Se estableció a
priori un nivel de significación estadística α = 0,05.
Se realizó un análisis de subgrupos tomando en
ambos grupos aquellos trabajadores que se
clasificaron como de riesgo para fatiga (66 en el
grupo sin intervención y 14 con intervención).
Resultados
La edad de los grupos bajo estudio fluctuó entre
los 21 y 48 años con medias similares. Con respecto
a la frecuencia cardiaca monitorizada se encontró
diferencia estadísticamente significante en
frecuencia cardiaca media y máxima. (Tabla 1).
Tabla 1. Edad y frecuencias cardíacas de trabajadores
que realizan extracción y trinchado de coque en hornos
tipo colmena según el grupo de clasificación.
Grupo
Con
Sin
intervención intervención
EDAD (años) n
66
37
Variables
Media ± D.
estándar
32,1 ± 8,4
32,0 ± 5,0
21– 48
23 – 48
FC reposo
66
37
Media ± D.
estándar
52,9 ± 5,2
52,2 ± 5,4
41 – 66
41– 66
66
37
110,4 ± 7,0
87,5 ± 8,4
Rango
Rango
FC media
Media ± D.
estándar
Rango
98 –132
76 – 109
FC máxima
66
37
Media ± D.
estándar
Rango
151,09 ± 15,6
130,8 ± 21,5
101 – 183
85 – 169
Valor_p
0,943
Con respecto al gasto energético del trabajo e
índice de costo cardiaco relativo se encontraron
diferencias estadísticamente significantes entre los
grupos bajo estudio. (Tabla 2).
Tabla 2. Gasto energético del trabajo e índice de costo
cardíaco relativo según grupo de estudio
Grupo
Variables
Kcal/min
Media ± D.
estándar
Rango
ICCR
Media ± D.
estándar
Rango
0
0
Con
intervención
5,6– 12,9
3,0 – 8,8
66
50,1 ± 6,9
37
30,4 ± 7,7
33– 71
21– 53
37
4,9 ± 1,3
Valor_p
0
0
Los grupos bajo estudio se clasificaron según
riesgo de sufrir o no fatiga por carga física durante
la exposición al trabajo. Se observaron 66 (en el
grupo sin intervención) y 14 (en el grupo
intervenido) con riesgo de sufrir fatiga. La
intervención tecnológica disminuyó el riesgo de
sufrir fatiga en un 62,2% (Tabla 3).
Tabla 3. Riesgo de sufrir o no fatiga por carga física
durante la exposición al trabajo.
Grupo
Variables
Valor_p
Con
Sin
intervención intervención
Kcal/min
Media ± D.
estándar
Rango
ICCR
Media ± D.
estándar
0,543
Sin
intervención
66
8,2 ± 1,7
66
37
8,2 ± 1,7
4,9 ± 1,3
5,6– 12,9
3,0 – 8,8
66
37
50,1 ± 6,9
30,4 ± 7,7
0
0
Rango
33– 71
21– 53
Chi-cuadrado = 52,822 valor-p =0,000
Grupos con riesgo
En el análisis de subgrupos se observaron
resultados similares a los ya obtenidos (Tablas 4 y
5). Las medias de la frecuencia cardiaca en reposo
resultaron estadísticamente significantes entre los
grupos de riesgo de sufrir fatiga por carga física
con y sin intervención tecnológica, (valor p =
0,006).
120
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Tabla 4. Edad y frecuencias cardíacas según grupo de
estudio.
Grupo
Valor_p
Sin
Con
intervención intervención
EDAD (años) n
66
14
Media ± D.
32,1 ± 8,4
31,9 ± 6,3
estándar
Rango
21– 48
23 – 48
0,931
Variables
FC reposo
Media ± D.
estándar
Rango
66
52,9 ± 5,2
14
48,7 ± 4,0
41 – 66
41– 55
FC media
Media ± D.
estándar
Rango
66
110,4 ± 7,0
14
92,8 ± 10,6
98 –132
80 – 109
FC máxima
Media ± D.
estándar
Rango
0,006
0
66
14
151,09 ± 15,6 136,1 ± 21,8
101 – 183
94 – 169
0,003
Tabla 5. Gasto energético del trabajo e índice de costo
cardíaco relativo según grupo de estudio
Grupo
Variables
Sin
intervención
66
Con
intervención
14
Media ± D.
estándar
8,2 ± 1,7
5,5 ± 1,3
Rango
5,6– 12,9
3,0 – 8,8
ICCR
66
14
50,1 ± 6,9
37,1 ± 8,6
33– 71
21– 53
Kcal/min
Media ± D.
estándar
Rango
Valor_p
0
0
Discusión
Los individuos bajo estudio se encuentran en un
rango de edad entre los 21 y 48 años (media 32
años) población relativamente joven,esta
población tendría por esta razón una mejor
condición física para la realización del trabajo,
como ha sido documentado por Bugajska et al.
(2005).
La tarea de extracción de coque obedece a
condiciones de trabajo dinámico con movimientos
repetitivos que aumentan de forma sensible la
frecuencia cardiaca. Este efecto sobre la frecuencia
cardiaca que ha sido reportados por Chen y Lee
(1998) y Zhang Z (1999). Documentan que el gasto
energético e índice de costo cardiaco relativo se
aumentan con el incremento de las cargas físicas.
Este estudio mostró que en todos los casos la
frecuencia cardiaca, media y máxima y el índice de
costo cardiaco relativo en los trabajadores
expuestos a trabajo dinámico en la extracción del
carbón coque de los hornos tipo colmena fue alta y
de riesgo, comparada con los trabadores cuya
exposición fue controlada por una intervención
tecnológica. Este comportamiento nos permitiría
afirmar que la frecuencia cardiaca respondió de
forma directamente proporcional al incremento o
disminución de la carga física.
Las evaluaciones en los trabajadores no
expuestos a la intervención ergonómica mostraron
un gasto energético alto, una carga física alta, que
incide como se documentó en la frecuencia
cardiaca. Este comportamiento puede llevar a la
generación de fatiga muscular, la cual a su vez
puede ser controlada mediante la implementación
de acciones tecnológicas, como lo demostró este
estudio al establecer diferencias significativas en la
carga física y el riesgo de fatiga por carga física en
los grupos poblacionales estudiados (expuestos y
no expuestos a una intervención) tecnológica.
Resultados similares fueron señalados por Bos J et
al. (2004) quien concluyó que la carga máxima de
las tareas de alta energía puede conducir a una
fatiga excesiva, a demanda en las personas
expuestas energética y que por lo tanto es
necesario el desarrollo de los procedimientos de
selección física y ajuste del lugar de trabajo.
El efecto de la intervención tecnológica y
organizacional en la tarea de extracción de coque
sobre la carga de trabajo dinámico permitió
alternar tareas donde se desarrollan cargas
constantes con cargas menores e intermitenteslo
cual disminuyó de manera significativa el riesgo
de sufrir fatiga. Como lo sugirieron Danuta y
Krzysztof (2005) al mostrar adicionalmente a la
carga dinámica existen otros factores
biomecánicos que influyen la frecuencia cardiaca y
que se ven disminuido con la implementación de
un diseño o ajuste al puesto de trabajo. Este efecto
aunque no se midió, también podría estar presente
en la población estudiada a la cual se le expuso a la
intervención ergonómica. Díaz y Velázquez (2009)
por medio de ensayos destacaron la disminución
de la frecuencia cardiaca en trabajadores que
simularon un sistema mecánico en la extracción de
121
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carbón coque de hornos de coquización.
Un número importante de individuos en el
grupo con intervención, a pesar de esta mostraron
seguir en riesgo de presentar fatiga, lo cual se
podría explicar por la participación probable de
factores exógenos del puesto de trabajo como la
exposición ambientes calurosos, tal como ha sido
documentado por Arngrimsson (2002). Quien
refiere que la frecuencia cardiaca es influenciada
por el ambiente caluroso y la sudoración. Otro
aspecto a considerar sería la asimetría en la
manipulación de herramientas, y como lo
menciona Rojas et al. (2006), factores endógenos
como la condición o preparación física,
alimentación, antecedentes clínico; hecho que
explicaría las diferencias encontradas en la
frecuencia cardiaca de reposo entre los grupos con
alto riesgo de sufrir fatiga (con y sin intervención).
Es decir que el efecto de la intervención
ergonómica que no logra controlar totalmente el
riesgo, adicionalmente es ayudado por la mejor
condición física de los trabajadores en este sub
grupo, tal como lo refiere Ariza e Idovro (2005) la
frecuencia cardiaca de reposo es un indicador de
acondicionamiento físico, es decir los individuos
con menor frecuencia cardiaca de reposo tienen
una mejor condición física.
El efecto de la intervención como se evidencia
disminuye y controla el riesgo por carga física, lo
que a su vez permite predecir un tiempo máximo
de trabajo aceptable, tal como lo ha demostrado
Wu y Wang (2002) cuando afirman que se puede
controlar el tiempo máximo de trabajo aceptado
sin poner en riesgo al individuo.
Este estudio valida nuevamente la frecuencia
cardiaca como una variable sensible para la
medición del riesgo por carga física y a su utilidad
en la evaluación intervenciones ergonómica,
hecho que ya había sido documentado por
Velásquez y Sánchez (2010), al medir el impacto de
una intervención tecnológica en el sector papelero
mediante frecuencia cardiaca.
Existe un factor protector atribuible a la
intervención, el cual logra controlar el riesgo en un
62%
La tarea de extracción manual de coque es de
carga física muscular alta, lo cual aumenta la
frecuencia cardiaca de forma significativa. Debido
a la alta carga física de trabajo en el cargo de
horneros, se debe tener en cuenta la edad como un
criterio de selección de los individuos y la
frecuencia cardiaca de reposo, como un criterio de
entrenamiento. Sin embardo se recomendaría
realizar pruebas más específicas para determinar
la capacidad física de los individuos.
El estudio demuestra que la implementación de
sistemas tecnológicos y organizacionales en la
industria de la extracción de carbón coque es un
mecanismo eficiente para el control de la carga
física a la que estén expuestos los trabajadores en
este sector económico.
La frecuencia cardiaca y específicamente el
índice de costo cardiaco relativo es un indicador
confiable para medición de intervenciones
tecnológicas cuando el trabajo físico es
predominantemente dinámico.
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