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 118 Velásquez-Valencia & Guzman-Sierra / Momentos de Ciencia 10 (2) 2013, pp: 117-123 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 119 Velásquez-Valencia & Guzman-Sierra / Momentos de Ciencia 10 (2) 2013, pp: 117-123 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 Velásquez-Valencia & Guzman-Sierra / Momentos de Ciencia 10 (2) 2013, pp: 117-123 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 Velásquez-Valencia & Guzman-Sierra / Momentos de Ciencia 10 (2) 2013, pp: 117-123 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. Literatura citada Ariza Luz Elena, Idovro Alvaro Javier carga física y tiempo máximo de trabajo aceptable en trabajadores de un supermercadoCali, Colombia. Rev. Salud Pública 7(2): 145-156pp, 2005. Aminoff T, Smolander J, Korhonen O, Louhevaara V. Prediction of acceptable physical work loads based on responses to prolonged arm and leg exercise. Ergonomics. 1998; 41 (1): 109-120pp. Arngrimsson S, Stewart D, Borrani F, Skinner K, Cureton K. Relation of heart rate to percent VO2 peak during submaximal exercise in the heat. 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