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Revista Cubana de Salud y Trabajo 2011;12(3):19-29

Estudio ergonómico de las exigencias biomecánicas en la alfarería tradicional
Ergonomic study of the biomechanical requirements in traditional pottery

Claudia Isabel Rojas Rodríguez 1

1 Diseñadora industrial, especialista en Salud ocupacional, Magíster en Educación. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Bogotá, Colombia

Correspondencia:

Claudia Isabel Rojas Rodríguez
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Tunja, Boyacá, Colombia
E-mail: claudia.rojas@uptc.edu.co

Agradecimientos:

La autora, agradece especialmente al grupo de estudiantes que conforman el semillero de investigación, quienes durante su proceso de formación realizaron de forma juiciosa y apasionada la recolección de los datos en las tres poblaciones de estudio, y colaboraron en la aplicación de los métodos de análisis ergonómico. De igual manera, se agradece a la Dirección de Investigaciones de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, UPTC, y al Instituto Colombiano para el desarrollo de la ciencia y la tecnología, Colciencias, entidades financiadoras del estudio.


RESUMEN

La alfarería es el oficio que abarca todos los procesos cuyo insumo principal es la arcilla. En Boyacá, departamento de Colombia, existen varios sectores productivos informales, uno de ellos está conformado por los grupos familiares dedicados al oficio de la alfarería tradicional, ubicados principalmente en las ciudades de Tunja, Sogamoso y Ráquira. Allí se elaboran elementos para la industria de la construcción y utensilios ornamentales y utilitarios para el consumo local y para la industria del turismo. Desde sus inicios, ha sido una actividad familiar en la cual todos los miembros participan: niños, adultos y ancianos. Este proyecto tomó como punto de partida estudios ocupacionales previos aplicados a este grupo laboral, que establecieron como segundo riesgo, en orden de prevalencia, los problemas músculoesqueléticos, que fueron asociados con movimientos repetitivos y tareas realizadas fuera de ángulos de confort . Evaluar esta hipótesis fue el objetivo principal del este proyecto financiado por Colciencias, en el que se identificaron las tareas críticas para la salud de los trabajadores generadas por ausencia de ergonomía, y se plantearon algunos requerimientos de diseño bajo índices ergonómicos. El objeto de estudio estuvo conformado por 900 hornos rurales y urbanos en los que laboran alrededor de 4 800 personas. Fundamentalmente, se realizaron observaciones sistemáticas en los 219 hornos que conformaron la muestra estadística, que tuvo una confiabilidad de alrededor del 95 %. El análisis estadístico de los datos junto con la evaluación realizada con el método RULA, fueron fortalecidos con los resultados de las encuestas de morbilidad sentida, permitiendo no solo validar la hipótesis de trabajo, sino además identificar las características de diseño de las herramientas y equipos que por falta de consideraciones ergonómicas, potencializan los factores de riesgo que están afectando a la población en estudio.

Palabras clave: alfarería, ergonomía, tareas, postura, movimientos

ABSTRACT

Pottery is the office that involves all processes whose main input is clay. In Boyacá, Colombian department, there are several informal production sectors; one of them is made by family groups dedicated to the craft of traditional pottery, located mainly in the cities of Tunja, Ráquira and Sogamoso. There they develop elements for the construction industry and ornamental and utilitarian tools for local consumption and for tourism industry. Since its inception this has been a family activity in which all members participate: children, adults and seniors. This project took as its starting point previous occupational studies applied to this labor group that established as a second risk in order of prevalence, musculoskeletal problems that were associated with repetitive movements and work performed beyond comfort angles. To evaluate this hypothesis, was the main objective of this project financed by COLCIENCIAS, which identified the critical tasks for the health of workers created by the absence of ergonomics, and raised some design requirements under ergonomic indices. The object of study consisted of 900 rural and urban furnaces in which about 4 800 people are working.  Systematic observations were made primarily in the 219 kilns that made the statistical sample that had a reliability of around 95%. The statistical analysis of the data together with the evaluation made by RULA method, were strengthened by the results of surveys of felt morbidity, allowed not only validate the working hypothesis, but also identify the design features of the tools and equipment for lack of ergonomic considerations, potentiate the risk factors that are affecting the study population.

Keywords: pottery, ergonomics, tasks, posture, movements


INTRODUCCIÓN

La alfarería se reconoce como la actividad que abarca todos los procesos cuyo insumo principal es la arcilla. En Boyacá, departamento de Colombia, existen varios sectores informales, uno de los cuales está conformado por los grupos familiares dedicados al oficio de la alfarería tradicional, ubicados principalmente en las ciudades de Tunja, Sogamoso y Ráquira, en donde se elaboran elementos para la industria de la construcción, así como utensilios ornamentales y utilitarios para el consumo local y para la industria del turismo.

Desde sus inicios, al igual que en la actualidad, ha sido un trabajo familiar en el cual todos los miembros participan: niños, adultos y ancianos. Esta labor se ha venido masificando, incluyendo un mayor número de trabajadores expuestos a los diferentes riesgos generados por las complejas particularidades propias del proceso, que ocasionan grandes riesgos para la salud.

Esta actividad se ha convertido en la primera causa de morbilidad, debido al alto grado de insalubridad y contaminación generada por pérdida de gases de equipos, sustancias químicas del proceso, así como a actividades con alto contenido de carga física y construcciones carentes de especificaciones técnicas y sanitarias, que dan origen a problemas músculoesqueléticos, respiratorios y dermatológicos, según el estudio de salud ocupacional de la alfarería realizado por Almanza et al; el cual priorizó los problemas respiratorios y musculoesqueléticos como los riesgos más relevantes y comunes a todas las actividades del proceso productivo 1.

El proceso alfarero

El proceso productivo inicia con la extracción de la arcilla en el terreno seleccionado del yacimiento. La arcilla es excavada con herramientas manuales, como picos y palas, y transportada a un patio en donde es extendida para su secado. La arena se extrae de manera similar, pero se apila para mantener su humectación. El proceso de secado se realiza aprovechando el calor del sol en un término de aproximadamente tres días, momento en el cual se tritura con la ayuda de herramientas para homogeneizar el grano y seleccionar y desechar las partículas no aptas para el producto (figura 1).

Figura 1
Macro-proceso de la alfarería tradicional

La arcilla secada se transporta junto con la arena al pozo de humectación, en donde se le adiciona el agua a través de mangueras o baldes y se realiza un mezclado manual con pala y azadón. La pasta formada es triturada por un molino cilíndrico de tornillo sinfín, activado por el desplazamiento humano o de un animal. Por la parte inferior del cilindro fluye la mezcla convertida en una pasta homogénea, de donde se recoge manualmente. La masa perfectamente confinada es llevada al interior del taller, en donde se realizan los diferentes procesos según la pieza a elaborar; incluyen, entre otras, operaciones de amasado, armado, corte con cuchillo, moldeo, alisado, raspado, enrollado y rallado (figura 2).

Figura 2
Mezcla de material

Estas operaciones son repetitivas hasta completar la tarea, dependiendo de las habilidades de cada trabajador y la cantidad de mezcla preparada; en algunos casos se emplean moldes de acero curvado o yeso para acabados específicos de las piezas. Terminada la manufactura y dependiendo de las condiciones climáticas, el producto se deja en reposo durante dos o tres días, cuando es sometido al proceso de cepillado.

De manera simultánea con los procesos anteriores, se prepara el horno; la organización de las piezas en el interior obedece a las necesidades del quemado; una vez el fuego alcanza la parte superior, un operario suministra escoria sobre la cubierta para evitar que el fuego se pierda. Generalmente, la cantidad de carbón suministrada es de aproximadamente 4,5 toneladas por cocción. El tiempo de cargue depende de la habilidad de los operarios y la capacidad del horno; se trabaja con no más de diez personas, casi siempre del mismo núcleo familiar (figura 3).

Figura 3
Pintado de tejas

El tiempo de cocción oscila entre cinco y siete días, en donde se alcanzan temperaturas del orden de 900 a 950 ºC, después se deja enfriar lentamente en un tiempo de 3 a 4 días para evitar tensiones y agrietamiento de las piezas. Al tercer día de enfriamiento, se retira el sello de las puertas y la tapa superior para acelerar el proceso. Para el descargue laboran entre tres y cinco operarios, quienes llevan el producto al patio de almacenamiento para la venta.

MATERIAL Y MÉTODO

Con el objetivo de identificar de manera particular las actividades que por alto contenido de carga física o movimientos inconvenientes son críticas para la salud del trabajador, se realizó este estudio con el apoyo de Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología ( Colciencias) y la Dirección de Investigaciones de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC).

El análisis de la información recolectada se realizó atendiendo el factor humano como elemento vulnerable a las consecuencias de unas condiciones de trabajo inapropiadas, a través de un proceso de observación y análisis de los diferentes movimientos y esfuerzos que de manera cotidiana deben realizar los trabajadores durante las operaciones requeridas por el oficio de la alfarería en los municipios de estudio, describiendo sus factores causales de tal manera que pudieran relacionarse posteriormente con requerimientos de diseño de herramientas que atiendan los desajustes identificados .

El primer momento estuvo designado a la identificación del universo y la muestra representativa para el estudio. Ya que los documentos oficiales del sector alfarero utilizan como unidad de registro los hornos matriculados en las secretarías del consejo municipal de cada población, se estableció como unidad primaria para el estudio el horno, y como unidades secundarias a los trabajadores activos de cada unidad de los cascos urbano y rural. Los marcos de observación para el estudio quedaron conformados como se relaciona en la tabla 1.

Tabla 1
Conformación de la muestra estadística de unidades de análisis

Población

Diseño muestral

Tamaño de la muestra

Tunja

Conglomerado en dos etapas

42 hornos

Ráquira. Estrato 1: zona urbana

Muestreo aleatorio simple

26 hornos

Ráquira. Estrato 2: zona rural

Censo en la vereda de interés del estudio

58 hornos

Sogamoso

Muestreo aleatorio simple, tomado sobre base cartográfica

63 hornos

Para el caso de Ráquira rural, debido a la disgregación de los hornos, se consideró conveniente establecer la muestra mediante censo, el cual fue realizado en la vereda Agua Buena, establecida de mayor interés para la investigación, pues allí el 80 % de las familias se dedica al oficio y se encuentra la mayor variabilidad en número y tipo de procesos y productos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Características generales de la unidad investigativa

En general, la población alfarera de los tres municipios es bastante homogénea. La mayoría de los trabajadores son personas adultas con edades de 18 a 55 años; alrededor del 7 % de los trabajadores son adultos mayores, y en igual porcentaje son niños. De estos trabajadores, alrededor del 40 % corresponden al género femenino.

Análisis biomecánico de carga física

La criticidad de las actividades y operaciones se determinó a través de la observación, teniendo en cuenta la postura adoptada en el desarrollo de la tarea, los movimientos fuera de los ángulos de confort de cada segmento corporal, y el número de repeticiones requeridas para cada una de las operaciones. Estos resultados fueron confirmados con el método de análisis ergonómico RULA.

Para cada una de las actividades del proceso, se elaboró el diagrama de recorrido, para determinar la relación entre operaciones, así como la modelación postural de cada operación. Desde estos datos se determinó el nivel de criticidad evidente, el cual se registró en el cuadro resumen de datos. Posteriormente se relacionó el pertinente análisis general de operaciones por actividad desde las principales variables.

A continuación se relaciona el análisis completo de la operación “traslado de piezas”, que hace parte de la actividad de moldeo, con el objetivo de ejemplificar el análisis que se realizó a cada actividad del proceso en los tres municipios de estudio.

La figura 4 presenta el diagrama de recorrido para las operaciones correspondientes al moldeo.

Figura 4
Modelo diagrama de recorrido (moldeo de piezas)

De esta actividad se relaciona como ejemplo la operación número 7 (traslado de piezas) para describir su análisis, modelación y el nivel de criticidad arrojado tanto por análisis estadístico, como por el método de evaluación ergonómica RULA. Estos resultados se observan en la figura 5.

Figura 5
Resultados obtenidos en la evaluación de la operación de traslado de piezas

Las piezas son trasladadas de un lado a otro y dejadas al aire libre bajo techo o sobre los hornos para agilizar el proceso de secado para ser cocidas. Se observan los resultados estadísticos de las variables de fuerza postura y movimiento para esta actividad en la tabla 2.

Tabla 2
Resumen de la tarea de traslado de piezas

Número de veces que el trabajador realiza la actividad

Promedio

38,84

Fuerza

Excesiva

63,2 %

Media

31,6 %

Moderada

5,3 %

No aplica

0 %

Peso

Tiempo

Promedio

30,2

Promedio

10,47 min

Posición de trabajo : El 100 % de los trabajadores realiza esta tarea en una posición bípeda extrema

Segmentos corporales involucrados en la tarea

Segmento

Movimiento

Mínimo

Promedio

Máximo

Miembro superior

Flexión

30

76,16

42

Rodilla

Flexión

20

43,83

80

Columna

Flexión

24

33,31

45

En el caso de las piezas de mayor tamaño, la fuerza es excesiva y el traslado requiere sobreesfuerzos, ya que se deben trasladar más de 200 piezas en un día; para las piezas pequeñas, la fuerza es moderada, pero aun así, la actividad es repetitiva y por esto fue evaluada como crítica.

La actividad de moldeo se realiza mediante ocho operaciones diferentes; de éstas solamente dos no resultaron valoradas como criticas, ya que se manipula poco peso; sin embargo, las posturas adoptadas para su realización se encuentran fuera de ángulos de confort.

La tabla 3 presenta el resumen de esta evaluación con los principales criterios contemplados.

Tabla 3
Evaluación de la actividad de moldeo

Operación

Evaluación

Criterios de evaluación

Corte

Crítica

  • Ángulos de movimiento por fuera de los ángulos de confort para los segmentos corporales involucrados en la tarea.
  • Rotación y desviación de la columna.

Amasado

No crítica

  • No se maneja peso alguno.
  • Ángulos dentro de lo establecido.

Elaboración de la base de la vasija

Crítica

  • Ángulos de movimiento por fuera de los ángulos de confort para los segmentos corporales involucrados en la tarea.
  • Tiempo prolongado en la ejecución de la tarea.

Armado del cilindro

Crítica

  • Inclinación de la columna por tiempo prolongado.
  • Ángulos de movimiento por fuera de los ángulos de confort ideales para los movimientos de los segmentos corporales involucrados en la tarea.

Raspado

No crítica

  • No aplica peso, y además la fuerza aplicada es baja.

Pulido

Crítica

  • Gran número de repeticiones de los movimientos.
  • Ángulos de movimiento por fuera de los ángulos de confort ideales para los movimientos de los segmentos corporales involucrados en la tarea.

Traslado de la pieza

Crítica

  • El número de repeticiones es grande.
  • Se debe cargar un peso considerable.

Se encontró también que en esta actividad el número promedio de veces que un trabajador realiza una operación es de 98,6 en días de alta producción. El tiempo promedio utilizado es de 132,14 min por operación, con un levantamiento de peso promedio de 3,76 kg. Los porcentajes del tipo de fuerza aplicada en el desarrollo de la actividad se presentan en la figura 6.

Figura 6
Distribución del tipo de fuerza empleada en el moldeo

La operación de traslado de las piezas es la que requiere en mayor porcentaje una fuerza excesiva; las demás requieren fuerzas moderadas para su ejecución. La actividad es desarrollada en su mayoría en posición de pie y semiarrodillado. En la figura 7 se aprecian los porcentajes por postura adquirida.

Figura 7
Distribución de la posición de trabajo durante el moldeo

Se estableció también a través de los datos el porcentaje de intervención requerido para cada segmento corporal en las operaciones de la actividad; estos datos se correlacionaron con la morbilidad sentida: miembro superior con intervención en el 100 % de las actividades, rodillas y codos 43 %, columna 100 % y segmento coxofemoral 29 % de intervención en las tareas del proceso.

Análisis de criticidad de las tareas y operaciones del proceso

Se pudo discriminar también la evaluación por tareas para cada una de las poblaciones de interés para el estudio. En el caso de Ráquira rural en donde el proceso comprende siete tareas, compuestas por veintiséis 26 operaciones, solamente cinco resultaron evaluadas como no críticas, como puede observarse en la tabla 4. Las razones son de diversa índole, posturas forzadas, manipulación de grandes pesos y movimientos repetitivos; factores que en muchos casos se encuentran asociados en una misma operación, sumado esto a jornadas de trabajo de más de ocho horas diarias.

Tabla 4
Resumen de tareas. Ráquira rural 

Tareas

Operaciones

Evaluación

Mezcla de material

Llenado de la pila

Llenado de la carretilla

Crítica

Traslado a la pila

No crítica

Mezcla de material

Crítica

Llenado del cilindro del molino

Crítica

Transporte del material procesado

Corte

Crítica

Traslado

Crítica

Moldeo

Elaboración de chutacos

Corte

Crítica

Amasado

No crítica

Elaboración base de la vasija

Crítica

Armado del cilindro

Crítica

Raspado

No crítica

Pulido

No crítica

Traslado de la pieza

Crítica

Secado

Traslado de las piezas lado a lado

Crítica

Carga del horno

Entrada de piezas

Crítica

Recepción de piezas

Crítica

Apilaje

Crítica

Sellado a la puerta del horno

Crítica

Quema

Encendido del horno

Crítica

Caldeo

Crítica

Descarbonizada

Crítica

Descargue

Rompimiento de la puerta

Crítica

Desapilado dentro del horno

Crítica

Traslado de piezas

Crítica

Apilaje

Organización una sobre otra

Crítica

Traslado de piezas

Crítica

Para el caso de Ráquira urbano, el proceso comprende ocho tareas, llevadas a cabo mediante treinta operaciones; aquí se determinó que únicamente siete no implican consecuencias críticas para la salud de los trabajadores, como se relaciona en la tabla 5.

Tabla 5
Resumen de tareas. Ráquira urbano

Tareas

Operaciones

Evaluación

Mezcla de material

Llenado de la pila

Llenado de la carretilla

Crítica

Traslado a la pila

No crítica

Mezcla de material

Crítica

Llenado del cilindro del molino

Crítica

Transporte del material procesado

Corte

Crítica

Traslado

Crítica

Moldeo torno mecánico

Rayado malla

Crítica

Amasado

Crítica

Centrado

No crítica

Torneado de las piezas

No crítica

Corte de láminas (galletas)

Crítica

Resane en el molde (pisado)

No crítica

Ensamble de las 2 partes

Crítica

Desmolde y traslado

Crítica

Moldeo, moldes por colado

Preparación del caolín

No crítica

Llenado de moldes

No crítica

Vaciado

Crítica

Desmolde

No crítica

Secado

Traslado de las piezas lado a lado

Crítica

Carga del horno

Centrado de piezas

Crítica

Recepción de piezas

Crítica

Apilaje

Crítica

Sellado de la puerta del horno

Crítica

Quema

Encendida del horno

Crítica

Caldeo

Crítica

Descarbonizada

Crítica

Descargue

Rompimiento de la puerta

Crítica

Desapilado dentro del horno

Crítica

Sacado de las piezas hasta la puerta

Crítica

Apilaje

Organización una sobre otra

Crítica

Traslado de piezas

Crítica

Para el caso de Sogamoso y Tunja, ya que sus procesos son muy similares, pues elaboran el mismo tipo de productos: ladrillo y teja; se estableció un solo análisis, el cual determinó que de las diez operaciones que conforman las cinco tareas del proceso, solamente una no genera procesos de enfermedad o deterioro del bienestar para los trabajadores, como se puede observar en la tabla 6.

Tabla 6
Resumen de tareas. Sogamoso y Tunja

Tareas

Operaciones

Evaluación

Extracción de materia prima

Picar la roca

Crítica

Remover la roca a los 3 días

Crítica

Mojado

Crítica

Echada a la volqueta o a la carretilla

Crítica

Máquina extrusora de ladrillo

No crítica

Carga del horno

Crítica

Descargue

Crítica

Elaboración de teja

Mezcla para la obtención de arcilla húmeda

Crítica

Aglomeración de material

Crítica

Pisada de arcilla

Crítica

Moldeado

Crítica

Corte de teja

Crítica

Pintada de teja

Crítica

El análisis particular por operaciones permitió establecer de forma general que el riesgo asociado con ausencia de ergonomía se presenta en al menos el 80 % de las operaciones del proceso alfarero en todas las poblaciones de interés del estudio. La figura 8 relaciona estos datos.

Figura 8
Criticidad de tareas en la alfarería

Estudio de morbilidad sentida

El estudio de morbilidad sentida permitió establecer las diferentes dolencias que presentan los trabajadores en segmentos corporales específicos, y que a través de la observación se pudo determinar están vinculadas con las actividades que resultaron evaluadas como críticas. Así, en general el dolor de la columna lumbar tuvo mayor correspondencia con las condiciones del trabajo, éste se presenta en mayor porcentaje en la población de Sogamoso, en donde estuvo principalmente asociada con la organización del producto para el sacado y pintado, ya que se realiza a nivel de piso. La comparación entre poblaciones se registra en la figura 9.

Figura 9
Dolencias relacionadas con la actividad

Este mismo aspecto se puede ver discriminado para los dos estratos de Ráquira ; allí se presenta esta dolencia en mayor proporción en la zona rural, en donde más del 50 % de los trabajadores lo manifiestan, mientras que la zona urbana solo el 31 % de los trabajadores así lo expresan. Estas dolencias se pudieron relacionar principalmente con posturas antigravitacionales, flexiones prolongadas del tronco y levantamiento de materiales pesados. Esta relación puede observarse en la figura 10.

Figura 10
Dolor lumbar en Ráquira por sectores

El estudio también permitió evidenciar que el tiempo que lleva el trabajador realizando la actividad de alfarería está relacionado con la presencia de dolor en hombros, columna dorsal, codos y columna lumbar, debidos probablemente al proceso acumulativo de las situaciones extremas, ya que estos trabajadores desde niño se han dedicado al mismo oficio, como puede observarse en la tabla 7.

  Tabla 7
Correlación dolores músculoesqueléticos – edad

Edad manifestación de dolor

Dolor cuello

Dolor hombros

Dolor columna dorsal

Dolor tobillos y pies

Dolor codos

Dolor columna lumbar

Dolor muñecas y manos

Dolor rodillas

Niños

11 %

11 %

11 %

0 %

0 %

11 %

11 %

22 %

Adultos

20 %

30 %

33 %

10 %

13 %

60 %

25 %

20 %

Adulto mayor

75 %

67 %

75 %

67 %

42 %

92 %

50 %

58 %

Finalmente, los resultados arrojados por el estudio ergonómico en las tres poblaciones, asociados con los datos de la encuesta de salud aplicada, muestran que el 98 % de las actividades del proceso productivo son de nivel crítico y, por tanto, requieren actividades de investigación que conduzcan a cambios en la tarea o los equipos.

Una vez terminada esta etapa, se seleccionaron las actividades críticas en las cuales la introducción de una máquina-herramienta pudiese mejorar la condición del trabajador. Así, se proyectaron algunas soluciones que cumplieran con los requerimientos de diseño formulados a partir de los resultados del análisis y atendiendo los percentiles establecidos por el estudio antropométrico realizado para cada población.

Las propuestas de diseño atendieron principalmente las siguientes necesidades:

BIBLIOGRAFÍA

  1. Almanza M et al. Análisis de los factores de riesgo ocupacional de los trabajadores en alfarería y diseño de un programa de vigilancia epidemiológica para el riesgo prevalerte (tesis de especialización). Sogamoso: Universidad Pedagógica y Técnica de Colombia; 2003.
  2. Del Basto O. Módulo de administración moderna de sistemas de seguridad control de pérdidas. Bogotá; 2001.
  3. Rojas C. Caracterización de los agentes de riesgo no ergonómico para el factor humano laboral del sector alfarero en las poblaciones de Ráquira, Tunja y Sogamoso (informe de investigación). SECAB Colciencias N° 009-04. Duitama; 2007.

Recibido: 10 de mayo de 2010 Aprobado: 29 de abril de 2011

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