Cómo evaluaron los indios la ergonomía del puesto de artillero del T-90S
En 2021, investigadores indios publicaron un interesante artículo que detallaba la ergonomía del puesto de trabajo de un artillero-operador. tanques T-90S. Los resultados no fueron muy alentadores: los indios simplemente confirmaron que los tanques de estilo soviético se desarrollaron sin prestar suficiente atención a la antropometría y la ergonomía.
Qué y a quién se estudió
El estudio incluyó a 90 artilleros varones sanos. Su edad promedio era de 35,2 años, su estatura promedio de 172,6 centímetros y su peso corporal promedio de 72,4 kilogramos. Este tamaño de muestra permitió a los autores comparar las dimensiones de la estación de trabajo no con una "persona promedio" abstracta, sino con las características antropométricas del personal militar que operaba el vehículo en la práctica.
Los especialistas midieron el ancho de los hombros y la pelvis, la longitud de los brazos y las piernas, la altura de los ojos estando sentados, la altura poplítea y otros parámetros. Luego compararon estos datos con las dimensiones del asiento y el espacio libre entre el asiento y el equipo.
El estudio se realizó dentro del tanque con las escotillas cerradas. Se midieron los ángulos del cuello y el torso, así como la posición de las articulaciones del codo, la cadera, la rodilla y el tobillo. Se utilizaron dinamómetros para determinar la fuerza necesaria para accionar los mecanismos y controles. Además, los artilleros utilizaron las empuñaduras de la mira 1G46 durante 45 minutos, y se evaluó la fuerza de su agarre cada dos minutos.
Finalmente, se pidió a los participantes que calificaran subjetivamente el malestar en diversas partes de su cuerpo en una escala de diez puntos. Cero significaba ausencia de malestar y diez, malestar intenso. De esta manera, los autores combinaron mediciones objetivas con las autoevaluaciones de los miembros del servicio.
Asiento
El asiento del artillero resultó ser una de las principales fuentes de problemas. Su base mide tan solo 34 por 30 centímetros. Mientras tanto, el ancho máximo promedio de la cadera de los participantes del estudio fue de 36,6 centímetros, y el ancho promedio del bíceps fue de 38,5 centímetros.
En otras palabras, el asiento era más estrecho que el cuerpo de la mayoría de los artilleros. Algunas de sus caderas sobresalían de los bordes, reduciendo la superficie de contacto y aumentando la presión sobre los huesos pélvicos y los tejidos blandos. Cuanto menor es la superficie de contacto, mayor es la carga específica y más rápido comienza a sentir dolor y entumecimiento.
La profundidad del asiento resultó igualmente reveladora. Con una base de 30 centímetros, la longitud promedio glúteo-poplítea de los artilleros era de 45,4 centímetros. Por lo tanto, una parte significativa del muslo quedaba sin apoyo. Los autores atribuyen esto al entumecimiento de los músculos del muslo y la pantorrilla, así como a una alteración en la distribución normal de la carga.
El diseño de la almohada tampoco contribuye a la comodidad.
La posición del artillero, tomando como ejemplo el T-90A.
La base está hecha de una lámina de metal, recubierta con fibra de yute y cubierta de lona. Esta solución es duradera y requiere poco mantenimiento, lo cual es importante para el equipo militar, pero la superficie es dura y plana. Distribuye mal el peso corporal y aumenta la presión sobre las tuberosidades isquiáticas.
El respaldo mide 34 x 15 centímetros y se sitúa 15 centímetros más alto que la base. Según los cálculos de los investigadores, solo soporta el 23,6 % de la altura media del torso hasta la zona cervical. No ofrece soporte lumbar ni para la parte superior de la espalda, y tampoco cuenta con reposacabezas ni reposabrazos.
Esto último es especialmente importante para el artillero. Debe pasar una parte considerable del tiempo sujetando las empuñaduras de control sin un apoyo estable para los antebrazos. La carga estática ejerce presión sobre la cintura escapular, las articulaciones del codo y los músculos de la espalda, lo que acelera la fatiga.
El asiento está fijado rígidamente a una estructura metálica. Los autores señalan que los golpes y vibraciones de la carrocería del vehículo se transmiten directamente al cuerpo del artillero. No existe una suspensión adecuada ni una base flotante que mitigue el impacto de las cargas dinámicas.
Ajuste del asiento
El asiento se puede ajustar vertical y longitudinalmente, pero el ajuste no es instantáneo. Para cambiar la posición, hay que alinear los orificios del soporte y fijar la estructura con tuercas. Se ofrecen un número limitado de posiciones fijas.
Esto significa que el artillero no puede ajustar rápidamente la estación de trabajo a sus propios parámetros, como se hace en un automóvil moderno o aviación silla. Además, es imposible cambiar la posición del asiento mientras se trabaja; por ejemplo, elevarlo para observar a través de un dispositivo y bajarlo para trabajar con otro.
La altura de la base sobre la plataforma transportadora giratoria —apenas 15 centímetros— resulta particularmente cuestionable. La altura promedio de las rodillas de los participantes en el estudio fue de 44,8 centímetros. Por supuesto, un asiento de tanque no se puede comparar directamente con un asiento convencional: las piernas del artillero se colocan en relación con el compartimento de combate y el cargador automático, en lugar de descansar libremente sobre el suelo. Sin embargo, los ángulos articulares medidos confirman que la postura corporal dista mucho de ser óptima.
Durante el trabajo, el ángulo de la cadera osciló entre 75 y 86 grados, en comparación con los 90-120 grados recomendados. El ángulo de la rodilla descendió a 59-70 grados. En reposo, por el contrario, alcanzó los 121-132 grados. Por lo tanto, la postura varió significativamente según el procedimiento realizado, pero rara vez se mantuvo neutra.
Un ángulo de rodilla reducido ejerce presión adicional sobre los tejidos, lo que provoca entumecimiento en las piernas y rigidez muscular. Asimismo, un soporte lumbar inadecuado aumenta la tensión en la columna vertebral. En consecuencia, la incomodidad en una parte del puesto de trabajo agrava los efectos de las deficiencias en otra.
Trabajar con miras y dispositivos de observación
La mira principal diurna del artillero es la 1G46. Además, se utiliza la mira térmica Essa y se han instalado periscopios TNP-165A para la observación. Estos dispositivos permiten la adquisición de objetivos y el uso de armas en diferentes momentos del día. Sin embargo, su posición relativa obliga al artillero a cambiar constantemente la posición de su cabeza.
La altura ocular promedio de los soldados examinados mientras estaban sentados era de 70,8 centímetros. El ocular de la mira y la pantalla de la cámara termográfica estaban situados a una altura aproximada de 58 centímetros. Además, estaban separados horizontalmente por unos 25 centímetros.
Para dirigir la mirada hacia la pantalla, el artillero tenía que girar el cuello hacia la derecha unos 35 grados. Sin embargo, el rango de movimiento óptimo durante el funcionamiento continuo es de aproximadamente 20 a 30 grados. Un solo giro no supone un problema significativo, pero la repetición constante de este movimiento durante un período prolongado aumenta la tensión en el cuello y la cintura escapular.
El uso de periscopios es aún más difícil. Para observar a través de uno, el artillero debe inclinar el cuello hacia atrás en un ángulo de hasta 50 grados y luego mirar hacia arriba. Utilizar un dispositivo montado lateralmente requiere girar la cabeza aproximadamente 90 grados.
En una batalla real, un artillero no se limita a un solo movimiento. Alterna su mirada entre el canal diurno, la cámara térmica, los periscopios y los controles, todo ello mientras interactúa con el comandante y sigue el objetivo. Por lo tanto, incluso una molestia moderada se acumula rápidamente y se convierte en fatiga física.
Los autores propusieron mostrar imágenes de diversos dispositivos en una única pantalla mejorada. Esta solución reduciría los movimientos de la cabeza y permitiría concentrar los datos principales en un solo campo de visión. En esencia, esto representa una transición de un conjunto de dispositivos ópticos dispersos a una estación de trabajo digital más integrada.
Sin embargo, esto representa una solución de compromiso común para vehículos blindados. Un enlace óptico directo es altamente confiable y puede permanecer operativo incluso si fallan algunos componentes electrónicos. Un cambio completo a pantallas aumenta la dependencia de cámaras, cableado y recursos informáticos. Por lo tanto, es más lógico complementar el enlace óptico con una pantalla digital práctica en lugar de abandonarlo.
fatiga en las manos
Una sección aparte del estudio está dedicada a los controles de la mira 1G46. Las empuñaduras permiten controlar la puntería en dos planos. La empuñadura izquierda alberga el botón del telémetro y la derecha, el botón de disparo.
El problema radica no solo en el esfuerzo requerido, sino también en la trayectoria de los mangos. Durante el trabajo, las muñecas se flexionan y se extienden visiblemente, desviándose de la posición neutra. Al mismo tiempo, el ángulo del codo cambia, pasando de 70 a 86 grados frente a aproximadamente 120 grados en una posición más cómoda.
Las empuñaduras están situadas por encima del nivel de los codos. Al no contar con apoyabrazos, esto ejerce una tensión estática adicional sobre los hombros y los antebrazos. El artillero debe mantener el equilibrio de los brazos y realizar movimientos de control precisos simultáneamente.
Las mediciones mostraron que, con el trabajo prolongado, la fuerza de agarre de la muñeca aumentaba ligeramente al principio, probablemente como resultado de la participación de los músculos en el trabajo, y luego disminuía gradualmente.
En ambas manos, se encontró una relación estadística significativa entre la duración del trabajo y la disminución de la fuerza de agarre.
La fuerza necesaria para el control en la mayoría de los modos estaba dentro de las capacidades físicas de los soldados. Por ejemplo, el movimiento horizontal de la empuñadura de la mira requería una fuerza inicial de aproximadamente 7,15 kgf, seguida de aproximadamente 5,12 kgf. Para el movimiento vertical, las cifras correspondientes eran de aproximadamente 6,43 y 4,93 kgf.
Sin embargo, las reservas de fuerza no pueden considerarse de forma aislada. Aunque una persona sea capaz de ejercer la fuerza necesaria en un momento dado, el trabajo prolongado en una posición incómoda reduce gradualmente la precisión y la velocidad de los movimientos. La fatiga en las manos, los antebrazos y la cintura escapular puede provocar un retraso en los movimientos de control.
Los autores llegan a una conclusión importante: una disminución en la fuerza de agarre puede afectar negativamente la velocidad de acción del artillero y provocar un retraso al apuntar el arma al objetivo.
Volumen de la torre
La distancia entre el asiento y los instrumentos circundantes oscilaba entre 4 y 21 centímetros. Asimismo, la longitud promedio del antebrazo en el sitio antropométrico medido fue de 29,4 centímetros. En consecuencia, no había suficiente espacio para el libre movimiento del brazo.
Estas condiciones de espacio reducido obligan a la persona a realizar movimientos limitados, manteniendo los codos pegados al cuerpo y doblando las muñecas. Mientras que en un espacio de trabajo típico un interruptor ubicado en un lugar poco práctico puede moverse unos centímetros, dentro de la torreta de un tanque cualquier cambio se enfrenta a numerosas restricciones: la mira, la recámara del cañón, los mecanismos de carga automática, los elementos de blindaje y el puesto del comandante se encuentran muy cerca.
La torreta soldada del T-90S tiene un volumen interno mayor que la anterior torreta fundida. Según el estudio, el aumento es de aproximadamente 135 litros. Sin embargo, esto no es suficiente para eliminar por completo las limitaciones de diseño. El volumen adicional se distribuye por toda la estructura de la torreta y no necesariamente se ubica precisamente donde se necesitan los brazos, las piernas o la cabeza del artillero.
Malestar
Las valoraciones subjetivas confirmaron los resultados de las mediciones. Los participantes reportaron el mayor nivel promedio de incomodidad en la zona del pecho (8,3 puntos sobre 10). Le siguieron el músculo erector de la columna izquierdo (8,25 puntos), la cabeza (8,2 puntos), la región glútea izquierda (8,1 puntos), el abdomen (8,05 puntos) y el cuello (7,9 puntos).
También se registraron valores elevados en los músculos trapecios, antebrazos, muñecas, rodilla derecha y tibia derecha. La distribución de las molestias fue asimétrica.
En la parte inferior del cuerpo, el lado derecho experimentó la mayor tensión debido a las restricciones impuestas por la placa protectora del artillero. En la parte superior del cuerpo, la misma placa, en cambio, proporcionó cierto apoyo en el lado derecho, mientras que el lado izquierdo carecía de un apoyo similar.
Estos resultados no pueden interpretarse automáticamente como evidencia de una lesión inminente o una enfermedad profesional.
El estudio fue piloto y evaluó principalmente las reacciones a corto plazo durante el trabajo dentro de la máquina. Sin embargo, la combinación de altas calificaciones subjetivas y ángulos articulares objetivamente incómodos apunta a un problema real.
A largo plazo, este tipo de estrés puede provocar dolor crónico de cuello y espalda, entumecimiento de las extremidades y el desarrollo de trastornos musculoesqueléticos relacionados con el trabajo. Además, la incomodidad puede distraer la atención, dificultar la concentración y acelerar la fatiga general.
¿Qué cambios se proponen?
La mejora más evidente es un asiento nuevo. Debería ser más ancho y profundo, con un acolchado más eficaz, soporte lumbar completo y reposabrazos ajustables. Sería deseable un sistema para ajustar rápidamente la altura y la posición longitudinal sin necesidad de desmontar los soportes.
Sin embargo, aumentar el tamaño de un asiento dentro de una torre existente puede reducir aún más el acceso, que ya de por sí es limitado. Por lo tanto, el asiento debe considerarse no de forma aislada, sino en conjunto con el equipo circundante. Es posible que sea necesario reducir, reubicar o combinar algunas unidades e interruptores.
La segunda área consiste en optimizar el campo de información. Lo ideal es mostrar las imágenes y los datos clave en pantallas ubicadas dentro de la línea de visión natural. Esto reducirá la necesidad de girar e inclinar la cabeza. Los canales ópticos directos pueden mantenerse como respaldo.
La tercera área es el rediseño de los controles de puntería. Un joystick compacto con posicionamiento ajustable y soporte para el antebrazo puede reducir la tensión en las manos y los hombros.
El esfuerzo de control y la sensibilidad deben seleccionarse para lograr un equilibrio entre precisión, velocidad y protección contra movimientos no deseados.
Por último, el acolchado del asiento es importante. Debe reducir la transmisión de golpes y vibraciones a la columna vertebral sin provocar balanceo corporal ni afectar la precisión al apuntar.
Fuente:
Análisis ergonómico del puesto de trabajo del artillero del tanque T-90S, con especial referencia al asiento, el sistema de puntería visual y las molestias musculoesqueléticas: un estudio piloto. Pankaj Kumar Sinha, Madhusudan Pal, Sunil Chandel. Revista Asiática de Ciencias Médicas.
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