Igiene applicata ed ergonomia

Ergonomia

L'ergonomia è suddivisa in tre aree principali, in cui l'uomo è al centro, e che studiano tre aspetti diversi dell'uomo:

• Ergonomia fisica si occupa dell'aspetto fisico dell'uomo, è il corpo dell'uomo ad essere considerato. Si occupa dell'anatomia umana, dell'antropometria (misure del corpo umano), della fisiologia (meccanismi fisiologici che sono alla base del funzionamento del corpo umano), gli aspetti di biomeccanica e il rapporto tra queste parti e quello che è il movimento. Parliamo di posture (soprattutto in campo lavorativo), movimenti, problematiche muscolo-scheletriche che possono essere dipendenti dal tipo di lavoro che uno svolge. Importanti sono anche la salute e la sicurezza.
• Ergonomia cognitiva si occupa dell'aspetto mentale, più legato ai processi mentali di percezione, memoria, apprendimento ecc.
• Ergonomia organizzativa considera gli aspetti di tipo organizzativo, la comunicazione, la gestione delle risorse, progettazione dei tempi di lavoro, telelavoro ecc.

Approfondimento sull'ergonomia fisica

Le interazioni tra uomo e prodotto, uomo e ambiente sono fondamentali. Le colonne portanti dell'ergonomia fisica sono l'antropometria e la biomeccanica: forniscono elementi quantitativi e qualitativi. L'obiettivo finale è quello di ottimizzare l'utilizzo e l'aspetto ergonomico legato al benessere dell'uomo.

Antropometria

Studio delle misure dell'uomo. Esiste in quanto esiste la variabilità umana. La variabilità umana può essere suddivisa in quattro tipologie:

• Variabilità intra-individuale: L'uomo varia nell'arco della vita, e quindi le variazioni si verificano nell'uomo stesso. Cambia statura/peso/età: sono parametri che non rimangono costanti nel tempo. I maggiori cambiamenti si osservano nei primi anni di vita: principalmente in altezza e peso.
• Variazioni tra individui: Si possono verificare tra individui differenti nell'ambito della stessa popolazione in riferimento alla stessa caratteristica. Può essere per differenze di patrimoni genetici, che modificano il fenotipo (= espressione del carattere). Ma un individuo cambia da un altro anche in funzione dell'influenza ambientale (come mangia / stato di nutrizione/ condizioni di salute ecc.).
• Variazioni inter-individuali: Nell'ambito di popolazioni differenti, perlopiù legati ad aspetti genetici di una certa entità. Derivano da processi evolutivi che derivano da mutazioni genetiche, che si fissano nell'ambito di ciascuna popolazione, che quindi vanno ad indurre un fenotipo che determina le caratteristiche di quella determinata popolazione. Queste differenze tra soggetti di popolazioni diverse possono essere il risultato di diversi fenotipi in funzione di quelle che sono le caratteristiche dell'ambiente, che permettono di favorire un certo fenotipo piuttosto che un altro.
• Variazioni secolari: Variazioni che sono apprezzabili tra generazioni diverse, che quindi possono essere evidenziate a distanza di un periodo di tempo.

La conoscenza della variabilità umana permette di ottenere prodotti che siano più a misura d'uomo, e quindi più centrati sul nostro target. L'antropometria misura quantitativamente alcune caratteristiche dell'uomo: è una scienza che tratta il carattere misurabile del corpo umano, quindi tutte queste misure vengono raccolte, e di questi dati viene effettuata un'elaborazione statistica.

In funzione della postura del soggetto al momento in cui vengono effettuate le misurazioni, le misure antropometriche possono essere distinte in:

• Dimensioni strutturali statiche: misurate a corpo fermo. Per consentire una confrontabilità tra misurazioni tra soggetti diversi (per es.), deve essere garantita la stessa modalità di misurazione. È altrettanto importante che la posizione che il corpo assume durante la misurazione sia la stessa. Tutte le misurazioni vengono fatte in posizione eretta o seduta. Si fa riferimento a questo tipo di misurazione quando sono finalizzate alla realizzazione di oggetti per i quali il movimento del corpo non è una variabile del progetto. Quando il soggetto assume la posizione eretta, viene posto in posizione eretta, immobile, gli viene chiesto di guardare dritto davanti a sé, le spalle devono essere abbassate e le braccia ai lati del corpo. Quando si prendono le misure in posizione assisa, il soggetto viene posto immobile, eretto, gli viene chiesto di guardare davanti a sé, le braccia vengono lasciate libere ai lati del corpo, e gli avambracci in posizione orizzontale.
• Dimensioni funzionali dinamiche: tengono conto del corpo umano in movimento. Durante la misurazione il corpo umano deve stare fermo, ma non nelle posizioni assunte per le dimensioni strutturali statiche. Lo spazio di movimento è lo spazio che sarà necessario al corpo per poter garantire il movimento nelle diverse posizioni assunte dal corpo stesso. Per quantificarlo si prende in esame l'ingombro corporeo e l'involucro occupato dal movimento delle singole parti del corpo. Le zone di raggiungibilità sono l'insieme delle distanze raggiungibili attraverso il movimento del corpo e delle sue parti. Bisogna calcolare tutte le coordinate dimensionali che vengono descritte durante i movimenti che vengono fatti nell'ambito di quell'attività. Le zone di raggiungibilità sono l'insieme di misurazioni che esprimono le distanze che il corpo umano può raggiungere durante i movimenti. In questo ambito abbiamo il concetto di zone di normale raggiungibilità: zone raggiungibili comodamente attraverso movimenti che non comportano nessuno sforzo.

Tutti questi dati che si ottengono non servono solo al progettista, ma anche per lo studio dell'uomo in sé (studi di tipo scientifico). Ma serve anche per garantire la qualità del rapporto uomo – ambienti – prodotti (quindi che il prodotto sia in armonia con la funzione che svolge). I dati che sono forniti dall'antropometria sono misure di quelli che sono i parametri fisici più importanti dell'uomo. Data una popolazione, queste misurazioni vengono fatte su un campione di individui che viene selezionato (il parametro che vado a calcolare, deve presentare una certa variabilità nel campione). Il campione è una sotto parte della popolazione su cui vado ad effettuare le mie misurazioni. Da queste misurazioni che effettuo ottengo delle informazioni che vado ad estendere a tutta la popolazione. Nell'arco del tempo sono state fatte tantissime ricerche antropometriche, quindi abbiamo tantissimi dati, che possono essere più o meno aggiornati a seconda del dato considerato. Non sono disponibili come dati grezzi, ma sono importanti le informazioni che possono essere ottenute a partire da questo insieme di misurazioni.

La statistica (componente dell'antropometria) viene utilizzata una volta terminato il ciclo di misurazioni di un certo parametro. L'elaborazione statistica è importante perché permette di elaborare i dati che sono stati assegnati e di ottenere dei valori sintetici di quello che sono i valori ottenuti e permette di dare un numero limitato di valutazioni, di poter dedurre le informazioni ottenute ad una popolazione. L'approccio statistico permette di ottenere una serie di determinazioni, tra cui i valori minimi e massimi delle varie misure all'interno della popolazione. Ma anche di ottenere le informazioni su quello che è il valore medio, la frequenza con la quale si presenta all'interno della popolazione e così via. Tra tutti quelli che sono i dati che possiamo ottenere, importantissimi sono i percentili.

La mediana, o 50^° percentile, si ottiene quando sistemo i dati in ordine crescente e il numero che occupa la posizione centrale sarà il valore della mediana. Se il numero di dati è dispari, la mediana è il valore centrale, se è pari, si considerano i due valori centrali, e la media di questi due valori centrali sarà la mediana. Media aritmetica: dato un certo numero di dati (indipendentemente dall'ordine), la media aritmetica è il rapporto tra la somma dei valori e il numero dei valori. Una volta che ho i dati, posso trasportarli in un grafico, e porrò in ascissa la variabile e in ordinata la frequenza corrispondente. Si ottiene un modello di distribuzione del carattere che è di tipo normale nel caso in cui l'andamento è simmetrico rispetto al valore centrale. Nella distribuzione normale troviamo il valore medio, la mediana e la moda (esprime il valore più frequentemente rilevato all'interno della popolazione). Nella parte centrale della curva sarà concentrato il maggior numero dei dati, mentre nelle parti estreme della curva avrò un minor numero della popolazione (utenti limite).

Dall'analisi statistica della popolazione, oltre a questi parametri, si ricavano anche i percentili, che costituiscono uno strumento molto usato in antropometria perché il valore corrispondente ad un certo percentile definisce una percentuale di soggetti che si intende soddisfare. Dato un certo parametro, il percentile indica la % di soggetti che hanno quella data misura o una misura inferiore. Anche per la determinazione dei percentili, tutti i dati vengono ordinati in modo crescente, una volta fatto ciò, i percentili indicano quale % di dati ha un valore del parametro inferiore o pari a quello preso in considerazione. Si comincia considerando il valore centrale. Questo dato definisce la mediana. Ma questo valore viene anche definito 50^° percentile, perché è un valore per cui il 50% dei miei dati che sta sopra è maggiore e il 50 % dei dati che sta sotto è inferiore. Per esempio, il 25^° percentile è quel valore per cui il 25% dei dati si trova a sinistra e il restante 75% è a destra (e quindi assume valori più elevati).

A seconda del progetto, poiché all'interno del mio campione di popolazione, per ogni parametro avrò tantissimi dati diversi tra di loro, dovrò fare un'attenta selezione. Dovrò andare a considerare il target di quel progetto, paese, etnia, caratteristiche peculiari di quella popolazione, dati utili al progetto ecc. La cosa certa è che non dobbiamo prendere in considerazione il valore corrispondente al valore medio perché il concetto di uomo medio non esiste e significherebbe basare il progetto su presupposti ergonomici (il 50% della popolazione non sarebbe soddisfatto). In linea generale, bisogna avere riguardo a quella che è la funzione che deve svolgere il progetto. In base a questa dovremo considerare una particolare categoria di utenti piuttosto che un'altra. In generale bisogna riferirsi alla massima % di utenti possibili (per esempio, porta non si fa riferimento alla persona più alta, ma viene preso in considerazione il valore che soddisfa la massima % di utenti possibili), quindi si tiene conto dei valori che vanno dal 5^° al 95^° percentile. Bisogna stabilire caso per caso quali sono le caratteristiche fisiche degli utenti.

Nel caso della raggiungibilità, bisogna considerare il 5^° percentile, perché così ci possono arrivare tutti. Nella progettazione ergonomica, il riferimento alle dimensioni corporee al 95^° percentile permette di progettare oggetti per i quali il criterio che deve essere soddisfatto è quello delle dimensioni (aperture, passaggi ecc.); il 5^° quando si deve tenere conto delle capacità riferite alla popolazione “con minori capacità”. Nel caso delle maniglie, si fa riferimento alle dimensioni e capacità di movimento del 5^° percentile. Laddove è possibile, è utile considerare i vari elementi dotati di regolabilità, perché consente in alcuni casi di poter soddisfare la totalità dei fruitori.

Nel caso in cui il progetto non si possa prestare alla regolabilità, se facendo delle scelte di un certo tipo riesco a non sconvolgere troppo il progetto e al tempo stesso riesco a raggiungere anche i soggetti limite, meglio. In campo ergonomico, scegliendo in maniera corretta le dimensioni, riesco a garantire la massima funzionalità, la massima efficienza e le migliori condizioni di sicurezza anche di tipo ergonomico.

A seconda di come le varie parti del corpo vengono misurate e dello strumento che utilizzo per misurarla, si possono avere (per la stessa misurazione) dei valori differenti. Per questo motivo sono state emanate delle norme, in cui viene spiegata la modalità con cui questo parametro deve essere misurato. L'obiettivo di questo impegno normativo è quello di avere una uniformità nei metodi di misura. Ciò è fondamentale per il confronto dei dati. UNI EN ISO 7250 (UNI EN ISO: norma recepita a livello internazionale, europeo, nazionale): versione più recente è del 2017, all'interno c'è un elenco di dimensioni antropometriche che fungono da guida per la progettazione.

Biomeccanica

Meccanica applicata alla biologia. Dà un contributo importante all'ergonomia perché fornisce una serie di concetti relativi all'attività muscolare, posture, movimenti, forze. Tramite la biomeccanica è possibile effettuare una serie di valutazioni di tipo ergonomico perché fornisce metodologie e criteri che vengono utilizzati dagli ergonomi per poter verificare se un soggetto ha un posto di lavoro corretto (infatti la biomeccanica è anche detta occupazionale). Si occupa di relazione tra uomo e macchinario. Fa anche valutazioni dell'entità della sollecitazione sul corpo piuttosto che su particolari regioni del corpo, che possono provocare affaticamento, fino ad arrivare a vere e proprie patologie da sovraccarico biomeccanico a livello dell'apparato muscolo-scheletrico. Spesso i principi biomeccanici vengono utilizzati per definire dei limiti di sicurezza per la maggior parte della popolazione. Il fine della biomeccanica (relativa all'ergonomia) è quello di stabilire diversi aspetti dei limiti di sicurezza, che vadano bene per la maggior parte della popolazione. Anche per gli aspetti biomeccanici esiste una notevole variabilità. In termini di differenze di genere, esiste una variabilità tale per cui occorre progettare in maniera tale da garantire un’esercitazione di sforzi che siano più bassi possibili per venire incontro alle capacità delle donne.

Apparato muscolo-scheletrico

Le ossa costituiscono l'impalcatura del nostro organismo. Tra le varie componenti ossee abbiamo la colonna vertebrale, che è una parte importantissima del nostro scheletro. La possibilità di stare in piedi è la prima caratteristica peculiare dell'evoluzione dell'uomo. La posizione eretta viene svolta dalla colonna vertebrale (o rachide), che ha tante funzioni:

• Consente la stabilità del corpo
• Sostiene la testa, le spalle e gli arti superiori
• Funzione di protezione del midollo spinale
• Favorisce la mobilità, gli spostamenti
• Ha una funzione di ammortizzatore grazie alle sue particolari caratteristiche (flessibilità, elasticità) è in grado di assorbire le forze
• Garantisce l'equilibrio sia quando si è fermi che quando si esegue un movimento del corpo

Altre caratteristiche:

• Elasticità: perché consente un'ampia libertà di movimento e la stessa elasticità permette di ammortizzare le scosse e gli scuotimenti che subiamo.
• Robustezza: perché è in grado di sorreggere il peso del capo, delle spalle, del torace e del bacino, e i movimenti ad essi associati.
• Resistenza: la sua resistenza è di fondamentale importanza, perché deve proteggere delle strutture estremamente delicate, il midollo spinale e le radici nervose, dai danni che potrebbero subire (che possono determinare paralisi e perdita di sensibilità).

L'elasticità della colonna vertebrale dipende dalle unità funzionali che entrano nella costituzione della colonna vertebrale: sono dei segmentini diversi tra di loro a seconda della loro posizione e sono sovrapposti e collegati tra di loro dai legamenti e sono collegati alle componenti muscolari. La colonna vertebrale è costituita da vertebre, e dalla ripetizione di unità funzionali. È formata da due vertebre sovrapposte tra le quali si trova una formazione particolare, che è il disco intervertebrale. Fanno parte di questa unità anche i legamenti e le articolazioni che caratterizzano la colonna vertebrale. La colonna vertebrale è costituita da 34 vertebre, divise in cinque gruppi a seconda della posizione (+ caratteristiche di tipo morfologico). Dall'alto verso il basso distinguiamo:

• Le vertebre cervicali (sono 7, C1-C7)
• Vertebre dorsali o toraciche (12)
• Vertebre lombari (5)
• Vertebre sacrali (5)
• Vertebre coccigee (5); dove nell'adulto quelle sacrali e coccigee sono fuse tra di loro.

Queste vertebre hanno un ruolo di tipo strutturale (statico), ma anche una cinetica e una funzione elastica. Ciò che rende le vertebre mobili, sono le formazioni di natura cartilaginea che si trovano sovrapposte tra le vertebre: i dischi intervertebrali (fungono da vere e proprie articolazioni). La disposizione lungo la colonna vertebrale delle vertebre in gruppi è associata ad una diversa morfologia delle vertebre stesse. Tutte le vertebre hanno in comune di avere questa formazione del disco intervertebrale, che può essere suddiviso in due parti:

• Una parte più esterna (con un certo tipo di composizione), detto anello fibroso. Esso è formato da alcuni strati esterni concentrici di tessuto fibroso e cellule cartilaginee, e ha la funzione di opporsi alla tensione.