Ergonomía y procesos de diseño

Ergonomía y procesos de diseño

Ergonomía y procesos de diseño

Consideraciones metodológicas para el desarrollo de sistemas y productos

SEGUNDA EDICIÓN

OVIDIO RINCÓN BECERRA

Reservados todos los derechos

© Pontificia Universidad Javeriana

© Ovidio Rincón Becerra

Primera edición: Bogotá, D. C.,

marzo de 2010

Segunda edición: Bogotá, D. C.,

enero de 2017

ISBN: 978-958-716-998-0

Conversión ePub: Lápiz Blanco S.A.S.

Hecho en Colombia

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Diseño y diagramación:

Marcela Godoy

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Mineducación. Reconocimiento como

Universidad: Decreto 1297 del 30 de mayo

de 1964. Reconocimiento de personería

jurídica: Resolución 73 del 12 de diciembre

de 1933 del Ministerio de Gobierno

Rincón Becerra, Ovidio, autor

Ergonomía y procesos de diseño : consideraciones metodológicas para el desarrollo de sistemas y productos / Ovidio Rincón Becerra. -- Segunda edición. Bogotá : Editorial Pontificia Universidad Javeriana, 2017.

Incluye referencias bibliográficas (páginas 251-257)

ISBN : 978-958-716-998-0

1. ERGONOMÍA. 2. DISEÑO EN ERGONOMÍA. 3. DISEÑO INDUSTRIAL. 4. METODOLOGÍA EN ERGONOMÍA. 5. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN. I. Pontificia Universidad Javeriana. Facultad de Arquitectura y Diseño.

CDD 620.82 edición 21

Catalogación en la publicación - Pontificia Universidad Javeriana. Biblioteca Alfonso Borrero Cabal, S.J.

Prohibida la reproducción total o parcial de este material, sin autorización por escrito de la Pontificia Universidad Javeriana.

Autor

Ovidio Rincón Becerra

Es diseñador industrial de la Pontificia Universidad Javeriana (1999), especialista en Ergonomía de la Universidad El Bosque (2005) y magíster en Salud y Seguridad en el Trabajo de la Universidad Nacional de Colombia (2015). Se vinculó a la Pontificia Universidad Javeriana en 2001. Actualmente es profesor asistente del Departamento de Diseño y director de la Maestría en Diseño para la Innovación de Productos y Servicios, en la Facultad de Arquitectura y Diseño. Desde 2006, ha sido profesor conferencista sobre el tema de ergonomía y diseño en diferentes programas de posgrado y ha presentado ponencias en eventos científicos nacionales e internacionales. Simultáneamente, se ha desempeñado como asesor profesional en ergonomía y riesgos laborales, ha desarrollado proyectos de evaluación y diseño en empresas de diferentes sectores productivos y de servicios. Es integrante del grupo de investigación Diseño, Ergonomía e Innovación, donde ha participado con proyectos relacionados con el mejoramiento de procesos a partir de la integración de aspectos ergonómicos y ambientales y con la aplicación de la ergonomía en el diseño de medios de transporte, equipo médico y odontológico, mobiliario escolar y elementos de protección personal. Adicionalmente, es miembro de la Sociedad Colombiana de Ergonomía y presidente del Comité Técnico de Ergonomía del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec).

Contenido

Agradecimientos

Introducción

Capítulo 1 Conceptos generales de la ergonomía relacionados con el diseño

Introducción

Ergonomía

Variabilidad y ergonomía

Relación histórica entre diseño y ergonomía

Diseño centrado en el usuario

Diseño universal

Usabilidad

Ergonomía participativa y diseño participativo

El diseño emocional y el placer en el uso de productos

Conclusiones

Capítulo 2 La ergonomía dentro de los procesos de diseño

Introducción

Métodos y modelos de diseño

Modelos conceptuales del proceso de diseño

Ejes conceptuales en la relación ergonomía-proceso de diseño

La ergonomía y el manejo de información en los proyectos

La ergonomía y la construcción de determinantes y requerimientos de diseño

Conclusiones

Capítulo 3 Técnicas de recopilación de información

Introducción

Métodos y técnicas para recopilar información en ergonomía

La observación en el proceso de recolección de información

Recolección de información verbal: pautas para el desarrollo de entrevistas

Diseño de cuestionarios en el proceso de recolección de información

Conclusiones

Capítulo 4 Pruebas de productos y sistemas desde la ergonomía

Introducción

Clasificación de las pruebas de producto

Desarrollo del proceso de pruebas

Conclusiones

Capítulo 5 Diseño de experimentos en ergonomía

Introducción

Propósito de la experimentación

Condiciones del proceso experimental

Definición de las variables

Etapas del proceso experimental

Diseños experimentales

Diseños mixtos

Conclusiones

Capítulo 6 Manejo estadístico de los datos

Introducción

Estadística descriptiva

Pruebas de asociación

Estudios de correlación

Conclusiones

Referencias

Índice de figuras

Capítulo 1

Conceptos generales de la ergonomía relacionados con el diseño

Figura 1-1. Dinámica del sistema ergonómico

Figura 1-2. Tipos de variabilidad establecidos a partir de los componentes del sistema ergonómico

Figura 1-3. Modelo general del diseño centrado en el usuario

Figura 1-4. Modelo USAP de diseño participativo

Figura 1-5. Niveles de procesamiento del cerebro y su relación con el diseño

Figura 1-6. Jerarquías de las necesidades de los usuarios

Figura 1-7. Categorías propuestas para el análisis del placer en un producto

Capítulo 2

La ergonomía dentro de los procesos de diseño

Figura 2-1. Modelo de French del proceso de diseño

Figura 2-2. Modelo de Archer del proceso de diseño

Figura 2-3. Modelo de proceso de diseño centrado en el usuario

Figura 2-4. Estructura general del modelo de proceso de diseño centrado en el humano, propuesto en el reporte técnico ISO/TR 18529:2000

Figura 2-5. Vínculos entre los procesos HCD en relación con el desarrollo de un proyecto

Figura 2-6. Proceso para analizar los aspectos relevantes del contexto de uso y las características de usuario en procesos de diseño

Figura 2-7. Características del contexto de uso que pueden afectar la operación del sistema

Figura 2-8. Características del usuario que pueden afectar la facilidad de uso y la operación del sistema

Figura 2-9. Ejes conceptuales en la relación existente entre la ergonomía y el proceso de diseño

Figura 2-10. Proceso para recopilar y organizar la información en relación con los elementos del sistema ergonómico

Figura 2-11. Ejemplo de categorización de elementos del sistema ergonómico en un consultorio odontológico

Figura 2-12. Ejemplos de categorías de variabilidad para los componentes del sistema ergonómico

Figura 2-13. Proceso para el desarrollo de requerimientos de diseño

Capítulo 3

Técnicas de recopilación de información

Figura 3-1. Clasificación de los métodos empleados para el manejo de la información de acuerdo con las categorías establecidas por Meister y Rabideau

Figura 3-2. Etapas generales seguidas durante el proceso de planificación y desarrollo de la observación

Figura 3-3. Etapas generales seguidas durante el proceso de planificación y desarrollo de una entrevista

Figura 3-4. Etapas generales seguidas durante el proceso de planificación y diseño de un cuestionario

Figura 3-5. Escala gráfica basada en caras

Capítulo 4

Pruebas de productos y sistemas desde la ergonomía

Figura 4-1. Clasificación de las pruebas de producto

Figura 4-2. Fases en el proceso de desarrollo de pruebas de producto

Figura 4-3. Proceso general para el desarrollo de un plan de pruebas

Figura 4-4. Ejemplo de estructura de un plan de pruebas en el diseño de la silla del conductor de un vehículo automotor

Figura 4-5. Etapas generales seguidas durante el proceso de planificación y desarrollo de una prueba de producto

Figura 4-6. Relación entre precisión, costo y flexibilidad en pruebas de producto

Figura 4-7. Porcentaje de problemas de usabilidad detectados en pruebas formativas, en relación con el número de personas participantes

Capítulo 5

Diseño de experimentos en ergonomía

Figura 5-1. Etapas del proceso experimental

Figura 5-2. Esquema de un diseño experimental entre sujetos (between-subjects design)

Figura 5-3. Esquema de un diseño experimental intrasujetos (within-subject design)

Capítulo 6

Manejo estadístico de los datos

Figura 6-1. Curva de distribución normal y áreas que encierra la desviación estándar

Índice de tablas

Capítulo 1

Conceptos generales de la ergonomía relacionados con el diseño

Tabla 1-1. Casos de limitaciones permanentes y temporales contempladas desde el diseño universal

Tabla 1-2. Atributos de la usabilidad

Capítulo 2

La ergonomía dentro de los procesos de diseño

Tabla 2-1. Ejemplo de matriz de preguntas sobre las características del contexto de uso

Tabla 2-2. Ejemplo de matriz de preguntas sobre las características del usuario

Tabla 2-3. Fuentes de información directa e indirecta en los sistemas ergonómicos

Tabla 2-4. Costos relativos para solucionar un error producido en la fase de definición de requerimientos

Tabla 2-5. Determinantes y requerimientos para el diseño de la silla de un vehículo para transporte escolar

Tabla 2-6. Modelo de matriz de relaciones entre la variabilidad del sistema y dos de los componentes del consultorio odontológico

Capítulo 3

Técnicas de recopilación de información

Tabla 3-1. Ejemplos de categorías de interacción (simples y compuestas)

Capítulo 4

Pruebas de productos y sistemas desde la ergonomía

Tabla 4-1. Tipos de pruebas de usabilidad

Tabla 4-2. Definición de una tarea para evaluación del ajuste de un casco

Tabla 4-3. Ejemplos de medidas objetivas y subjetivas aplicadas en pruebas de usabilidad sumativas

Tabla 4-4. Ejemplificación de perfil de participante para prueba de producto

Tabla 4-5. Tipos de documentos empleados durante el desarrollo de las pruebas

Tabla 4-6. Recursos requeridos para realizar pruebas de uso de un casco de protección

Tabla 4-7. Métodos que involucran directamente a los usuarios

Tabla 4-8. Métodos que involucran indirectamente a los usuarios

Tabla 4-9. Selección de las técnicas basadas en la etapa en la que se encuentre el proyecto y las posibles limitaciones del medio

Tabla 4-10. Selección de las técnicas basadas en las características del proyecto

Capítulo 5

Diseño de experimentos en ergonomía

Tabla 5-1. Variables del experimento de efectos del color del visor en cascos de motociclista

Tabla 5-2. Distribución de participantes con un diseño experimental entre sujetos para el estudio de la relación entre la textura del mango y la efectividad del corte en cuchillos de uso industrial

Tabla 5-3. Distribución de participantes con un diseño experimental intrasujetos para el estudio de la relación entre la textura del mango y la efectividad del corte en cuchillos de uso industrial

Tabla 5-4. Aplicación de contrabalanceo para el orden en el que se realicen las pruebas en el diseño experimental intrasujetos presentado en la tabla 5-3

Tabla 5-5. Número de combinaciones que se deben dar para lograr un contrabalanceo completo para una variable independiente con tres condiciones

Tabla 5-6. Número de combinaciones que se deben dar para lograr un contrabalanceo completo para una variable independiente con cuatro condiciones

Tabla 5-7. Aplicación de contrabalanceo parcial para una variable independiente con cinco condiciones

Tabla 5-8. Criterios para la selección de un diseño experimental

Tabla 5-9. Ejemplo de diseño mixto aplicado en el estudio de la relación entre la textura del mango y la efectividad del corte en cuchillos de uso industrial

Capítulo 6

Manejo estadístico de los datos

Tabla 6-1. Tiempo de reacción (en segundos) ordenado ascendentemente para la activación de control con una señal visual de una muestra de 21 personas

Tabla 6-2. Tiempo de experiencia (en meses) ordenado ascendentemente en el uso de un sistema informático con una muestra de 20 personas

Tabla 6-3. Masa (expresada en kilogramos) de 10 hombres adultos de la misma población, con edades entre los 20 y los 30 años

Tabla 6-4. Valores β aplicados para el cálculo de un percentil, conociendo la media y la desviación estándar de la serie de datos

Tabla 6-5. Datos obtenidos sobre el grado de experiencia (novato, intermedio y experto) en relación con la comprensión de una interfaz de software (expresada en alta, media y baja) en una muestra de 225 personas

Tabla 6-6. Frecuencias observadas (f_o) a partir de los datos obtenidos sobre el grado de experiencia (novato, intermedio y experto) en relación con la comprensión de una interfaz de software (alta, media y baja) en una muestra de 225 personas

Tabla 6-7. Frecuencias esperadas (f_e) a partir de los datos obtenidos sobre el grado de experiencia (novato, intermedio y experto) en relación con la comprensión de una interfaz de software (alta, media y baja) en una muestra de 225 personas

Tabla 6-8. Cálculo de χ² a partir de los datos presentados en las tablas 6-6 y 6-7

Tabla 6-9. Valores críticos de χ²

Tabla 6-10. Frecuencias observadas (f_o) de tiempos de activación de un control en relación con la posición del mismo (izquierda-derecha) con respecto al operador

Tabla 6-11. Valores críticos de t

Tabla 6-12. Valores de la media de tiempos de respuesta (en segundos) medidos en dos diseños diferentes de pantallas de visualización de datos

Tabla 6-13. Fuerzas de empuje requeridas para romper la inercia de la carretilla de juguete (expresadas en newtons) registradas en dos alternativas diferentes de diseño

Tabla 6-14. Escala de interpretación de los valores de los coeficientes de correlación

Tabla 6-15. Parejas de datos (edad y tiempo de reacción) tomadas en una muestra de 12 operarios

Tabla 6-16. Variables requeridas para el cálculo del coeficiente de correlación de Pearson a partir de los datos de la tabla 6-15

Tabla 6-17. Parejas de datos (estatura y altura poplítea) tomadas en una muestra de 50 mujeres adultas

Para el pequeño Esteban,

por la forma en que me ha hecho

descubrir de nuevo el mundo.

Agradecimientos

La idea de escribir un libro alrededor de la ergonomía y el diseño surgió y evolucionó en el camino que he recorrido al trabajar con la industria, de las discusiones y reflexiones con mis compañeros en la academia y de las inquietudes de mis alumnos. Desde la publicación de la primera edición en 2010, los comentarios y sugerencias que se han derivado del uso del libro en las actividades docente, investigativa y profesional han motivado el desarrollo de esta segunda edición. Muchas personas de una u otra forma hicieron posible el desarrollo y la evolución de este proyecto, a quienes quiero expresar mis más sinceros agradecimientos:

A mis padres y a mi familia, por el amor y la formación que recibí desde mis primeros años, que han sido la base para poder llevar a cabo este y muchos otros proyectos en mi vida. A Julie y al pequeño Esteban, por su amor, comprensión y apoyo incondicional.

A los profesores que a lo largo de mi vida han contribuido con mi formación como persona y profesional; recuerdo con especial afecto al hermano lasallista Francisco Franco Cendales, FSC, a Diego Rodríguez, a Juan Castillo y a Juan Guerrero.

A Gabriel García y Karen Lange, quienes fueron mis maestros en el camino de la ergonomía, por la visión, integralidad, profesionalismo y rigor que me enseñaron de forma transparente y desinteresada.

A mis compañeros de cohorte, estudiantes y profesores de la Especialización en Ergonomía de la Universidad el Bosque y de la Maestría en Salud y Seguridad en el Trabajo de la Universidad Nacional de Colombia, por la oportunidad que me han dado de compartir conocimientos y experiencias alrededor de la ergonomía y la vida.

A la Pontificia Universidad Javeriana, que me ha brindado el espacio para consolidar este proyecto y para mejorarlo, a través de mis amigos, estudiantes y compañeros del Departamento de Diseño, especialmente a Giovanni Ferroni, Cielo Quiñones y Ricardo Barragán, por su apoyo para materializar este trabajo, y a Carolina Daza, Martha Saravia, Leticia Fernández, Martha Bernal, Gabriel Barrero, Maury Rueda y Jairo Roa, por sus pertinentes comentarios, sugerencias y críticas que han nutrido las dos ediciones de este libro.

Bogotá, D. C., enero de 2017

Introducción

No es posible concebir el ejercicio del diseñador y del proyectista, en general, sin considerar como eje central al ser humano en todas sus dimensiones (físicas, cognitivas, culturales, emocionales o espirituales) en relación con el mundo. Este es el punto que reviste mayor complejidad cuando se aborda un proyecto de diseño. El ser humano es dinámico, diferente de los demás; percibe y entiende el mundo de distintas formas. Por ello, proporcionar respuestas coherentes a esta complejidad y la actividad se convierte en uno de los principales retos al que nos enfrentamos los diseñadores.

Históricamente, la ergonomía es una de las disciplinas en la que se ha apoyado el diseño para comprender al ser humano en el desarrollo de los proyectos. Sin embargo, se ha limitado en muchos casos a tener un papel instrumental en su relación con el diseño. Cuando se hace referencia a la ergonomía, se tienen en cuenta, sobre todo, las dimensiones del ser humano, los ángulos de movilidad, las capacidades de fuerza, los umbrales sensoperceptuales, entre otros aspectos. Estos son tópicos que fueron el punto central de los estudios en ergonomía durante las primeras décadas de su desarrollo, principalmente en los años cincuenta y sesenta del siglo XX. El concepto mismo de ergonomía ha evolucionado y, en la actualidad, proporciona diversos planteamientos que pueden incorporarse en el desarrollo de los proyectos de diseño, pasando de un enfoque instrumental (que, sin lugar a dudas, es importante) hacia uno más integral para el análisis e intervención en la actividad humana.

De acuerdo con esta forma de comprender la ergonomía, alrededor de la complejidad de las actividades humanas y la integralidad de las respuestas proyectuales, el primer capítulo del libro presenta una revisión de los conceptos generales de la disciplina, poniendo el relieve en diferentes propuestas que la han relacionado de modo conceptual con el diseño a lo largo de la historia. El segundo capítulo desarrolla los conceptos método y modelo del proceso de diseño, y presenta pautas alrededor de las cuales la ergonomía puede aportar dentro de las etapas proyectuales de forma integral. En el tercer capítulo se hace hincapié en las técnicas que se pueden aplicar para recoger información directamente de los seres humanos y de los sistemas, de tal forma que estos datos sean útiles y aplicables en el ejercicio del diseño. El cuarto capítulo expone una serie de consideraciones metodológicas que se deben tener en cuenta durante la planificación de las pruebas de producto desde la perspectiva ergonómica y de usabilidad, en las que los conceptos y las propuestas planteadas por el diseñador se confrontan con usuarios reales en diferentes momentos del proceso de diseño. En el quinto capítulo se trabaja el tema de experimentación en ergonomía, presentando una serie de pautas para el diseño de estudios, con los cuales se busca llenar vacíos en el conocimiento de la interacción del ser humano con los sistemas. El sexto y último capítulo hace una revisión básica de conceptos y medidas estadísticas que son de importancia para el análisis de la información obtenida a lo largo de los procesos, ya sea de diseño o de experimentación, para que los datos sean aplicables y permitan la toma de decisiones.

De esta forma, el principal objetivo de este libro es presentar a los profesionales, a los estudiantes y a todas aquellas personas que participan en los procesos de diseño y desarrollo de productos, sistemas y servicios (diseñadores, arquitectos, ingenieros, profesionales en ergonomía, salud ocupacional, seguridad industrial y áreas afines) una serie de pautas que permitan realizar una inclusión real de la ergonomía dentro de los procesos proyectuales. Tal como se explicará en el texto, no se trata de presentar la “metodología ergonómica ideal”, lo cual es un despropósito, teniendo en cuenta que lo que se busca es precisamente lo contrario, es decir, que el profesional genere respuestas y abordajes metodológicos particulares y ajustados a los diferentes proyectos y situaciones a las que se enfrenta durante su labor, teniendo como principales determinantes la variabilidad del ser humano, de la actividad y del mundo que lo rodea. Esto se constituye en el principal reto y, al mismo tiempo, en la mayor responsabilidad en nuestro ejercicio como diseñadores.

En esta segunda edición, se ha complementado y actualizado la información de todos los capítulos, pero sobre todo lo relacionado con las tendencias actuales en ergonomía, la normatividad internacional en los temas de usabilidad, diseño centrado en el usuario y pruebas de producto, y los procesos de planificación, diseño y ejecución de pruebas de producto. Estos cambios han sido producto de la actualización de diversos documentos académicos y normativos, y de la valiosa retroalimentación acerca del libro, recibida desde su publicación en 2010, al ser una fuente de consulta utilizada en procesos de docencia, investigación y desarrollo de proyectos profesionales en ergonomía.