Diseño en ingeniería humana para sistemas marítimos

por Gerry Miller y Christopher Parker

La ingeniería de los factores humanos, o ingeniería humana, es una disciplina para aplicar sistemáticamente la investigación de las capacidades y limitaciones físicas, sociales y psicológicas de los seres humanos al diseño de sistemas. La norma F 1166 de ASTM International, Práctica para el diseño de ingeniería humana para sistemas, equipos e instalaciones marítimas, publicada por primera vez en 1988, ofrece criterios de diseño específicos para garantizar interacciones seguras y utilizables entre los seres humanos y las instalaciones, estructuras, sistemas y equipos marítimos tanto en los entornos de diseño comerciales como en las fuerzas armadas.

Como norma amplia, la F 1166, que está bajo la jurisdicción del Comité F25 sobre Barcos y tecnología marítima de ASTM International, trata todos los elementos de diseño marítimos, desde controles, pantallas y alarmas hasta escaleras, etiquetas y computadoras, válvulas y adecuación del lugar de trabajo. Ofrece datos antropométricos (dimensiones físicas humanas) para poblaciones internacionales para ser utilizados en las decisiones de diseño según el tamaño y/o la postura de un operador o trabajador de mantenimiento. También ofrece criterios de diseño ambiental, incluidos los niveles y límites recomendados de ruido, vibraciones, iluminación y clima. Los ingenieros pueden utilizar la información incluida en esta norma de diseño fundacional para desarrollar sistemas marítimos seguros, que promuevan un óptimo desempeño humano.

Las normas de diseño que involucran la ingeniería de factores humanos no son estáticas, pretenden evolucionar en tanto que la investigación, el diseño y la comunidad ingenieril constantemente aprenden de las interacciones humanas con la tecnología y el entorno de trabajo. Esta no es una excepción en el campo de la ingeniería de los factores humanos, ya que la investigación continua y la experiencia mejoran los criterios para el diseño de sistemas marítimos seguros y eficientes.

ASTM International conoce esta evolución necesaria y por lo tanto requiere la revisión de sus normas cada cinco años. En consecuencia, la F1166 fue revisada en 1995, 2000 y 2006. Recientemente, el Naval Sea Systems Command Human Systems Integration Directorate de la Armada de los EE.UU, inició una importante revisión de su norma para actualizarla técnicamente y hacerla sencilla de utilizar.

Objetivos de la revisión

La revisión de la F1166 tuvo tres objetivos:

1. Actualizar el formato para que el documento fuera más utilizable y mejorar la presentación de la información.
2. Actualizar y priorizar el contenido para cumplir con las demandas técnicas de los actuales sistemas marítimos comerciales y de las fuerzas armadas.
3. Compatibilizar aún más la norma con otras normas de diseño de ingeniería de factores humanos actuales.

Estos objetivos se basaron en la evolución de la ingeniería de los factores humanos y la gran experiencia ganada con el uso de esta norma en el diseño de buques, tanto militares como comerciales, y estructuras off-shore para gas y petróleo durante los 18 años transcurridos desde su creación.

Usabilidad

Estructura – se hicieron grandes esfuerzos para tornar la norma más utilizable, especialmente porque el documento enfatiza el diseño para un máximo desempeño humano. Una de las quejas más frecuentes sobre las versiones anteriores de la F 1166 era la dificultad para encontrar las tablas y las figuras, ya que no estaban inmediatamente a continuación del texto en el que se hacía referencia a ellas. Mientras que la versión impresa seguirá teniendo el formato estándar de ASTM, el producto en línea incluirá una versión amigable con tablas y figuras inmediatamente a continuación del texto en el que se las menciona. Además, la mayor parte de las tablas y figuras se reconstruyeron por completo para facilitar su lectura y utilización. Esto incluyó la estandarización del tamaño mínimo del texto y una lista de todas las dimensiones y medidas en unidades métricas e inglesas. Además, se desarrollaron figuras nuevas y se insertaron para ilustrar conceptos críticos.

Claridad - Durante el proceso de revisión, se tomó la decisión de hacer más estrictos los criterios de diseño, esto se logró utilizando un lenguaje que ofrece una aplicación clara y admisible de los criterios. La palabra “deberá” (“shall”) se utiliza para los criterios de diseño obligatorios, “debería” (“should”) para los criterios requeridos salvo exclusión específica por renuncia de la agencia compradora, y “puede” (“may”) para los criterios de diseño opcionales (siempre que se notifique al respecto a la agencia compradora). Se hizo todo el esfuerzo posible para eliminar frases como “cuando sea posible”, “si es factible” y “si fuera necesario” que frecuentemente aparecían en las versiones anteriores de la norma. Estos cambios pretenden reducir las oportunidades en que lo usuarios puedan desviarse u omitir los criterios de diseño de la ingeniería de factores humanos del diseño del buque o de las instalaciones off-shore.

Nueva lista de control – Se creó una lista de control de diseño de ingeniería de factores humanos y se agregó a la F1166 como apéndice (Figura 1). Esta lista de control fue agregada para brindar a los diseñadores de barcos e instalaciones off-shore una manera rápida y fácil de verificar la aplicación de los criterios de ingeniería de factores humanos según se describen en la norma. La lista de control está directamente ligada a los criterios en la norma y está organizada por sección y áreas específicas de modo que los diseñadores pueden localizar el tema que les interesa.

Eliminar texto innecesario – Al inicio del esfuerzo de revisión se realizó un análisis línea por línea para purgar la norma y sacarle la información no esencial. Esta información constaba de dos elementos:

1. Requerimientos de datos técnicos que habían sido incluidos en la norma original pero que durante los últimos 18 años se descubrió que tenían poco o ningún valor para el diseño de equipos marítimos.

2. Información explicativa que simplemente respaldaba o justificaba un requerimiento de diseño en particular. La inclusión de esta información hizo que las primeras versiones de la F 1166 parecieran más un libro de texto sobre ingeniería de los factores humanos que una norma de diseño. Luego se decidió que la revisión de la norma proveería estrictamente requerimientos de diseño.

Contenido técnico

Retroalimentación y revisión de pares – Para ofrecer una norma más completa y actualizada, se utilizaron múltiples medios para desarrollar y verificar la información técnica requerida para el esfuerzo de revisión. Estos incluyeron retroalimentación de los usuarios, la investigación actual y la experiencia en el campo de la ingeniería de factores humanos marítimos, y la aplicación de lecciones aprendidas en mitigación de riesgos y prevención de incidentes y accidentes marítimos. Para garantizar un análisis completo, se realizó un estricto proceso de revisión por pares utilizando un equipo de expertos en ingeniería de factores humanos. Se preparó una lista básica de estas personas y se utilizó para cada sección, los expertos en cada material en particular contribuyeron en las áreas específicas. El resultado es una norma que no solo cumple con las demandas de la población usuaria, sino que también ofrece lo último en investigación en ingeniería de factores humanos combinada con la experiencia de años de aplicación de esta ingeniería por expertos en el campo.

Incorporación de cuestiones de diseño conocidas – Se enfatizó que los criterios de diseño incluidos en la revisión de la norma trataran cuestiones de diseño relacionadas con la ingeniería de factores humanos actuales y bien documentadas en la industria marítima. Por ejemplo, el Naval Safety Center ha identificado escaleras y escalinatas como causantes del tipo de accidente más frecuente y costoso en los barcos de la Armada de los EE.UU. Las plataformas off-shore y los pozos de extracción experimentan los mismos problemas. Por lo tanto, se realizó una extensa investigación de las escaleras, escalinatas, pasarelas, rampas, orificios de alivio y pasos de hombre, y se trataron por consiguiente, en la revisión.

La revisión también incluye un grupo de nuevos criterios de diseño para escaleras verticales (Figura 2) para evitar un tipo específico de caída. Una investigación de caídas fatales de escaleras verticales reveló que las víctimas habían resbalado del segundo y tercer escalón de la parte inferior de una escalera, haciendo que se cayeran de espalda por debajo de la protección de la escalera pero sobre la baranda adyacente. El criterio del diseño de revisión evitará que este tipo de accidente ocurra nuevamente.

De modo similar, las versiones anteriores de la norma permitían que las escaleras inclinadas excedieran los ángulos de inclinación de 60°. Sin embargo, según los datos de seguridad de la Armada de EE.UU. sobre viajes y caídas, un estudio de la industria off-shore de gas y petróleo sobre escaleras y caídas en pozos, y una amplia investigación académica sobre caídas de escaleras se descubrió que el ángulo de las escaleras no debe exceder los 50°. El análisis de esta norma refleja este nuevo criterio de diseño de escaleras. Sabemos que los nuevos criterios de diseño quizás no sean populares entre los constructores navales que han utilizado escaleras más inclinadas que 60° durante décadas. Sin embargo, los datos muestran claramente que las escaleras que superan los 50° son menos seguras, y pueden causar accidentes.

Como otro ejemplo, la revisión de la norma recomienda utilizar cañerías circulares para las barandas en lugar de barras planas, que ha sido la práctica en la industria marítima durante años. Éstas mejoran la seguridad y la comodidad al subir, mejorando la capacidad de agarre, especialmente en escaleras largas, aunque este tipo de baranda pueda requerir un mayor esfuerzo de fabricación.

Con el enfoque actual en el uso de las computadoras en los sistemas marítimos, los criterios de diseño aplicables a la interacción humano-computadora aumentaron en gran medida y mejoraron la revisión. Se hizo referencia a muchas de las normas y pautas comerciales y a las del Ministerio de Defensa de los EE.UU. durante el desarrollo de la nueva sección de interacción humano-máquina para incorporar lo más reciente en investigación y reflejar el actual apoyo en las computadoras como medio de facilitar un mejor desempeño humano.

Estas importantes actualizaciones en los criterios de diseño, si bien son controversiales en algunos casos, se basan en ingeniería de factores humanos, investigación ergonómica y lecciones aprendidas con el solo propósito de mejorar el desempeño humano y la seguridad.

Aplicabilidad a la comunidad usuaria internacional – Con el aumento de la aplicación de la ASTM F 1166 como norma de diseño internacional, se puso un mayor enfoque en el diseño para poblaciones de alta mar en la revisión de la norma. En consecuencia, los datos internacionales sobre antropometría humana, izaje manual y capacidad de transporte, alcance y amplitud visual y espacios sobre la cabeza fueron incluidos por primera vez. Las versiones anteriores de la norma ofrecen datos antropométricos basados en el personal militar de los EE.UU.. Un ejemplo práctico del mayor significado de las normas internacionales es el hecho que las Filipinas ofrezca más personal de altamar que cualquier otro país del mundo, y casi todo buque comercial o estructura off-shore cuenta con cierto número de personas del Sudeste Asiático. Estos marineros son de dimensiones más pequeñas y los diseñadores de barcos deben definir la población usuaria y ofrecer espacio y dimensiones de acceso de acuerdo a esto.

Datos derivados del usuario – en la versión de ASTM se utilizaron nuevos datos de investigación y sugerencias derivadas de la experiencia de marineros y trabajadores off-shore. Como resultado, el desarrollo de la revisión de la norma a veces involucró cambios de criterios que habían aparecido en la versión inicial, e incluso criterios que aparecen en otras normas con criterios similares. Por ejemplo, la Armada de los EE.UU. descubrió que los marineros no pueden discernir la diferencia entre los niveles de peligro entre “peligro” y “advertencia” y tienden a ignorar las indicaciones de “advertencia”. Basándose en esta información, la revisión de la norma recomienda utilizar solo dos tipos de advertencias de peligro, “peligro” y “precaución,” y no incluye “advertencia” como una tercera categoría según se requería en la versión original de la norma y en las normas de rotulado del American National Standards Institute.

Nuevas secciones agregadas – En los casos en que las áreas de ingeniería de los factores humanos se han transformado en una preocupación importante para la industria marítima, se han agregado nuevas secciones a la revisión de la norma. Un ejemplo es el nuevo criterio de diseño para la manipulación manual de material. Además, habiendo aprendido de los últimos 18 años que el acceso a las válvulas es un área que necesita mejorarse en el diseño de barcos y de instalaciones off-shore, hay una nueva sección dedicada únicamente a válvulas que describe los criterios de diseño para la ubicación de las válvulas, su orientación, lugar y fuerzas operativas. Además se ha introducido en la norma estándar el concepto de determinar la criticalidad de la válvula como criterio en el que se basa su accesibilidad. Previamente, el criterio para ubicar la válvula y determinar su orientación estaba incluido en temas de “Diseño de la estación de trabajo” y “Mantenibilidad”, pero se han separado ahora y tienen su propia sección.

Compatibilidad con otras normas

Para facilitar el uso de la norma para la industria marítima comercial y para nivelar la investigación en la marina comercial y la ingeniería de factores humanos off-shore, se consultaron ampliamente otras normas de ingeniería en factores humanos durante la revisión de la F 1166. Los criterios y pautas sobre factores humanos, ergonómicos y de habitabilidad desarrollados por las industrias marítimas comerciales y off-shore o establecidas por entes reguladores comerciales internacionales, tal como el International Maritime Organization, se incluyeron o se hizo referencia a ellos en la revisión F 1166. En particular, se consultaron en gran medida los criterios de diseño marítimo para ingeniería de factores humanos producidos y publicados por el American Bureau of Shipping y se incorporaron en la revisión de la norma.

Conclusión

Un testimonio de la utilidad de la F 1166 (y de la necesidad de una buena revisión) es su creciente uso como norma primaria, o exclusiva, de diseño en ingeniería de factores humanos para los contratos de diseño de nuevos barcos e instalaciones tanto en los EE.UU. como en otros países. También debe destacarse que una empresa de exploración y producción off-shore en el Golfo de Méjico ha anunciado su intención de adoptar la última revisión como su norma de diseño para ingeniería de los factores humanos en el diseño de todas sus futuras plataformas off-shore e instalaciones en la costa en cuanto sea publicada por ASTM. Al igual que con todas las normas, la F1166 debe actualizarse con regularidad de modo que refleje las tendencias actuales en el campo y en la investigación en la que se basan los criterios. Además, las lecciones aprendidas y recopiladas de los usuarios del documento deben agregarse en las futuras revisiones. La última revisión de la F 1166 es y seguirá siendo un poderoso recurso por muchos años para compilar los últimos criterios para la ingeniería de factores humanos y las “mejores prácticas”, y para mejorar tanto la seguridad como el desempeño humano en los sistemas marítimos. //

Referencias

American Bureau of Shipping, Notas orientativas sobre la aplicación de la ergonomía a los sistemas marítimos, American Bureau of Shipping, New York, N.Y., 2003.
American Bureau of Shipping, Guía para habitabilidad de la tripulación en barcos American Bureau of Shipping: New York, N.Y., 2001.
American Society of Testing and Materials, Práctica estándar para diseño de ingeniería humana para sistemas, equipos e instalaciones marítimas, Norma F1166-95a (2006). West Conshohocken, PA 1995.
Ministerio de Defensa de los EE.UU., norma de criterios de diseño: Ingeniería humana (MIL-STD-1472F), Washington, DC, U.S. Government Printing Office, 1998.