10.3.1 Concepto de carga acumulada de esfuerzo

Una tarea puede presentar esfuerzos instantáneos moderados y, sin embargo, generar una exposición biomecánica relevante si dichos esfuerzos se mantienen durante un tiempo prolongado, se repiten con frecuencia o solicitan reiteradamente el mismo paquete muscular funcional. De forma inversa, un esfuerzo elevado pero muy breve puede tener una importancia diferente a la de un esfuerzo similar mantenido o repetido sin periodos suficientes de recuperación.

Por este motivo, en el análisis de múltiples posturas Ergoniza Intelligent incorpora el concepto de carga acumulada de esfuerzo (Figura 43). Esta magnitud representa la exposición biomecánica temporal derivada de la historia de esfuerzos relativos producidos durante la actividad. Su cálculo no pretende identificar únicamente el instante más desfavorable de la secuencia, sino valorar cómo la combinación de intensidad, duración, repetición y recuperación parcial determina la exigencia acumulada sobre las articulaciones y los paquetes musculares funcionales implicados.

El punto de partida del cálculo es el esfuerzo relativo requerido en cada instante de la secuencia. Este se obtiene relacionando el momento articular necesario para mantener la postura y equilibrar las cargas externas con la capacidad isométrica máxima individualizada correspondiente al canal biomecánico y al paquete muscular funcional actuante. Expresar el esfuerzo de esta forma permite comparar demandas de distinta magnitud en relación con la capacidad funcional estimada para cada canal y postura. No obstante, el esfuerzo relativo instantáneo no constituye por sí mismo el resultado del análisis acumulado, sino la variable de entrada a partir de la cual se calcula la dosis temporal de esfuerzo.

La transformación del esfuerzo relativo en una dosis temporal se fundamenta en la relación no lineal existente entre la intensidad relativa de una contracción y el tiempo durante el cual puede mantenerse antes de alcanzar la fatiga. Esta relación ha sido descrita mediante modelos de tiempo máximo de resistencia (MET, del inglés maximum endurance time), entre ellos los modelos específicos por región articular desarrollados por Frey Law y Avin23F1. Estos modelos muestran que, al aumentar el esfuerzo relativo, el tiempo durante el cual puede mantenerse la contracción disminuye de manera pronunciada.

A partir de este planteamiento, cada intervalo de la secuencia se interpreta como el consumo de una fracción del tiempo límite correspondiente al nivel de esfuerzo observado. Por tanto, el procedimiento no suma directamente momentos articulares ni porcentajes de contracción voluntaria máxima, sino dosis temporales de exposición. Un mismo intervalo genera una contribución mayor cuando el esfuerzo relativo es elevado y menor cuando es reducido. La magnitud resultante puede entenderse, por tanto, como una dosis biomecánica acumulada asociada al esfuerzo.

43: Cálculo de la carga acumulada de esfuerzo en múltiples posturas

Figura 43 43: Cálculo de la carga acumulada de esfuerzo en múltiples posturas

La acumulación se realiza de forma diferenciada para cada articulación, canal biomecánico y paquete muscular funcional. En este contexto, un paquete muscular representa el grupo funcional que debe actuar para resistir el momento calculado (por ejemplo, flexores, extensores, abductores o aductores) y no un músculo anatómico individual. Los esfuerzos correspondientes a paquetes antagonistas se mantienen separados, ya que no representan una misma exposición muscular. De este modo, un momento que requiere la actuación de los flexores no se acumula junto con otro que solicita los extensores, y se procede de forma análoga con las restantes direcciones de esfuerzo.

El procedimiento también considera que la exposición previa no conserva indefinidamente la misma relevancia. Cuando la exigencia sobre un paquete muscular disminuye o cesa, puede producirse una recuperación parcial. Esta recuperación es progresiva y depende del tiempo transcurrido con una demanda reducida o en reposo. El tratamiento de este fenómeno se apoya en los modelos dinámicos de fatiga y recuperación propuestos por Ma et al.24F2 y por Xia y Frey Law25F3, así como en los desarrollos posteriores de Frey Law et al.26F4, Looft et al.27F5 y Sonne y Potvin28F6 para esfuerzos sostenidos, tareas intermitentes e historias temporales complejas de fuerza.

La carga acumulada de esfuerzo debe interpretarse como un indicador ergonómico de exposición biomecánica temporal. Su finalidad es ayudar a identificar qué articulaciones y paquetes musculares concentran mayor exigencia a lo largo de una actividad, valorar el efecto de la repetición, estimar la influencia de los descansos y comparar alternativas de diseño o ejecución de una tarea. No equivale al porcentaje de contracción voluntaria máxima instantáneo, a una media de esfuerzos ni a una predicción directa de lesión o fatiga fisiológica individual. Su utilidad reside en proporcionar una medida estructurada de cómo se distribuye y acumula la exigencia muscular relativa durante una secuencia de posturas, dentro de las hipótesis biomecánicas y ergonómicas adoptadas para el análisis29F7.


  1. Ibid.↩︎

  2. Liang Ma et al., “A New Simple Dynamic Muscle Fatigue Model and Its Validation,” International Journal of Industrial Ergonomics 39 (2009): 211–20, doi:10.1016/j.ergon.2008.04.004.↩︎

  3. Xia and Frey Law, “A Theoretical Approach for Modeling Peripheral Muscle Fatigue and Recovery.”↩︎

  4. Laura A. Frey-Law, John M. Looft, and Jesse Heitsman, “A Three-Compartment Muscle Fatigue Model Accurately Predicts Joint-Specific Maximum Endurance Times for Sustained Isometric Tasks,” Journal of Biomechanics 45 (2012): 1803–8, doi:10.1016/j.jbiomech.2012.04.018.↩︎

  5. Looft, Herkert, and Frey-Law, “Modification of a Three-Compartment Muscle Fatigue Model to Predict Peak Torque Decline during Intermittent Tasks.”↩︎

  6. Michael W. Sonne and Jim R. Potvin, “A Modified Version of the Three-Compartment Model to Predict Fatigue during Submaximal Tasks with Complex Force-Time Histories,” Ergonomics 59, no. 1 (2016): 85–98, doi:10.1080/00140139.2015.1051597.↩︎

  7. H. Iridiastadi and M. A. Nussbaum, “Muscle Fatigue and Endurance during Repetitive Intermittent Static Efforts: Development of Prediction Models,” Ergonomics, 2006, doi:10.1080/00140130500475666.↩︎

PDF