Evaluación biomecánica de articuladores lumbares para la redistribución de carga en personal ocupacionalmente expuesto con equipo de protección personal

Resumen

Introducción
La región lumbar de la columna vertebral desempeña un papel fundamental en la distribución de cargas y la estabilidad postural, particularmente en usuarios ocupacionalmente expuestos a cargas elevadas como el personal de las fuerzas armadas y su equipo de protección personal.. El uso prolongado de equipo de protección personal (EPP) puede generar concentradores de carga en los hombros, lo que incrementa el riesgo de fatiga y sobreesfuerzo físico. Esta investigación evalúa el impacto del uso de articuladores lumbares como dispositivos ergonómicos para redistribuir dichas cargas y mejorar el desempeño físico durante actividades operativas.
Objetivo
Evaluar dos diseños de articuladores lumbares con el fin de analizar su capacidad para redistribuir cargas en la columna vertebral y reducir concentraciones de esfuerzo en los hombros del personal ocupacionalmente expuesto al uso de EPP. Objetivos secundarios incluyen determinar el impacto ergonómico del articulador en el esfuerzo físico y su efecto en el rendimiento aeróbico durante actividades prolongadas.
Metodología
Se realizó un estudio antropométrico conforme a los protocolos de la Sociedad Internacional para el Avance de la Cineantropometría (ISAK) para caracterizar al personal objetivo. Posteriormente, se aplicaron herramientas de ingeniería asistida por computadora (CAD/CAM) para analizar esfuerzos mecánicos, desarrollando diagramas de cuerpo libre y simulaciones estructurales mediante el método
de elementos finitos (FEM). Se evaluaron dos prototipos de articuladores lumbares, comparando su desempeño frente a cargas asociadas al uso de EPP.
Resultados
Los análisis mostraron que el Articulador Lumbar 1 resistió las cargas simuladas sin superar el esfuerzo de cedencia del material ABS, manteniendo la integridad estructural en todas sus piezas. En cambio, el Articulador Lumbar 2 presentó fallas críticas en la vértebra exterior y en la unión durante simulaciones en extensión. Estos resultados evidencian diferencias significativas en la capacidad de carga y eficiencia estructural entre ambos diseños.
Conclusiones
Se recomienda el rediseño del Articulador Lumbar 2, particularmente en zonas de concentración de esfuerzo, mediante la modificación de geometría y radios de curvatura. Además, se sugiere realizar análisis dinámicos para evaluar esfuerzos alternantes durante flexión y extensión lumbar. En términos ergonómicos, el uso de articuladores lumbares presenta un potencial significativo para reducir la fatiga física, mejorar la distribución de cargas y aumentar la eficiencia del personal expuesto al uso de EPP.