Metodi per la valutazione del rischio ergonomico

La necessità di individuare il grado di esposizione al sovraccarico biomeccanico a cui è sottoposto un lavoratore ha fatto sì che negli anni si sviluppassero diverse tecniche di analisi e valutazione del rischio ergonomico. Tra questi metodi di stima dei fattori di rischio, che possono causare malattie professionali, troviamo i metodi biomeccanici e i metodi posturali.

I metodi biomeccanici stimano i carichi meccanici su diverse parti del corpo attraverso la modellizzazione matematica, come il modello di previsione di resistenza statica bidimensionale (2D) o il modello software 3D SSPP. I metodi posturali stimano il numero di combinazioni posturali indesiderate, ovvero quelle associate allo sviluppo di distorsioni e tensioni, e la percentuale del lavoro in cui queste combinazioni sono presenti. Alcune di queste metodologie sono: il metodo per la valutazione degli arti superiori RULA, il sistema di analisi posturale OWAS e il metodo OCRA.

38 Metodo RULA

Il metodo RULA (Rapid Uppr Limb Assestment) [23] valuta le esposizioni dei lavoratori al rischio combinato di postura, movimenti e sforzi muscolari. La valutazione del livello di rischio avviene attraverso l’osservazione della postura, del busto e delle estremità superiori. I dati rilevati vengono registrati come mostra l’esempio in figura 3.8.

Figura 3.8 Foglio di analisi delle posture con metodologia RULA

Nella parte A, Arm and Wrist Analysis, si analizzano le posture di braccia e polsi. Nella parte B, Nech, trunk and Legs Analysis, si valutano le posture di collo e busto. Il punteggio finale viene inserito nella tabella C e rappresenta il livello di rischio di incorrere in problemi muscolo-scheletrici. Il metodo RULA individua tre classi di rischio:

- Livello di rischio accettabile: le attività presentano un punteggio compreso tra 1 e 2; non è necessario alcun intervento.

- Livello di rischio basso: le attività presentano un punteggio compreso tra 5 e 6; - Livello di rischio elevato: le attività presentano un punteggio maggiore di 6.

39 Metodo OWAS

Il metodo OWAS (Ovako Working Posture Analysis System) [24] è un’analisi che raggruppa in varie configurazioni le possibili posture assunte dal lavoratore e identifica in quali gli sforzi possono risultare pericolosi, valutandone il livello di rischio. È un metodo molto semplice da utilizzare e tra i più completi in quanto considera, oltre alla parte superiore, anche la parte inferiore del corpo.

La valutazione della postura avviene attraverso l’osservazione della posizione della schiena, delle braccia e delle gambe del lavoratore, alle quali viene assegnato un valore numerico.

Figura 3.9 Schema posizioni per metodo OWAS rielaborato da Lundquist & Gustavvson

Come si può vedere dalla figura 3.9 la postura del lavoratore è identificata da un codice a quattro cifre, dove l’ultima riporta il peso sostenuto dal lavoratore. Questo codice viene in seguito inserito in una tabella a più entrate, figura 3.10, che permette di identificare la classe di rischio per ciascuna posizione.

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Figura 3.10 Tabella delle classi di rischio per patologie muscolo-scheletriche in base alla postura Per individuare la classe di rischio all’interno della tabella, si inizia con il determinare la colonna che individua la posizione della schiena e all’interno di questa la colonna relativa alla posizione delle braccia. La posizione delle gambe permette di individuare la riga da considerare, e all’interno di questa si seleziona la riga corrispondente al peso da sollevare. L’intersezione della colonna e della riga selezionate individua una cella all’interno della tabella, caratterizzata da un colore che rappresenta la classe di rischio. Il metodo OWAS individua quattro classi di rischio:

- Classe 1: rischio accettabile. Le posture sono considerate naturali e le sollecitazioni accettabili.

- Classe 2: rischio molto basso. Le posture sono considerate potenzialmente dannose.

- Classe 3: rischio presente. Le posture sono sicuramente dannose per il sistema muscolo-scheletrico.

- Classe 4: rischio alto Le posture comportano sollecitazioni molto dannose. Metodo OCRA

Il metodo OCRA (Occupational Repetitive Action) è un metodo di valutazione del rischio da sovraccarico biomeccanico determinato dallo svolgimento di movimenti ripetuti degli arti superiori [23].

L’applicazione del metodo si basa sull’individuazione delle singole fasi della lavorazione. Si distinguono:

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- azioni tecniche: non sono i singoli movimenti di una determinata articolazione bensì l’insieme dei movimenti dei diversi distretti articolari che portano al compimento di un’operazione elementare;

- cicli: gruppi di una o più azioni che si ripetono nel tempo uguali a loro stessi; - compiti ripetitivi: compiti caratterizzati dalla presenza di cicli;

- attività lavorativa: attività costituita da uno o più compiti, ripetitivi o non ripetitivi.

L’indice di rischio OCRA consente di valutare il peso di ciascun fattore di rischio, definito come il rapporto tra il numero delle azioni effettivamente svolte in un turno di lavoro ed il numero di azioni raccomandate.

Indice OCRA = 𝐴𝑒

𝐴𝑟 =

𝐴𝑒

∑𝑛𝑥=1(𝐶𝐹∗𝐹𝑓∗𝐹𝑝∗𝐹𝑎∗𝐷𝑥)∗𝐹𝑟 (3.1)

Dove:

Ae: numero totale di azione svolte dall’operatore durante il turno; Ar: numero totale di azioni raccomandate per il turno;

x: attività ripetitiva che va da 1 ad n, con n numero dei movimenti svolti per turno; CF: costante di frequenza delle azioni per minuto (solitamente 30 azioni/minuto); D: durata di ogni azione espressa in minuti.

I fattori Ff (fattore relativo alla forza muscolare), Fp (fattore relativo alla postura degli arti superiori), Fa (fattore per elementi addizionali) ed Fr (fattore che segnala la mancanza del periodo di recupero) dipendono dalla modalità di svolgimento delle attività lavorative (1=condizione migliore, 0=condizione peggiore).

Il metodo OCRA individua tre fasce di rischio:

- Area Verde: indice con valori inferiori ad 0.75. L’attività non comporta alcun rischio di patologie muscolo-scheletriche agli arti superiori.

- Area Gialla: indice con valori compresi tra 0.75 e 4. L’attività comporta una probabile esposizione a rischio.

- Area Verde: indice con valori superiori a 4. L’attività comporta situazioni di rischio elevate.

Attualmente sono presenti diversi software che permettono di calcolare il rischio ergonomico a cui vengono sottoposti i lavoratori, come ad esempio il 3D Static Strength Prediction Program [22]. Questo software, sviluppato dall’Università del Michigan Center for Ergonomics, permette di quantificare i requisiti per lo svolgimento delle

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attività di movimentazione dei carichi e di simulare l’attività, restituendo i dati su postura, forza e antropometria maschile e femminile.

Esistono vari metodi per l’ottimizzazione delle linee dal punto di vista della produttività, come si è visto nel capitolo 1.3, e vari approcci che consentono di valutare il rischio ergonomico a cui è esposto il lavoratore. Lo scopo che si pone lo studio condotto in questo lavoro di tesi si delinea quindi nel riuscire ad unire questi due elementi in un unico modello per trovare una soluzione che risolva il trade-off dato dai due obiettivi da raggiungere simultaneamente: da un lato la riduzione del numero delle stazioni e dei tempi totali di assemblaggio per aumentare la produttività, dall’altro una riduzione del carico energetico sugli operatori, grazie all’apposito utilizzo di robot cooperanti per l’ottimizzazione ergonomica.

In letteratura le metodologie più usate, che considerano il concetto di ergonomia per il bilanciamento delle linee, sono: ErgoSALBP, Accumulated Risk of Postures e Single- objective approach based on Rest Allowance.

3.3.2. Modelli per il bilanciamento delle linee di montaggio considerando gli