Artículo OriginalTécnica de Levantamiento Manual de Carga: Actualización de Algunos Conceptos Biomecánicos y Fisiológicos Manual Lifting Technique: Updating of some Biomechanical and Physiological Concepts Rodrigo Pinto1, Víctor Córdova2 1. Kinesiólogo, Diplomado en Ergonomía, Departamento de Ergonomía, Asociación Chilena de Seguridad ACHS. 2. Ingeniero Civil Industrial. Master Ergonomía, Departamento de Ergonomía, Asociación Chilena de Seguridad ACHS. RESUMEN Las estadísticas internacionales señalan que el dolor lumbar asociado al manejo manual de carga, sigue siendo uno de los problemas más importantes de salud ocupacional (Bernard et al.1997; Barondess et al. 2001; Punnett et al. 2005). En Chile, el diagnóstico de lumbago ocupa el tercer lugar en frecuencia (ACHS 2008). En este escenario, cobra cada vez más importancia potenciar los esfuerzos de prevención, sobre la base del conocimiento científico actual. Una de las estrategias tradicionalmente recomendadas para la prevención de este problema ha sido la aplicación de técnicas correctas de levantamiento manual de carga. En este artículo se resume lo publicado en la literatura de Ergonomía y Salud Ocupacional sobre las ventajas y desventajas de estas técnicas. Se incluye su análisis biomecánico, además de consideraciones respecto a las exigencias fisiológicas que imponen estas tareas. En función de los antecedentes expuestos, al final de este artículo se entregan recomendaciones prácticas que podrían ser aplicadas en un contexto de capacitación laboral. (Pinto R, Córdova V. 2009. Técnica de Levantamiento Manual de Carga: Actualización de Algunos Conceptos Biomecánicos y Fisiológicos. Cienc Trab. Oct-Dic; 11 (34): 193-196) Descriptores: LEVANTAMIENTO MANUAL DE CARGA, POSTURA, DOLOR DE LA REGIÓN LUMBAR; BIOMECÁNICA, FISIOLOGÍA. ABSTRACT International statistics indicate that low back pain associated to manual material handling continues to be one of the most important issues of occupational health (Bernard et al.1997; Barondess et al. 2001; Punnett et al. 2005). In Chile, low back pain ranks third in frequency (ACHS 2008). In this scenario, it becomes increasingly important to strengthen prevention efforts on the basis of current scientific knowledge. One of the traditionally recommended strategies for the prevention of this problem has been the application of the proper techniques for manual weight lifting. This paper summarizes Ergonomics and Occupational Health literature on the advantages and disadvantages of these techniques. Its biomechanical analysis is included, in addition to considerations regarding the physiological demands that these tasks impose. On the basis of background shown, this paper provides practical recommendations that could be applied in an occupational training context. Descriptors: WEIGHT-BEARING; POSTURE; WOUNDS AND INJURIES; LOW BACK PAIN; BIOMECHANICS; PHYSIOLOGY. INTRODUCCIÓN A nivel mundial, cerca del 37% de los casos de dolor lumbar son atribuibles a causas de origen ocupacional (Punnett et al. 2005). La evidencia epidemiológica disponible indica que existe fuerte asociación entre dolor lumbar y manejo manual de carga (Barondess et al. 2001; Bernard et al. 1997). A nivel nacional, las estadísticas ACHS revelan que el diagnóstico de “lumbago” ocupa el tercer lugar en frecuencia (ACHS 2008). Correspondencia / Correspondence Rodrigo Pinto Departamento de Ergonomía, Asociación Chilena de Seguridad ACHS. Vicuña Mackenna 152. Providencia, Santiago, Chile. Tel.: (56 2) 6852770. e-mail:
[email protected] Recibido: 24 de septiembre de 2009 / Aceptado 30 de octubre de 2009. Para controlar este importante problema, una de las estrategias preventivas propuestas en la “Guía Técnica para la evaluación y control de los riesgos asociados al manejo o manipulación manual de carga”, recientemente publicada en Chile por la Subsecretaría de Previsión Social del Ministerio del Trabajo (Chile. MINTRAB. Subsecretaría de Previsión Social 2008), es la capacitación en técnicas de levantamiento de materiales. La “técnica de levantamiento” ha sido definida como la postura que una persona adopta justo en el instante anterior a elevar una carga. En este sentido, se ha propuesto que la postura utilizada para levantar una carga manualmente desde el piso puede ser caracterizada en término de dos extremos, a saber: a) La postura “agachada”, en la cual la articulación de ambas rodillas está completamente extendida, mientras la cadera y la columna vertebral se encuentran en flexión mayor a 60º para alcanzar la carga (ver Figura 1a). b) La postura en “cuclillas”, en la cual la articulación de la rodilla está en flexión extrema y el tronco se mantiene tan vertical como sea posible (ver Figura 1c). Desde la década de 1940 se ha planteado que esta última técnica Ciencia & Trabajo | AÑO 11 | NÚMERO 34 | OCTUBRE / DICIEMBRE 2009 | www.cienciaytrabajo.cl | 193/196 193 sobre esta base. la curvatura lumbar tendría una pequeña influencia. ANÁLISIS BIOMECÁNICO DE LAS LESIONES PROVOCADAS POR EL LEVANTAMIENTO DE CARGA Durante el levantamiento de carga. la orientación de las fibras de los erectores (a) (b) (c) Por otra parte.cl | AÑO 11 | NÚMERO 34 | OCTUBRE / DICIEMBRE 2009 | . con el propósito de superar el “momento flexor” creado por el peso de la carga y del tren superior del cuerpo. La flexión lumbar extrema se caracteriza por una ausencia de señal electromiográfica de los músculos erectores espinales (McGill y Kippers 1994). Sin embargo. La carga compresiva. a menos que la flexión de tronco sea extrema. En particular. inclinación lateral o torsión. por sí sola. De hecho. cuando se tensan. se concluyó que no existe justificación para respaldar tal técnica de levantamiento. las fuerzas de cizalla anterior son reducidas en posturas que no involucran flexión lumbar extrema. Aunque el prolapso discal sólo constituye una pequeña proporción de los reportes de dolor de espalda (5-10%). espinales es tal que. Esto podría aumentar la probabilidad de una lesión durante el manejo manual de carga que se realice inmediatamente después. esta técnica incrementa la distancia horizontal hacia la columna. En esta situación. la lordosis tendría varias desventajas en relación a posturas con flexión parcial que incluye un incremento de la carga sobre las articulaciones apofisiarias y la zona posterior del anillo discal (Adams y Nolan 1995). CONSECUENCIAS BIOMECÁNICAS DE LAS DIFERENTES TÉCNICAS Algunos autores han señalado que la postura en cuclillas reduce la estabilidad. Este artículo resume lo publicado en la literatura en relación a estas técnicas y. la exposición prolongada a posturas estáticas que involucren flexión lumbar extrema podría generar el fenómeno de “creep” en los tejidos (los ligamentos no retornan inmediatamente a su estado de longitud de reposo al descender la carga). Aunque esta técnica (también llamada método cinético de levantamiento) fue recomendada por el Consejo Nacional de Seguridad de Estados Unidos (1971) y la OIT (1974). Realizar levantamiento de carga con posturas que involucren flexión extrema (agachada). Las lesiones sobre las estructuras músculo-ligamentosas podrían ocurrir como una consecuencia de las fuerzas compresivas y de cizallamiento involucradas. no sería una causa de prolapso discal. El daño también puede ser acumulativo cuando existe exposición prologada a otras fuentes de carga. que falla cuando se consideran cargas dinámicas sobre la columna y las rodillas. Jager y Luttman (Jager y Luttman 1989) utilizando un modelo dinámico tridimensional para estimar la compresión lumbar. el momento anterior provocado por el peso de la parte superior del cuerpo y la carga está balanceado por el momento extensor generado por la tensión de los ligamentos paravertebrales. Sin embargo. la velocidad y aceleración con que se realiza. constituye riesgo potencial de lesión (ver Figura 1a). Por otra parte. posterior al período durante el cual se mantuvo tal flexión lumbar. Las fuerzas de cizalla anterior también son considerables cuando la carga es levantada desde una postura con flexión lumbar extrema. La consecuencia puede ser una pérdida de la estabilidad temporal. es poco probable que se genere como consecuencia de levantar una única carga. generan una fuerza de cizalla posterior sobre la vértebra superior. se podría producir disrupción de las fibras posteriores del anillo fibroso. el “momento extensor” sobre las articulaciones de la zona lumbar es generado por la musculatura paravertebral. De hecho. Se ha concluido que la recomendación de la técnica de “cuclillas” ha estado basada en una simplificación mecánica. Otro problema es el relacionado con el hecho de que la técnica Ciencia & Trabajo 194 193/196 | www. entrega lineamientos prácticos adicionales para el control del dolor lumbar relacionado con estas labores. que contrarresta la generada por el peso del tren superior y la carga (McGill 1997). podría resultar en una filtración del núcleo pulposo a través de él (prolapso discal). Los erectores espinales son activos. Estas fuerzas actúan sobre cada unidad funcional vertebral (par de vértebras y disco). en consecuencia. lo que podría incrementar el momento lumbar y con ello la fuerza compresiva sobre esta región. las vibraciones de cuerpo entero pueden provocar que los cuerpos vertebrales se vuelvan más vulnerables durante el levantamiento. los primeros tejidos que se podrían lesionar son los ligamentos interespinosos (Adam y Dolan 1995).Artículo Original | Pinto Rodrigo sería la manera correcta de levantar. esta lesión frecuentemente resulta en dolor crónico. pues los talones están inevitablemente “despegados” del suelo y las rodillas en una postura inestable mientras se mantienen flexionadas al máximo (ver Figura 1c). Demostración de posturas: agachado (a). En tal circunstancia. observaron que la compresión total está altamente influenciada por el momento de la carga. en cualquier postura (McGill 1997). Es más probable que una lesión sea provocada por cargas acumulativas. Además. pues las cargas compresivas repetitivas reducen la tolerancia del tejido a la falla (McGill 1997). Sin embargo. en una revisión detallada de 27 estudios de naturaleza biomecánica realizada por Dieen y colaboradores (Dieen et al. si la flexión lumbar extrema se combina con compresión axial.cienciaytrabajo. 1999). Además. aunque sería posible ante altas cargas compresivas con la columna en hiperflexión y lateralizada (Adams y Dolan 1995). la evidencia reciente disponible ha indicado que un único simple método no es lo mejor en todas las circunstancias. fibras posteriores del anillo fibroso y elementos pasivos de los tejidos músculo-tendíneos. interespinosos. semi-cuclillas (b) y cuclillas (c). es poco probable que su magnitud genere daño en el disco cuando se ejecuta un levantamiento simple. Figura 1. en el caso de objetos geométricamente más anchos. Quienes proponen la técnica de cuclillas sugieren que la carga sobre las vértebras estaría mejor distribuida al mantenerse la lordosis lumbar. Si el daño en la zona posterior del anillo fibroso progresa. • Puede minimizar los requerimientos de fuerza globales (Anderson y Chaffin 1986). lo que origina la reducción de la fuerza de los extensores de esa articulación. en población oriental (Li et al. El resultado es que la capacidad de levantamiento se reduce. (Park y Chaffin 1974). lo cual sugiere que las estructuras pasivas de la espalda no son sustancialmente exigidas. • Produce relativamente altas fuerzas de cizalla (Park y Chaffin 1974). La flexión máxima de rodillas produce un alargamiento del cuadriceps más allá de su largo óptimo. En otra investigación realizada por Garg y Saxena (Garg y Saxena 1979). • Genera menos tensión en los ligamentos de la espalda • Puede minimizar la compresión discal (Anderson y Chaffin 1986).cienciaytrabajo. de compresión sobre el disco L5/S1 • Permite un mejor balance (Lesskinen et al. es evidente que la única recomendación apropiada en relación a la postura de la zona lumbar es evitar la flexión extrema.1983). Asimismo. y. Ventajas y desventajas de la técnica “agachado”. La tradicionalmente recomendada técnica de “cuclillas” es rara vez utilizada en forma espontánea. En esta situación no existe un silencio electromiográfico de los erectores espinales. Desde esta perspectiva. Recientemente se ha confirmado la aplicabilidad de las estimaciones originales de estos investigadores. En este trabajo se demostró que el costo metabólico neto del levantamiento con técnica “agachado” es inferior al requerido ocupando la técnica de “cuclillas”. sin previa instrucción específica. Las Tablas 1 y 2 resumen las ventajas y desventajas de la técnica de “cuclillas” y “agachado”. parece preferible entregar educación sobre los lineamientos generales del levantamiento de carga. (Troup et al. • Al inicio del levantamiento. en vez de prescribir una “mejor técnica”. Su trabajo demostró que la técnica de “agachado” requiere el menor consumo de oxígeno y menor volumen de ventilación inspiratoria. Ventajas y desventajas de la técnica “cuclillas”. elimine la exposición a levantamiento manual de carga mediante ayudas mecánicas u otras intervenciones administrativas y de ingeniería. es pertinente preguntarse qué técnica de levantamiento de carga podría generar mayor Ciencia & Trabajo | AÑO 11 | NÚMERO 34 | OCTUBRE / DICIEMBRE 2009 | www. se demostró que la menor carga fisiológica por unidad de trabajo ocurre al ocupar la técnica de “semi-cuclillas” y la mayor se obtiene en la técnica de “cuclillas”. Sobre la base del análisis de los mecanismos que pueden provocar lesión. consumo de energía (Barondess 2001. no puede ser ejecutada por los trabajadores. 6. que puede no ser apropiada en todas las situaciones. Esta técnica se puede denominar “semi-cuclillas” (ver Figura 1b). Asimismo. cadera y tronco (una postura de “semi-cuclillas”). Sobre la base de estos antecedentes. su efectividad global es baja en cuanto a la reducción de tales lesiones (Lahiri et al. • Elimine inclinaciones laterales mientras levanta cargas. • Produce que la carga quede • Es subjetivamente la técnica más posicionada más cerca del cuerpo fatigante (Kumar 1984). cerca del 75% del rango normal de movimiento. La técnica de “cuclillas” fue calificada como subjetivamente más agotadora y la técnica de “semi-cuclillas” fue calificada como la menos fatigante de las tres estudiadas. el riesgo de lesión en la espalda provocado por el levantamiento de carga se puede reducir si: • Se reduce la exposición a vibraciones de cuerpo entero. Ventajas Desventajas • Genera un menor peak de fuerza • Produce relativamente una alta carga compresiva sobre L5/S1 compresiva a lo largo del tiempo sobre (Lesskinen et al. Tabla 1.1983). Una de las clásicas investigaciones sobre este tema fue lo realizado por Garg y colaboradores (Garg et al. al menos para el rango de frecuencias estudiadas (3. • No realice la tarea de levantamiento de carga con una postura de flexión extrema de tronco (agachado). • Se fortalece musculatura con ejercicio apropiado. en muchas ocasiones.cl | 193/196 195 . La técnica de “semi-cuclillas” involucra cerca de 45º de flexión lumbar. IMPLICANCIAS PARA EVITAR LESIONES POR LEVANTAMIENTO DE CARGAS Entrenar a las personas para realizar levantamiento de carga de manera segura ha sido consistentemente propuesto como una de las estrategias de reducción del riesgo de lesiones lumbares. esto es. Ventajas Desventajas • Permite un mejor control del cuerpo • Produce relativamente un alto peak (Park y Chaffin 1974). Sin embargo. las recomendaciones que se justifican en función del conocimiento científico actual son las siguientes: • Donde sea posible. CONSIDERACIONES ACERCA DEL GASTO ENERGÉTICO Aunque no existe evidencia epidemiológica que demuestre específicamente una fuerte asociación entre fatiga física general y riesgo de lesiones dorso-lumbares. • Minimice la aceleración de la carga (levante lentamente).1983). No existe fundamento que justifique evitar posturas que involucren una moderada flexión lumbar. • Eleve la altura inicial de la carga (evite levantar desde el piso).Artículo Original | Técnica de Levantamiento Manual de Carga: Actualización de Algunos Conceptos Biomecánicos y Fisiológicos de cuclillas. el disco L5/S1 (Lesskinen et al. 2005). • Si el levantamiento debe ser realizado manualmente. Kumar (Kumar 1984) comparó la carga fisiológica de las técnicas de levantamiento simétrico y asimétrico. • Elimine la rotación de tronco mientras levanta cargas. 9 y 12 levantamientos/minuto). reduzca el peso de la carga. las rotaciones e inclinaciones laterales. adopte una postura que involucre rangos moderados de movimiento de las rodillas. Bernard 1997. Tabla 2. • No levante cargas después de haber permanecido durante un tiempo prolongado en posición agachado. La evidencia indica que la capacitación es muy costo-efectiva y debería ser considerada como la primera opción cuando los recursos son escasos. 2008). 1983). 1978). Bhattachara y McGlothlin 1996). Investigaciones sobre las técnicas de levantamiento seleccionadas espontáneamente por los trabajadores revela que las posturas típicamente adoptadas para levantar cargas livianas son intermedias entre la posición cuclillas y agachado. Am J Ind Med. National Research Council and Institute of Medicine. Dieen J. Leskinnen TPJ. Adams MA. Jager M. Troup JDG. 2001. A dynamic analysis of spinal compression with different lifting techniques. 1979. 1984. J Spine. Kuorinka IAA. Markkanen P. McGill SM. McGlothlin J. Ministerio del Trabajo. Nelson DI. Recent advances in lumbar spinal mechanics and their clinical significance. Ergonomics. Tak S et al. 1978. 1983. ————.Artículo Original | Pinto Rodrigo REFERENCIAS Asociación Chilena de Seguridad. Reporte Interno. NIOSH Technical Report 97-141. The Physiological cost of three different methods of lifting in sagittal and lateral planes. Levenstein Ch. 10: 3-19. 30(5): 469-475. 1994. Commission on Behavioral and Social Sciences and Education. Chile: MINTRAB. New York: Marcel Dekker. 1989. Toussaint T. Stalhammer HR. Panel on musculoskeletal disorders and the workplace. Hoozemans M. Chaffin DB. J Biomech. Transfer of loads between lumbar tissues during flexion relaxation phenomenon. Prediction of metabolic rates for manual materials handling jobs. 17: 2-8. 1996. National Institute for Occupational Safety and Health. Biomechanical analysis and assessment of lumbar stress during load lifting using a dynamic 19-segment human model. Troup JDG. 2008. Bhattachara A. Park K. J Biomech. 1997. Luttman A. Musculoskeletal disorders and the workplace: low back and upper extremities. Stoop or squat: a review of biomechanical studies on lifting technique. Clin Biomech. Hum Factors.Appl Ergon.cienciaytrabajo. 48: 515-529. Subsecretaría de Previsión Social. 196 193/196 | www. Chassin D. 1974. Estadísticas Gerencia de Salud. 2008. 30: 465-475. 39: 661-674. Clin Biomech. 19: 2190-2196. Am Ind Hyg Assoc J. Leigh J. ————. 6(2). 1997. Kuorinka I. Stalhammer HR. Saxena U. Kippers. The cost effectiveness of occupational health interventions: preventing occupational back pain. Washington DC: National Academy Press. Chile. 1997.S. 14: 685 – 696. 1983. Guía técnica para la evaluación y control de los riesgos asociados al manejo o manipulación manual de carga”. Fingerhut MA. 48: 459-469. Effects of lifting frequency and technique on physical fatigue with special reference to psychophysical methodology and metabolic rate. Chaffin D. Lesskinnen TPJ. A biomechanical evaluation of five lifting techniques. Department of Health and Human Services. 32: 93-112. Barondess J. Ergonomics. Am J Ind Med. A comparison of intraabdominal pressure increases. Estimating the global burden of low back pain attributable to combined occupational exposure. 26: 595-604. Pruss-Ustun A. 40: 894-903. Punnett L. Herrin GD. 27: 425-433. Anderson CK. The biomechanics of low back injury: implications on current practice in industry and the clinic. hip torque and lumbar vertebral compression in different lifting techniques. U. The biomechanics of low back injury: Implications on current practice in industry and the clinic. 1999. Dolan P.cl | AÑO 11 | NÚMERO 34 | OCTUBRE / DICIEMBRE 2009 | Ciencia & Trabajo . and low back. 2005. Lahiri S. Kumar S. Am Ind Hyg Assoc J. Ergonomics. upper extremity. Bernard BP. 1986. Occupational ergonomics: theory and applications.Biomechanical Evaluation of Two Methods of Manual Load Lifting. ————. Gerencia División Operaciones. 1995. Musculoskeletal disorders and workplace factors: a critical review of epidemiologic evidence for work-related musculoskeletal disorders of the neck. 2005. 25: 517-525. AIIE Transactions. Public Health Service Centers for Disease Control and Prevention. Garg A.