Xsens, voorbeeld van 3D houdingsanalyse

3D houdingsanalyse

3D houdingsanalyse registreert de lichaamshouding en zet deze om in een 3D avatar. Deze computerfiguur kopieert in real time de houdingen van de werknemer. Op die manier kan de houding, hoeksnelheid, versnelling van de verschillende lichaamsdelen worden berekend. Dit is waardevolle input voor een risicoanalyse ergonomie van de houdingen op expertniveau. Men is immers niet meer afhankelijk van observaties met het blote oog, maar krijgt de harde objectieve data.

Grenswaarden dynamisch en statisch werken (.pdf)

Hoe werkt 3D houdingsanalyse?

De medewerker draagt houdingssensoren op de verschillende lichaamsdelen. Deze sensoren worden gekalibreerd in een neutrale houding. Op die manier kennen de sensoren hun positie ten opzichte van elkaar en kan een 3D avatar gecreëerd worden. Van zodra de medewerker begint te bewegen, zal het computerfiguurtje meebewegen en worden alle data geregistreerd. Resultaat zijn alle hoeken van de verschillende gewrichten tijdens het werk. Zo kan men op elk moment het aantal graden buiging in de rug zien of het aantal keren dat de armen boven schouderhoogte wordt geheven.

Hoe data interpreteren?

Het resultaat van een 3D houdingsanalyse is een massa aan data. Deze moeten verwerkt worden om tot bruikbare interpretaties te komen. Volgende parameters kan men uit de data halen:

  • Gemiddelde gewrichtshoek
  • Duur boven bepaalde grenswaarde
  • Frequentie dynamische bewegingen boven grenswaarde
  • Duur statische houding boven grenswaarde
Resultaat houdingsanalyse tijdens dynamische taak

In bovenstaande figuur is de gemiddelde rompbuiging 22° over de getoonde tijdsspanne van 90”. De romp wordt gedurende deze tijd vier keer meer dan 60° gebogen. Anderzijds is de rug 35% van de tijd meer dan 20° gebogen.

Gemiddelde gewrichtshoek

De gemiddelde gewrichtshoek kan dienen om twee situaties met elkaar te vergelijken. Op die manier kan aangetoond worden of een preventiemaatregel een verbetering is of niet. De rug zal bijvoorbeeld gemiddeld minder gebogen zijn wanneer men werkt met een pallet op een heftafel tegenover een pallet op de grond.

Toch maakt de figuur ook duidelijk dat een gemiddelde gewrichtshoek niet de enige maat mag zijn. De extreme bewegingen houden immers het grootste risico in en die zijn niet expliciet zichtbaar in een gemiddelde waarde.

Duur boven bepaalde grenswaarde

Een andere makkelijk te bepalen parameter is het percentage van de tijd dat men boven een bepaalde grenswaarde werkt. De rug bevindt zich in bovenstaande figuur 35% van tijd in de zone van meer dan 20° rompbuiging.

Deze maat is goed om het effect om preventiemaatregelen in te schatten. Met de pallet op een heftafel zal de rug duidelijk minder lang in een ongunstige zone werken. Toch spreekt deze maat zich niet uit of een bepaalde taak aanvaardbaar is of niet. Daarvoor dient de frequentie van dynamische bewegingen of de duur van statische houdingen boven een grenswaarde bekeken te worden.

Frequentie dynamische bewegingen boven grenswaarde

De EN1005-4 beschrijft grenswaarden voor lichaamshoudingen. Wanneer de rug meer dan 2 keer per minuut meer dan 60° gebogen wordt, is de fysieke belasting niet aanvaardbaar. De werkpost in bovenstaande grafiek scoort dus rood. De Europese norm houdt echter geen rekening met de duur van de blootstelling.

In het handboek Fysieke Belasting heeft men daarom een verfijning doorgevoerd. Men combineert de frequentie van een extreme houding met de werkduur dat deze taak voorkomt. Dit laat een meer nauwkeurige interpretatie toe.

Grenswaarden rugbuiging tijdens dynamische bewegingen

Duur statische houdingen boven grenswaarde

De EN1005-4 definieert statische houdingen als een houding die men langer dan 4 seconden aanhoudt. De ISO1226 geeft op zijn beurt de volhoud- en herstelduur van statische inspanningen per gewrichtshoek. Het handboek Fysiek Belasting combineert deze twee nomen.

Als men alle statische houdingen (>4s) in een bepaalde gewrichtshoek optelt, geldt er een maximum duur op dagbasis die men kan volhouden. Op onderstaande figuur is een periode 15 seconden zichtbaar tijdens dewelke de rug meer dan 20° gebogen blijft. Deze cyclus van 90 seconden kan zich gedurende 198 minuten herhalen tot men de limiet van 33min voor een statisch gebogen rug (20-60°) bereikt heeft.

Sterke punten

Risicoanalyse op expertniveau

Houdingen zijn met het blote oog niet altijd eenvoudig in te schatten. Om een objectieve en harde conclusie te kunnen trekken over de aanvaardbaarheid van een werksituatie, zijn objectieve metingen nodig. Men zou deze data kunnen gebruiken om methodes op analyseniveau zoals RULA, REBA, enz… correcter te in te vullen. Dat lijkt echter paradoxaal omdat dit terug een vereenvoudiging is van de data.

Gebruiksvriendelijkheid

De apparatuur om de houdingen in 3D te meten, is sterk geëvolueerd. Men heeft geen labo meer nodig, maar kan ook in de reële werksituatie meten. Het bevestigen van de sensoren en kalibreren, is gebruiksvriendelijk zodat men na enige training vlot kan uitvoeren. De ergonoom heeft een bruikbare tool erbij om uitspraak te doen bij moeilijke dossiers.

Zwakke punten

Tijd

Het meten van de houdingen op zich kan ondertussen reeds redelijk snel. Het verwerken van de data in Excel echter, vraagt de eerste keer toch wat rekenwerk. Eens de formules en grenswaarden geprogrameerd zijn, kan de verwerking sneller gebeuren. De observatie met het blote oog heeft snelheid als grote troef om een risico in te schatten. Om een objectieve uitspraak te kunnen doen, is tijd nodig.

Onderste grenswaarden

De interpretatie van 3D houdingsanalyse staat nog relatief in zijn kinderschoenen. De normen EN1005-4 en ISO11226 geven geven een goede aanzet. De onderste grenswaarden, bijvoorbeeld een torsie van de rug meer dan 10°, blijken in praktijk niet altijd bruikbaar. De zone van 10° is in theorie juist, maar in werksituaties verwaarloosbaar. Op die manier levert de interpretatie dan te strenge resultaten op.