Сила крутящего момента запястья при открытии банок

Шнобелевская премия - архив

Сила крутящего момента запястья при открытии банок

женщины и пожилые люди, испытывают трудности с открытием вакуумных банок

часть населения с трудом открывает банки

Несколько предыдущих исследований показали, что значительная часть населения, особенно женщины и пожилые люди, испытывают трудности с открытием вакуумных банок. Несчастные случаи и травмы при открытии упаковок с продуктами питания, также были задокументированы. Это может быть отчасти связано с ограниченными данными о силовых возможностях, в частности, о силе крутящего момента запястья U/R потребителей.

Иман Дианат (Iman Dianat)

Имеются ограниченные и противоречивые результаты требуемого крутящего момента для открытия банок. В исследовании среди 750 участников из Нидерландов в возрасте >50 лет, Воорбий и Стенбеккерс (Voorbij and Steenbekkers, 2002) оценили максимальную силу крутящего момента запястья, используя крышку диаметром 66 мм, и рекомендовали ограничить требуемый крутящий момент для открытия банки до 2,0 Нм. Йоксалл и др. (Yoxall et al., 2008) рекомендовали предел крутящего момента 1,0 Нм для открытия банок, который был основан на исследовании среди 1142 британских участников в возрасте от 8 до 95 лет с использованием диаметров крышек 55 мм, 75 мм и 85 мм. Таким образом, дальнейшее исследование возможностей силы скручивания запястья потребителей может помочь разработать руководящие принципы и стандарты в отношении проектирования безопасных и пригодных для использования продуктов, включая банки и упаковки.

Цель настоящего исследования: (1) оценить возможное несоответствие между требованиями к крутящему моменту открытия банок и возможностями силы крутящего момента U/R запястья выборки иранского населения в возрасте от 5 до 74 лет, (2) предложить требуемый крутящий момент для открытия банок на основе эргономических принципов.

Гектор Игнасио Кастеллуччи (Hector Ignacio Castellucci)

Исследование проведено среди 758 участников (384 мужчины и 374 женщины) в возрасте 5–74 лет в городах Зенджан и Тебриз на северо-западе Ирана. Хорошее общее состояние здоровья и отсутствие в анамнезе заболеваний опорно-двигательного аппарата, особенно в верхних конечностях, рассматривались в качестве критериев включения в исследование. Места набора: школы, университеты, государственные и частные офисы и жилые здания.

Данные о силе крутящего момента записаны с использованием цифрового углового крутящего момента адаптера (модель: AD2–030 CU, Eclatorq Technology Co., Ltd., Тайвань; диапазон = от 1,0 до 30,0 Нм) и двух имитированных дискообразных ручек с круглым поперечным сечением. Диаметры дискообразных ручек составляли 65 мм и 85 мм, которые выбраны на основе наиболее распространенных типов коммерчески доступных банок на рынке. Дискообразные ручки установлены на валу измерителя крутящего момента, а затем они помещены в цилиндрический корпус для имитации измерительного блока в форме банки.

Измерения силы крутящего момента проводились в положении стоя. Участникам поручено принять позу, обычно используемую для открытия банок. Они прилагали максимальную произвольную силу в течение 3 секунд к ручкам в форме диска в направлении против часовой стрелки (как при открытии банки). Использовали одну руку (доминирующую) для создания крутящего момента, а другую - для удерживания измерительной системы в форме банки. Для каждого условия выполнялось 2 измерения силы запястья U/R с 2-минутным отдыхом между ними, и их среднее значение учитывалось для последующего анализа.

Авторы получили требуемые крутящие моменты открытия для ряда коммерчески доступных стеклянных банок с металлическими крышками (n = 21), содержащих пищевые продукты. Для этого исследователи посетили розничные магазины и супермаркеты поблизости и собрали репрезентативную выборку банок, имеющихся в наличии на рынке. Диаметр крышек банок варьировался от 65 мм до 88 мм. Большинство банок имели диаметр крышки либо 65 мм, либо 85 мм. Таким образом, эти 2 диаметра были выбраны для оценки силы крутящего момента запястья U/R участников.

Также использовался опросник для записи демографических данных, включая возраст и пол участников, информацию о сложности открытия вакуумных банок (с вопросом «Испытываете ли вы трудности с открытием крышки новой банки? Нет/Да»), необходимости помощи при открытии новой банки (Нет/Да) и уровне удовлетворенности дизайном упаковки вакуумной банки (Низкий, Средний и Высокий).

Большинство участников указали, что испытывали трудности при открытии банки (82,2%), нуждались в помощи (79,2%), имели низкий уровень удовлетворенности дизайном упаковки вакуумных банок (73,3%). Требуемый крутящий момент для открытия банок для типичных образцов варьировался от 4,1 Нм до 10,2 Нм.

Средняя сила крутящего момента запястья U/R, приложенная к банкам диаметром 65 мм, варьировалась от 1,8 Нм для возрастной группы 5–9 лет до 4,4 Нм для возрастной группы 25–44 года. Средняя сила крутящего момента запястья U/R, приложенная к банкам диаметром 65 мм для мужчин, женщин и всей популяции, составляла 4,4 Нм, 3,3 Нм и 3,8 Нм, соответственно. Аналогично, средние значения крутящего момента силы запястья U/R, приложенные к банкам диаметром 85 мм, составили 1,8 Нм и 4,6 Нм для возрастных групп 5–9 лет и 25–44 лет, соответственно. Средние значения крутящего момента, зарегистрированные для банок диаметром 85 мм для мужчин, женщин и всей популяции, составили 4,7 Нм, 3,4 Нм и 4,0 Нм.

Результаты показали статистически значимые различия между средними значениями силы крутящего момента запястья U/R, приложенными к банкам диаметром 65 мм (3,8 Нм) и 85 мм (4,0 Нм). Результаты также показали, что средние значения силы крутящего момента запястья U/R в целом значительно различались в зависимости от пола и возраста участников. Участники в возрасте 15–59 лет продемонстрировали значительно более высокие значения, чем другие возрастные группы. Значения силы крутящего момента в возрастной группе 5–9 лет были значительно ниже.

Минимальная требуемая сила крутящего момента для открытия существующих вакуумных банок диаметром 65 мм и 85 мм составляла 4,1 Нм и 6,6 Нм соответственно. Эти значения учитывались для расчета несоответствия между требованиями к открытию банок и силой крутящего момента запястья U/R участников. Таким образом, проценты несоответствия определялись как количество участников, у которых максимальная сила крутящего момента запястья U/R была ниже минимальной требуемой силы крутящего момента для открытия двух распространенных размеров вакуумных банок. Проценты несоответствия выше у женщин, чем у мужчин. Для крышек диаметром 65 мм общие проценты несоответствия для женщин, мужчин и всей выборки составили 79,4% (диапазон = 66,1%–100%), 44,3% (диапазон = 25,0%–100%) и 61,6% (диапазон = 48,0%–100%), соответственно.

Для крышек диаметром 85 мм проценты несоответствия составили 99,7% (диапазон = 99,1%–100%) для женщин, 84,1% (диапазон = 75,0%–100%) для мужчин и 91,8% (диапазон = 86,7%–100%) для всей выборки. Что касается возраста, то самый высокий и самый низкий процент несоответствия был связан с возрастными группами 5–9 лет (100% для крышек диаметром 65 мм и 85 мм) и 25–44 года (48% для крышек диаметром 65 мм и 86,7% для крышек диаметром 85 мм), соответственно.

В заключение следует отметить, что результаты данного исследования дают представление о несоответствии между требованиями к открытию банок и силой крутящего момента запястья потребителей. Значительная часть исследуемой группы, особенно дети, женщины и пожилые люди, испытывали трудности при открытии вакуумных банок, что соответствует предыдущим исследованиям. Требуемые крутящие моменты для открытия существующих банок оказались намного выше, чем возможности силы крутящего момента запястья потребителей, процент несоответствия варьировался от 25,0% до 100%. Для открытия банок рекомендован предел крутящего момента 1,8 Нм.

Иман Дианат (Iman Dianat), Бехзад Асади (Behzad Asadi), Тебризский университет медицинских наук, Иран, Гектор Игнасио Кастеллуччи (Hector Ignacio Castellucci), Университет Вальпараисо, Чили, "Несоответствие между требованиями к открытию банок и силой крутящего момента запястья потребителей в Иране", "Прикладная эргономика" (Applied Ergonomics), 94 (2021).

11.02.2025