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Medición del gasto energético mediante parámetros fisiológicos en
trabajadores de la construcción
Measurement of energy expenditure using physiological parameters in
construction workers
- Recibido: 2025/01/27 - Aprobado: 2025/02/21 - Publicado: 2025/02/28
Estefania Collaguazo Troya
Instituto Superior Tecnológico Compu Sur, con condición de Superior Universitario, Quito,
Ecuador
ecollaguazo@itecsur.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-3890-6046
Doménica Stefania Medina Batalla
Instituto Superior Tecnológico Compu Sur, con condición de Superior Universitario, Quito,
Ecuador
mdomenica@itecsur.edu.ec
https://orcid.org/0009-0005-1805-5768
Ana Karina Duque Jauregui
Instituto Superior Tecnológico Compu Sur, con condición de Superior Universitario, Quito,
Ecuador
duqueak@itecsur.edu.ec
https://orcid.org/0009-0004-4771-6724
Jonathan Rubén Borja Choca
Instituto Superior Tecnológico Compu Sur, con condición de Superior Universitario, Quito,
Ecuador
jborja@itecsur.edu.ec
https://orcid.org/0009-0004-4885-0351
Resumen
El personal de la construcción es uno de los grupos de trabajadores que menos se presta atención
en cuanto a salud laboral en varios aspectos los mismos se exponen a varios riesgos laborales.
Objetivo: Medir el gasto energético en trabajadores de la construcción mediante parámetros
fisiológicos, en la constructora SEMAICA. Materiales y métodos: Estudio transversal descriptivo,
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el tipo de muestreo fue no probabilístico intensional, la muestra fue de 20 trabajadores de la
constructora SEMAICA tomando en cuenta las actividades que desempeñan cada trabajador en 8
horas laborales, se midió la frecuencia cardíaca mediante un pulsómetro de pecho y el uso de la
aplicación smart phone Polar Beat, colocándole a 2 trabajadores por día, registrando así la
frecuencia cardiaca basal, la frecuencia cardiaca media y máxima, está variando de acuerdo a la
actividad realizada, mediante este indicador se mide el consumo de energía a través de la
frecuencia cardiaca utilizando el criterio de Chamoux.
Resultados: Para los resultados de la comparación entre grupos de trabajo se obtuvo mediante el
Chi cuadrado (Chi 2), este arrojó datos significativos correspondientes a: el coste absoluto relativo
(p=0,012186) entre el grupo de microcircuitos y fierreros, la frecuencia cardiaca media
(p=0,036715) entre el grupo de microcircuitos y carpinteros y finalmente en el coste cardiaco
absoluto (p= 0,047203) al comparar entre el grupo de fierreros y carpinteros. Conclusiones: En
este estudio se evidenció que el 80% de la carga de trabajo era muy ligera, el 20%restante,
cumplían actividades con carga de trabajo ligera; sin embargo, ningún trabajador excedía su carga
física, es decir, que cada tarea se adapta al trabajador.
Palabras Clave: Gasto energético, frecuencia cardiaca, consumo de oxígeno, trabajadores, criterio
de Chamoux.
.
Abstract
Construction personnel are one of the groups of workers that receive the least attention in terms of
occupational health in several aspects, they are exposed to various occupational risks. Objective:
To measure energy expenditure in construction workers through physiological parameters, at the
SEMAICA construction company in the city of Quito. Materials and methods: Descriptive cross-
sectional study, the sample was 20 workers from the SEMAICA construction company, taking into
account the activities that each worker performs in 8 working hours, heart rate was measured using
a chest heart rate monitor and the use of the Polar Beat smartphone application, placing 2 workers
per day, thus recording the basal heart rate, average and maximum heart rate, is varying according
to the activity performed, through this indicator, energy consumption is measured through heart
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rate using the Chamoux criterion. Results: The Chi-square test (Chi 2) was used to compare the
results between work groups. This yielded significant data corresponding to the relative absolute
cost (p = 0.012186) between the microcircuitry and ironworkers groups, the mean heart rate (p =
0.036715) between the microcircuitry and carpentry groups, and finally the absolute cardiac cost
(p = 0.047203) when comparing the ironworkers and carpenters groups. Conclusions: This study
showed that 80% of the workload was very light, and the remaining 20% performed activities with
a light workload. However, no worker exceeded their physical load; that is, each task is adapted to
the worker.
Keywords: Energy expenditure, heart rate, oxygen consumption, workers, Chamoux criterion.
Introducción
El individuo se abastece de recursos energéticos para poder realizar sus actividades físicas y
fisiológicas, así se define que el gasto energético es el consumo de energía durante dichas
actividades, este se puede medir mediante parámetros fisiológicos como son: el consumo de
oxígeno y la frecuencia cardiaca, en donde se utiliza el primer parámetro de forma directa debido
a la estrecha relación entre el oxígeno y las calorías, el segundo parámetro se utiliza de forma
indirecta ya que, en cualquier actividad realizada existe un gasto de energía e irrigación sanguínea,
como menciona la nota técnica de prevención de la medición del gasto energético (NTP 323).
El trabajo es una actividad en la cual el ser humano proyecta creatividad, satisfacción y
fomentar la autoestima ayudando a las personas a relacionarse con su entorno. La actividad física
forma parte de las actividades de la vida diaria incluyendo la actividad laboral, para el desarrollo
de estas el cuerpo necesita moverse, transportar objetos y mantener varias posturas, de tal manera
que el organismo fisiológicamente responde con procesos internos que lo conducen a la adaptación
para poder desarrollar una actividad normal (Valle, 2015, p.6).
Para realizar una actividad laboral se requiere del trabajo de una serie de músculos aportando
así la fuerza necesaria para realizarlo, según esto se puede definir dos clases: el trabajo muscular
estático (contracción isométrica) y trabajo muscular dinámico (contracción isotónica). Según la
Organización Internacional de Trabajo (OIT), manifiesta que las consecuencias de la sobrecarga
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muscular dependen del grado de carga física, tamaño de la masa muscular y tipo de contracciones
sean estáticas o dinámicas, de la intensidad y de las características individuales de cada trabajador;
si la carga muscular es mayor como: posturas inadecuadas, levantamiento de pesos, aplicación de
fuerzas o sobrecargas repentinas, se tendría como consecuencia una fatiga en donde disminuirá la
capacidad de trabajo y la recuperación será más lenta, por el contrario si la carga de trabajo no
supera la capacidad física el cuerpo se va adaptar a la carga y se va recuperar al final de la jornada
laboral, la sobrecarga prolongada ocasionara daños físicos denominadas enfermedades laborales
como por ejemplo: en las posturas forzadas la articulación lucha contra la gravedad provocando
malas posiciones al existir una sobrecarga del trabajo estático las estructuras musculo esqueléticas
soportan el peso, en este proceso depende de la amplitud de la postura y del tiempo que mantiene
la misma, si bien el trabajo muscular dinámico presenta menor riesgo que el estático, cuando este
es repetitivo e invariable genera riesgo debido a que mantiene una sola actividad dinámica a lo
largo del tiempo utilizando las mismas estructuras músculo esqueléticas (Arenas, 2013, pp. 371-
372).
Se considera que la suma de la tasa metabólica basal, la termogénesis endógena (TE) y la
actividad física (AF) es igual al gasto energético total de un organismo, en primer lugar, este hace
referencia a la energía que requiere un organismo para cubrir sus funciones vitales y en segundo
lugar contempla las actividades que requieren un gasto de energía superior a las necesidades
metabólicas (Redondo, 2015, p. 243). Existen dos formas de determinar el gasto energético
basándonos en los parámetros fisiológicos estos son: medición directa: para esto se necesita
conocer el consumo de oxígeno derivado de la actividad física en la cual se debe utilizar
instrumentos como el OXYLOG II, los cuales son livianos y miden directamente el consumo de
oxígeno y la ventilación pulmonar minuto a minuto y la medición indirecta: en esta es necesaria la
medición de la frecuencia cardiaca mediante un pulsómetro, se toma como referencia los datos
personales como: sexo, talla, edad, peso, patologías (hipertensión, diabetes, infarto al miocardio
(Llaneza, 2009, pp. 2-9).
En esta investigación se pretende conocer qué puesto de trabajo demanda mayor gasto
energético durante la jornada laboral de 8 horas, tomando en cuenta la edad, sexo, actividad física
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y hábitos de los trabajadores, de esta forma obtener una comparación entre actividades primarias
y secundarias, se realizó el análisis mediante el criterio de Chamoux utilizando la medición
individualizada de la frecuencia cardiaca siendo este el principal indicador indirecto del consumo
máximo de oxígeno, por lo tanto, de la carga de trabajo físico para este trabajo se tomaron en
cuenta los 3 tipos: la frecuencia cardíaca basal, máxima, y media, en esta última existen indicadores
que evalúan la carga física del trabajo generando criterios de penosidad en cada puesto según el
requerimiento cardíaco, se consideró, que en varias empresas no se toma en cuenta el consumo
energético de sus trabajadores, puesto que si un trabajador presenta un coste cardiaco absoluto
moderado en su jornada laboral de ocho horas quiere decir que la carga física con relación a los
parámetros fisiológicos es pesada.
Materiales y Métodos
Estudio de tipo transversal descriptivo en donde la población que se tomó en cuenta fueron los
trabajadores del sector de la construcción del Distrito metropolitano de Quito, con un tipo de
muestreo probabilístico intensional, y una muestra de 20 trabajadores de la constructora
SEMAICA entre 20 a 67 años divididos en cuatro grupos entre ellos microcircuitos, carpinteros
albañiles y fierreros, se consideró 5 trabajadores por cada grupo para el estudio.
Dentro de los materiales que se utilizó fueron dos bandas de pecho Polar H10 una suave banda
textil con electrodos conectado a un Smartphone y la aplicación Polar Beat, en donde se va a
registrar los 3 tipos de frecuencia que se necesitó para este estudio siendo estas basa, media y
máxima adicional se registró las kilocalorías de consumo, la distancia y velocidad recorrido
durante la jornada, también se tomo en cuenta el peso la talla de cada trabajador.
Este estudio inició con una entrevista directa con el ingeniero de seguridad y salud ocupacional,
quien proporcionó datos sociodemográficos de los trabajadores, durante la visita se designó a los
trabajadores que cumplían con los criterios de selección, se acudió a los puestos de trabajo por
actividades y se clasificaron en 4 siendo estos fierreros, carpinteros, albañiles y microcircuitos, las
mismas que se dividieron en actividades secundarias o subactividades, tras la designación de los
20 trabajadores, se procede a la recolección de datos para lo cual se realizó una entrevista directa,
se monitoreo 2 trabajadores por día, dentro de las actividades que se evalúo fueron: doblaje de
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vigas, acero figurado, estribo manual de acero figurado, levantamiento de diafragmas, instalación
de mallas de losa, transporte de materia, preparación de material medida y corte de tubos,
colocación de tubos en muros, fundición de diafragma, fundición de losa, resanar vigas, retiro de
casetones, encofrados.
Se identificó la carga física de manera cuantitativa, en donde se puede valorar la frecuencia
cardíaca durante todas las horas de la jornada laboral e incluso determinar las actividades en las
que la demanda cardíaca es más intensa, se utilizó la frecuencia cardíaca en reposo o basal (FCR)
y la frecuencia cardíaca media (FCM) de estos dos parámetros se obtiene dos indicadores que
evalúan la carga física del trabajo como el índice de costo cardíaco absoluto (CCA) y el costo
cardiaco relativo (CCR), en la determinación de la medición del gasto energético se utilizó el
criterio Chamoux, este lo clasifica según su penosidad en periodos largos de jornada en: muy
ligero, ligero, moderado, pesado y muy pesado, para esto se requiere conocer el costo cardiaco
absoluto del puesto de trabajo este se obtiene a partir de la resta entre la frecuencia media y la
frecuencia cardiaca en reposo, mientras que el costo cardiaco relativo para la persona (CCR) es
igual al costo cardiaco absoluto dividido entre la resta de la FCMaxt (frecuencia cardiaca máxima
teórica es igual a 220- edad del trabajador) y la (FCR).
Resultados
Tabla1
Características de los grupos de trabajadores
Características
Intervención
Edad
MICROCIRCUITOS
FIERREROS
ALBAÑILES
CARPINTEROS
20-35 años
4 (20)
0 (0)
4 (20)
1 (5)
36-51 años
1 (5)
3 (15)
0 (0)
3 (15)
52-67años
0 (0)
2 (10)
1 (5)
1 (5)
IMC
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Normal (18.6-
24.9)
4 (20)
4 (20)
5 (25)
3 (15)
Preobesidad
(25-29.9)
1 (5)
1 (5)
0 (0)
2 (10)
65-75 lpm
3 (15)
1 (5)
2 (10)
0 (0)
76-91 lpm
2 (10)
4 (20)
3 (15)
5 (25)
Frecuencia
cardiaca media
60-91 lpm
5(25)
3(15)
3(15)
1(5)
92- 121lpm
0(0)
(2 20)
2(15)
4(20)
110-145lpm
3 (15)
2(10)
2(10)
0
146- 181
2 (10)
3(15)
3(15)
5(25)
Muy ligero
5(25)
5(25)
2(10)
3(15)
Ligero
0(0)
0(0)
3(15)
2(10)
Muy ligero
5(25)
5(25)
2(10)
3(15)
Ligero
0(0)
0(0)
3(15)
2(10)
En los resultados de esta investigación se pudo detallar lo siguiente; la mayoría de los trabajadores se
encuentra entre 20 a 35 años de edad ocupando el 45% de la muestra de los cuales el 20% (4) son del grupo
de microcircuitos, el otro 20% (4) del grupo de albañiles y el 5% en carpinteros (1) esto representa un total
de 9 trabajadores, 7 trabajadores correspondientes al 35% de la población trabajadora se encuentran entre
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36 y 51 años, de ellos el 15% pertenecen al grupo de fierreros, 15% grupo de carpinteros y el 5% al grupo
de microcircuitos, 4 trabajadores correspondientes al 20% se encuentran entre 52 y 67 años, el 10% son
fierreros, el 5% carpinteros y 5% albañiles.
El 80% de trabajadores presenta un índice de masa corporal normal entre 18.6 y 24.9 el 40% se
encuentra en el grupo de microcircuitos y fierreros, el 25% de albañiles y el 15% en carpinteros;
posterior 4 de los 20 trabajadores obtuvo un índice de masa corporal entre 25 a 29.9 presentando
preobesidad, representando un total del 20%.
El 30% de la población trabajadora (6 trabajadores), presentaron una frecuencia cardiaca basal
entre 65 a 75 latidos por minuto, el 60% de la población trabajadora (12 trabajadores), presentaron
una frecuencia cardiaca media entre 60 a 91 latidos por minuto, de los cuales el 25% grupo de
microcircuitos (5), el 15% grupo de fierreros (3) y 15% grupo de albañiles (3) y el 5% el grupo de
carpinteros (1), el 40% de la población trabajadora (8 trabajadores), presentaron una frecuencia
cardiaca media entre 92 a 121 latidos por minuto, de los cuales 20% en el grupo de carpinteros (4),
10% en el grupo de fierreros (2), 10% grupo de albañiles (2), mientras que ninguno del grupo de
microcircuitos se encontró dentro de este rango, el 65% de trabajadores presentó la frecuencia
cardiaca máxima teórica entre 146 a 181 latidos por minuto, el 35% representa los trabajadores
con una frecuencia cardiaca máxima entre 110 a 145.
Figura 1
Coste cardiaco Absoluto por actividad
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Nota: Análisis de resultados en base al criterio de Chamoux, coste cardiaco absoluto
Figura 2
Coste cardiaco Relativo por actividad
4.1.1 Coste cardiaco absoluto
ENCOFRADO DE MUROS
8
PREPARACIÓN DE TABLEROS DE…
12
ENCOFRADO DE LOSA
3
ENCOFRADO DE COLUMNAS
7
ENCOFRADO DE DIAFRAGMAS
14
ENLUCIDOS DE MUROS
8
RETIRO DE CASETONES
10
RESANAR VIGAS Y MUROS
15
FUNDICIÓN DE LOSA
0
FUNDICIÓN DE DIAFRAGMAS
12
INSTALACIÓN DE MALLAS DE LOSA
4
INSTALACIÓN DE DIAFRAGMA
3
ESTRIBO MANUAL DE ACERO FIGURADO
1
MAQUINARIA: ACERO FIGURADO
6
MAQUINARIA: DOBLADORA DE VIGAS
2
TRANSPORTE DE MATERIAL
2
PREPARACIÓN DEL MATERIAL: MEDIR Y…
4
TRANSPORTE DE MATERIAL
3
COLOCACIÓN DE TUBOS EN MUROS PARA…
4
COLOCACIÓN DE TUBOS EN LOZA PARA…
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Figura 13. Análisis de resultados en base al criterio de Chamoux, coste
cardiaco absoluto tomada de fuente propia.
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Nota: Análisis de resultados en base al criterio de Chamoux, coste cardiaco relativo.
En la figura 1 se realizó el análisis de los datos obtenidos en la investigación para el criterio de
Chamoux sobre el CCA obtenido en los trabajadores así se encontró que las actividades realizadas
por el grupo de microcircuitos (amarillo) tenían una carga física muy ligera, el pico más alto fue
igual a 5 que correspondía al trabajador de colocación de tubos en loza para focos; en el grupo de
fierreros (naranja) se encontró que la carga física es igual a muy ligera para todo el grupo, sin
embargo, se obtuvo un máximo de 6 en la tarea de acero figurado en maquinaria, en tercer lugar
el grupo de albañiles (azul), en donde 3 trabajadores obtuvieron una carga física ligera, en donde
el trabajador de la tarea de resanar vigas y muros obtuvo el mayor coste cardiaco absoluto igual a
15 y dos trabajadores con carga física muy ligera; finalmente se encontró en el grupo de carpinteros
(rojo), dos trabajadores con coste cardiaco absoluto ligero y tres muy ligero, en donde el pico más
alto fue del trabajador de encofrado de diafragmas igual a 14.
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Con referencia al coste cardiaco relativo como se observa en la figura 2, la adaptación al puesto
de trabajado entre microcircuitos y fierreros era muy ligera en donde el pico más alto entre estas
tareas fue la de realización de acero figurado en maquinaria correspondiente a 4.76 de coste
cardiaco relativo, en el tercer grupo correspondiente a los albañiles 3 trabajadores obtuvieron un
criterio de penosidad correspondiente a ligero el pico más alto correspondía a la tarea de fundición
de diafragmas con un total de 15,38 de coste cardiaco relativo y finalmente en el grupo de
carpinteros se obtuvo un equivalente de 2 trabajadores con carga física ligera, el coste relativo más
alto fue del trabajador que realizaba preparación de tableros para encofrado con un total de 17,65
mientras que 3 carpinteros obtuvieron un índice de penosidad muy ligero en donde el trabajador
de encofrado de columnas obtuvo un total de 8,43 de CCR.
Tabla 2
Comparación entre grupos de trabajo
Microcircuitos y Fierreros
Media
p-value
+
24
0,834532
++
78
0,754023
+++
82
0,347208
++++
146
0,464703
+++++
3,4
0,676104
++++++
3,75
0,012186
Microcircuitos y carpinteros
+ 24 0,601508
++
80
0,210076
+++
87
0,036715
++++
151
0,094694
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Nota: + IMC; ++ FCB; +++ FCMd; ++++FCMx; +++++ CCA; ++++++CCR; p=<0,05
Para estimar el grupo de trabajo que presenta mayor gasto energético utilizando la frecuencia
cardiaca como indicador se realizó una comparación entre los grupos de trabajadores utilizando el
sistema estadístico Chi cuadrado (Chi 2), en primer lugar, se realizó una base de datos que arrojó
un promedio y análisis entre los valores de edad, índice de masa corporal, frecuencia cardiaca
basal, media y máxima, el coste cardiaco absoluto y relativo, en segundo lugar, se comparó los
grupos de trabajo, en donde el Chi2 arrojó los siguientes resultados: una correlación significativa
en el coste absoluto relativo (p=0,012186), entre el grupo 1 (microcircuitos) y el grupo 2
(fierreros), en la frecuencia cardiaca media (p=0,036715) entre el grupo 1 y el grupo 2 (carpinteros)
y finalmente en el coste cardiaco absoluto (p= 0,047203) entre el grupo 2 y 4.
Conclusiones
Dado que la frecuencia cardiaca es el indicador del consumo de energía en los trabajadores,
mediante el uso del pulsómetro se pudo encontrar que mientras mayor sea la demanda de esfuerzo
en una actividad realizada por el trabajador mayor será la demanda cardiaca; sin embargo, en este
grupo evaluado no existió costos cardiacos absolutos y relativos de tipo pesado o muy pesado, los
+++++
6,2
0,075801
++++++
7,1
0,143673
Fierreros y carpinteros
+
24,26
0,296271
++
82
0,601508
+++
89
0,060104
++++
156
0,464703
+++++
6
0,047203
++++++
5,6
0,143673
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resultados mostraron que los trabajadores no excedían los costos cardiacos y por lo tanto no
aumenta el consumo de energía durante la ejecución de la tarea .
Al comparar los resultados entre las actividades primarias y secundarias, mediante la
evaluación del criterio de Chamoux, el resultado del coste cardiaco absoluto y relativo fue muy
ligero para la mayoría de actividades primarias y secundarias; mientras que, fue ligero en algunas
actividades secundarias como: retiro de casetones, resanar vigas y muros, fundición de diafragmas
en el grupo de albañiles, además en el grupo de carpinteros en las actividades de preparación de
tableros, encofrado de diafragmas y encofrados de muros.
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