L’elettromiografia (EMG) al servizio della valutazione ergonomica

L’elettromiografia (EMG) è una tecnica che permette di misurare l’attività elettrica dei nostri muscoli, per capire quando lavorano e quanto si stanno affaticando. La strumentazione necessaria per condurre un’analisi elettromiografica sta diventando sempre più accessibile e di facile utilizzo, aprendo le porte all’impiego dell’EMG anche in ambito industriale per la valutazione ergonomica del rischio da sovraccarico biomeccanico.

Per la precisione, in questo breve articolo ci concentreremo unicamente sull’elettromiografia di superficie, che impiega elettrodi adesivi, in quanto l’altra tecnica di elettromiografia, con l’utilizzo di agoelettrodi, è di competenza esclusiva del medico.

Il segnale elettrico captato dagli elettrodi corrisponde alle contrazioni del tessuto muscolare, e per questo è possibile valutare tramite l’EMG, oltre a quali muscoli si stiano contraendo, sia l’entità della contrazione, rapportandola alla massima contrazione volontaria, che la fatica muscolare, guardando alcuni indici come l’andamento della frequenza dei segnali elettrici.

L’EMG per la valutazione ergonomica

Lo sviluppo di elettrodi “wireless” in grado di captare e trasmettere il segnale senza perdita di dati ha dato un’importante spinta alle applicazioni non mediche dell’EMG di superficie.

Durante la valutazione ergonomica, l’EMG può offrire preziose informazioni sulla fatica muscolare e sulla postura del lavoratore, fornendo feedback in tempo reale sull’attività muscolare durante le diverse mansioni, valutando, ad esempio, il carico biomeccanico legato all’adozione di posture incongrue, o l’effettivo alleggerimento dello stesso in seguito all’adozione di un nuovo strumento di supporto. 

Il segnale elettromiografico può anche essere utilizzato per avere un’informazione oggettiva sull’utilizzo di forza: attualmente l’impiego di forza durante i compiti ripetitivi è misurata soggettivamente utilizzando la scala di Borg, strategia che, pur avendo il pregio di essere di semplice e rapida applicazione, può lasciare un discreto margine di errore, dato dalla variabilità individuale nella percezione dell’impegno fisico.

Questo metodo si rivela particolarmente utile per rilevare l’impegno muscolare durante lavorazioni complesse che impegnano più gruppi muscolari,e individuare con precisione le strutture effettivamente sovraccaricate. Un’altra applicazione è nella valutazione della mano, che, mossa da oltre 30 muscoli, è la struttura anatomica più complessa del corpo umano. L’applicazione dell’EMG ai muscoli della mano e dell’avambraccio permette un’analisi puntuale del sovraccarico biomeccanico durante diverse operazioni manuali complesse, e sotto diverse condizioni.

È possibile quindi integrare questi dati nella (ri)progettazione delle postazioni di lavoro, attrezzature e procedure al fine di prevenire l’insorgenza di disturbi muscoloscheletrici correlati al lavoro, o di ridurne l’ingravescenza.

Fatica muscolare e EMG

La fatica è un fenomeno inaspettatamente complesso, i cui dettagli superano gli scopi di questo articolo. Ci basti sapere che, analizzando il tracciato dell’’EMG, si possono rilevare segnali di fatica muscolare, che si identificano in un segnale elettrico dall’ampiezza maggiore e frequenza minore, come illustrato in questo schema di Panahi & Cho (2016). 

Misurare il grado di fatica muscolare è molto importante poiché, al lavoro come nello sport, la maggior parte degli infortuni avvengono quando la persona è affaticata (Swaen et al., 2003), e svolgere un lavoro spossante è un importante fattore di rischio per lo sviluppo di disturbi muscoloscheletrici (Daneshmandi et al., 2017), rischio che è esacerbato, ad esempio, da condizioni ambientali sfavorevoli, come abbiamo visto nell’ultimo articolo.

In questo modo diventa possibile avere un dato oggettivo sulla fatica muscolare derivante da un’analisi prolungata anche per diverse ore durante il turno di lavoro, cosa che non sarebbe possibile con il metodo osservazionale. Alternativamente, il dato EMG può essere “sovrapposto” temporalmente all’analisi tradizionale, per ricavare le azioni e i momenti che richiedono un impegno muscolare maggiore.

EMG di domani

La miniaturizzazione delle componenti e l’introduzione di sensori flessibili ed elastici renderà l’applicazione dell’EMG ancora meno invasiva e ingombrante, integrandosi sulla pelle senza rischio di spostamenti, e ottenendo informazioni estremamente precise, o alternativamente, formando “reti” di elettrodi in grado di discriminare l’attività elettrica tra diverse parti del muscolo.

L’elettromiografia rappresenta uno strumento potente per la valutazione ergonomica del lavoro manuale e ripetitivo, che offre informazioni preziose sulla fatica muscolare, sulla postura e sull’interazione tra l’uomo e il suo ambiente di lavoro. Tuttavia, la corretta applicazione degli elettrodi, la presenza di artefatti (fattori esterni che introducono errori e “rumore” nella captazione del segnale elettrico), e l’interpretazione del tracciato elettromiografico richiede personale formato e con competenze specifiche; inoltre, la presenza di grandi macchinari che generano campi elettrici potrebbero produrre interferenze nella trasmissione del segnale. L’EMG in questo senso va intesa come uno strumento di supporto dell’ergonomo, e usata in combinazione con la valutazione analitica della postazione e delle mansioni di lavoro.