Ergonomia - problemy techniczne i organizacyjne

Etymologiczne słowo ergonomia wywodzi się z języka greckiego: ergon - praca oraz nomos - prawa naturalne.

Ergonomia może być określona jako interdyscyplinarna nauka, zajmująca się przystosowaniem narzędzi maszyn, środowiska i warunków pracy do autonomicznych i psychofizycznych cech i możliwości człowieka, zapewniając sprawne, wydajne i bezpieczne wykonanie przez niego pracy, przy stosunkowo niskim koszcie biologicznym.

Celem ergonomii jest zapewnienie człowiekowi dobrego życia, zadowolenia, poczucia bezpieczeństwa i komfortu psychicznego, jakie może on doznawać z chwilą stworzenia mu optymalnych warunków do pracy, wypoczynku i w ogóle życia.

Ergonomia może uczynić wiele dla poprawy " jakości życia" człowieka przez permanentne i sterowane przez naukę stwarzanie najkorzystniejszych warunków do niezawodnego funkcjonowania układu człowiek - technika dzięki obustronnemu przystosowaniu jego elementów. Przy tak określonym celu zadania ergonomii można najogólniej ująć w dwóch punktach:

• opracowanie planów i programów działań dla nauk technicznych, aby dostosować technikę nie tylko do możliwości psychofizycznych człowieka ,lecz także do jego potrzeb i oczekiwań,

• opracowanie planów i programów działań dla nauk społecznych, aby przygotować człowieka do roli nie tylko twórcy techniki ( ergonomicznej ), ale także do roli konsumenta, umiejącego z niej korzystać i doceniać jej wartości.

Konsekwentne wdrażanie wyników badań ergonomicznych przy projektowaniu maszyn, urządzeni narzędzi oraz urządzaniu stanowisk pracy i kształtowaniu materialnego środowiska pracy przynosi istotne i konkretne efekty.

Do najważniejszych można zaliczyć:

• zmniejszenie znaczenia różnic indywidualnych, tzn. im bardziej cechy maszyn, urządzeń i narzędzi są przystosowane do przeciętnych możliwości człowieka, tym większa jest liczba osób, które maszyny te mogą obsługiwać i tym mniejsza jest potrzeba badań selekcyjnych, eliminujących osobników o mniejszej sprawności fizycznej i psychicznej,

• zmniejszenie znaczenia czynnika szkolenia zawodowego, tzn. krótsze szkolenie umożliwia osiągnięcie niezbędnej sprawności zawodowej,

• zmniejszenie zmęczenia pracą,

• zwiększenie wydajności pracy,

• zapobieganie patologicznym skutkom wykonywania pracy, ograniczenie ilości chorób zawodowych,

• zmniejszenie liczby wypadków przy pracy - szacuje się, że około 85% wypadków wiąże się

z działalnością człowieka , a przede wszystkim z nieodpowiednim zsynchronizowaniem maszyny

z możliwościami psychofizycznymi człowieka.

 

Układ człowiek - praca

 

W celu prowadzenia rozważań ergonomicznych najlepiej używać pojęcia układu człowiek - praca jako najbardziej szeroko pojętego. Zadaniem tego układu jest wykonanie jakiejś pracy, przy czym względna wartość obu stron tego układu ( człowieka - maszyny ) może być bardzo różna.

Istnieją tu więc cztery grupy zagadnień:

• odbiór informacji od maszyny do człowieka,

• oddziaływanie człowieka na maszynę przez urządzenia sterujące,

• czynniki materialnego środowiska pracy,

• czynnik antropotechniczny i organizatorski na stanowisku roboczym.

Bezpośrednie powiązanie pomiędzy maszyną a człowiekiem dotyczy jedynie dwóch pierwszych grup zagadnień. Proces pracy charakteryzuje się tutaj występowaniem trzech faz:

• Fazy percepcji , określonej również mianem "wejścia do układu". Polega ona na uzyskiwaniu przez pracownika informacji. Uzyskiwane za pomocą receptorów informacja przekazywane są do centralnego układu nerwowego,

• Fazy pracy układu, w której dokonuje się transformacja uzyskanych informacji w centralnym układzie nerwowym (CUN), przetwarzanie, które prowadzi do podjęcia jakiejś decyzji,

Fazy sterowania - oddziaływanie na urządzenia sterujące.

Występuje tutaj sprzężenie zwrotne między maszyną a człowiekiem. Treścią powiązań człowieka i maszyny w procesie pracy są procesy informacyjne oraz procesy sterowania.

Urządzenia sygnalizacyjne

Szczególnym przykładem zainteresowań ergonomii jest układ człowiek - maszyna, w którym człowiek i maszyna tworzą jednolity zespół regulacyjny, przetwarzający informację.

Nosicielami informacji są sygnały.

Najczęściej wykorzystywanym sygnałem jest analizator wzrokowy. Zawsze należy zachować zasadę: im krótszy jest czas trwania sygnału, tym większa powinna być jego intensywność

( z zachowaniem granic szkodliwego wpływu nadmiernie silnych bodźców, lecz także ich kontrast z tłem.

Wyróżniamy również analizator:

• Słuchowy

• Dotykowy

• Smakowy

• Węchowy

• Temperatura

Zasady rozmieszczenia większej liczby urządzeń sygnalizacyjnych na jednym stanowisku roboczym prezentuje McCormik:

• Zasada ważności - urządzenia grupuje się zgodnie z ich znaczeniem dla danego działania,

• Zasada kolejności używania - umieszcza się w miarę możliwości urządzenia używane bezpośrednio po sobie,

• Zasada częstotliwości użycia - urządzenia używane najczęściej należy, umieszczać w najlepszych miejscach.

 

Organizacja stanowisk pracy

Organizacja pracy stanowiska roboczego stanowi ważną część składową organizacji procesu produkcyjnego. Podstawowym zadaniem organizacji pracy w procesie produkcji jest:

• Wybór optymalnych metod pracy,

• Zapewnienie bezpieczeństwa pracy,

• Zapewnienie odpowiednich warunków środowiska materialnego pracy,

• Właściwy dobór pracowników,

Zapewnienie najdogodniejszej organizacji czasu pracy,

• Zapewnienie właściwej przemienności wysiłku i odpoczynku.

Punktem wyjścia do opracowania metod pracy jest dokumentacja technologiczna, która powinna określać możliwie dokładnie operację, jaką należy wykonać na danym stanowisku roboczym. Aby zapewnić optymalną metodę pracy, należy przestrzegać następujących zasad:

• Stanowisko robocze musi zapewniać wygodny i bezpieczny dostęp obsługującym pracownikom,

• Należy ustalić stałe miejsce na materiały i narzędzia,

• Materiały i narzędzia winny być umieszczone w funkcjonalnym polu pracownika,

• Ułożenie przedmiotu powinno pozwalać na szybkie i łatwe uchwycenie,

• Należy używać pojemników stołowych, przenośników grawitacyjnych, uchwytów itp. w celu ułatwienia pracy i odciążenia rąk.

Bezpieczeństwo pracy jest to zespół postanowień podjętych w celu usunięcia przyczyn zagrażających życiu i zdrowiu pracownika. Problemem usunięcia czynników powodujących urazy i nadmierne zmęczenie należy zająć się już w fazie projektowania urządzenia.

Bardzo istotne jest ustalenie właściwej długości dnia i tygodnia roboczego, a także racjonalne ukształtowanie przerw w pracy. Przy odpowiednim doborze przerw wypoczynkowych w toku pracy i przy odpowiedniej ich liczbie można osiągnąć warunki, w których nawet ciężką pracę można kontynuować przez pełny czas zmiany roboczej bez objawów głębszego zmęczenia. Może to być również jednym z instrumentów podnoszenia wydajności pracy. Jak wykazały badania fizjologów pracy, przebieg wypoczynku przybiera kształt tzw. krzywej wykładniczej; proces odpoczynku czyni największe postępy w pierwszej części przerwy, mniejsze w części drugiej (równie długiej), zaś w trzeciej i czwartej spada do minimum.

 

Wartość wypoczynkowa

Rys. Wartość wypoczynkowa poszczególnych części przerw

 

Należy zatem organizować przerwy raczej krótkie, ale częstsze, niż długie i rzadkie. Przerwy długie wskazane są tylko przy pracach wyjątkowo ciężkich lub przy bardzo niekorzystnych warunkach środowiskowych ( np. przy pracy w wysokich temperaturach).

 

 

Fizjologiczny aspekt procesu pracy

Fizjologia pracy wchodzi w skład fizjologii człowieka i zajmuje się badaniem wpływu pracy wykonywanej przez człowieka na jego ustrój jako całość, a także na funkcjonowanie poszczególnych jego organów i układów oraz bioenergetykę.

Różne rodzaje pracy można klasyfikować z punktu widzenia fizjologii, określając:

• Wielkość wysiłku mięśniowego dynamicznego - związany jest z kurczeniem i rozkurczaniem się mięśni szkieletowych, co prowadzi do przemieszczania się ciała lub jego części przestrzeni,

• Wielkość wysiłku mięśniowego statycznego - związany jest z długotrwałym skurczem (napięciem) niektórych mięśni szkieletowych,

• Stopień zaangażowania procesów poznawczych - określa złożoność mechanizmów przetwarzania informacji zachodzących w mózgu w trakcie wykonywania pracy.

W organizmie ludzkim zachodzi ciągły proces przemiany materii. Podstawowa przemiana materii (ppm) jest to najmniejsza ilość energii zużywana przez człowieka w stanie spoczynku. Przez stan spoczynku rozumie się stan ustroju przy możliwie całkowitym odprężaniu mięśniowym na czczo przez 12 godzin, w porze rannej i przy temperaturze 20° C.

U osób dorosłych norma w zakresie podstawowej przemiany materii wynosi w granicach 1.400 - 1.700 kcal / dobę i jest wyższa u mężczyzn niż u kobiet. U obojga płci ppm obniża się wraz z wiekiem.

 

 

Klasyfikacja rodzajów pracy fizycznej

Według całkowitego dobowego wydatku energetycznego

( przy 8 - godzinnym dniu pracy )

 

 

Stopień ciężkości	Wydatek energetyczny kcal / dobę
Lekka Umiarkowana Średnia Ciężka Bardzo ciężka	2300 - 2800 2800 - 3300 3300 - 3800 3800 - 4300 4300 - 4800

 

 

 

Wydatek energetyczny na pracę stanowi jeden z elementów obciążenia człowieka pracą. Do innych składników zalicza się:

• Obciążenia statyczne,

• Monotypowość (powtarzalność ) ruchów.

Oceny obciążenia statycznego dokonuje się na podstawie określenia pozycji ciała przy wykonywaniu danej czynności. Do oceny należy wziąć pozycję najbardziej obciążającą statycznie pod warunkiem, że czas trwania tej czynności wynosi w sumie nie mniej niż 3 godziny na zmianę.

Uciążliwość pracy wynikająca z monotonności ruchów bierzemy pod uwagę wówczas, gdy mamy do czynienia z powtarzającymi się czynnościami roboczymi, wciągającymi za każdym razem do działania te same grupy mięśniowe.

Ocena stopnia obciążenia statycznego

Stopień wysiłku statycznego		Pozycja ciała przy pracy
słownie	w punktach
Mały 1 - 30	1 - 10	Siedząca nie wymuszona
		11 - 20	Stojąca nie wymuszona, z możliwością co pewien czas zmiany pozycji na siedzącą
		21 - 30	Siedzącą lub stojącą na przemian z chodzeniem
	Średni 31 - 60	31 - 40	Siedząca wymuszona, nie pochylona bądź nieznacznie pochylona
		41 - 50	Stojąca nie wymuszona, bez możliwości co pewien czas zmiany pozycji na siedzącą
		51 - 60	Stojąca wymuszona, nie pochylona z możliwością co pewien czas zmiany pozycji na siedzącą
	Duży 61 - 100	61 - 70	Siedząca wymuszona, bardzo pochylona
		71 - 80	Stojąca wymuszona, nie pochylona, bez możliwości co pewien czas zmiany pozycji na siedzącą
		81 - 90	Stojąca wymuszona, pochylona niezależnie od możliwości zmiany pozycji
		91 - 100	Klęcząca, w przysiadzie i inne nie naturalne pozycje

 

Postawa przy pracy

Należy unikać w granicach możliwości, wykonywania pracy statycznej. Przy pracy męczą się nie tyle mięśnie, które wykonywały jakieś ruchy, ile mięśnie, które pozostawały unieruchomione w stanie napięcia.

Na straty energii, związane z wykonywaniem pracy statycznej, składają się następujące elementy:

• Straty związane z koniecznością zachowania określonej pozycji ciała przy pracy; człowiek stojąc i nie wykonując żadnej pracy zużywa o 11 - 12 % więcej kcal niż siedząc,

Straty wywołane koniecznością przeciwdziałania ciężarowi przedmiotów utrzymywanych siłą mięśni

( podtrzymywanie, przenoszenie narzędzi ),

• Wysiłek mięśniowy związany z zachowaniem równowagi i przeciwdziałaniem przesuwania się środka ciężkości ciała poza podstawę stóp, wysiłek ten jest znaczny, gdyż środek ciężkości u człowieka umieszczony jest dość wysoko ( na około 57 % wysokości ciała licząc od dołu ),

• Energia związana z przesuwaniem środka ciężkości ciała przy pochylaniu się podczas pracy, przy podnoszeniu ciężarów z ziemi itp.

Źródła straty energii podczas pracy można poważnie zmniejszyć przez racjonalną organizację stanowiska roboczego z uwzględnieniem zasad ergonomii. Nie jest możliwe całkowite wyłączenie pracy statycznej - nawet przy pracach siedzących. Jednakże należy zmniejszać obciążenie dostarczając wygodnych, dostosowanych do ich wymiarów krzeseł, podpórek dla oparcia przedramion, podpórek dla nóg przy użyciu wysokich krzeseł.

Siedzisko. Najlepszym rozwiązaniem krzeseł do pracy są krzesła nastawne o zmiennej wysokości siedziska i zaopatrzone w sprężynujące, nastawne oparcia wspierające ciało w okolicy krzyżowej. Ważny jest również kąt nachylenia oparcia ( 100 - 120° w stosunku do podłogi ), kąt odchylenia siedziska od poziomu ( przedni brzeg siedziska powinien być położony wyżej od tylnego

3 - 5° ), głębokość siedziska ( 350 - 400 mm ), szerokość siedziska ( 380 - 400 mm ).

 

Wysokość robocza. Wysokość robocza jest ważna gdyż to ona decyduje o przyjmowanej postawie ciała. Niedostosowanie wysokości roboczej do pracownika może być przyczyną bólu i schorzeń narządu ruchu, jak również obniżenia produkcji.

Wysokość robocza zależy przede wszystkim od charakteru pracy ( precyzyjna, lekka, ciężka, wymagająca ruchu itd. ) oraz do wymiarów ciała ludzkiego. Ze względu na rodzaj pracy dla pozycji stojącej, zaleca się następujące wysokości:

• 50 - 100 mm powyżej dolnej powierzchni łokcia dla pracy dokładnej i precyzyjnej;

• 50 - 150 mm poniżej dolnej powierzchni łokcia dla ogólnie lekkich zadań manipulacyjnych;

• 150 - 400 mm poniżej dolnej powierzchni łokcia dla pracy ciężkiej, szczególnie kiedy wymagane jest przyłożenie sił skierowanych ku dołowi.

 

Organizacja stanowisk pracy z komputerem

Przykładem stanowiska pracy pod kątem zastosowania rozwiązań ergonomicznych jest stanowisko do pracy z komputerem. Wyposażenie takiego stanowiska to komputer z oprzyrządowaniem

( monitor, drukarka, klawiatura, mysz itd. ), a także stół siedzisko i inne sprzęty.

Podczas pracy z komputerem pracownik może być narażony na różne czynniki szkodliwe i uciążliwe.

Czynniki szkodliwe:

• Pole elektrostatyczne rzędu do 100 V/ metr w odległości około 50 cm od ekranu, wywołane wysokim potencjałem dodatnim monitora ekranowego.

• Promieniowanie elektromagnetyczne indukowane przez prądy i napięcia o różnych pasmach częstotliwości, szczególnie małych ( ELF ) i bardzo małych (VLF ) częstotliwości,

• Promieniowanie jonizujące,

• Promieniowanie ultrafioletowe.

Czynniki uciążliwe:

• Niewłaściwe oświetlenie stanowiska pracy,

• Migotanie obrazu,

• Wymuszona pozycja przy pracy,

• Hałas

• Niewłaściwy mikroklimat,

• Nieergonomiczne stanowisko pracy (pulpit siedzisko ),

• Stres psychologiczny.

 

Rozmieszczenie elementów stanowiska pracy

 

Planowane stanowisko pracy wyposażone w monitor ekranowy powinno uwzględniać:

• Charakter pracy ( ciągła, dorywcza, wprowadzanie danych itp. )

• Ustawienie stanowiska względem oświetlenia:

• ekran monitora powinien być ustawiony poprzecznie względem okien, w odległości ok. 1 metra od nich,

• olśnienie bezpośrednie do opraw, okien ; przezroczystych lub półprzezroczystych ścian albo jasnych płaszczyzn pomieszczenia oraz olśnienie odbiciowe od ekranu monitora powinno zostać ograniczone w szczególności przez stosowanie odpowiednich opraw oświetleniowych, instalowanie żaluzji lub zasłon w oknach.

• Dostateczną przestrzeń pracy, pozwalającą na umieszczenie wszystkich elementów obsługiwanych ręcznie w zasięgu kończyn górnych,

• Takie usytuowanie w pomieszczeniu, aby zapewnić pracownikowi swobodny dostęp do tego stanowiska. Odległości między sąsiednimi monitorami powinny wynosić co najmniej 0,6 metra, a między pracownikiem i tyłem sąsiedniego monitora - co najmniej 0,8 metra,

• Urządzenia pomocnicze:

• jeśli przy pracy istnieje konieczność korzystania z dokumentów stanowisko pracy należy wyposażyć w uchwyt na dokument posiadający regulację ustawienia wysokości, pochylenia oraz odległości od pracownika,

• uchwyt na dokument powinien znajdować się przed pracownikiem miedzy ekranem monitora a klawiaturą lub w innym miejscu - w pozycji minimalizującej uciążliwe ruchy głowy i oczu.

Siedzisko

Krzesło stanowiące wyposażenie stanowiska pracy powinno posiadać:

• dostateczną stabilność, przez wyposażenie go w podstawę co najmniej pięciopodporową z kółkami jezdnymi,

• wymiary oparcia i siedziska zapewniające wygodną pozycję ciała i swobodę ruchów,

• regulację wysokości siedziska w zakresie 400 - 500 mm, licząc od podłogi,

• regulację wysokości oparcia oraz regulację pochylenia oparcia w zakresie: 5° do przodu i 30° do tyłu, wyprofilowanie płyty siedziska i oparcia odpowiednio do naturalnego wygięcia kręgosłupa

i odcinka udowego kończyn dolnych,

• możliwość obrotu wokół osi pionowej o 360°,

• podłokietniki.

Mechanizmy regulacji wysokości siedziska i pochylenia oparcia powinny być łatwo dostępne i proste w obsłudze.

Stół

Konstrukcja stołu powinna umożliwiać dogodne ustawienie elementów wyposażenia stanowiska pracy, w tym zróżnicowaną wysokość ustawienia monitora ekranowego i klawiatury.

Szerokość i głębokość stołu powinna zapewniać:

• wystarczającą powierzchnię do łatwego posługiwania się elementami wyposażenia stanowiska pracy,

• ustawienie klawiatury z zachowaniem odległości nie mniejszej niż 100 mm między klawiaturą

a przednią krawędzią stołu,

- ustawienie elementów wyposażenia w odpowiedniej odległości od pracownika, to jest w zasięgu

jego kończyn górnych.

Wysokość stołu oraz siedziska krzesła powinna być ustalona tak, aby zapewnić:

- naturalne położenie kończyn górnych zapewniające przy obsłudze klawiatury zachowanie co najmniej kąta prostego między ramieniem i przedramieniem,

• odpowiedni kąt obserwacji ekranu monitora w zakresie 20° - 50° w dół ( licząc od linii poziomej na wysokości oczu pracownika do linii poprowadzonej od jego oczu do środka ekranu ), przy czym górna krawędź ekranu monitora nie powinna znajdować się powyżej oczu pracownika,

Klawiatura

Klawiatura powinna stanowić osobny element sprzętu komputerowego. Konstrukcja klawiatury powinna umożliwiać użytkownikowi przyjęcie takiej pozycji, aby nie powodowała zmęczenia mięśni kończyn górnych podczas pracy.

Klawiatura powinna posiadać w szczególności:

• możliwość regulacji kąta nachylenia w zakresie 0 - 15°,

• odpowiednią wysokość - przy spełnieniu warunku aby wysokość środkowego rzędu klawiszy alfanumerycznych z literami A,S...,licząc od płaszczyzny stołu nie przekraczała 30 mm dla przynajmniej jednej pozycji pochylenia klawiatury.

Powierzchnia klawiatury powinna być matowa a znaki na klawiaturze powinny być kontrastowe , czytelne.

Monitor

Monitor powinien zapewniać:

• znaki na ekranie powinny być wyraźne i czytelne,

• obraz na ekranie powinien być stabilny, bez tętnienia lub innych form nie stabilności,

• regulacje ustawienia monitora powinny umożliwiać pochylenie ekranu co najmniej 20° do tyłu

i 5° do przodu oraz obrót wokół własnej osi o co najmniej 120° - po 60° w obu kierunkach,

• ekran monitora powinien być pokryty warstwą antyodbiciową lub wyposażony w odpowiedni filtr,

• odległość oczu pracownika od ekranu monitora powinna wynosić 400 - 750mm.

Podstawowe zasady pracy przy komputerze

• codziennie wietrzyć pomieszczenie, w którym znajduje się komputer,

• w zależności od potrzeb czyścić ekran monitora płynem elektrostatycznym (nie rzadziej niż raz

w tygodniu )

• łączenie przemienne pracy związanej z obsługą monitora ekranowego z innymi rodzajami prac nie obciążającymi narządu wzroku i wykonywanymi w innych pozycjach ciała - przy nie przekraczaniu godziny nieprzerwanej pracy przy obsłudze monitora ekranowego lub co najmniej 5 - minutową przerwę, wliczaną do czasu pracy, po każdej godzinie pracy przy obsłudze monitora ekranowego.

Uwaga: Kobiety w ciąży mogą pracować przy monitorach ekranowych do 4 godzin dziennie.

Pracodawca jest obowiązany organizować stanowiska pracy z monitorami ekranowymi ,

w taki sposób, aby spełniały one minimalne wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy

oraz ergonomii.

---