P

P

A

A

Ń

Ń

S

S

T

T

W

W

O

O

W

W

A

A

W

W

Y

Y

ś

ś

S

S

Z

Z

A

A

S

S

Z

Z

K

K

O

O

Ł

Ł

A

A

Z

Z

A

A

W

W

O

O

D

D

O

O

W

W

A

A

w Nowym Sączu

NAUKA O PRACY I ERGONOMIA

MATERIAŁY DO PROJEKTOWANIA

P III

OBCIĄśENIE STATYCZNE

I DYNAMICZNE W CZASIE PRACY

Spis treści:

1. Wprowadzenie
2. Ocena obciążenia statycznego
3. Badanie reakcji organizmu na obciążenie fizyczne metodą odnowy

tętna.

Zespół ćwiczeniowy:

Grupa....................Data...................

1.......................................................

2......................................................

3.......................................................

4.......................................................

5.....................................................

1.Wprowadzenie

Mięśnie szkieletowe cechują się dwojakim rodzajem aktywności: dynamiczną i

statyczną. Pierwsza wiąże się z czynnością skurczową, podczas której dochodzi do
zmniejszenia długości mięśnia i zbliżenia miejsc jego przyczepów na częściach kostnych. W
ten sposób odbywają się ruchy lokomocyjne, a także pokonywanie oporów zewnętrznych, co
umożliwia wykonywanie różnych operacji ruchowych. Siła mięśni działa wówczas wzdłuż
pewnej drogi i jest wykonywana praca mechaniczna, którą w określonych warunkach można
łatwo zmierzyć. Taki rodzaj wysiłku nazywamy pracą dynamiczną.

Praca statyczna stwarza inny, również bardzo istotny rodzaj aktywności mięśniowej.

Jej istotą są skurcze izometryczne, charakteryzujące się tym, że stan pobudzenia powoduje
wzrost napięcia mięśni, natomiast nie ulegają one skróceniu. W rezultacie nie następuje
zbliżanie się do siebie miejsc ich przyczepu na częściach kostnych Nie ma zatem efektu
pracy w sensie mechanicznym. Jednak wzrost napięcia mięśnia, spowodowany jego
izometrycznym skurczem, jest czynnym procesem fizjologicznym stanowiąc często duże
obciążenie dla organizmu. Dlatego mówimy o pracy statycznej.

Podczas pracy dynamicznej mięsień uczestniczący w pracy, po okresie krótkotrwałego

skurczu, powraca do stanu wyjściowego i reakcja skurczowa może być powtórzona.
Naprzemienne stany skurczu i rozkurczu nie tylko nie utrudniają, lecz wręcz ułatwiają
krążenie krwi i wymianę składników między dopływającą krwią i pracującymi mięśniami.
Sytuacja jest odmienna podczas pracy statycznej. Długotrwałe napięcie mięśnia, poprzez
ucisk na naczynia krwionośne, utrudnia swobodny przepływ krwi, co z kolei zakłóca
dostarczanie niezbędnych składników i usuwanie produktów przemiany materii. W tych
warunkach ułatwiony jest rozwój zmęczenia. Powstaje poczucie dyskomfortu, aż do
pojawienia się reakcji bólowych w napiętych mięśniach.. Dlatego we wszystkich sytuacjach,
w których jest to możliwe, należy zmniejszać obciążenie statyczne podczas pracy
zawodowej, nawet jeśli doprowadziłoby to do zwiększenia dynamicznej aktywności
mięśniowej i wzrostu zużycia energii. Zmniejszona aktywność ruchowa stanowi negatywną
cechę współczesnego życia o niemałym znaczeniu w bilansie wpływów zdrowotnych.

2. Ocena obciążenia statycznego metodą OWAS

Podstawowa część obciążeń typu statycznego jest związana z napięciami posturalnymi

odgrywającymi rolę w utrzymaniu pożądanej pozycji ciała. Praktycznie każdej pracy
dynamicznej towarzyszą napięcia statyczne części grup mięśniowych, decydujące o
pożądanej pozycji ciała. Wysiłki typu statycznego stanowią bardzo istotny składnik
ogólnego obciążenia w pracy zawodowej. W znacznym stopniu została wyeliminowana
ciężka praca fizyczna w dawnym znaczeniu, kiedy mięśnie ludzkie stanowiły źródło energii
mechanicznej. Natomiast zwiększyła się liczba stanowisk pracy, na których dużą rolę
odgrywa długotrwałe utrzymywanie stałej pozycji ciała, stabilizującej położenie głowy,
tułowia i kończyn górnych: większość prac biurowych, praca operatorów monitorów
komputerowych, pulpitów sterowniczych i innych urządzeń.

Ze względu na stopień rozpowszechnienia i negatywne następstwa obciążenia typu

statycznego są one przedmiotem szczególnego zainteresowania w działaniach zmierzających
do optymalizacji metod i warunków pracy. Wśród różnych metod całościowej oceny
obciążenia statycznego na uwagę zasługuje metoda zaproponowana przez autorów fińskich,
nazywana w skrócie OWAS (Ovako Working Posture Analysis System). Uwzględniono w
niej zajmowaną pozycję ciała i obciążenie zewnętrzne w kilogramach, położenie tułowia
(pleców), ramion i nóg.

Analiza obciążenia statycznego metodą OWAS

Metoda analizy obciążenia statycznego metodą OWAS służy do wielkości oceny

obciążenia statycznego na stanowiskach pracy.
Metoda bierze pod uwagę obciążenie pochodzące od czterech czynników:

- pozycja pleców
- położenie ramion
- praca nóg
- wielkość obciążenia zewnętrznego,

ale nie uwzględnia częstości zmiany pozycji oraz rytmu pracy..

Analiza obciążenia statycznego obejmuje stanowisko...........................................

Sposób postępowania:

1. Wybrać czynność (pozycję przy pracy) przeważającą w ciągu zmiany roboczej.
2. Na podstawie oceny pozycji pleców, ramion, nóg, i obciążenia określić kod pozycji
3. Z diagramu na rys.2. (na odwrocie strony) na podstawie kodu pozycji (z rys.1) odczytać typ

kategorii obciążenia (1,2,3 lub 4).

4. Z tab.1 odczytać dla danej kategorii obciążenia jej opis.
5. Z tab.2 odczytać interpretację kategorii.

A B C D

Rys.1. Wyznaczenie kodu pozycji ciała do oceny obciążenia statycznego metodą OWAS.

P

P

r

r

z

z

y

y

k

k

ł

ł

a

a

d

d

y

y

:

:

k

k

o

o

d

d

p

p

o

o

z

z

y

y

c

c

j

j

i

i

1

1

2

2

3

3

2

2

1- plecy wyprostowane
2- ramiona: jedno ramię powyżej stawu łokciowego
3- nogi: pozycja stojąca z jedną nogą wyprostowaną
2- obciążenie zewnętrzne : masa od 10 do 20 kg

A-PLECY:
1. wyprostowane
2. zgięte do przodu
3. skręcone
4. zgięte i skręcone

B-RAMIONA:
1. obydwa poniżej stawu łokciowego
2. jedno powyżej stawu łokciowego
3. obydwa powyżej stawu łokciowego

C-NOGI:
1. pozycja siedząca
2. stojąca z nogami wyprostowanymi
3. stojąca z jedną nogą wyprostowaną
4. stojąca z nogami zgiętymi
5. stojąca z jedną nogą zgiętą
6. klęczenie na jednym lub obu kolanach
7. chodzenie

D-OBCIĄZENIE ZEWNĘTRZNE:
1. masa poniżej 10 kg
2. masa od 10 do 20 kg
3. masa powyżej 20 kg

Rys.2. Diagram do odczytywania na podstawie kodu pozycji kategorii obciążenia statycznego.

Tab.1. Opis kategorii obci

ąż

enia statycznego.

Kategoria

Opis Kategorii

Kategoria 1

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy są naturalne
- obciążenie jest optymalne lub akceptowalne
- nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku

Kategoria 2

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mogą mieć negatywny wpływ na układ
mięśniowo-szkieletowy
- obciążenie jest prawie akceptowalne nie ma potrzeby dokonywania natychmiastowych zmian na
stanowisku, ale należy wziąć pod uwagę konieczność przeprowadzenia takich zmian w przyszłości.

Kategoria 3

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają negatywny wpływ
na układ mięśniowo-szkieletowy
- obciążenie jest duże
- zmiany na stanowisku należy przeprowadzić tak szybko , jak to możliwe.

Kategoria 4

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają bardzo negatywny
wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy
- obciążenie jest bardzo duże
- zmiany na stanowisku należy przeprowadzić natychmiast.

Tab.2.Interpretacja wyników oceny obciążenia statycznego.

Obciążenie

Pozycja ciała przy pracy

(kategorie OWAS)

Czas utrzymania jedne pozycji

(% czasu zmiany roboczej)

pozycja niewymuszona kategorii 1

do 70

pozycja niewymuszona kategorii 1
lub niewymuszona kategorii 2

do 50

małe

pozycja wymuszona kategorii 2

do 30

pozycja niewymuszona kategorii 1

powyżej 70

pozycja niewymuszona kategorii 1
lub niewymuszona kategorii 2

50-70

pozycja wymuszona kategorii 2

30-50

ś

rednie

pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4

do 30

pozycja wymuszona kategorii 1
lub niewymuszona kategorii 2

powyżej 70

pozycja wymuszona kategorii 2

powyżej 50

duże

pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4

powyżej30

1

2

3

4

5

6

7

NOGI

P

L

E

C

Y

R

A

M

IO

N

A

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

OBCIĄśENIE

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1
2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1

1

3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 3 1 1 1 1 1 2
1 2 2 3 2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3
2 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 4 4 3 4 4 3 3 4 2 3 4

2

3 3 3 4 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4
1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 4 1 1 1 1 1 1
2 2 2 3 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 4 4 3 3 3 1 1 1

3

3 2 2 3 1 1 1 2 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 1 1
1 2 3 3 2 2 3 2 2 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4
2 3 3 4 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4

4

3 4 4 4 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4

KOD POZYCJI

3.Badanie reakcji organizmu na obciążenie fizyczne metodą odnowy tętna

Podczas wysiłku fizycznego następuje pobudzenie układu krążenia i oddechowego

oraz mechanizmów termoregulacji w związku z pokryciem zwiększonego zapotrzebowania
pracujących mięśni na tlen i substraty energetyczne oraz stanowi efektywne usuwanie z
mięśni produktów przemiany materii.
Stopień zmian wskaźników określających czynność tych układów może więc być podstawą
szacunkowej oceny intensywności pracy wykonanej przez organizm. Parametrem często
stosowanym do oceny kosztu energetycznego i tym samym stopnia ciężkości pracy jest
analiza częstości skurczów serca podczas pracy. Obciążenie organizmu na podstawie pracy
układu krążenia może być oceniane za pomocą wskaźników:

częstotliwości tętna

czasu powrotu tętna do poziomu spoczynkowego
Metoda ta jest mniej złożona niż pomiar pobierania tlenu, ale dokładność jej jest

stosunkowo mała. Metoda oceny wydatku energetycznego podczas pracy na podstawie
pomiaru częstości skurczów serca ma zastosowanie jedynie w przypadku pracy
dynamicznej, z zaangażowaniem dużych grup mięśniowych, przy małym statycznym
obciążeniu mięśni i przy braku wpływu stresu cieplnego i obciążenia psychicznego
pracownika podczas pracy.

TEST ODNOWY TĘTNA I CIŚNIENIA KRWI

Ć

wiczenie polega na przeprowadzeniu dwóch różnych prób wysiłku dynamicznego z pomiarem

czasu powrotu tętna do warunków normalnych.

Przed przystąpieniem do ćwiczenia dokonujemy pomiaru kontrolnego ciśnienia i tętna jako

parametrów odniesienia do porównania ze wzrostem po wysiłku.(Uwaga! Zabronione jest przeprowadzanie
testów wysiłkowych przy ciśnieniu kontrolnym powyżej 150 mmHg). Niezależnie od formy obciążenia
dokonujemy pomiaru czasu próby (w sek.), a następnie tętna natychmiast po próbie i kolejno w ustalonych
odstępach czasowych po ustaniu wysiłku fizycznego.
Dane liczbowe wpisujemy do tabelki i sporządzamy wykres zmian parametrów ciśnienia i tętna porównując
tempo powrotu parametrów układu krążenia do warunków normalnych

.

Próba

wysiłku

Parametr

Kontrolny
(przed
próbą)

Czas

Próby

(sek)

Po

próbie

0,0min.

Po

próbie

1,0min

Po

próbie

2,0min.

Po

próbie

3,0min.

Po

próbie

4,0min

Po

próbie

5,0min

II

Oceny ciężkości pracy na podstawie pomiarów częstości skurczów serca można dokonać w sposób
przybliżony określając wydatek energetyczny związany z wysiłkiem na podstawie wzoru

:

M

es

= A x t x (4HR – 255) [J]

HR – częstość skurczu serca /min

t - czas wysiłku podlegający ocenie(sek)

A - powierzchnia ciała ( 1,7 – 1,9 m

2

)

Próba wysiłku I

M

es

= A x t x (4HR – 255) = x x (4 - 255) = J

Odczyt z cykloenergometru ..............kcal x 1000 x 4,18 = .................... J

Próba wysiłku II

M

es

= A x t x (4HR – 255) = x x (4 - 255) = J

Odczyt z cykloenergometru ..............kcal x 1000 x 4,18 = .................... J

WYKRES ODNOWY TĘTNA

T

ę

tno

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

70

60

Czas

Min.

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Klasyfikacji wysiłków wg ich ciężkości można dokonać na podstawie stwierdzonych

zmian fizjologicznych organizmu zgodnie z poniższą tabelą:

WYSIŁEK FIZYCZNY A ZMIANY FIZJOLOGICZNE W ORGANIZMIE

Parametry fizjologiczne

wydatek

energetyczny

netto/8 h

pracy

częstość

oddechów

wentylacja

płuc

pochłanianie

tlenu

częstość

skurczów serca

temperatura

wewnętrzna

ciała

stopień

ciężkości

pracy

kJ

oddech.

min-1

oddech

.min-

1

l.min-

1

skurcz.min-

1

0

C

Spoczynek

16

6-8

0,25-0,30

60-70

36,6

B. lekka

1 250

16-20

8-10

0,3-0,5

70-75

36,6-37,0

Lekka

1 250- 3 500

20-25

10-20

0,5-1,0

75-100

37,0-37,5

Ś

rednia

3 500-6 300

25-30

20-30

1,0-1,5

100-125

37,5-38,0

Ciężka

6 300-8 400

30-35

30-50

1,5-2,0

125-150

38,0-38,5

B. ciężka

8 400-12 500

35-40

50-65

2,0-2,5

150-175

38,5-39,0

Krańcowo
ciężka

>12 500

>40

>65

>2,5

>175

>39,0

Stopień ciężkości wysiłków określamy na podstawie pomiarów częstości skurczów serca :

Próba wysiłku I – Tętno.........Stopień ciężkości......................wydatek energet........................

Próba wysiłku II – Tętno.........Stopień ciężkości...................wydatek energet........................