OCENA WYDATKU

OCENA WYDATKU

ENERGETYCZNEG

ENERGETYCZNEG

O

O

WYDATEK ENERGRTYCZNY

Wydatek energetyczny stanowi cechę

obciążenia fizycznego, szczególnie

w przypadku prac dynamicznych

wymagających dużego zużycia energii.

Badanie jego poziomu można

przeprowadzić na podstawie ilości energii

(w kcal lub kJ) zużytej na wykonanie danej

pracy lub na podstawie charakterystyki

zmian niektórych parametrów

fizjologicznych zachodzących w naszym

organizmie pod wpływem pracy.

OCENA WYDATKU

ENERGETYCZNEGO PRZY

PRACY FIZYCZNEJ

WYDATEK ENERGETYCZNY

PODCZAS 8 GODZIN PRACY (W

KCAL)

OCENA

NA ZMIANĘ

NA MINUTĘ

SŁOWNA

PUNKTOWA

< 300

300 - 800

800 - 1500

1500 - 2000

> 2000

< 2,5

2,5 – 5

5 – 7,5

7,5 – 10

> 10

BARDZO MAŁY

MAŁY

ŚREDNI

DUŻY

BARDZO DUŻY

0

1 – 25

25 – 50

50 – 75

75 - 100

METODY OBLICZANIA

WYDATKU ENERGETYCZNEGO:

• METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ
• METODA CHRONOMETRAŻOWO-

TABELARYCZNA OCENY WYDATKU
ENERGII ORAZ UPROSZCZONA
WEDŁUG LEHMANNA

• POMIAR WYDATKU ENERGETYCZNEGO

NA PODSTAWIE ZMIAN W USTROJU

METODA KALORYMETRII

POŚREDNIEJ

Kalorymetria bezpośrednia polega na tym,

że umieszcza się badaną osobę w specjalnej

komorze (kalorymetrze), wewnątrz której

istnieje możliwość pomiaru przyrostu

temperatury wskutek wydzielenia się ciepła

przez organizm człowieka. Ilość tego ciepła

jest miarą wydatkowanej energii.
Metoda ta, mimo swej dokładności , nie ma

jednak praktycznego zastosowania

z uwagi na wymagane warunki

laboratoryjne.

METODA KALORYMETRII

POŚREDNIEJ C.D.

Metoda kalorymetrii pośredniej bada
przemianę gazową, jaka zachodzi podczas
spalania związków organicznych
wykorzystywanych przez organizm jako
źródło potencjalnej energii mechanicznej.
Wyniki badań wskazują, że z 1 litra tlenu
zużytego do spalania substancji
odżywczych uwalnia się przy
węglowodanach – 5kcal, przy tłuszczach –
4kcal, a przy białkach – 4,85kcal.

METODA KALORYMETRII

POŚREDNIEJ C.D.

Aby ustalić ilość wytworzonej przez
organizm energii należy zmierzyć ilość
tlenu zużytego w określonym czasie.
W tym celu stosuje się:

• Gumowy worek Douglasa do chwytania

powietrza wydychanego podczas pracy

• Gazomierz, który mierzy bezpośrednio

ilość wydychanego powietrza i pobiera
jego próbkę do małej dętki.

METODA KALORYMETRII

POŚREDNIEJ C.D.

Aby uzyskać efektywny wydatek
energetyczny wyrażający koszt biologiczny
pracy należy odjąć ilość kalorii potrzebnych
na przemianę podstawową. Koszt
energetyczny przemiany podstawowej
można również określić za pomocą metody
kalorymetrii pośredniej
w warunkach spoczynkowych lub na
podstawie specjalnych tablic
uwzględniających płeć, wiek, wzrost
i wagę ciała.

OKREŚLENIE WYDATKU

ENERGETYCZNEGO

METODĄ KALORYMETRII

POŚREDNIEJ JEST BARDZO

PRACOCHŁONNE

I WYMAGA

ZASTOSOWANIA

ODPOWIEDNIEJ

APARATURY , KTÓRA

UTRUDNIA WYKONYWANIE

PRACY PRZEZ OSOBĘ

BADANĄ. POTRZEBNE

JEST PRZY TYM SPECJALNE

ZAPLECZE

LABORATORYJNE ORAZ

WYSZKOLONY DO BADAŃ

PERSONEL.

METODA CHRONOMETRAŻOWO-

TABELARYCZNA OCENY WYDATKU

ENERGII ORAZ UPROSZCZONA WEDŁUG

LEHMANNA

Przy braku warunków do
zastosowania metody kolorymetrii
pośredniej można wykonać mniej
dokładne metody:

• METODA CHRONOMETRAŻOWO-

TABELARYCZNA

• METODA UPROSZCZONA WG LEHMANNA

METODA CHRONOMETRAŻOWO-

TABELARYCZNA OCENY WYDATKU

ENERGII

Metoda ta polega na uwzględnianiu dwóch grup

danych:

•

tabel jednostkowego wydatku energetycznego

(w kcal/min) na wykonanie różnych czynności

• czasu wykonania poszczególnych rodzajów

czynności w ciągu zmiany roboczej.

Uzyskanie tych danych wymaga obserwacji oraz

pomiarów czasu trwania badanych czynności.

METODA CHRONOMETRAŻOWO-

TABELARYCZNA OCENY WYDATKU

ENERGII

Jest to odczytywanie z tabel wartości wydatku
energetycznego dla typowych czynności

występujących w życiu codziennym i pracy

zawodowej.

Metoda szacowania wielkości wydatku

energetycznego na podstawie gotowych tabel

jest obarczona największym błędem i może

być stosowana jedynie w szczególnych

przypadkach, z uwzględnieniem różnic

wynikających ze specyfiki branż przemysłowych

i zmian technologicznych jakie dokonały się

w ostatnich latach na ocenianych stanowiskach

pracy.

METODA CHRONOMETRAŻOWO-

TABELARYCZNA OCENY WYDATKU

ENERGII

Przykład: Fragment tabeli: Wydatek Energetyczny związany z pracą na
poszczególnych stanowiskach:

PRZEMYSŁ

RODZAJ

CZYNNOŚCI

WARTOŚĆ WYDATKU

ENERGETYCZNEGO

W KCAL/MIN

Budowlany

Murowanie
Mieszanie
cementu
Tynkowanie
Układanie cegieł
Wykonywanie
posadzki
Obróbka kamienia
ciosakiem
Prace drogowe:
Przygotowanie
gruntu
i układanie kostek

3,03
3,7
3,1
3,0

3,4

2,8

3,0

Tabele nie uwzględniają wszystkich rodzajów prac

i czynności występujących w zawodach. Można

porównać ze sobą pewne czynności. Jeżeli jest to

niemożliwe, należy zastosować uproszczoną

metodę badania kosztu energetycznego pracy

według Lehmanna.

METODA

LEHMANN

A

 pozycji ciała,

 zaangażowania

fragmentów

ciała (grupy mięśni) i stopnia
ciężkości wykonywanej pracy.

Metoda Lahmanna polega na

określeniu 2 wielkości

ocenianych

podczas wykonywania pracy:

PODCZAS WSTĘPNEJ KWALIFIKACJI WEDŁUG

STOPNIA CIĘŻKOŚCI NALEŻY KIEROWAĆ SIĘ

NASTEPUJĄCYMI KRYTERIAMI:



praca lekka

–

praca wykonywana

w

swobodnym tempie, ciężar stosowanych
narzędzi i transportowanych przedmiotów
jest znikomy,



praca

średnio

ciężka

–

praca

wymagająca

szybkiego

tempa

i

operowania

(lub

transportowania)

przedmiotów o masie (M) 5<M<10 kg lub
praca o umiarkowanym tempie, ale przy
przemieszczaniu przedmiotów o masie
10<M<15 kg,



praca ciężka – praca wymagająca

szybkiego tempa i operacji przy użyciu
przedmiotów masie 10<M<15 kg lub
praca

o

umiarkowanym

tempie

z

zastosowaniem przedmiotów o masie
M>15 kg,

PODCZAS WSTĘPNEJ KWALIFIKACJI WEDŁUG

STOPNIA CIĘŻKOŚCI NALEŻY KIEROWAĆ SIĘ

NASTEPUJĄCYMI KRYTERIAMI:

Uproszczona metoda Lahmanna

Część A – pozycja ciała

Pozycja

ciała

Wydatek energetyczny

kcal/min

KJ/min

W/m

2

W

Siedząca

0,3

1,26

12

21

Na kolanach

0,5

2,10

19

35

W kucki

0,5

2,10

19

35

Stojąca

0,6

2,51

23

42

Stojąca

pochylona

0,8

3,35

31

56

Chodząca

1,7-3,5

7,12-

14,56

66-124

119-144

Uproszczona metoda Lahmanna

Część B – zaangażowanie fragmentów ciała

(grupy mięśni) i stopień jego ciężkości

Rodzaj i ciężkość

pracy

Wydatek energetyczny

kcal/min

kJ/min

W/m

2

W

Praca

palców, ręki i

przedramieni

a

Lekka

0,5-0,6

1,3-2,5

12-23

21-42

Średnia

0,61-0,9

2,51-3,8

24-35

43-63

Ciężka

0,91-1,2

3,81-5

36-47

65-84

Uproszczona metoda Lahmanna

Część B – zaangażowanie fragmentów ciała

(grupy mięśni) i stopień jego ciężkości

Rodzaj i ciężkość

pracy

Wydatek energetyczny

kcal/min

kJ/min

W/m

2

W

Praca

jednego

ramienia

Lekka

0,7-1,2

2,9-5

27-47

49-84

Średnia

1,21-1,7

5,01-7,1

48-66

85-119

Ciężka

1,71-2,2

7,11-9,2

67-85

120-153

Uproszczona metoda Lahmanna

Część B – zaangażowanie fragmentów ciała

(grupy mięśni) i stopień jego ciężkości

Rodzaj i ciężkość

pracy

Wydatek energetyczny

kcal/min

kJ/min

W/m

2

W

Praca obu

ramion

Lekka

1,5-2

6,3-8,4

58-78

105-140

Średnia

2,01-2,5

8,41-10,5

79-97

141-174

Ciężka

2,51-3

10,51-12,6

98-116

175-209

Część B – zaangażowanie fragmentów ciała

(grupy mięśni) i stopień jego ciężkości

Rodzaj i ciężkość

pracy

Wydatek energetyczny

kcal/min

kJ/min

W/m

2

W

Praca mięśni

kończyn i

tułowia

Lekka

2,5-4

10,5-16,7

97-155

4-279

Średnia

4,01-6

16,71-25,1

156-233

280-419

Ciężka

6,01-8,5 25,11-35,6

234-329

420-593

Bardzo

ciężka

8,51-11,5 35,61-48,1

330-445

594-802

Uproszczona metoda Lahmanna

Dokonujemy zsumowania wartości

Dokonujemy zsumowania wartości obu części
tabeli

dla

poszczególnych

czynności

(operacji)

i

mnożymy

przez

czas

ich

wykonywania.

Tak obliczona wartość stanowi całkowity
wydatek energetyczny (netto) związany z
wykonywaną pracą w ciągu zmiany roboczej.

WAŻNE

WAŻNE

W przypadku pracy kobiet otrzymany

wynik

wynik

mnożymy przez współczynnik 0,85

mnożymy przez współczynnik 0,85.

W przypadku środowiska

gorącego

gorącego

wydatek

energetyczny jest wyższy o około

12%,

12%,

a

środowiska

zimnego – o około 10%.

zimnego – o około 10%.

POMIAR WYDATKU

ENERGETYCZNEGO NA

PODSTWIE ZMIAN

FIZJOLOGICZNYCH

W USTROJU

Zależność parametrów fizjologicznych od

natężenia wysiłku fizycznego podczas pracy

Natężenie

wysiłku

fizyczneg

o

Wydatek

energet.
kcal/min

Zużycie

tlenu w

l/min

Wentylacj

a płuc w

l/min

Częstotliw

ość tętna

na min

Temperat

ura ciała

w *C

Bardzo

lekki

<2,5

<0,5

<10

<75

37,5

Lekki

2,5-5,0

0,5-1,0

10-20

75-100

Średni

5,0-7,5

1,0-1,5

20-35

100-125

37,5-38,0

Ciężki

7,5-10,0

1,5-2,0

35-50

125-150

38,0-38,5

Bardzo

ciężki

10,0-12,5

2,0-2,5

50-65

150-175

38,5-39,0

Krańcowo

ciężki

>12,5

>2,5

>65

>175

>39

Wentylacja minutowa płuc rośnie

proporcjonalnie do ciężkości wysiłku i
zużycia tlenu przez organizm. Jej
wzrost jest wynikiem zarówno
przyspieszenia ciężkości, jak i
głębokości oddechów.

Do pomiaru wentylacji płuc

używane są spirometry

i spirografy.

Worek Douglasa.

Do pomiaru można również wykorzystać

tzw. worek Douglasa, następnie zmierzyć

gazomierzem ilość wydychanego

powietrza, a otrzymaną wielkość

podzielić przez czas trwania pomiarów w

minutach, uzyskując minutową

wentylację płuc. Wynik pomiarów z dość

dużą dokładnością określa stopień

ciężkości, zwłaszcza wysiłku

dynamicznego dla pojedynczego

robotnika.

Wydatek energetyczny związany z pracą można

również ustalić na podstawie częstości tętna.
Jednak przy pracach lekkich może nastąpić

znaczny rozrzut częstości tętna spowodowany nie

tyle intensywnością pracy, ile czynnikami

ubocznymi, takimi jak:

-         hałas,
-         emocje,
-         itp.

Pomiar częstości tętna przeprowadzamy za pomocą:

-

- liczników elektronicznych i fotoelektrycznych

(przymocowanych do małżowiny usznej, nie

przeszkadzające w wykonywaniu czynności

zawodowych)
- Rejestracji w sposób ciągły techniką

lektrokardiograficzną lub telemetryczną (pomiar

na odległość umożliwiający zapis w miejscach

trudno dostępnych, przy pracach ruchliwych)
- Uciskając tętnicę szyją w okolicy konta żuchwy

za pomocą drugiego i trzeciego palca prawej ręki.

Oceny wydatku energetycznego

na podstawie pomiaru częstości
tętna nie można stosować podczas
pracy wykonywanej w wysokiej
temperaturze. Wówczas reakcja
układu krążenia są podporządkowane
w dużej mierze procesom
termoregulacji.

Doświadczenia prowadzone podczas
dynamicznej pracy fizycznej wykazały, że
końcowe wartości tętna nie narastają
gwałtownie po przystąpieniu do pracy lecz
zmieniają się stopniowo. Proces zmian
odzwierciedla systematyczne dostosowanie
się ustroju do poziomu warunków roboczych.
Po osiągnięciu częstości tętna
odpowiadającej konkretnym warunkom pracy
zaczyna się okres równowagi fizjologicznej.

Wreszcie po zakończeniu pracy tętno

zaczyna stopniowo powracać do stanu

spoczynkowego. Okres powrotu tętna

do normy nazywa się okresem odnowy

(restytucji) tętna.
Tętno wraca do stanu spoczynkowego

tym szybciej, im mniejsze było

poprzedzające obciążenie.

TEMPERATURA GŁĘBOKA

Do badania uciążliwości wysiłku

fizycznego można wykorzystać pomiary

temperatury. Dane dotyczą zmiany tego

parametru. Pod wpływem rosnącego

obciążenia pracą odnoszą się do tzw.

temperatury głębokiej (wnętrza ciała)

mierzone np. w odbytnicy. Pomiary

dokonywane w dole pachowym lub

w jamie ustnej są mało dokładne i nie

nadają się do wykorzystania.

TEMPERATURA GŁĘBOKA

Lehmann zaleca mierzenie

temperatury oddanego moczu co jest
wygodniejsze dla potrzeb oceny
uciążliwości pracy niż stosowanie
innych sposobów. Temperatura
głęboka ciała może służyć jako
miernik obciążenia fizycznego tylko
w optymalnych warunkach
klimatycznych.