Równowaga organizmu a wysiłek

fizyczny

2009

RÓWNOWAGA ORGANIZMU A WYSIŁEK

FIZYCZNY

• Homeostaza to względnie stały stan

równowagi składu chemicznego

organizmu i procesów życiowych w

ni8m zachodzących na stosunkowo

wysokim poziomie uporządkowania.

• Organizm człowieka zawsze dąży do

równowagi czynnościowej.

ETAPY PROCESÓW PRACYETAPY PROCESÓW

PRACY

•

Percepcja – uzyskiwanie informacji

•

Poprzez bezpośrednią obserwację procesu

produkcyjnego lub poprzez śledzenie aparatów

pomiarowych informujących o przebiegu

procesu.

•

Percepcja dokonuje się za pomocą receptorów i

przekazaniu informacji do układu nerwowego.

•

Ta faza podlega głównie badaniom fizjologii oraz

psychologii.

•

Z cybernetycznego punktu widzenia jest to

informacja przebiegająca od wyjścia maszyny

do wejścia na receptorze.

• Przetwarzanie – transformacja
• Przetwarzanie informacji w ośrodkowym

układzie nerwowym i doprowadzenie do
podjęcia decyzji.

• Na ten proces wpływają elementy z

zewnątrz jak i stan wewnętrzny człowieka (
wcześniej utrwalone informacje,
umiejętności sprawnego kojarzenia,
wykorzystanie wcześniejszych ,
spostrzeżeń, stresy, strach).

• Sterowanie – przekazanie podjętej

decyzji elektorom oraz wykonanie tej

decyzji.

• Działanie człowieka na maszynę w

celu wywołania pożądanych zmian w

procesie pracy.

• „ Wyjściem ” są efektory, „ wejściem

” urządzenia sterujące maszyny.

• Jest to zamknięty proces pracy.

• Trzy podstawowe rodzaje powiązań

pomiędzy maszyną, a człowiekiem:

• ręczne
• mechaniczne
• automatyczne

• Ręczny rodzaj powiązania – gdy człowiek wykonuje swoje

czynności robocze używając prostycz narzędzi ( np. młotka lub łopaty)

i jest jedynym źródłem energii, wykonując jednoczesnie funkcje

kontrolne.

• Mechaniczny rodzaj powiązania - maszyna jest źródłem energii,

zaś człowiek kontroluje przebieg procesu produkcyjnego obserwując

zachowanie się urządzenia bądź też aparatury kontrolno –

pomiarowej.

• Istotną cechą automatu jest to, że ma on własny system sprzężeń

zwrotnych, na które operator nie wywiera wpływu. Z punktu widzenia

ergonomicznego w układzie automatycznym decydującą rolę

odgrywają urządzenia sygnalizacyjne.

• Trzy grupy czynników działających obciążająco na organizm człowieka

w procesie pracy:

• do pierwszej grupy zalicza się samą pracę

• do drugiej – warunki jej wykonywania

• do trzeciej zaś – czas jej świadczenia

• Praca będzie zorganizowana w sposób racjonalny wtedy, kiedy

wszystkie czynniki będą zoptymalizowane.

Nauki powiązane z ergonomią

• Fizjologia pracy – bada biologiczne zjawiska zachodzące w

procesie pracy w celu zapewnienia najbardziej racjonalnego

wykorzystania sił fizycznych i psychicznych pracowników .

• Przedmiotem zainteresowania są przede wszystkim zjawiska

zmęczenia i znużenia w pracy oraz metody zapobiegania.

• Higiena pracy – zajmuje się niedopuszczeniem do

wystąpienia czynników zagrażających zdrowiu

pracowników , eliminowaniem ryzyka wystąpienia chorób,

optymalizacją warunków materialnego środowiska pracy

( mikroklimatu, oświetlenia, natężenia hałasu, itp.)

• Psychologia pracy – zajmuje się :

• przystosowaniem człowieka do pracy ( dobór pracowników ,

nauka , poradnictwo zawodowe)

• przystosowaniem pracy do człowieka ( tworzenie

optymalnych warunków odbioru informacji, podejmowania

decyzji i ich wykonywania ) ta dziedzina nosi nazwę

psychologii inżynieryjnej

• przystosowaniem człowieka do człowieka ( psychologia

społeczna)

• Organizacja pracy i ekonomika pracy
• ( badanie i mierzenie pracy, zasady

ekonomii ruchów)

• Antropologia – jest to biologia

porównawcza człowieka , a w jej ramach
znajduje się antropometria ( metodyka
pomiarów ciała ludzkiego ). Dzięki tej
dziedzinie można rozplanować stanowiska
robocze, które będą bezpieczne dla
pracowników.

Cele BHP a cele ergonomii:

• Optymalizacja wysiłku fizycznego i

psychicznego

• Maksymalizacja bezpieczeństwa pracy.
• Optymalizacja oddziaływania

materialnego środowiska pracy.

• Optymalizacja samopoczucia

pracujących i ich wrażeń

estetycznych.

• Optymalizacja wydajności pracy.

Ergonomia a BHP

• Ergonomia dąży do optymalnego przystosowania

stanowisk procesów i środowiska pracy do

możliwości psychofizycznych człowieka tak aby nie

tylko uchronić życie i zdrowie człowieka lecz dać

mu możliwość jak najpełniejszego rozwoju

osobowości.

• Pytanie : jaka jest relacja miedzy ergonomią a

bhp?

• Bezpieczeństwo Pracy zapewnia ochronę życia

pracownika , a ergonomia ochronę zdrowia 9 czyli

stanu dobrego samopoczucia fizycznego,

psychicznego i socjalnego a nie tylko brak choroby

lub niesprawności

W przemyśle rozróżniamy 4 rodzaje

ergonomii:

•

Ergonomia koncepcyjna – zajmuje się optymalizacją

projektów stanowisk pracy, aby przy wykorzystaniu

maksymalnych możliwości na danym poziomie wiedzy

zapewnione zostało na stanowisku pracy bezpieczeństwo

i niezawodność maszyn, a jednocześnie minimum

obciążenia fizycznego i psychicznego człowieka . Przy tak

tworzonym stanowisku pracy uwzględnia się

antropometrię człowieka oraz eliminowanie szkodliwych

dla zdrowia czynników.

•

Ergonomia korekcyjna -analizująca istniejące warunki

pracy i proponuje takie ich usprawnienie, aby w pełni

odpowiadały wymogom fizjologicznym i psychologicznym

człowieka. Tak zorganizowane warunki mają zapewnić

maksymalną wydajność pracy przy minimalnym

oddziaływaniu czynników szkodliwych dla zdrowia

• Ergonomia warunków pracy – zajmuje się

wyłącznie warunkami środowiska pracy i ich

wpływem na jego wydajność i efektywność pracy.

W układzie człowiek – środowisko pracy

zajmujemy się mikroklimatem, pyłami, gazami,

hałasem, drganiami, a więc ograniczeniem

wszystkich czynników szkodliwych , jakie mogą

występować w środowisku pracy.

• Ergonomia wyrobów – zajmuje się produktami

pracy człowieka.

Trzy grupy zmiennych, które wpływają na

fizyczne warunki pracy:

Zagadnienia wymiarów i wysiłków, mierzone

w jednostkach fizycznych, są to np.

• - odległości i wysokości miejsc pracy

• - kształtów i rozmiarów urządzeń sterujących

• - postaw przy pracy ( w tym problemy

siedzeń do pracy)

• - kolejność ruchów

• - ciężaru, rozmiarów, kształtu itp.

• - materiałów , które się przemieszcza w

czasie pracy, narzędzi, urządzeń

• - siły wymaganej do ich obsługi

Zagadnienia rytmu mierzone

wskaźnikami czasu, są to problemy

takie jak:
- tempo pracy maszyn
- czas odpoczynku
- czas dzienny i tygodniowy
- monotonia ruchów
- czujność
- długość i częstotliwość ruchów

Czynniki środowiska naturalnego, mierzone w

jednostkach fizycznych za pomocą specjalnych

aparatów:
- oświetlenie
- hałas i drgania
- mikroklimat ( temperatura, wilgotność,

przepływ powietrza oraz ciśnienie)
- przyspieszenie

- promieniowanie jonizujące i

elektromagnetyczne

- dymy , pyły i gazy itd.

Względna przewaga człowieka i maszyny

Dobry w indukcji

Dobra w
dedukcji

Rozumowanie

6.

Rozległa pamięć,
wiele dojść,
lepszy dla
ustalenia zasad
strategii

Najlepsza dla
dosłownego
odtworzenia i
krótkoterminowe
go przechowania

Pamięć

5.

Jednokanałowośc
odbioru
informacji

wielokanałowa

Działalność złożona

4.

Niepewny:
wymaga kontroli
przez
mechanizm

Idealna dla pracy
jednostajnej,
precyzyjnej

Pewność

3.

2KM przez 10s.
0,5KM przez
kilka sekund, 0,2
KM dla pracy
stałej w ciągu
dnia

Stale na każdym
poziomie,
znaczne
równoważne
zasoby siły

siła

2.

Opóźnienie
wykonania 1s.

Znaczna
przewaga

Szybkość

1.

Człowiek

Maszyna

Cecha

Lp
.

Znaczna
zmienność

Specyficzne

Zdolność manipulacyjna

11
.

Może mieć do
czynienia z
czynnikami
nieprzewidzialny
mi i nie do
przewidzenia.

Żadna

Inteligencja

10
.

Stopniowa
degradacja

Nagłe załamania

Pewność przy przeciążaniu

9.

Powolny, robi
błędy, dobry przy
poprawianiu
błędów

Szybka,
dokładna, słaba
przy
poprawianiu
błędów

Liczenie

8.

Rozległy zasób
energii ( wzrok
jednocześnie
lokalizuje,
określa ruch i
barwę. Może
odróżniać
sygnały przy
dużej
intensywności
hałasu.

Odbiór
niektórych
informacji
będących poza
zasięgiem
zmysłów
człowieka, np.
radioaktywność

Wrażliwość na wejściach

7.

Na podstawie wielu badań można przyjąć ,

że przewaga człowieka nad maszyną wynika

przede wszystkim z:

• zdolności do myślenia abstrakcyjnego, uogólnienia i kształtowania

pojęć zdolności do łączenia różnych wrażeń i pojęć w logiczną

całość

• większej zdolności przystosowania się do zmieniających się

warunków i możliwości zwiększania tej zdolności przez trening, co

w maszynie uwarunkowane jest zazwyczaj jej konstrukcją

• zdolności do myślenia indukcyjnego co jest niezbędne do

uogólnienia wniosków

• większej zdolności do wydawania sądów

• zdolności do twórczego myślenia, fantazji i wyobraźni

przekraczającej ramy wszelkich doświadczeń

• większej zdolności do właściwych reakcji w przypadkach

awaryjnych, nie przewidywanych

• większej wrażliwości człowieka na pobudzenie zakłócenia,

zwłaszcza przy słabych sygnałach, większej zdolności

samoczynnego nastawiania zmysłów na osiągnięcie

maksymalnego odbioru.

Przewaga maszyny nad człowiekiem wynika

z :

• większej siły i szybkości jej działania ( zwłaszcza

przy czynnościach rachunkowych oraz

dokładności,

• możliwości pracy bez zmęczenia i większej

odporności na warunki zewnętrzne

• większej pojemności i niezawodności pamięci
• zdolności do szybkiej rejestracji sygnałów
Uogólniając można stwierdzić, że:
• człowiek jest bardziej elastycznym i uniwersalnym

członem układu

• maszyna członem bardziej sprawnym w zakresie

określonych wąskich funkcji.

Zakres problemowy dzisiejszej ergonomii

można podzielić na cztery obszary:

• Dostosowanie środowiska materialnego do

oczekiwań, potrzeb i zdolności człowieka w

przemyśle, transporcie, rolnictwie, leśnictwie,

domach mieszkalnych, szkołach, szpitalach ,

biurach projektowych itp.

• Wykształcenie i przysposobienie kadr

technicznych, organizacyjnych i humanistycznych

do rozwiązywania zadań ergonomicznych

• Rozwijanie nauki, środków i metod badawczych
• Wiązanie teorii z praktyką.

DEFINICJE PRACY

• Praca – świadoma , społeczna i celowa

działalność człowieka. Jest to społecznie

zorganizowany zespół czynności,

którego efektem jest wytwarzanie

wartości zaspokajających istotne

potrzeby ludzkie, który na bazie

istniejących stosunków społecznych

wyznacza jednostkom lub grupom je

wykonującym określoną pozycję w

społeczeństwie.

• Praca – w sensie psychofizjologicznym

jest to świadome wykonywanie przez

ustrój ludzki dowolnych czynności

wymagających wydatkowania sił,

wydatkowania i przemiany energii,

więcej niż jest to niezbędne dla

spoczynkowej przemiany materii

ustroju, co dzieje się nawet wówczas,

gdy nie ma ruchu w sensie fizykalnym

( np. trzymamy w ręku ciężar).

Pracę dzielimy na : fizyczną i umysłową
Fizyczną zaś na: statyczną i dynamiczną
Wysiłek fizyczny oznacza pracę mięśni

oraz całokształt towarzyszących jej

zmian czynnościowych w organizmie.

Rodzaje wysiłku fizycznego: w zależności

od rodzaju skurczów mięśni rozróżniamy:

- wysiłki dynamiczne
- wysiłki statyczne

• Praca dynamiczna odbywa się przy udziale

skurczów izotonicznych. Mięsień kurcząc się

powoduje przemieszczanie się ciała w przestrzeni

lub względem siebie.

• Podczas tej pracy na przemian skurcze i rozkurcze

umożliwiają przepływ krwi, dostarczając tlen w

ilościach odpowiadających zapotrzebowaniu oraz

substancje odżywcze, a jednocześnie zabierają

produkty przemiany materii i ciepło.

• Praca statyczna odbywa się przy udziale skurczu

izometrycznego mięśnia, który nie zmienia swojej

długości.

Podział wysiłku

W zależności od wielkości zaangażowanych

grup mięśniowych :

- wysiłek ogólny – pracuje więcej niż 30% całej

masy mięśni

- wysiłek miejscowy – pracuje mniej niż 30%

masy mięśni

W zależności od czasu trwania:
- wysiłki krótkotrwałe ( nie dłużej niż kilka

minut)

- wysiłki o średnim czasie trwania – od 40 do 60

min

- wysiłki długotrwałe – dłużej niż 60 min

W zależności od intensywności pracy

mięśniowej:

- dla wysiłków dynamicznych ( gdzie

zapotrzebowanie na tlen, przekracza, jest
równe albo też jest mniejsze od maksymalnej
wartości pochłaniania tlenu).

- dla wysiłków statycznych ( siła skurczu nie

przekracza 10 -12 % siły maksymalnej mięśni
– długotrwałe; 30 % - trwające 3-5 minut; jest
większa niż 50% - gdy trwa 1-2 minuty.

Potrzeby jakie pojawiają się w

organizmie w chwili zaistnienia

wysiłku

Zapotrzebowanie na energię

( glikogen z mięśni, glukoza z krwi)

zapotrzebowanie na tlen ( spalanie w

mięśniach związków , które

dostarczają energię ) – potrzeba

usuwania z mięśni produktów

przemiany materii i ciepła.

Sprawność pracy mięśni

• Tylko część wyzwalającej się w mięśniu energii

chemicznej zostaje zamieniona na pracę

mechaniczną, reszta zamienia się w ciepło.

• W zależności od ilości energii chemicznej

zamienianej na pracę mechaniczną, podobnie jak

w silnikach, możemy mówić o sprawności mięśni.

• Sprawność izolowanego mięśnia wynosi około

30%, tj. nie przekracza sprawności silnika Diesla.

Jednak straty przy przekazywaniu energii poprzez

układy dźwigni kostnych w ustroju są tak duże, że

ostatecznie współczynnik pracy użytecznej w

większości procesów roboczych spada nawet

poniżej 10% - bardzo mała.

• Z punktu widzenia ekonomiki i rachunku

gospodarczego jest to niezmiernie ważna

przesłanka zastępowania pracy fizycznej

człowieka przez mechanizmy.

• Proces ten natomiast wymaga zużycia

przez mięśnie najdroższego paliwa –

środków spożywczych.

• Wykorzystanie pracy mięśni do

wykonywania ciężkich, prymitywnych prac

fizycznych stanowi z ogólnospołecznego

punktu widzenia marnotrawstwo.

METABOLIZM, czyli przemiana materii

• Proces przetwarzania pobranych składników w

energię mechaniczną i w energię cieplną. Suma

procesów metabolicznych wraz z procesami

wymiany ciepła zapewnia możliwość

utrzymywania wewnętrznej temperatury ciała na

stosunkowo stałym poziomie. Źródłem energii jest

pokarm, w którego skład wchodzą rozmaite

substancje chemiczne obfitujące w energię

potencjalną.

• Proces przemiany materii można porównać z

wolno odbywającym się spalaniem tym bardziej,

że w nim zostaje zużyty również tlen

doprowadzany prze narządy oddechowe do krwi.

Jednostki zużycia energii to:

• Kaloria ( cal )
• 1 kilokaloria ( 1 kcal)
• Joul (1 J = 0,239 cal)
• 1 kilojoul = 1000 joul
• 1 kcal = 4,183 kJ

Dobowy czynnościowy wydatek

energii

Zależy od rodzaju
wykonywanej pracy

RWE ( roboczy wydatek
energetyczny)

500 – 600

CPM (całkowita
przemiana materii )

170

Dynamiczne działanie
pożywienia

1400- 1700

PPM ( proces przemiany
materii)

KCAL

Elementy całkowitego
dobowego wydatku
energetycznego