BADANIE WYDATKU

ENERGETYCZNEGO

PODCZAS PRACY

JOANNA MACH

JUSTYNA DRONKA

PAULINA WARMUZ

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 UPROSZCZONA WG

LEHMANNA

W metodzie tej uwzględniona jest pozycja ciała i rodzaj

grup

mięśniowych zaangażowanych przy wykonywaniu pracy.
Metoda Lehmanna jest dwuetapowa.

• ETAP I: dokonuje się oceny pozycji podczas pracy i

stosując tabelę, szacuje się wydatek energetyczny

wynikający z utrzymania tej pozycji.

• ETAP II: ocenia się, na podstawie analizy czynności

roboczych, główne grupy mięśni wykonujących te

czynności. Stosując drugą tabelę szacuje się wydatek

energetyczny związany z wykonywaną czynnością. Koszt

energetyczny jest sumą wyników uzyskanych w obu

omówionych etapach.

METODA UPROSZCZONA WG

LEHMANNA

METODA UPROSZCZONA WG

LEHMANNA

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.