WYDATEK ENERGETYCZNY
2. WYBRANE ZAGADNIENIA FIZJOLOGII PRACY
2.1. Fizjologiczna definicja pracy
Powstanie fizjologii pracy można datować od momentu
zorganizowania w 1913 roku w Niemczech, dzięki zasługom Maxa
Rubnera, Instytutu Fizjologii Pracy, który nosi obecnie imię
sławnego fizyka Maxa Karla Plancka.
Fizjologia pracy należy do grupy nauk biologicznych. Celem
cele
jej jest badanie procesów życiowych zachodzących w
badawcze
organizmie zdrowego człowieka. Przedmiotem badań
fizjologii
fizjologicznych sÄ… zatem procesy oddychania, trawienia,
pracy
krążenia krwi, poruszania się i wiele innych. Szczególnie
ważne jest powiązanie warunków pracy z przebiegiem wyżej
wymienionych procesów1.
Pojęcie  praca" w fizjologii różni się od pojęcia tego samego
słowa w naukach społecznych. W fizjologu przyjmuje się
najczęściej znaczenie tego słowa wywodzące się z fizyki. Dla
obliczenia pracy wykonanej przez człowieka mnoży się np.
masę podnoszonego ciężaru przez drogę. W ten najprostszy
sposób oznacza się wielkość pracy w fizjologicznych testach
czynnościowych. Podobnie oznacza się również ilość pracy
wykonanej w jednostce czasu, tj. mocy. Poza tym  pracÄ…"
określa się na ogół w fizjologii czynność jakiegokolwiek
narządu  w odróżnieniu od stanu spoczynku.
Przytoczona definicja pracy mechanicznej, stanowiÄ…cej
przedmiot zainteresowania fizjologów, jest zaledwie jedną z
wielu postaci pracy ludzkiej, przy czym raczej postaciÄ…
najprymitywniejszą i prawie zawsze połączoną z innymi
postaciami. Znacznie większą rolę odgrywaj ą obecnie bardziej
skomplikowane postacie
1
Por. J. KoczociJt-Przedpelska, Podstawy, s. 5.
pracy człowieka, które wymagaj ą nie tylko użycia energii
mechanicznej wytwarzanej w wyniku złożonych procesów przemiany
energii, lecz także udziału świadomości i niemalże nieuchwytnych 
z bioenergetycznego punktu widzenia  procesów myślenia.
Reasumując można stwierdzić, że wszelka praca odbywa się dzięki
uruchomieniu procesów psychofizjologicznych, które powodują
przestawienie się ustroju w toku wykonywanej czynności na nowy
poziom czynnościowy, wyrażający się przede wszystkim w
fizjologiczna
definicja
charakterze i intensywności przemiany materii, zmianach
procesu pracy
parametrów cechujących poszczególne układy i narządy pod
względem morfologicznym i fizjologicznym oraz zmianach w sferze
psychicznej człowieka i jego powiązaniach ze społecznością ludzką.
2.2. Postacie pracy oraz ich kwalifikacja
Według klasycznego podziału wyróżnia się pracę fizyczną i
fizjologiczn
umysłową jako dwa przeciwstawne jej rodzaje. G. Lehmann
e kryterium
opracował schemat klasyfikacyjny różnorodnych postaci pracy.
klasyfikacji
Zastosował on kryterium fizjologiczne, a mianowicie rodzaj
postaci
obciążenia występującego podczas wykonywania pracy. Zgodnie
pracy
z przyjętym kryterium kwalifikacji pracy rozróżnia on obciążenie
fizyczne przez pracę mięśni, obciążenie umysłowe przez
napięcie uwagi i procesy umysłowe oraz obciążenie nerwowe
spowodowane przez samÄ… pracÄ™ lub przez psychiczne i
materialne warunki pracy.
postacie
Praca fizyczna występuje w dwóch zasadniczych
pracy
postaciach:
w postaci dynamicznej, związanej z przemieszczaniem ciała
ludzkiego lub jego poszczególnych części w przestrzeni, i
statycznej, tj. przebiegajÄ…cej w warunkach bezruchu z
jednoczesnym napięciem mięśni. Podobnie praca umysłowa
przebiega w dwóch zasadniczych postaciach: bądz
na tle
przeważającego obciążenia emocjonalnego bądz
na tle
przeważającego obciążenia umysłowego przez napięcie uwagi i
procesy myślowe. Specjalnym rodzajem pracy umysłowej,
odgrywającym coraz większą rolę w dobie rewolucji naukowo-
technicznej, jest praca twórcza.
Celowe wydaje siÄ™ przytoczenie za A. Atzlerem schematu
schemat
klasyfikacyjn klasyfikacyjnego obciążeń człowieka pracą (por. rys. 7). Zgodnie
y wg A.
z przyjętym przez niego kryterium, jakim jest wielkość wysiłku
Atzlera
fizycznego, obciążenie człowieka pracą można podzielić na stop-
nie:  żaden",  lekki",  średni" i  ciężki", a także sklasyfikować ją
według rozróżnienia poziomu obciążenia psychicznego, z jakim
wykonywane są ruchy przy pracy, na:  nieznaczne",  średnie" i
 duże". Najniższy poziom  zero" dla obciążenia psychicznego nie
jest przewidziany, ponieważ nie istnieje u człowieka proces pracy
całkowicie pozbawiony tego rodzaju obciążenia2.
Rys. 7. Schemat obciążeń człowieka pracą według A. Atzlera
y
ródło: Por. G. Lehmaiin, Praktyczna, s. 23
Na rysunku 7 scharakteryzowano kilka typowych obciążeń przy
pracy. Najcięższa praca fizyczna  gruba linia  jest niemożliwa do
zautomatyzowania z powodu małej szybkości, z jaką jest ona
wykonywana, przy minimalnym psychicznym obciążeniu, rzadko
osiągającym stopień  średni". W pracy przy średnim obciążeniu
psychicznym, występującym przy obsłudze maszyn biurowych lub
lekkiej pracy taśmowej, wysiłek fizyczny jest lekki (por. linia 2) lub
osiąga najwyżej poziom  średni", przy czym staje się możliwa pełna
automatyzacja pracy. Natomiast linia 3 oznacza średnio ciężką
pracę taśmową, przy której nie ma zastosowania pełna
automatyzacja. Przy pracach biurowych fizyczne obciążenie spada
do zera  np. praca księgowego (por.
2
Por. G. Lehmaiin, Praktyczna fizjologia pracy, PZWL, Warszawa 1966,B. 13.
linia 4). Linia 5 oznacza pracę czysto umysłową, np. warunki, jakie
zachodzą przy dyktowaniu, a także w pracy operatora obserwującego
pulpit sterowniczy. Natomiast linia 6 określa proces pracy, w którym
występuje wysoki poziom indywidualizacji czynności roboczych, np.
praca rzemieślnika czy artysty malarza.
W schemacie powyższym nie uwzględniono pojęcia obciążenia
nerwowego, które nie stanowi żadnej szczególnej postaci w pracy, lecz
charakteryzuje sposób, w jaki dany człowiek reaguje na pewne rodzaje
obciążenia.
Przytoczony schemat, jak zresztÄ… wszystkie schematy, jest umowny i
służy wyłącznie za narzędzie robocze ułatwiające systematyzację
spotykanych w praktyce zjawisk i procesów. Nie obejmuje on postaci
pośrednich. W rzeczywistości każda czynność robocza zawiera
komponenty różnorodnych postaci pracy.
2.3. Wydatek energetyczny w pracy oraz jego mierzenie
Wśród istniejących gatunków fauny tylko dwa najwyżej rozwinięte 
ptaki i ssaki  są stałocieplne3. Gatunki te, w tym człowiek, dysponują
mechanizmem regulacji termicznej zapewniajÄ…cej utrzymanie w
zmiennych warunkach środowiska i przy różnym natężeniu pracy
staÅ‚ej temperatury ciaÅ‚a w granicach 36,6 - 37,0 °C. Odchylenia od tej
temperatury spowodowane warunkami pracy wywołują pogorszenie
samopoczucia, obniżenie efektów pracy, a w szczególnych
przypadkach schorzenia.
Istotnym problemem jest więc utrzymanie temperatury ustroju
człowieka na poziomie względnie stałym. Zachowanie takiego stanu
równowagi może być trudne do osiągnięcia lub niemożliwe do
utrzymania przez dłuższy czas, w przypadku jeśli praca związana jest
z dużym wysiłkiem fizycznym.
3
Organizmy żywe, w tym również organizm ludzki, charakteryzuje
homeostaza, czyli właściwość utrzymania optymalnego stanu równowagi
podstawowych procesów fizjologicznych, mimo oddziaływania czynników
środowiska zewnętrznego. Regulacja i sterowanie procesami metabolicznymi
zachodzącymi w organizmie dokonują się samoczynnie. Praca człowieka,
naruszająca stan równowagi właściwy dla stanu spoczynku, zmusza organizm do
osiągnięcia nowego stanu równowagi, właściwego dla stanu działania. Por. M.
Wykowska, Ćwiczenia laboratoryjne z ergonomii. Wydawnictwo AGH, Kraków
1995, s. 76-98.
y
ródłem energii dla ustroju żywego są pokarmy
składające się z białka, węglowodanów i tłuszczów. Procesy
całkowity
metaboliczne powodują utlenianie tych składników w
wydatek
energetyczny
organizmie. Intensywność przemian materii jest funkcją
wielu czynników4. Do najważniejszych z nich należą:
wzrost, wiek, ciężar ciała i pleć.
Na całkowity wydatek energetyczny składa się suma
następujących wartości (oznaczenia por. tab. 5):
Cpm = Ppm + Dpo, + Kup, + K,p, .
Podstawowa przemiana materii jest najwyższa u dzieci, a
Ppm
następnie wraz z wiekiem stopniowo się obniża5. Wykazuje
ona charakterystyczny rytm dobowy i sezonowy. Wpływ na
nią wywierają również takie czynniki, jak temperatura
powietrza - najniższy poziom przemiany materii
zaobserwowano w temperaturze okoÅ‚o 30°C.
Tabela 5. Wielkości określające ogólny wydatek energetyczny u
człowieka
Wielkości wydatku energetycznego
Składniki wydatku energetycznego Symbol
w kcal/dobÄ™ w kJ/dobÄ™
Podstawowa przemiana materii Ppm 1400-1800 5852-7524
Swoiste, dynamiczne działanie Dpoż 40-510 585-2132
pożywienia od 16 do 30% Py
Wydatek czynnościowy poza pracą Knzpz 500-600 2090 - 2508
zawodowÄ…
Wydatek czynnościowy podczas Kzpz 0-3500 0-14630
pracy zawodowej
Całkowity wydatek energetyczny Cpm 2040-6410 8527-26794
y
ródło: Opracowanie własne na podstawie: J. Roener, Podstawy
ergonomii, s. 33 i 34.
4
Przemiana materii polega na przyswojeniu i eliminowaniu z
ustroju substancji chemicznych oraz na wytwarzaniu i zużyciu
energii.
5
Podstawowa przemiana materii jest to najmniejsza ilość energii
zużywanej przez człowieka przebywającego na czczo w optymalnych
i niezmiennych warunkach otoczenia (w temperaturze 20°C), nie
wykonującego żadnych czynności fizycznych i psychicznych.
Poziom przemiany materii podwyższa się pod wpływem
D poż
wprowadzenia pożywienia, przy czym zależnie od jego składu
przyrost ten waha siÄ™ od 10 do 30% w stosunku do podstawowej
przemiany materii. Zjawisko to jest uwarunkowane
wzmożeniem czynności układu trawiennego oraz
intensywniejszą przemianą komórkową.
Ważną pozycję całkowitego wydatku energetycznego stanowi
K nsps
wydatek czynnościowy poza pracą zawodową, który wynosi
przeciętnie 2000-2500 kJ na dobę. Na wielkość tę składają się
wszelkie czynności nie związane z pracą zawodową, takie jak:
energia wydatkowana na drogę do pracy i z powrotem, wyjście do
kina, spacer itp.
Najintensywniejszym czynnikiem powodującym podwyższenie
K sps
poziomu przemiany materii jest praca, przede wszystkim zaÅ›
dynamiczna praca fizyczna. Ilość energii zużywanej podczas
pracy określa się jako wydatek czynnościowy podczas pracy
zawodowej. Całkowita przemiana czynnościowa składa się z
dwóch wartości, a mianowicie: wydatku energetycznego do
wykonania pracy zawodowej, tzw. kalorie pracy zawodowej,
oraz związanego ze wszystkimi innymi czynnościami
wykonywanymi przez człowieka w ciągu dnia.
Wielkość wydatku energetycznego podczas pracy zależy od
rodzaju pracy, jakÄ… wykonuje pracownik (por. tab. 6).
metody
Wykonywanie prac o znacznym zróżnicowaniu stopnia ciężkości
pomiaru
nasuwa pytanie, czy są sposoby mierzenia ich intensywności6.
wydatku
energetyczn
Pomiaru wydatku energetycznego można dokonać, stosując
ego:
różnego rodzaju metody: kalorymetrię bezpośrednią, kalorymetrię
pośrednią, chronometrażowo-tabelaryczną według Lehmanna,
metodÄ™ oceny na podstawie mechanicznego efektu pracy, ocenÄ™
wydatku energetycznego na podstawie zachodzÄ…cych w czasie
6
Istnieje bezsporna potrzeba ustalenia mierników w skali
mikroekonomicznej. SÄ… one bowiem jedynÄ… obiektywnÄ… podstawÄ… do
określenia, jak długo można wykonywać dany rodzaj pracy bez perzerwy
oraz do ustalenia systemu przerw wypoczynkowych i rozmieszczenia tych
przerw w stosunku do okresów pracy. Mierniki te powinny także służyć do
przeprowadzenia porównania różnych sposobów wykonywania danej pracy
z punktu widzenia  kosztu energetycznego". W skali makroapołecznej
umożliwi to ustalenie potrzebnej ilości żywności dla poszczególnych grup
ludności.
Tabela 6. Klasyfikacja pracy według wielkości ogólnego wydatku energetycznego i
liczby kalorii pracy zawodowej
Stopień ciężkości Wielkość ogólnego wydatku Wielkość wydatku energetycznego
pracy energetycznego podczas pracy zawodowej
w kcal/dobÄ™ w kJ/dobÄ™ w kcal/dobÄ™ w kJ/dobÄ™
Lekka 2300 - 2800 9623-11715 0-500 0- 2090
Umiarkowana 2801 - 3300 11716-13807 501 -1000 2091- 4184
Åšrednia 3301 - 3800 13808-15899 1001 -1500 4185- 6276
Ciężka 3801-4300 15900-17991 1501 - 2000 6277- 8368
Bardzo ciężka 4301 - 4800 17 992 - 20 2001 - 2500 8369-10460
083
Niezmiernie 4801 - 5300 20084-22175 2501 - 3000 10461-12552
ciężka
WyczerpujÄ…ca 5301 - 5800 22176-24267 3001 - 3500 12553-14650
y
ródło: Opracowanie własne na podstawie: J. Rosner, Podstawy ergonomii, s. 3
pracy zmian fizjologicznych, ocenę uciążliwości wynikającej z
wysiłków statycznych, ocenę uciążliwości związanej z
monotypowością ruchów roboczych oraz badanie  odnowy tętna" jako
metody stopnia obciążenia pracą7.
Pierwsza metoda kalorymetrii bezpośredniej pozwala na jednoczesny
pomiar wymiany gazowej i wytworzonego ciepła aparatem Atwatera- 
kalorymetri
Rosa-Benedicta. Zasada oznaczania opiera się na ustalaniu różnicy
a
temperatur wody wchodzącej do układu i wychodzącej z niego.
bezpośredni
a
Wentylację zapewnia zamknięty układ krążącego powietrza, a
wytwarzany dwutlenek węgla jest absorbowany przez pochłaniacze
zawierajÄ…ce wapno sodowe.
Szeroko stosowana jest metoda kalorymetrii pośredniej. Opiera się
ona na ilości wykorzystywanego tlenu i wyprodukowanego w tym
samym czasie dwutlenek węgla. Do oznaczeń stosowane są dwa
systemy aparatów: otwarty z przepływem powietrza i zamknięty, w

kalorymetri
a pośrednia
którym wydychany dwutlenek węgla jest pochłaniany przez wapno
sodowe. Zużyty tlen zostaje uzupełniany ze zbiornika, wykazującego
jednocześnie wielkość przepływu. Znając ilość tlenu potrzebnego do
wytworzenia l kcal oraz współczynnik oddechowy, można obliczyć
wielkość wydatku energetycznego człowieka8.
7
Por. M. Krause, Ergonomia. Praktyczna wiedza o pracującym człowieku i jego
środowisku, wyd. Śląska Organizacja Techniczna, Kraków 1992, s. 39 - 84.
8
Pierwszy raz ta metoda została zastosowana 60 lat temu przez fizjologa
angielskiego Douglasa.
Pomiary wydatku energetycznego zarówno za pomocą kalorymetrii
bezpośredniej, jak i pośredniej wymagają odpowiedniej aparatury i
specjalnie wyszkolonego personelu. Są one niezwykle pracochłonne i
kłopotliwe dla pracowników, na których dokonuje się badań. Dlatego
też metody te są stosowane w wyspecjalizowanych laboratoriach
badawczych. Potrzeby związane z analizą ciężkości pracy wymagają
zastosowania bardziej dostępnych metod oceny wydatku
energetycznego na stanowisku roboczym. Celowe wydaje siÄ™ w
związku z tym przedstawienie metod, które stanowią drogi
 metoda
postępowania w tym zakresie.
chrono-
Stosując chronometrażowo-tabelaryczną metodę oceny wydatku
metraiowo-
energetycznego, posługujemy się tabelami przedstawiającymi
tabela-ryczna
wielkości wydatku energetycznego przy różnych czynnościach w k
J efektywnych na minutę9. Stosując tabele, ograniczymy się do
dokładnego chronometrażu czynności wykonywanych przez
pracownika. Obliczamy, ile czasu w ciągu zmiany roboczej zużywa
pracownik na poszczególne, jednolite pod względem
energetycznym czynności, mnożymy uzyskane wartości w
minutach przez odpowiednie liczby dżuli zamieszczone w
tabelach. Suma tych iloczynów stanowi wielkość efektywnego
wydatku energetycznego pracownika. Należy mieć na uwadze, że
tabele nie obejmują wszystkich rodzajów prac, jakie wykonuje
pracownik. Przy napotkaniu trudności w tym względzie można
wykorzystać uproszczoną metodę chronometrażowo-tabelaryczną
oceny wydatku energetycznego według Lehmanna.
Metoda ta polega na uwzględnieniu zajmowanej przy pracy pozycji
ciała oraz określonego przez rodzaj pracy stopnia zaangażowania
układu mięśniowego (por. tab. 7, część A i B). Z tabeli 7 część A
odczytujemy liczbę dżuli zużytkowaną na otrzymanie danej pozycji
ciała przy pracy. Z tabeli 7 część B odczytujemy zapotrzebowanie
energetyczne związane z wykonywaniem pracy zależnie od
zajmowanej pozycji. Po zakwalifikowaniu wykonanych czynności do
odpowiedniego typu obciążeń dokonujemy chronometrażu na
podstawie danych zawartych w tabeli 7 część A i B, a następnie
dodajemy obliczone wartości, otrzymując
9
Tabele wielkości wydatku energetycznego przy różnorodnych czynnościach
zostały opracowane w okresie ostatnich 60 lat za pomocą metody kalorymetrii
pośredniej.
Tabela 7. Normatywy cząstkowe wydatku energetycznego w zależności od
pozycji ciała i rodzaju wykonywanej pracy
Część A
Pozycja ciała Wydatek energetyczny
w kcal/min w kJ/min
SiedzÄ…ca 0,3 1,2
Na kolanach 0,5 2,1
Na kucki 0,5 2,1
StojÄ…ca 0,6 2,5
StojÄ…ca pochylona 0,8 3,3
Chodzenie 1,7-3,5 7,1 -14,6
Wchodzenie po pochyłości 0,75 3,1
bez obciążenia na l m wzniesienia na l m wzniesienia
Część B
Rodzaj pracy Wydatek energetyczny
w kcal/min w kJ/min
Praca palców, dłoni i lekka 0,3 - 0,6 1,2-2,5
przedramienia
średnia 0,6-0,9 2,5 - 3,8
ciężka 0,9-1,2 3,8 - 5,0
Praca jednego ramienia lekka 0,7-1,2 2,9-5,0
średnia 1,2-1,7 5,0-7,1
ciężka 1,7-2,2 7,1-9,2
Praca obu ramion lekka 1,5 - 2,0 6,3- 8,4
średnia 2,0-2,5 8,4-10,5
ciężka 2,5 - 3,0 10,5 -12,6
Praca mięśni kończyn i tułowia 2,5- 4,0 10,5 -16,7
lekka
4,0- 6,0 16,7-25,1
średnia
6,0- 8,5 25,1-35,5
ciężka
8,5-11,5 35,5 - 48,1
y
ródło: Por. H. Kirsctmcr, Obciążenie fizyczne podczas pracy zawodowej i jego
ocena, w: Ergonomiczna ocena uciążliwości pracy, pod red. A. Hanscna, wyd. 2, WZ
CRZZ, Warszawa 1970, s. 46.
poszukiwany wydatek energetyczny przy danym, rodzaju wykonywanej
-na
pracy.
podstawie
Kolejna metoda oceny wydatku energetycznego na podstawie
mechaniczne
mechanicznego efektu pracy jest możliwa do zastosowania tam, gdzie
go efektu
pracy
mechaniczny efekt pracy może być łatwo wymierzony w
kilogramometrach. W warunkach produkcyjnych ma to miejsce
wówczas, gdy mięśnie dynamicznie przeciwdziałają sile ciężkości, np.
przenoszenie ciężarów na pewną wysokość, ładowanie itp.
Pomiaru wydatku energetycznego można dokonać także na
 na
podstawie zachodzÄ…cych w czasie pracy zmian fizjologicznych. Fakt
podstawie
zachodzÄ…cych
ten umożliwia wykorzystanie kształtowania się pewnych parametrów
zmian
hemodynamicznych i respiracyjnych do oceny natężenia wysiłku
fizjologicznyc
h
fizycznego pracownika. W tym przypadku dokonuje siÄ™ pomiaru
wentylacji płuc, częstości tętna i temperatury ciała (por. tab. 8).
Liczby dżuli podane w tabeli ujmują zarówno efektywny wydatek
energetyczny, jak i przemianę podstawową. Są to tzw. dżule brutto.
 ocena
W celu wyliczenia dżuli efektywnych, bez uwzględnienia przemiany
uciążliwości
wysilku
podstawowej, odejmujemy od załączonych wartości 4,2 kJ.
statycznego
W trakcie wykonywania pracy występuje zawsze obciążenie
statyczne. W zwiÄ…zku z tym celowe wydaje siÄ™ stosowanie metody
oceny uciążliwości wynikającej z wysiłków statycznych. Ocena
obciążenia statycznego nie może być oparta na ścisłych metodach
naukowych jako zbyt kłopotliwych. W związku z tym dla celów
praktycznych można zastosować analizę pozycji ciała zajmowanej
 wpływ
przez pracownika przy pracy. KlasyfikacjÄ™ opartÄ… na tym kryterium
monotypowoÅ›
ci ruchów
przedstawia tabela 9. Podane w tabeli przykłady mają charakter
roboczych
orientacyjny.
Kolejna metoda polega na badaniu wpływu monotypowości
wykonywanych ruchów na wzrost ogólnego obciążenia fizycznego.
Stosowana klasyfikacja stopnia obciążenia wynikającego z
monotypowości ruchów opiera się na założeniu, iż mamy do czynienia
z powtarzajÄ…cÄ… siÄ™ operacjÄ… roboczÄ…, obarczajÄ…cÄ… tylko pewne grupy
mięśni, co wywołuje stany lokalne zmęczenia. W celu wyliczenia
wielkości zmęczenia bierzemy pod uwagę liczbę powtórzeń
stereotypowej operacji roboczej w ciągu zmiany i wielkość użytej przy
tym siły (por. tab. 10).
Należy zwrócić uwagę, że monotypowość ruchów ma pewien
zwiÄ…zek z tzw. monotoniÄ… pracy. Wielokrotne powtarzanie
ograniczonych przestrzennie operacji roboczych stanowi podstawowy
Tabela 8. Zmiany fizjologiczne zachodzące w organizmie człowieka
podczas pracy w zależności od natężenia wysiłku fizycznego
Natężenie wysiłku Wydatek energetyczny Zużycie tlenu
fizycznego
(w l/min)
kcal/min kJ/min
Bardzo lekki <2,5 <10,5 <0,5
Lekki 2,5- 5,0 10,5-21,0 0,5 -1,0
Åšredni 5,1- 7,5 21,1-31,6 1,1 -1,5
7,6-10,0 31,7-41,9 1,6 - 2,0
Ciężki
Bardzo ciężki 10,1 -12,5 42,0-52,6 2,1-2,5
12,6-15,0 52,7-62,7 2,6 - 3,0
Niezmiernie ciężki
WyczerpujÄ…cy >15,0 >62,7 >3,0
cd. tab. 8
Natężenie wysiłku Wentylacja pluć (w Częstotliwość Temperatura ciała
fizycznego l/min) tÄ™tna na min °C
Bardzo lekki <10 <75 <37,1
Lekki 10-20 76 -100 37,1 - 37,5
Åšredni 21-35 101 -120 37,6 - 38,0
Ciężki 36-50 121 -140 38,1 - 38,5
Bardzo ciężki 51-65 141 -160 38,6-39,0
Niezmiernie ciężki 66-85 161 -180 39,1-39,5
WyczerpujÄ…cy >85 >180 >39,5
y
ródło: Opracowanie własne na podstawie: J. Rosncr, Podstawy
ergonomii, s. 31; S. Klonowicz, Wybrane zagadnienia jlijologii pracy, w:
Ergonomia. Zagadnienie przystosowania pracy do alowieka, pod red. J.
Rosnera, KiW, Warszawa 1974, s. 139.
czynnik w wywoływaniu monotonii. Zjawisko to znajduje
reperkusje przede wszystkim w sferze psychicznej pracownika.
Ostatnią z omawianych metod, służącą do oceny wydatku
 metoda
energetycznego, jest badanie  odnowy tętna". Wykonanie badania
 odnowy tętna"
znaczniejszego wysiłku fizycznego wymaga zaangażowania
wielu funkcji fizjologicznych. Pomiar częstości tętna stanowi
najbardziej dostępną metodę badania reakcji układu krążenia w
czasie pracy zawodowej. Częstość tętna badać możemy podczas
wysiłku lub w czasie przerwy między kolejnymi wysiłkami. Ten
ostatni sposób pozwala na sporządzanie tzw. krzywych odnowy
tętna.
Tabela 9. Przyjęte wartości efektywnego wydatku energetycznego w kcal/min i kJ/min u kowala huty  Warszawa"
Czas Przyjęta wartość efektywnego wydatku energetycznego w kca i kJ/min
Rodzaj czynności Jednostka
trwania
miary
na podstawie szczegółowych tabel według uproszczonej metody na podstawie
w min
wydatku energetycznego Lehmanna pomiaru tętna
Kucie 190 kcal kJ 5,5 (liczba odpowiadająca wy- 5,6 (przy założeniu, że mamy do 4-6,5
23,0 datkowi energetycznemu przy 23,4 czynienia ze średnią pracą 16,7-27,2
obsłudze dużego miota) kończyn i tułowia w pozycji
wzrost liczby ude-
stojÄ…cej)
rzeń tętna podczas
pracy w granicach
100-125
Sadzenie do pieca 45 jak wyżej jak wyżej
Czynności 115 kcal U 4,0 (liczba odpowiadająca wy- 4,2 (przy założeniu, że mamy -
transportowe do
16,7 datkowi energetycznemu
przy pchaniu taczek z 17,6 czynienia ze średnio ciężką
ciężarem 57 kg po drodze pracą ramion wykonywaną w
Przebudowa 18 kcal kJ 3,2 betonwej) (przy założeniu, że mamy -
(liczba odpowiadajÄ…ca wy- 3,85 czasie powolnego chodzenia)
kowadła do
13,4 datkowi energetycznemu
przy ślusarskich robotach 16,1 czynienia z lekką pracą
montażowych) kończyn i tułowia w pozycji
stojÄ…cej)
Przygotowanie 10 kcal U 3,0 (liczba odpowiadająca gór- 3,45 (przy założeniu, że mamy -
narzędzi do
13,4 nej granicy wydatku
energetycznego przy pracach 14,4 czynienia z lekkÄ… pracÄ…
domowych typu: ścieranie ramion wykonywaną w czasie
kurzu, mycie okien itp.) powolnego chodzenia)
Razem 378 X X X x
y
ródło: Por. H. Kirschner, Obciążenie fisyczne, s. 54.
Tabela 10. Ocena stopnia monotypowosci ruchów
Stopień monotypowosci ruchów Liczba punktów Liczba powtórzeń stereotypowej
operacji roboczej
siła < 10 kG siła > 10 kG
MI mały l- 30 <800 <300
MII średni 31- 60 800-1000 300-800
MIII duży 61-100 >1600 >800
y
ródło: Por. H. Kirschmer, Obciążenie fizyczne, s. 60.
Po zakończeniu pracy zaczyna się okres odpoczynku, podczas
którego odbywa się restytucja, czyli powrót do normy (por. rys.
8).
Rys. 8. Przebieg procesu restytucji (według G.
Lehmanna) y
ródło: Por. G. Lehmann, Praktyczna,
s. 56
Na podstawie dynamiki zmian częstości tętna w okresie
restytucji możemy wnioskować o ilościowych i jakościowych
cechach jego odnowy. Sporządzenie krzywych odnowy tętna
pozwala na bardziej pogłębioną analizę uciążliwości
wykonywanej pracy. Analiza taka jest pełniejsza i bardziej
obiektywna.
2.4. Fizjologiczna krzywa pracy, zmęczenie i trening
Funkcje biologiczne organizmu człowieka są zależnie od wielu
czynników zewnętrznych (egzogennych). Do takich zaliczamy ruch
obrotowy (wokół osi) i obiegowy Ziemi (dookoła Słońca) oraz obieg
Księżyca dookoła Ziemi, z którym są związane rytmy biologiczne:
okołodobowy, sezonowy oraz tzw. księżycowy. Ponadto w
organizmie człowieka wyodrębniono tzw. rytmy endogenne, czyli
wewnętrzne, których pochodzenie nie jest jeszcze poznane.
Problematyka biorytmów znalazła się w kręgu zainteresowania
badaczy już w czasach starożytnych oraz średniowiecznych, przy
czym powstałe wtedy koncepcje rozwiązań przetrwały do pierwszej
połowy XIX wieku. Natomiast druga połowa stulecia przyniosła
bardziej zróżnicowany rozwój wyobrażeń o biorytmice.
Rozwój biochemii, psychologii i fizjologii znalazł odzwierciedlenie w
nowej nauce  chronobiologii, a wzrastajÄ…ce zainteresowanie
uczonych tym zjawiskiem doprowadziło do utworzenia w roku 1935
w Roneby (Szwecja) pierwszego Międzynarodowego Towarzystwa do
Badań Rytmów Biologicznych (International Society for the Study of
Biological Rhytms)10.
Wieloletnie badania zapoczÄ…tkowane przez Glassa i Langego (1888),
a kontynuowane przez Vossa (1899), Gampera (1926), Hansa
Bergera (1924 -1931), Fliessa i Otto Grafa (1893 -1965) pozwoliły na
wyodrębnienie około osiemdziesięciu rytmów klasyfikowanych
zgodnie z różnymi kryteriami. Ze względu na okres  czas przebiegu
okresowo występujących wyładowań w układzie nerwowym w ciągu
jednego cyklu  wyróżnia się wiele rodzajów rytmów biologicznych.
Istotne znaczenie przy planowaniu kolejności wykonywania
czynności o zróżnicowanym poziomie trudności ma znajomość
niektórych rodzajów rytmów biologicznych, określających
fizjologiczne wahania w funkcjonowaniu organizmu człowieka.
10
Por. Z. Jończyk, M. Juszczyk, Tajemnica biorytmów, MON, Warszawa 1982, s.
92 i 93.
biologiczne
Dla praktycznego stosowania wiedzy o biorytmach w planowaniu i
rytmy
wydolności
zarządzaniu można zaproponować następujący podział:
fizycznej,
biologiczne rytmy wydolności fizycznej i psychicznej (emocjonalny),
psychicznej
i
sprawności intelektualnej (dyspozycji twórczej) oraz rytmy o
intelektualnej:
okresach rocznych, tygodniowych i dobowych (okołodobowych).
Rytm wydolności fizycznej o okresie 23 dni warunkuje siłę fizyczną
i odporność organizmu, wytrzymałość i koordynację ruchów. Rytm
psychiczny (28 dni) określa stan psychiki, samopoczucie, intuicję,
wrażliwość na urazy psychiczne i emocjonalne. Natomiast rytm
intelektualny o okresie 33 dni wpływa na pamięć, zdolność
logicznego myślenia oraz dyspozycje twórcze.
Każdy z tych okresów dzieli się na dwie fazy: pozytywną i
 faza
negatywną. Pierwsza połowa dni z każdego cyklu jest pozytywna, pozytywna i
negatywna
druga zaś negatywna. Do najbardziej krytycznych należy dzień
przechodzenia z fazy pozytywnej (dodatniej) w negatywnÄ… (ujemnÄ…) i
na odwrót. W cyklu fizycznym bywa to często dzień nieszczęśliwych
wypadków. Podobnie zaznacza się  minusowa" skłonność w cyklu
psychicznym, sprzyjająca powstawaniu konfliktów w stosunkach
międzyludzkich. Krytyczny dzień w cyklu intelektualnym nie jest
groz
ny, jeśli nie zbiegnie się przypadkowo z dniem krytycznym
jednego z pozostałych cykli (fizycznego bądz
psychicznego), które
wzmocniły jego  minusowość".
Spostrzeżenia te są wykorzystywane w praktyce. I tak przykładowo
Japońskie Towarzystwo Kolejowe  Ohmi" stosuje system kart
ostrzegających. Są one wręczane tym kierowcom z danej zmiany,
którzy przeżywają dni krytyczne. Kierowcy ci prowadzą wówczas
wozy z uwagą, zwłaszcza w okręgach znanych z nasilenia wypadków
drogowych. Po wprowadzeniu tego systemu w 1969 r. liczba
wypadków spadła wówczas do 50%, wykazując stałą tendencję
zniżkową.
W ślad za Japonią wiele firm na Zachodzie związanych szczególnie
z komunikacjÄ… opracowuje biogramy w celu zmniejszenia liczby
nieszczęśliwych wypadków wśród pracowników. Natomiast
Szwajcarskie Biuro Systemów Transportowych stale poddaje
biorytmicznej analizie wypadki drogowe, a wielu lekarzy korzysta z
tej teorii przy wyznaczaniu dnia najlepszego do przeprowadzenia
zabiegów chirurgicznych.
Podobne badania w polskich kopalniach węgla kamiennego prowadził w
latach 1970 -1972 inż. Kazimierz Mruk. Z badań tych wynika, że wypadki
spowodowane przyczynami organizacyjno-ludzkimi zdarzały się najczęściej w
ujemnej fazie wszystkich trzech rytmów biologicznych, a zwłaszcza w dniach
roczny rytm
biologiczny
krytycznych.
W organizmie człowieka stwierdzono również występowanie rocznego,
tygodniowego i dobowego rytmu biologicznego. Z rysunku 9 wynika, że w ciągu
roku kalendarzowego zmienia się dyspozycyjność organizmu człowieka do
pracy. Największa zdolność psychofizjologiczna występuje w styczniu i marcu,
wrześniu i listopadzie, najmniejsza natomiast w miesiącach letnich. Informacje
te winny być wykorzystywane przez służby pracownicze w zakładach pracy np.
do planowania urlopów wypoczynkowych itp.
Rys. 9. Wahania wydajności pracy w ciągu roku kalendarzowego
y
ródło: Por. G. Lehmann, Praktyczna, s. 110
O wiele wcześniej niż zapoczątkowano badania biorytmów i ich wpływu na
przebieg pracy powstała nazwa  szewski poniedziałek", związana z
tygodniowy
rytm
biologiczny
tygodniowym rytmem biologicznym (por. rys. 10).
Wielu ludzi po dniu wolnym nie ma ochoty robić czegokolwiek, a niektórzy
wcale nie przychodzą do pracy. Wiadomo też, że produkcja pochodząca z
pierwszych godzin początku tygodnia charakteryzuje się największą liczbą
braków. Na początku i końcu tygodnia odnotowuje się także znaczne
zwiększenie częstot-