Ergonomia
 Wykład 2
Prezentacja jest współfinansowana przez
UniÄ™ EuropejskÄ… w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt.
 Podyplomowe studia techniczne dla przedsiębiorców i pracowników przedsiębiorstw
Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie
Politechnika A
ódzka, ul. Żeromskiego 116, 90-924 A
ódz
, tel. [phone]
http://tech.edp.org.pl/
OBCI
ŻENIE CZA
OWIEKA
PRAC

Dr inż. Krzysztof Buchalski
Instytut Pojazdów Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn
Politechnika A
ódzka
A
ódz
2009
2.1 ASPEKT FIZJOLOGICZNY OBCI
ŻENIA CZA
OWIEKA PRAC

Podczas wysiłku występują zmiany czynnościowe organizmu. O ich obrazie decyduje
zarówno intensywność wysiłku, jak i czas jego trwania. Przyjęto stosować dwa określenia tego stanu
organizmu. W przypadku zmian dotyczących w przeważającym stopniu:
- układu mięśniowego człowieka, określa się jako zmęczenie fizyczne,
- systemu nerwowego - jako zmęczenie psychiczne.
Zmęczenie jest to spadek zdolności do pracy, które rozwinęło się podczas pracy i jest jej
następstwem.
W zależności od przebiegu rozróżnia się następujące postacie zmęczenia:
1. znużenie, które występuje przy nie dużym wysiłku, zwłaszcza w przyp. monotonii, monotypii i
przy braku zaangażowania emocjonalnego,
2. zmęczenie podostre, występuje przy krótkotrwałym, o średnim stopniu obciążenia, nie zagraża
zdrowiu, szybko ustępuje,
4. zmęczenie ostre, występuje po bardzo intensywnych a krótkich wysiłkach,
przewlekłe, jest wynikiem kumulowania się mniejszych zmęczeń, rozciągnięte jest w czasie, trudne
do rozpoznania,
5. wyczerpanie - wysiłek przewyższa możliwości człowieka, typowe objawy to: drżenie mięśniowe,
nudności, powiększenie wątroby.
Czynniki wpływające na proces zmęczenia:
- rodzaj i intensywność wysiłku,
- rodzaj wykonywanej czynności i czas ich wykonywania,
- ilość i długość przerw oraz moment ich wprowadzenia w czasie pracy,
- czynniki organizacyjne,
- motywacja i stopień zaangażowania pracownika,
- warunki: zdrowotne i adaptacyjne pracownika, jego sposób odżywiania,
- warunki środowiskowe,
- długość i sposób wykorzystanie czasu odpoczynku między poszczególnymi zmianami oraz
wypoczynku wakacyjnego.
TABLICA 6.1 Charakterystyczne objawy występujące w przypadku monotonii i zmęczenia
CECHY I RÓŻNICE
MONOTONII ZM
CZENIA
falisty przebieg zdolności do Stopniowe wyczerpywanie zasobów wydolnościowy
pracy ch
spadek napięcia uwagi wzrost napięcia psychicznego
spadek tonusu mięśni wzrost tonusu mięśni
spadek ciśnienia skurczowego
wzrost ciśnienia skurczowego krwi
krwi
spadek częstotliwości tętna wzrost częstotliwości tętna
spadek zużycia energii i O2 wzrost zużycia energii
Zmęczenie fizyczne charakteryzują następujące objawy:
- zmiany w układzie biochemicznym mięśnia,
- wzrost produktów przemiany materii,
- wyczerpanie zapasów energetycznych organizmu (m.in. pojawienie się długu tlenowego),
- pocenie się (odwodnienie organizmu, utrata elektrolitów, co znacznie przyspiesza rozwoju zmęczenia),
- pogorszenie koordynacji ruchowo-wzrokowej (spowolnienie ruchów, spadek sił mięśni i dokładności ruchu),
- spadek wydajności (wzrost liczby błędów, czasu reakcji),
- wzrost zagrożenia urazowego czy wypadkowego.
Zmęczenie psychiczne charakteryzują następujące objawy:
- zmniejszenie stopnia koncentracji,
- utrudnione myślenie,
- spowolnienie i osłabienie postrzegania,
- spadek motywacji,
- zaburzenia emocjonalne (apatia lub rozdrażnienie),
- nastawienie systemu nerwowego na odpoczynek (ziewanie, senność),
- spadek wydajności pracy (wzrost: liczby błędów),
- spadek formy fizycznej, energii organizacyjnej,
- wzrost zachorowań, urazów i wypadków.
2.2 ASPEKT PSYCHICZNEGO OBCI
ŻENIA PRAC

Dużą rolę w procesie pracy odgrywa stopień zaangażowania systemu nerwowego człowieka.
Istnieje granica jego możliwości. Na wielkość obciążenia tego systemu (zwanego psychicznym)
mają wpływ różne czynniki w zależności od tego, w jakim etapie procesu pracy się człowiek
znajduje. I tak:
1. dla zjawisk percepcyjnych istotna jest ilość napływających informacji, ich złożoność, zmienność, czy
jednoznaczność,
2. gdy nie ma jednoznacznego przyporządkowania między sygnałem a reakcją, wysiłek psychiczny zależy
od wagi podjętych decyzji,
3. w procesach wykonawczych, mimo, że zależą one od wielkości wysiłku fizycznego, to może być też
widoczny udział systemu nerwowego w przypadku złożoności wykonywanej czynności i jej stopniu
identyfikacji.
Obciążenie psychiczne jest więc sumą wszystkich etapów pracy, a badania jego powinny być
prowadzone zwłaszcza, gdy występuje: monotypia (powtarzające się czynności),
monotonia (napływ tych samych informacji), czuwanie, konieczność podejmowania
częstych i trudnych decyzji lub precyzyjne czynności motoryczne.
2.3 WYSIA
EK FIZYCZNY
OCENA ZM
CZENIA NA PODSTAWIE SUBIEKTYWNEGO ODCZUCIA -
KWESTIONARIUSZ JAPOC
SKI
I Objawy spadku aktywacji
1. Chęć położenia się
2. Senność
3. Zamęt w głowie
4. Zmęczenie oczu
5. Ociężałość całego ciała
6. Ciężkość nóg
7. Powolność i ociężałość ruchowa
8. Uczucie niepewności podczas stania
9. Uczucie ciężkiej głowy
II Objawy spadku motywacji
10. Ziewam
1. Zniecierpliwienie
2. Niezdecydowanie
3. Trudność skupienia uwagi
4. Zobojętnienie
5. Powolność w myśleniu
6. Roztargnienie
7. Rozproszenie uwagi
III Objawy zmęczenie fizycznego
8. Odczucie niepokoju
1. Uczucie sztywności barków
9. Męczy mnie mówienie
2. Drżenie powiek
10. Nerwowość
3. Drżenie kończyn
4. Utrudnione oddychanie
5. Zawroty głowy
6. Ból głowy
7. Zachrypnięty głos
8. Odczucie pragnienia
9. Ból pleców
Dodatkowe informacje o Kwestionariuszu:  Ocena
10. Uczucie usztywnionej szyi
zmęczenia na podstawie subiektywnego odczucia 
kwestionariusz japoński , Ryszard Paluch, Bezpieczeństwo
Pracy, 1985, 7-8, s.36
2.3.1 METODY OCENY WYSIA
KU FIZYCZNEGO
Miarą wysiłku fizycznego są wskaz
niki fizjologiczne, gdyż WE jest do nich
proporcjonalny. Są to: ilość zużywanego tlenu (O2), częstość skurczu serca, ciśnienie
krwi, temperatura ciała i skóry. Można, zatem oprzeć się na wentylacji minutowej płuc:
ilości wdychanego powietrza (zużycie w trakcie pracy i maksymalne zapotrzebowanie
organizmu na O2), ilości wydalanego dwutlenku węgla, (CO2). Badania WE wykonuje
się jedynie dla wysiłku fizycznego typu dynamicznego. W tym celu można stosować
jedną z trzech poniższych metod:
Tabelaryczno-chronometrażową można stosować dla każdych warunków pracy, gdyż
nie pociąga ona za sobą konieczności użycia jakiejkolwiek aparatury, nie ma, zatem
wpływu na przebieg czynności wykonywanych przez pracownika. Jest jednak mało
dokładna, zależy w dużym stopniu od subiektywizmu pracownika, nie uwzględnia jego
podstawowej przemiany materii (PPM).
Gazometryczną należy stosować dla prac mało ruchliwych o stałym, niezbyt duży wysiłku, gdyż
pracownik obarczony jest ciężarem aparatury.
Telemetryczną powinno się stosować przy pracach ruchliwych, niecyklicznych.
Metoda tabelaryczno-chronometrażowa polega na:
- Wyodrębnieniu czynności elementarnych,
- Posegregowaniu ich wg określeń zawartych w tabelach (opracowanych przez
fizjologów), w których określono wartości jednostkowego WE, właściwe dla
czynności składowych całego procesu ruchowego,
- Przeprowadzeniu dokładnego chronometrażu czasu czynności wykonywanych
przez pracownika,
- Wyliczeniu łącznej wartości WE przypadającej na zmianę roboczą,
Skonfrontowaniu wyniku z wartościami przypisanymi dla danej kategorii stopnia
ciężkości pracy oraz dokonanie zakwalifikowania badanego typu
obciążenia.
Metoda gazometryczna oparta jest na pomiarach wskaz
ników wymiany gazowej, jaka
zachodzi w procesie pracy między człowiekiem a otoczeniem. Przy jej pomocy określa się ilość O2
lub, CO2, względnie pobieranego, czy wydalanego powietrza. Przy pomocy tej metody można
określić wartość:
- Tlenu pobieranego dla wykonywania konkretnych czynności,
- Maksymalnego poboru tlenu dla danego osobnika w dniu pomiaru.
-Ilość O2, jaką człowiek jest zdolny przyjąć zależna jest m.in. od: jego stanu fizycznego, stopnia
wytrenowania i przystosowania do dalszej pracy.
Uzyskane wyniki badań konfrontuje się z wartościami przyjętymi dla danego stopnia ciężkości
pracy.
Występuje także możliwość dokonania oceny wydolności organizmu. Badania gazometryczne
można wykonywać sposobem pośrednim i bezpośrednim, stosując specjalistyczną aparaturę,
którą pracownik winien nosić w trakcie wykonywania czynności roboczych.
Metoda telemetryczna oparta jest na proporcjonalności skurczów serca do WE.
Możliwość zapisywania ich na taśmie EKG, czy magnetofonowej zwiększa jej wierność
interpretacji. Na podstawie wartości częstotliwości skurczów serca oblicza się WE, w czym
pomocne są odpowiednie tablice. Dla prac przekraczających fizyczne możliwości człowieka
należy dodatkowo wykonywać pomiar czasu restytucji itr, czyli czasu powrotu parametrów
fizjologicznych do stanu wyjściowego.
Na podstawie tej metody można również określić stopień uciążliwości i ciężkości
pracy, odnosząc wyniki do wartości granicznych.
Na podstawie uzyskanych wartości z każdej z w/w metod
można określić:
- Wydolność organizmu,
- Stopień wytrenowania,
- Stopień ciężkości pracy.
Ogólna wydolność fizyczna jest to zdolność organizmu do ciężkiej i długotrwałej
pracy bez głębszych zmian w środowisku wewnętrznym (homeostazy).
Jej miarą jest maksymalne pochłanianie tlenu przez ustrój tzw. pułap tlenowy.
Czynnikami decydującymi o wydolności fizycznej człowieka są:
- energetyka wysiłku (metabolizm tlenowy i beztlenowy), koordynacja nerwowo-mięśniowa
różnych grup mięśniowych,
- termoregulacja ustroju,
- czynniki psychologiczne (motywacja, subiektywna tolerancja zmian wywołanych
zmęczeniem), charakterologiczne i zdrowotne.
Wydolność fizyczna kobiet jest mniejsza o 30% od wydolności fizycznej mężczyzn o siedzącym trybie
pracy.
Miarą wydolności fizycznej organizmu jest maksymalna ilość pobieranego tlenu Vo2 max
Wraz z treningiem
zwiększa się:
- unaczynienie mięśni,
- zawartość mioglobiny (mięśniowy magazyn tlenu oraz zwiększenie jego transportowej możliwości) w
komórkach mięśniowych,
wzrasta:
- pojemność życiowa płuc (maksymalny wydech po maksymalnym wdechu),
- mechaniczna wytrzymałość tkanki kostnej,
następuje:
- zmiana neuro-hormonalnej kontroli wysiłkowej przemiany materii
mobilizacja poza mięśniowych substratów energetycznych podczas długotrwałego wysiłku fizycznego o
umiarkowanej intensywności.
W zależności od wydolności ulegają zmianie wartości parametrów fizjologicznych. Dynamika
tych zmian kształtuje się następująco:
- zużycie tlenu: 300 - 2500 ml,
- zawartość O2 w 1 l krwi: 150 -300 ml,
- ilość pobieranego tlenu VO2: 4-5 - 35 l/min,
- częstość serca HR: 70 - 150 skurczy/minutę
- częstość oddechu: 14 - 40 /minutę,
- głębokość oddechu: 8 -100 /minutę,
- ciśnienie skurczowe krwi: 120 - 200 mmHg (przy niezmienionym ciśnieniu rozkurczowym).
Stopnia wydolności organizmu nie należy mylić z aklimatyzacją, która jest adaptacją do
warunków otoczenia. Adaptacja fizjologiczna uzewnętrznia się poprzez zmniejszenie:
- zakresu zmian wskaz
ników obciążenia fizjologicznego organizmu,
- zapotrzebowania na tlen i substraty energetyczne,
- potrzeby eliminacji metabolitów i nadmiaru ciepła.
Należy pamiętać, że stopień ciężkości tej samej pracy może być dla każdego pracownika inny,
ponieważ ocena tego zależy od stopnia wytrenowania.
Spadek wydajności łączy się z przekroczeniem maksymalnego wysiłku organizmu, co pociąga za
sobą przyspieszenie ruchów poza granicę rytmu, bez zapewnienia procesu jego odnowy we
wprowadzonych przerwach.
Wysiłkiem maksymalnym określa się ten stan organizmu, kiedy dochodzi do maksymalnego nasilenia
funkcji pobierania i dostarczenia do mięśni O2.
Wysiłkiem submaksymalnym nazwany jest wysiłek o niższej intensywności niż maksymalny.
Wysiłkiem Supramaksymalnym - jeżeli ma miejsce wysiłek o intensywności większej niż maksymalny .
Najkorzystniejszym przypadkiem stopnia ciężkości jest praca umiarkowana, gdyż wówczas zaopatrzenie w
O2 jest wystarczające dla mięśni biorących udział w procesie pracy. Organizm osiąga wtedy stan
równowagi pomiędzy powstawaniem, a wydalaniem produktów przemiany materii. Występująca tu
oszczędność kosztów energii pozwala na znaczne przedłużenie czasu pracy.
2.3.1.1 Określenie wydatku energetycznego (WE)
Obciążenie człowieka pracą może mieć charakter fizyczny lub psychiczny. Efektem obciążenia
człowieka prącą może być zarówno uciążliwość jak i szkodliwość.
W celu zmniejszenia uciążliwości pracy dokonuje się oceny obciążenia nią pracownika. Ocena
taka powinna obejmować kompleksowe badania:
- Wielkości wydatku energetycznego (WE), charakterystyczne dla prac fizycznych,
- Udziału wysiłku o charakterze statycznym,
- Stopnia monotypowości ruchów.
Człowiek energię czerpie z procesów chemicznych zachodzących we wnętrzu organizmu w
wyniku spalania dostarczanych doń produktów żywnościowych i tlenu. Wytwarzana energia
w komórkach mięśniowych tylko w 20-25% jest energią mechaniczną (i to w przypadku
obciążeń ekstremalnych), pozostała część jest energią cieplną.
Podczas wysiłku energia uzyskiwana jest w fazie:
- Początkowej - z glikogenu mięśniowego, głównie z metabolizmu:
węglowodanów: glikogen mięśniowy, glukoza z osocza, glikogen z wątroby, glukoza
syntetyzowana na bieżąco w wątrobie z kwasu mlekowego i inne.
- wolnych kwasów tłuszczowych (tkanka tłuszczowa)
- Dalszej:
- glukoza z krwi,
- kwas mlekowy wytworzony w kurczących się mięśniach jako substrat może być
zużywany przez mięśnie szkieletowe, mięsień serca i do syntezy glukozy w wątrobie,
- Bardzo dalekiej - przy długotrwałych wysiłkach, występuje tzw. dług tlenowy, organizm pozostaje
wtedy pod kontrolÄ… hormonalnÄ….
W zależności od płci różnie jest czerpana energia:
- u mężczyzn, którzy preferują wysiłki krótkie o dużej intensywności - z glikogenu mięśniowego, a potem
z wÄ…troby,
- u kobiet, które preferują wysiłki długotrwałe, ale o mniejszej intensywności, występuje duży udział
wolnych kwasów tłuszczowych i glukozy z krwi.
Wysiłek o dużej intensywności mobilizuje zasoby energii tkanki tłuszczowej w mniejszym stopniu niż zwykle
wysiłek łagodniejszy ze względu na:
- Zwiększenie stężenia kwasu mlekowego we krwi,
- Zmniejszone uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych i trój-glicerydów na tkanki tłuszczowej.
Podczas wysiłku pracuje zwykle tylko część masy mięśniowej, zatem zasoby energetyczne
węglowodanów są skąpe. Zawsze skurcz pojedynczego włókna mięśniowego jest maksymalny w
chwili obecnej. Włókno kurczy się jednak różnie w zależności od treningu. Podczas pracy
mięśniowej wzrasta liczba otwartych naczyń włosowatych w mięśniach (w stanie spoczynku są
zasklepione).
Zwiększenie oddawania tlenu w mięśniach występuje w wyniku:
- Zwiększenia tonusu (napięcia) mięśni oraz stężenia jonów wodorowych PPH, które powodują
odszczepienie O2 od hemoglobiny,
- Zmniejszonego przepływu krwi przez nieczynne mięśnie,
- Zwiększonego przepływu krwi przez skórę, po dłuższym, intensywnym wysiłku.
- 1 - 16
- 1 - 17
Określenie obciążenia człowieka - dynamiczna i praca statyczna
(OS)
Obciążenie człowieka pracą zawiera dwa odmienne ilościowo i jakościowo komponenty:
- Wynikający jedynie z obciążenia go samymi czynnościami roboczymi,
- Zależny od warunków środowiska, w którym proces pracy ma miejsce oraz od charakteru reakcji
ustroju pracownika na nie.
Ze względu na systemy biorące udział w wykonywaniu jakichś czynności, przyjęto w
ergonomii stosować następujące określenia:
- pracą fizyczną określa się sytuację, kiedy występuje przewaga udziału organu wykonawczego -
mięśni (efektorów),
- pracą umysłową - kiedy w przeważającym stopniu zaangażowany jest system nerwowy człowieka.
Ze względu na procesy zachodzące w efektorach (mięśniach), pracę fizyczną różnicuje się na:
Statyczną, gdy występuje jedynie napięcie mięśni bez ich ruchu,
Dynamiczną, kiedy mięśnie wykonują ruch (kurczenie i rozciąganie).
Przy jednakowym wydatku energetycznym (WE) bardziej uciążliwa staje się praca statyczna niż
dynamiczna. Mięśnie biorące udział w procesie pracy nie wykonują wtedy ruchów, lecz ulegają napięciu.
Następuje wówczas zwężenie naczyń krwionośnych, w wyniku, czego przepływa przez nie mniejsza ilość krwi. To z
kolei wpływa na zmniejszenie przemiany materii na skutek mniejszej ilości doprowadzonego do komórek O2 i
równocześnie, wolniejsze odprowadzanie z nich szkodliwych produktów przemiany materii.
Przebieg zmęczenia dla pracy statycznej i dynamicznej jest różny. Podczas pracy statycznej zmęczenie dużo
szybciej osiąga stopień końcowy. Pojawia się już przy napięciu mięśni równym 5% siły maksymalnej siły, a swą
wartość maksymalną zmęczenie osiąga przy napięciu mięśni o wartości 1/3 siły maksymalnej.
Praca Dynamiczna
W organizmie człowieka dynamiczny wysiłek fizyczny może:
- Wywoływać hamowanie wydzielania soków trawiennych (w przypadku ciężkich i długotrwałych wysiłków),
- Zmniejszyć objętość wody ustrojowej (utrata wraz z potem),
- Zmniejszyć objętość krwi bieżącej, zwiększając zarazem jej prędkość przepływu,
- Zwiększyć stężenie potasu i noradrenaliny we krwi,
- Zwiększyć aktywność układu współczulnego i rdzenia nadnerczy,
- Pojawić się tzw. białkomocz wysiłkowy (pół godz. po zakończeniu wysiłku).
Praca Statyczna
Ocena obciążenia statycznego
Ocena obciążenia statycznego oparta jest na znajomości takich czynników jak:
- rodzaju przyjętej postawy ciała w trakcie wykonywanych czynności,
- stopnia wymuszenia zajmowanej pozycji i pochylenia ciała,
- możliwości zmiany przyjętej pozycji ciała,
- położenia kończyn i ich czynności ruchowych,
- chronometrażu czasu pracy pracownika.
Do oceny przyjąć należy pozycję ciała o największym obciążeniu statycznym, jeżeli utrzymywana
jest w czasie dłuższym od 3 godz./zmianę roboczą.
Ocenę wykonuje się wg 3 stopniowej skali: małe, średnie lub duże, uwzględniając równocześnie
wartość WE oraz monotypowość ruchów.
Skutki obciążenia człowieka wysiłkiem statycznym:
- wywołuje szybki rozwoju zmęczenia (szybszy niż wysiłek dynamiczny),
- występuje zmniejszony przepływ krwi przez napięte mięśnie, przy towarzyszących reakcjach
hemodynamicznych jak: wzrost ciśnienia krwi, i przyspieszenie pracy serca, ma miejsce ucisk
mechaniczny na naczynia krwionośne,
- złe jest zaopatrzenie komórek w tlen i odprowadzenie z nich szkodliwych substancji pochodzących
z przemiany materii (ich lokalne gromadzenie się i ucisk na nerwowe zakończenia bólowe), szybki
ubytek mięśniowych zapasów,
- występuje lokalne zakłócenie homeostazy.
- 1 - 23
- 1 - 24
Monotypowość - Ocena monotypowości ruchów roboczych (PR)
W tym celu stosuje się metodę szacunkową. Ponieważ w tego typu pracy biorą udział jedynie
niektóre grupy mięśni - występuje więc stan miejscowego zmęczenia, dając efekt uciążliwości
pracy. W analizie brane sÄ… pod uwagÄ™:
- stopień ograniczenia ruchowego,
- liczba powtórzeń,
- wielkość rozwijanych sił przez mięśnie będące w trakcie pracy.
OcenÄ™ tÄ™ przedstawia siÄ™ w 3 stopniowej skali.
Zaleca się podwyższyć o 1 klasę stopień ciężkości wykonywanej pracy, jeżeli:
- ponad 75% wysiłku przypada na czynności, które wymagają WE>5 kcal/min,
- ponad 50% wysiłku przypada na czynności, które wymagają WE>8 kcal/min,
- temperatura efektywna TE > 300 C.
Monotonia
W badaniach mogą być stosowane metody oparte na wskaz
nikach fizjologicznych lub
psychologicznych. Badania fizjologiczne dot. tak małych zmian wartości, że sprawiają trudności w
powszechnym użyciu, dlatego też raczej stosuje się psychologiczne takie jak:
- liczba wysyłanych informacji w jednostce czasu - analiza ilościowa,
- liczba błędów - analiza jakościowa pracy,
- czas reakcji,
- w tzw. zadaniu dodatkowym, co jest miarą rezerwowej zdolności do pracy.
Ocenę przeprowadza się wg 5 stopniowej skali, uwzględniając wcześniej stopień uciążliwości
pracy, analizując jej następujące cechy:
- niezmienność (jednostajność) procesu pracy,
- niezmienność warunków pracy - środowiska,
- konieczność zachowania stałego napięcia uwagi.
- stopień skomplikowania wykonywanych operacji.
O stopniu monotonii świadczy ilość występujących cech:
- duża, gdy występują wszystkie 4-ry,
- średnia, gdy występują 3,
- mała, gdy występują 2 lub 1 z nich.
Ocena obciążenia pracą
1 - wskaz
nik rezerwy tętna (obciążenie dynamiczne)
2 - metoda OWAS (obciążenie statyczne)
1. Wskaz
nik rezerwy tętna
Tętno (HR) jest najłatwiejszym do zmierzenia i zarejestrowania wskaz
nikiem reakcji układu
krążenia na wysiłek. Maksymalne tętno (HRmax) zależne jest przede wszystkim od wieku człowieka i
można je obliczyć z zależności:
HRmax = 220  wiek osoby (w latach).
Minimalne tętno, zwane też tętnem bazowym, (HRmin) występujące podczas snu jest zróżnicowane
indywidualnie w zakresie od 45 do 70 ud/min.
Różnica pomiędzy maksymalnym tętnem (HRmax), a tętnem minimalnym (HRmin) jest nazywana
rezerwą tętna, tj. swego rodzaju  zapasem częstości skurczów serca jako reakcji na wysiłek.
Wykorzystanie rezerwy tętna można wyrazić w wartościach bezwzględnych (ud/min), tj. wzrostem
częstości skurczów serca w porównaniu do HRmin lub w jednostkach względnych (%)
jako iloraz wzrostu częstości skurczów serca (w porównaniu do HRmin) do rezerwy tętna .
Pomiary powinno wykonywać się miernikiem tętna, który umożliwia bezprzewodową rejestrację wyników. Przy
pomocy interfejsu zarejestrowane dane ( tj. tętno) przenoszone są do komputera, gdzie mogą być analizowane
programem dostarczanym przez producenta miernika. Program komputerowy Polar Precision Performance
umożliwia obliczanie między innymi średniej wartości tętna badanej osoby podczas pracy w wybranym
przedziale czasowym. Metoda bezprzewodowego pomiaru tętna została opracowana w 1983 r.
na Uniwersytecie w Oulu, w Katedrze Elektroniki (Finlandia). Spośród metod pomiaru i rejestracji
tętna powszechnie stosuje się obecnie bezprzewodowe mierniki. Metoda ta wykorzystywana jest do
ergonomicznych badań obciążenia pracą personelu zatrudnionego w przemyśle, usługach transportowych, a
także w rolnictwie.
Wskaz
nik wykorzystania rezerwy tętna oblicza się według następującego wzoru:
gdzie:
HRpracy - HRmin
WRT = "100%
HRmax - HRmin
HRpracy  średnie tętno danej czynności [ud/min],
HRmin  tętno bazowe [ud/min],
HRmax  tętno maksymalne dla danej osoby [ud/min].
Klasyfikacja wysiłku na podstawie wykorzystania rezerwy tętna przy długotrwałym
obciążeniu jest następująca:
do 25% -ð wysiÅ‚ek bardzo maÅ‚y,
25  35% -ð wysiÅ‚ek relatywnie maÅ‚y,
35  50% -ð wysiÅ‚ek Å›redni (niem. mittelstark),
50  65% -ð wysiÅ‚ek dopuszczalny tylko dla osób ze zdrowym ukÅ‚adem krążenia,
65  80 % -ð wysiÅ‚ek dopuszczalny tylko warunkowo, powyżej
powyżej 80 % -ð wysiÅ‚ek niedopuszczalny.
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
pracownikapodczas pracy.
Zależność między częstością skurczów serca i kosztem energetycznym pracy może być
opisana następującym wzorem:
M = 4,0 · HR - 255, (*)
gdzie:
M - jest kosztem energetycznym pracy, w W
HR - jest częstością skurczów serca zmierzoną podczas pracy.
(*) według normy ISO 8996. 1990. Ergonomics - Determination of metabolic heat production.
Metoda oceny wydatku energetycznego podczas pracy oparta na
pomiarze wentylacji płuc
Oznaczenie wydatku energetycznego na stanowiskach pracy klasyczną metodą kalorymetrii pośredniej
wymaga odpowiedniej aparatury, doświadczenia osób wykonujących pomiar i w rzeczywistych warunkach,
na stanowiskach pracy nie zawsze jest możliwe. W praktyce przemysłowej do pomiaru wydatku
energetycznego często stosuje się metodę opartą na wynikach pomiaru objętości wydychanego (lub
wdychanego) powietrza, czyli wentylacji
płuc. Pomiędzy wielkością zużycia tlenu podczas wysiłku i wielkością minutowej wentylacji istnieje wysoki
współczynnik korelacji i prawie liniowa zależność.
Na podstawie zależności między wentylacją a zużyciem tlenu można obliczyć przybliżoną
wartość wydatku energetycznego, posługując się równaniem Datta-Ramanathana:
E = 0,21 · VE(STPD)
gdzie:
E - wydatek energii, w kJ/min,
VE(STPD) - wentylacja pÅ‚uc, w l/min w warunkach STPD (objÄ™tość gazu suchego w temperaturze 0 °C i
ciśnieniu atmosferycznym 101,3 kPa).
2. Metoda OWAS Ovako Working Posture Analysis System -
(obciążenie statyczne).
Analiza obciążenia metodą OWAS służy do oceny wielkości obciążenia statycznego na
stanowiskach pracy. Jest powszechnie stosowanym systemem identyfikacji i oceny postawy
całego ciała ludzkiego podczas pracy. Metoda ta została opracowana w Finlandii przez firmę
Ovako, w odpowiedzi na potrzebÄ™ prostej, jasnej i uzasadnionej metody analitycznej. Ich celem
była analiza obciążeń postawy ciała ludzkiego i poprawa czynników ergonomicznych w
miejscu pracy.
Stworzenie stanowiska pracy, które nie powodowałoby nadmiernego obciążenia i
zmęczenia układu mięśniowo-szkieletowego pracownika, wymaga przeanalizowania
parametrów związanych z pozycją przy pracy, siłą wywieraną podczas pracy oraz
czasem oddziaływania siły przy określonej pozycji. Parametry te powinny być
rozpatrywane Å‚Ä…cznie.
Metoda OWAS bierze pod uwagę obciążenie pochodzące od
czterech czynników:
- pozycji pleców (cztery zakodowane pozycje):
1 - wyprostowane,
2 - zgięte do przodu,
3 - skręcone,
4 - zgięte i skręcone,
- położenia przedramion (trzy pozycje):
1 - obydwa poniżej stawu łokciowego,
2 - jedno powyżej stawu łokciowego,
3 - obydwa powyżej stawu łokciowego),
- pracy nóg (siedem pozycji):
1 - pozycja siedzÄ…ca,
2 - stojÄ…ca z nogami wyprostowanymi,
3 - stojÄ…ca z jednÄ… nogÄ… wyprostowanÄ…,
4 - stojąca z nogami zgiętymi,
5 - stojąca z jedną nogą zgiętą,
6 - klęczenie na jednym lub obu kolanach,
7 - chodzenie,
- wielkości obciążenia zewnętrznego
(trzy wielkości, zróżnicowane według obciążenia osób, oparte na aktach
prawnych) - tab. 2)
Na podstawie pełnego kodu pozycji ciała ludzkiego
składającego się z czterech cyfr (po jednej od każdego
czynnika obciążającego) należy odczytać typ kategorii z
diagramu (rys. 1).
Rys.1 Diagram do określania kategorii obciążenia pracą wg kodu pozycji
Kategoria Opis kategorii
- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy sÄ… naturalne,
Kategoria 1
- obciążenie jest optymalne,
- nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku.
- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mogą mieć negatywny
Kategoria 2
wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy,
- obciążenie jest prawie akceptowalne,
- nie ma potrzeby dokonywania natychmiast zmian na stanowisku, ale
należy wziąć pod uwagę konieczność przeprowadzenia takich zmian
w najbliższej przyszłości.
- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy majÄ… negatywny
Kategoria 3
wpływ na układ mięśniowo szkieletowy,
- obciążenie jest duże,
- zmiany na stanowisku należy przeprowadzić tak szybko, jak to możliwe.
- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy majÄ… bardzo
Kategoria 4
negatywny wpływ na układ mięśniowo szkieletowy,
- obciążenie jest bardzo duże,
- zmiany na stanowisku należy przeprowadzić natychmiast.
Metoda  ERGONOM oceny uciążliwości pracy
Tab.1 Współczynniki obciążenia dla kategorii pozycji
Kategoria I II III IV V
uciążliwości
Współczynnik 1.0 2.3 4.2 7.0 11.2
obciążenia Cc
Wskaz
nik uciążliwości wynikający ze wszystkich pozycji przyjmowanych na danym stanowisku pracy:
c
Il =
"C T*tc
gdzie:
Il  wskażnik uciążliwości stanowiska pracy z uwagi na pozycję roboczą,
Cc  współczynnik obciążenia,
Tc- czas utrzymania danej pozycji,
T - czas jednostkowy np. 60 min
Tab.2 wartość wskażnika uciążliwości pracy
Pozycja robocza mało uciążliwa <1.5
Pozycja średnio uciążliwa 1.5  2.4
Pozycja bardzo uciążliwa 2.5  3.4
Pozycja ekstremalnie uciążliwa >3.5
 Ergonomia
 Wykład 2
Prezentacja jest współfinansowana przez
UniÄ™ EuropejskÄ… w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie pt.
 Podyplomowe studia techniczne dla przedsiębiorców i pracowników przedsiębiorstw
Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie
Politechnika A
ódzka, ul. Żeromskiego 116, 90-924 A
ódz
, tel. [phone]
http://tech.edp.org.pl/
Dziękuję Państwu za uwagę.