Ocena obciążenia człowieka pracą

Beata Popken-Haładus

Zdrowie Publiczne niestacjonarne

II rok

Badaniem obciążenia człowieka pracą zajmuje się fizjologia pracy, która jest nauką
odgrywającą istotną rolę w badaniach ergonomicznych. Wyniki badań fizjologicznych mają
na celu opracowanie praktycznych zaleceń dotyczących sposobu wykonywania pracy i
warunków, w jakich powinna ona przebiegać.
Obciążenie pracą fizyczną na stanowisku pracy dzieli się na dynamiczne i statyczne. Podział
ten jest związany z charakterem pracy mięśni – ich skurczem. Wysiłek dynamiczny przebiega
w warunkach ruchu w związku z przemieszczeniem ciała ludzkiego lub jego części w
przestrzeni i zachodzi przy udziale izotonicznych skurczów mięśni, podczas których następuje
skrócenie włókien – okresy skurczu i rozkurczu mięśni.
Wysiłek statyczny jest wykonywany przy udziale skurczów izometrycznych, które powodują
wzrost napięcia mięśni bez wyraźnego ich skrócenia. Praca statyczna przebiega w warunkach
bezruchu, wiąże się przede wszystkim z koniecznością utrzymania niewygodnej i
wymuszonej pozycji ciała.
Nadmierne obciążenie organizmu związane z pracą zawodową jest przyczyną zmęczenia
obwodowego, obejmującego układ mięśniowo-szkieletowy i ogólne zmiany czynnościowe
oraz zmęczenia ośrodkowego układu nerwowego Zmiany składające się na zmęczenie
obwodowe i ośrodkowe prowadzą do dolegliwości, a nawet urazów układu mięśniowo-
szkieletowego, wyczerpania zasobów energetycznych i metabolicznych, zaburzenia czynności
percepcyjnych, w tym i koordynacji wzrokowo-ruchowej i obniżenia sprawności umysłowej.

Obciążenie człowieka prącą może mieć, zatem charakter fizyczny lub psychiczny.

Efektem obciążenia człowieka prącą może być zarówno uciążliwość jak i szkodliwość. W
celu zmniejszenia uciążliwości i wyeliminowania szkodliwości dokonuje się oceny obciążenia
pracą pracownika.

Stopień obciążenia człowieka pracą można określić stosując pomiar samego wysiłku lub
mierząc parametry fizjologiczne organizmu.
Obciążenie pracą zawiera dwa różniące się ilościowo i jakościowo elementy:
1. wynikający z obciążenia jedynie czynnościami roboczymi
2. zależny od warunków środowiska, w którym praca ma miejsce oraz od sposobu reagowania
organizmu pracownika na te warunki.

Aby dokonać oceny obciążenia pracą należy wykonać analizę następujących składowych:
- dla wysiłków fizycznych bada się:

wysiłek dynamiczny
wysiłek statyczny
monotypię

- dla wysiłków psychicznych bada się:

obciążenie percepcją
obciążenie podejmowaniem decyzji
obciążenie procesami wykonawczymi
stopień monotonii

W zależności od rodzaju wysiłku do wykonywania oceny obciążenia człowieka pracą zaleca
się stosowanie różnych metod, wielkości pomiarowych i wskaźników. Dla każdego rodzaju
obciążenia zostały opracowane możliwości oceny cząstkowej i całkowitej. W tym celu
umieszcza się odpowiednie wartości na skali punktowej lub słownej.

Parametry i wskaźniki stosowane w analizie poszczególnych składowych obciążenia pracą

Rodzaj wysiłku

Charakter

wysiłku

Parametry i wskaźniki oceny

FIZ

YC

ZNY

dynamiczny

Wydatek energetyczny (WE)
Parametry fizjologiczne:



ilość zużywanego tlenu w trakcie danej
czynności oraz maksymalne zapotrzebowanie
na tlen



ilość wydalanego CO2



częstość skurczu serca



ciśnienie krwi



temperatura ciała i skóry

statyczny

Postawa ciała i możliwość jej zmiany
Położenie kończyn i ich czynności ruchowe
Chronometraż czasu pracy

monotypowy

Stopień ograniczenia ruchowego
Liczba powtórzeń
Wielkość rozwijanych sił przez mięśnie czynne

PSYCHICZ

NY

percepcja

Ilość napływających informacji
Złożoność, zmienność i jednoznaczność informacji

monotonia

Niezmienność procesu pracy
Jednostajność środowiska
Stopień skomplikowania operacji
Konieczność stałego napięcia uwagi

decydowanie

Waga podejmowanych decyzji

wykonanie

Typowość ruchu
Złożoność czynności
Stopień trudności wykonywanych czynności
Wartość wysiłku energetycznego (WE)

Określenie wydatku energetycznego (WE)

Wydatek energetyczny jest miarą wysiłku fizycznego dynamicznego i jest możliwy do
określenia w sposób bezpośredni lub pośredni poprzez znajomość wartości następujących
parametrów fizjologicznych:



ilość zużywanego tlenu w trakcie danej czynności oraz maksymalne zapotrzebowanie
na tlen



ilość wydalanego CO2



częstość skurczu serca



ciśnienie krwi



temperatura ciała i skóry

Zatem, można w ocenie wysiłku oprzeć się na wentylacji minutowej płuc - ilości wdychanego
powietrza (zużycie w trakcie pracy i maksymalne zapotrzebowanie organizmu na O

2

), ilości

wydalanego dwutlenku węgla (CO

2

). 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.

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 wskaźników wymiany gazowej, jaka
zachodzi w procesie pracy między człowiekiem a otoczeniem. Przy jej pomocy określa się
ilość O

2

lub CO

2

, 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 O

2

, 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, 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 wymienionych powyżej metod można określić:

1.

wydolność organizmu,

2.

stopień wytrenowania

3.

stopień ciężkości pracy.

1. Ogólna wydolność fizyczna jest to zdolność organizmu do ciężkiej i długotrwałej pracy
bez głębszych zmian w środowisku wewnętrznym (homeostazy). Miarą jej 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 rożnych grup mięśniowych,



termoregulacja ustroju,



czynniki psychologiczne (motywacja, subiektywna tolerancja zmian wywołanych
zmęczeniem), charakterologiczne i zdrowotne.

Miarą wydolności fizycznej organizmu jest maksymalna ilość pobieranego tlenu V

O2

max

Wydolność fizyczna kobiet jest mniejsza o ok. 30% od wydolności fizycznej mężczyzn o
siedzącym trybie pracy.
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 neurohormonalnej kontroli wysiłkowej przemiany materii WPM



mobilizacja poza mięśniowych substratów energetycznych podczas długotrwałego
wysiłku fizycznego o umiarkowanej intensywności.

Adaptacja fizjologiczna uzewnętrznia się poprzez zmniejszenie:



zakresu zmian wskaźników 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.
Wysiłkiem maksymalnym określa się ten stan organizmu, kiedy dochodzi do maksymalnego
nasilenia funkcji pobierania i dostarczenia do mięśni tlenu.
Wysiłkiem submaksymalnym nazwany jest wysiłek o niższej intensywności niż maksymalny.
Supramaksymalnym - jeżeli ma miejsce wysiłek o intensywności większej niż maksymalny.

Najkorzystniejszym przypadkiem stopnia ciężkości jest praca umiarkowana, gdyż wówczas
zaopatrzenie w tlen 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.

...

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 według trójstopniowej skali: małe, średnie lub duże, uwzględniając
jednocześnie wartość wysiłku energetycznego 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,



lokalne zakłócenie homeostazy.

...

Ocena monotypowości ruchów roboczych

Ponieważ w tego typu pracy biorą udział jedynie niektóre grupy mięśni, występuje, więc stan
miejscowego zmęczenia, dający efekt uciążliwości pracy. W celu oceny stosuje się metodę
szacunkową, biorąc w analizie pod uwagę:



stopień ograniczenia ruchowego,



liczba powtórzeń,



wielkość rozwijanych sił przez mięśnie będące w trakcie pracy.

Ocenę tę przedstawia się również w trójstopniowej skali.

Obciążenie psychiczne pracownika

Dużą rolę w procesie pracy odgrywa stopień angażowania systemu nerwowego człowieka.
Na wielkość obciążenia tego systemu psychicznego mają wpływ rożne czynniki w zależności
od tego, w którym etapie procesu pracy się człowiek znajduje:

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 podejmowanych decyzji,

3. w procesach wykonawczych, mimo, że zależą one od wielkości wysiłku fizycznego, to

udział systemu nerwowego jest widoczny w przypadku złożoności wykonywanej
czynności i jej stopniu identyfikacji.

Obciążenie psychiczne jest, więc sumą wszystkich etapów pracy a ocena jego powinna być
wykonywana zwłaszcza wtedy, gdy występują następujące cechy:



monotypia (powtarzające się czynności)



monotonia (napływ tych samych informacji)



czuwanie



konieczność podejmowania częstych i trudnych decyzji



precyzyjne czynności motoryczne.

W badaniach obciążenia psychicznego mogą być stosowane metody oparte na wskaźnikach
fizjologicznych lub psychologicznych. Badania fizjologiczne dotyczą jednak tak małych
zmian wartości, że sprawiają trudności w powszechnym użyciu, dlatego też stosuje się oceny
psychologiczne takie jak:



liczba wysyłanych informacji w jednostce czasu - analiza ilościowa,



liczba błędów - analiza jakościowa pracy,



czas reakcji,



czas reakcji w zadaniu dodatkowym, co jest miarą rezerwowej zdolności do pracy.

Ocenę wysiłku psychicznego przeprowadza się w 5 stopniowej skali stosując wartości:
minimalny, mały, średni, duży, bardzo duży.

Do określenia obciążenia pracą oprócz wymienionych już parametrów stosuje się również
wskaźniki dodatkowe, takie jak:
- stałe uzależnienie w czasie od wykonywania pracy
- podporządkowanie rytmowi pracy linii produkcyjnej
- brak możliwości komunikowania z innymi pracownikami
- ograniczenie aktywności ruchowej
- jednostajny hałas
- niedostateczne i niewłaściwe oświetlenie

Literatura:

1. Grandjean E.: Fizjologia pracy. Zarys ergonomii, PZWL 1971
2. Goborz A., Juliszewski T., Gonciarz M.: Analiza obciążeń pracą na podstawie wskaźnika
wykorzystania rezerwy tętna i obciążeń statycznych metodą OWAS, W:
Bio-Algorithms and Med-systems, No. 1/2, 2005 UJ Kraków.
3. Kamieńska-Żyła M.: Ocena obciążenia fizycznego człowieka w procesie pracy, W:
Ergonomia i ochrona pracy, pod red. S. Knapika, Wydawnictwa AGH, Kraków 1996.
4. Koradecka D., Łatach H.: Ocena wielkości obciążeń pracą fizyczną na stanowiskach
różnych, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1981
5. Wykowska M., Ergonomia jako nauka stosowana, AGH Uczelniane Wydawnictwa
Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2009