obciążenie statyczne i dynamiczne id 326912

PAŃSTWOWA WYśSZA SZKOŁA ZAWODOWA

w Nowym Są czu

NAUKA O PRACY I ERGONOMIA

MATERIAŁY DO PROJEKTOWANIA

P III

OBCIĄśENIE STATYCZNE

I DYNAMICZNE W CZASIE PRACY

Spis treści:

1. Wprowadzenie

2. Ocena obciąŜenia statycznego

3. Badanie reakcji organizmu na obciąŜenie fizyczne metodą odnowy tętna.

Zespół ćwiczeniowy:

Grupa....................Data...................

1.......................................................

2......................................................

3.......................................................

4.......................................................

5.....................................................

1.Wprowadzenie

Mięśnie szkieletowe cechują się dwojakim rodzajem aktywności: dynamiczną i statyczną. Pierwsza wiąŜe się z czynnością skurczową, podczas której dochodzi do zmniejszenia długości mięśnia i zbliŜenia miejsc jego przyczepów na częściach kostnych. W

ten sposób odbywają się ruchy lokomocyjne, a takŜe pokonywanie oporów zewnętrznych, co umoŜliwia wykonywanie róŜnych operacji ruchowych. Siła mięśni działa wówczas wzdłuŜ

pewnej drogi i jest wykonywana praca mechaniczna, którą w określonych warunkach moŜna łatwo zmierzyć. Taki rodzaj wysiłku nazywamy pracą dynamiczną.

Praca statyczna stwarza inny, równieŜ bardzo istotny rodzaj aktywności mięśniowej.

Jej istotą są skurcze izometryczne, charakteryzujące się tym, Ŝe stan pobudzenia powoduje wzrost napięcia mięśni, natomiast nie ulegają one skróceniu. W rezultacie nie następuje zbliŜanie się do siebie miejsc ich przyczepu na częściach kostnych Nie ma zatem efektu pracy w sensie mechanicznym. Jednak wzrost napięcia mięśnia, spowodowany jego izometrycznym skurczem, jest czynnym procesem fizjologicznym stanowiąc często duŜe obciąŜenie dla organizmu. Dlatego mówimy o pracy statycznej.

Podczas pracy dynamicznej mięsień uczestniczący w pracy, po okresie krótkotrwałego skurczu, powraca do stanu wyjściowego i reakcja skurczowa moŜe być powtórzona.

Naprzemienne stany skurczu i rozkurczu nie tylko nie utrudniają, lecz wręcz ułatwiają krąŜenie krwi i wymianę składników między dopływającą krwią i pracującymi mięśniami.

Sytuacja jest odmienna podczas pracy statycznej. Długotrwałe napięcie mięśnia, poprzez ucisk na naczynia krwionośne, utrudnia swobodny przepływ krwi, co z kolei zakłóca dostarczanie niezbędnych składników i usuwanie produktów przemiany materii. W tych warunkach ułatwiony jest rozwój zmęczenia. Powstaje poczucie dyskomfortu, aŜ do pojawienia się reakcji bólowych w napiętych mięśniach.. Dlatego we wszystkich sytuacjach, w których jest to moŜliwe, naleŜy zmniejszać obciąŜenie statyczne podczas pracy zawodowej, nawet jeśli doprowadziłoby to do zwiększenia dynamicznej aktywności mięśniowej i wzrostu zuŜycia energii. Zmniejszona aktywność ruchowa stanowi negatywną cechę współczesnego Ŝycia o niemałym znaczeniu w bilansie wpływów zdrowotnych.

2. Ocena obciąŜenia statycznego metodą OWAS

Podstawowa część obciąŜeń typu statycznego jest związana z napięciami posturalnymi odgrywającymi rolę w utrzymaniu poŜądanej pozycji ciała. Praktycznie kaŜdej pracy dynamicznej towarzyszą napięcia statyczne części grup mięśniowych, decydujące o poŜądanej pozycji ciała. Wysiłki typu statycznego stanowią bardzo istotny składnik ogólnego obciąŜenia w pracy zawodowej. W znacznym stopniu została wyeliminowana cięŜka praca fizyczna w dawnym znaczeniu, kiedy mięśnie ludzkie stanowiły źródło energii mechanicznej. Natomiast zwiększyła się liczba stanowisk pracy, na których duŜą rolę odgrywa długotrwałe utrzymywanie stałej pozycji ciała, stabilizującej połoŜenie głowy, tułowia i kończyn górnych: większość prac biurowych, praca operatorów monitorów komputerowych, pulpitów sterowniczych i innych urządzeń.

Ze względu na stopień rozpowszechnienia i negatywne następstwa obciąŜenia typu statycznego są one przedmiotem szczególnego zainteresowania w działaniach zmierzających do optymalizacji metod i warunków pracy. Wśród róŜnych metod całościowej oceny obciąŜenia statycznego na uwagę zasługuje metoda zaproponowana przez autorów fińskich, nazywana w skrócie OWAS (Ovako Working Posture Analysis System). Uwzględniono w niej zajmowaną pozycję ciała i obciąŜenie zewnętrzne w kilogramach, połoŜenie tułowia (pleców), ramion i nóg.

Analiza obciąŜenia statycznego metodą OWAS

Metoda analizy obciąŜenia statycznego metodą OWAS słuŜy do wielkości oceny

obciąŜenia statycznego na stanowiskach pracy.

Metoda bierze pod uwagę obciąŜenie pochodzące od czterech czynników:

- pozycja pleców

- połoŜenie ramion

- praca nóg

- wielkość obciąŜenia zewnętrznego,

ale nie uwzględnia częstości zmiany pozycji oraz rytmu pracy..

Analiza obciąŜ enia statycznego obejmuje stanowisko...........................................

Sposób postępowania:

1. Wybrać czynność (pozycję przy pracy) przewaŜającą w ciągu zmiany roboczej.

2. Na podstawie oceny pozycji pleców, ramion, nóg, i obciąŜenia określić kod pozycji 3. Z diagramu na rys.2. (na odwrocie strony) na podstawie kodu pozycji (z rys.1) odczytać typ kategorii obciąŜenia (1,2,3 lub 4).

4. Z tab.1 odczytać dla danej kategorii obciąŜenia jej opis.

5. Z tab.2 odczytać interpretację kategorii.

A-PLECY:

1. wyprostowane

B-RAMIONA:

2. zgięte do przodu

1. obydwa poniŜej stawu łokciowego

3. skręcone

2. jedno powyŜej stawu łokciowego

4. zgięte i skręcone

3. obydwa powyŜej stawu łokciowego

A B C D

C-NOGI:

1. pozycja siedząca

2. stojąca z nogami wyprostowanymi

3. stojąca z jedną nogą wyprostowaną

4. stojąca z nogami zgiętymi

D-OBCIĄZENIE ZEWNĘTRZNE:

5. stojąca z jedną nogą zgiętą

1. masa poniŜej 10 kg

6. klęczenie na jednym lub obu kolanach

2. masa od 10 do 20 kg

7. chodzenie

3. masa powyŜej 20 kg

Rys.1. Wyznaczenie kodu pozycji ciała do oceny obciąŜenia statycznego metodą OWAS.

Przykłady: kod pozycji 1232

1- plecy wyprostowane

2- ramiona: jedno ramię powyŜej stawu łokciowego

3- nogi: pozycja stojąca z jedną nogą wyprostowaną

2- obciąŜenie zewnętrzne : masa od 10 do 20 kg

NOGI

OBCIĄśENIE

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1

2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1

KOD POZYCJI

3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 3 1 1 1 1 1 2

1 2 2 3 2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3

2 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 4 4 3 4 4 3 3 4 2 3 4

3 3 3 4 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4

1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 4 1 1 1 1 1 1

2 2 2 3 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 4 4 3 3 3 1 1 1

3 2 2 3 1 1 1 2 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 1 1

1 2 3 3 2 2 3 2 2 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4

2 3 3 4 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4

3 4 4 4 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4

Rys.2. Diagram do odczytywania na podstawie kodu pozycji kategorii obciąŜenia statycznego.

Tab.1. Opis kategorii obciąŜenia statycznego.

Kategoria

Opis Kategorii

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy są naturalne

Kategoria 1

- obciąŜenie jest optymalne lub akceptowalne

- nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mogą mieć negatywny wpływ na układ Kategoria 2

mięśniowo-szkieletowy

- obciąŜenie jest prawie akceptowalne nie ma potrzeby dokonywania natychmiastowych zmian na stanowisku, ale naleŜy wziąć pod uwagę konieczność przeprowadzenia takich zmian w przyszłości.

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają negatywny wpływ

Kategoria 3

na układ mięśniowo-szkieletowy

- obciąŜenie jest duŜe

- zmiany na stanowisku naleŜy przeprowadzić tak szybko , jak to moŜliwe.

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają bardzo negatywny

Kategoria 4

wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy

- obciąŜenie jest bardzo duŜe

- zmiany na stanowisku naleŜy przeprowadzić natychmiast.

Tab.2.Interpretacja wyników oceny obciąŜenia statycznego.

ObciąŜ enie

Pozycja ciała przy pracy

Czas utrzymania jedne pozycji

(kategorie OWAS)

(% czasu zmiany roboczej)

małe

pozycja niewymuszona kategorii 1

do 70

pozycja niewymuszona kategorii 1

do 50

lub niewymuszona kategorii 2

pozycja wymuszona kategorii 2

do 30

średnie

pozycja niewymuszona kategorii 1

powyŜej 70

pozycja niewymuszona kategorii 1

50-70

lub niewymuszona kategorii 2

pozycja wymuszona kategorii 2

30-50

pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4

do 30

duŜe

pozycja wymuszona kategorii 1

powyŜej 70

lub niewymuszona kategorii 2

pozycja wymuszona kategorii 2

powyŜej 50

pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4

powyŜej30

3.Badanie reakcji organizmu na obciąŜenie fizyczne metodą odnowy tętna Podczas wysiłku fizycznego następuje pobudzenie układu krąŜenia i oddechowego oraz mechanizmów termoregulacji w związku z pokryciem zwiększonego zapotrzebowania pracujących mięśni na tlen i substraty energetyczne oraz stanowi efektywne usuwanie z mięśni produktów przemiany materii.

Stopień zmian wskaźników określających czynność tych układów moŜe więc być podstawą szacunkowej oceny intensywności pracy wykonanej przez organizm. Parametrem często stosowanym do oceny kosztu energetycznego i tym samym stopnia cięŜkości pracy jest analiza częstości skurczów serca podczas pracy. ObciąŜenie organizmu na podstawie pracy układu krąŜenia moŜe być oceniane za pomocą wskaźników:

częstotliwości tętna

czasu powrotu tętna do poziomu spoczynkowego

Metoda ta jest mniej złoŜona niŜ pomiar pobierania tlenu, ale dokładność jej jest stosunkowo mała. Metoda oceny wydatku energetycznego podczas pracy na podstawie pomiaru częstości skurczów serca ma zastosowanie jedynie w przypadku pracy dynamicznej, z zaangaŜowaniem duŜych grup mięśniowych, przy małym statycznym obciąŜeniu mięśni i przy braku wpływu stresu cieplnego i obciąŜenia psychicznego pracownika podczas pracy.

TEST ODNOWY TĘTNA I CIŚNIENIA KRWI

Ćwiczenie polega na przeprowadzeniu dwóch róŜnych prób wysiłku dynamicznego z pomiarem czasu powrotu tętna do warunków normalnych.

Przed przystąpieniem do ćwiczenia dokonujemy pomiaru kontrolnego ciśnienia i tętna jako parametrów odniesienia do porównania ze wzrostem po wysiłku.( Uwaga! Zabronione jest przeprowadzanie testów wysiłkowych przy ciś nieniu kontrolnym powyŜ ej 150 mmHg). NiezaleŜnie od formy obciąŜenia dokonujemy pomiaru czasu próby (w sek.), a następnie tętna natychmiast po próbie i kolejno w ustalonych odstępach czasowych po ustaniu wysiłku fizycznego.

Dane liczbowe wpisujemy do tabelki i sporządzamy wykres zmian parametrów ciśnienia i tętna porównując tempo powrotu parametrów układu krąŜenia do warunków normalnych.

Próba

Parametr

Kontrolny Czas

wysiłku

(przed

Próby

próbie

próbą)

(sek) 0,0min. 1,0min

2,0min. 3,0min.

4,0min

5,0min

Oceny cięŜkości pracy na podstawie pomiarów częstości skurczów serca moŜna dokonać w sposób przybliŜony określając wydatek energetyczny związany z wysiłkiem na podstawie wzoru: Mes = A x t x (4HR – 255) [J]

HR – czę stość skurczu serca /min

t - czas wysiłku podlegają cy ocenie(sek)

A - powierzchnia ciała ( 1,7 – 1,9 m2 )

Próba wysiłku I

Mes = A x t x (4HR – 255) = x x (4 - 255) = J

Odczyt z cykloenergometru ..............kcal x 1000 x 4,18 = .................... J

Próba wysiłku II

Mes = A x t x (4HR – 255) = x x (4 - 255) = J

Odczyt z cykloenergometru ..............kcal x 1000 x 4,18 = .................... J

WYKRES ODNOWY TĘTNA

Tętno

170

160

150

140

130

120

110

100

Czas

Min.

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Klasyfikacji wysiłków wg ich cięŜkości moŜna dokonać na podstawie stwierdzonych zmian fizjologicznych organizmu zgodnie z poniŜszą tabelą:

WYSIŁEK FIZYCZNY A ZMIANY FIZJOLOGICZNE W ORGANIZMIE

Parametry fizjologiczne

wydatek

stopień

energetyczny

temperatura

częstość

wentylacja

pochłanianie

częstość

cięŜkości

netto/8 h

wewnętrzna

oddechów

płuc

tlenu

skurczów serca

pracy

ciała

oddech.min-1 oddech.min-1

l.min-1

skurcz.min-1

Spoczynek

6-8

0,25-0,30

60-70

36,6

B. lekka

1 250

16-20

8-10

0,3-0,5

70-75

36,6-37,0

Lekka

1 250- 3 500

20-25

10-20

0,5-1,0

75-100

37,0-37,5

Średnia

3 500-6 300

25-30

20-30

1,0-1,5

100-125

37,5-38,0

CięŜka

6 300-8 400

30-35

30-50

1,5-2,0

125-150

38,0-38,5

B. cięŜka

8 400-12 500

35-40

50-65

2,0-2,5

150-175

38,5-39,0

Krańcowo

>12 500

>40

>65

>2,5

>175

>39,0

cięŜka

Stopień cięŜkości wysiłków określamy na podstawie pomiarów częstości skurczów serca :

Próba wysiłku I – Tętno.........Stopień cięŜkości......................wydatek energet........................

Próba wysiłku II – Tętno.........Stopień cięŜkości...................wydatek energet........................