Podstawy ergonomii i fizjologii pracy
Równowaga organizmu a wysiłek fizyczny
Homeostaza to względnie stały stan równowagi składu chemicznego organizmu i procesów życiowych w ni8m
zachodzących na stosunkowo wysokim poziomie uporządkowania.
Organizm człowieka zawsze dąży do równowagi czynnościowej.
ETAPY PROCESÓW PRACYETAPY PROCESÓW PRACY
Percepcja  uzyskiwanie informacji
Poprzez bezpośrednią obserwację procesu produkcyjnego lub poprzez śledzenie aparatów pomiarowych
informujących o przebiegu procesu.
Percepcja dokonuje się za pomocą receptorów i przekazaniu informacji do układu nerwowego.
Ta faza podlega głównie badaniom fizjologii oraz psychologii.
Z cybernetycznego punktu widzenia jest to informacja przebiegająca od wyjścia maszyny do wejścia na
receptorze.
Przetwarzanie  transformacja
Przetwarzanie informacji w ośrodkowym układzie nerwowym i doprowadzenie do podjęcia decyzji.
Na ten proces wpływają elementy z zewnątrz jak i stan wewnętrzny człowieka ( wcześniej utrwalone
informacje, umiejętności sprawnego kojarzenia, wykorzystanie wcześniejszych , spostrzeżeń, stresy, strach).
Sterowanie  przekazanie podjętej decyzji elektorom oraz wykonanie tej decyzji.
Działanie człowieka na maszynę w celu wywołania pożądanych zmian w procesie pracy.
 Wyjściem  są efektory,  wejściem  urządzenia sterujące maszyny.
Jest to zamknięty proces pracy.
Trzy podstawowe rodzaje powiązań pomiędzy maszyną, a człowiekiem:
* ręczne
* mechaniczne
* automatyczne
Ręczny rodzaj powiązania  gdy człowiek wykonuje swoje czynności robocze używając prostycz narzędzi
( np. młotka lub łopaty) i jest jedynym z
ródłem energii, wykonując jednoczesnie funkcje kontrolne.
Mechaniczny rodzaj powiązania - maszyna jest z
ródłem energii, zaś człowiek kontroluje przebieg procesu
produkcyjnego obserwując zachowanie się urządzenia bądz
też aparatury kontrolno  pomiarowej.
Istotną cechą automatu jest to, że ma on własny system sprzężeń zwrotnych, na które operator nie wywiera
wpływu. Z punktu widzenia ergonomicznego w układzie automatycznym decydującą rolę odgrywają urządzenia
sygnalizacyjne.
Trzy grupy czynników działających obciążająco na organizm człowieka w procesie pracy:
* do pierwszej grupy zalicza się samą pracę
* do drugiej  warunki jej wykonywania
* do trzeciej zaś  czas jej świadczenia
Praca będzie zorganizowana w sposób racjonalny wtedy, kiedy wszystkie czynniki będą zoptymalizowane.
Nauki powiązane z ergonomią
Fizjologia pracy  bada biologiczne zjawiska zachodzące w procesie pracy w celu zapewnienia najbardziej
racjonalnego wykorzystania sił fizycznych i psychicznych pracowników .
Przedmiotem zainteresowania są przede wszystkim zjawiska zmęczenia i znużenia w pracy oraz metody
zapobiegania.
Higiena pracy  zajmuje się niedopuszczeniem do wystąpienia czynników zagrażających zdrowiu
pracowników , eliminowaniem ryzyka wystąpienia chorób, optymalizacją warunków materialnego środowiska
pracy ( mikroklimatu, oświetlenia, natężenia hałasu, itp.)
Psychologia pracy  zajmuje się :
przystosowaniem człowieka do pracy ( dobór pracowników , nauka , poradnictwo zawodowe)
przystosowaniem pracy do człowieka ( tworzenie optymalnych warunków odbioru informacji, podejmowania
decyzji i ich wykonywania ) ta dziedzina nosi nazwę psychologii inżynieryjnej
przystosowaniem człowieka do człowieka ( psychologia społeczna)
Organizacja pracy i ekonomika pracy badanie i mierzenie pracy, zasady ekonomii ruchów)
Antropologia  jest to biologia porównawcza człowieka , a w jej ramach znajduje się antropometria ( metodyka
pomiarów ciała ludzkiego ). Dzięki tej dziedzinie można rozplanować stanowiska robocze, które będą
bezpieczne dla pracowników.
Cele BHP a cele ergonomii:
Optymalizacja wysiłku fizycznego i psychicznego
Maksymalizacja bezpieczeństwa pracy.
Optymalizacja oddziaływania materialnego środowiska pracy.
Optymalizacja samopoczucia pracujących i ich wrażeń estetycznych.
Optymalizacja wydajności pracy.
Ergonomia a BHP
Ergonomia dąży do optymalnego przystosowania stanowisk procesów i środowiska pracy do możliwości
psychofizycznych człowieka tak aby nie tylko uchronić życie i zdrowie człowieka lecz dać mu możliwość jak
najpełniejszego rozwoju osobowości.
Pytanie : jaka jest relacja miedzy ergonomią a bhp?
Bezpieczeństwo Pracy zapewnia ochronę życia pracownika , a ergonomia ochronę zdrowia 9 czyli stanu
dobrego samopoczucia fizycznego, psychicznego i socjalnego a nie tylko brak choroby lub niesprawności
W przemyśle rozróżniamy 4 rodzaje ergonomii:
Ergonomia koncepcyjna  zajmuje się optymalizacją projektów stanowisk pracy, aby przy wykorzystaniu
maksymalnych możliwości na danym poziomie wiedzy zapewnione zostało na stanowisku pracy
bezpieczeństwo i niezawodność maszyn, a jednocześnie minimum obciążenia fizycznego i psychicznego
człowieka . Przy tak tworzonym stanowisku pracy uwzględnia się antropometrię człowieka oraz eliminowanie
szkodliwych dla zdrowia czynników.
Ergonomia korekcyjna -analizująca istniejące warunki pracy i proponuje takie ich usprawnienie, aby w pełni
odpowiadały wymogom fizjologicznym i psychologicznym człowieka. Tak zorganizowane warunki mają
zapewnić maksymalną wydajność pracy przy minimalnym oddziaływaniu czynników szkodliwych dla zdrowia
Ergonomia warunków pracy  zajmuje się wyłącznie warunkami środowiska pracy i ich wpływem na jego
wydajność i efektywność pracy. W układzie człowiek  środowisko pracy zajmujemy się mikroklimatem,
pyłami, gazami, hałasem, drganiami, a więc ograniczeniem wszystkich czynników szkodliwych , jakie mogą
występować w środowisku pracy.
Ergonomia wyrobów  zajmuje się produktami pracy człowieka.
Trzy grupy zmiennych, które wpływają na fizyczne warunki pracy:
Zagadnienia wymiarów i wysiłków, mierzone w jednostkach fizycznych, są to np.
- odległości i wysokości miejsc pracy
- kształtów i rozmiarów urządzeń sterujących
- postaw przy pracy ( w tym problemy siedzeń do pracy)
- kolejność ruchów
- ciężaru, rozmiarów, kształtu itp.
- materiałów , które się przemieszcza w czasie pracy, narzędzi, urządzeń
- siły wymaganej do ich obsługi
Zagadnienia rytmu mierzone wskaz
nikami czasu, są to problemy takie jak:
- tempo pracy maszyn
- czas odpoczynku
- czas dzienny i tygodniowy
- monotonia ruchów
- czujność
- długość i częstotliwość ruchów
Czynniki środowiska naturalnego, mierzone w jednostkach fizycznych za pomocą specjalnych aparatów:
- oświetlenie
- hałas i drgania
- mikroklimat ( temperatura, wilgotność, przepływ powietrza oraz ciśnienie)
- przyspieszenie
- promieniowanie jonizujące i elektromagnetyczne
- dymy , pyły i gazy itd.
Względna przewaga człowieka i maszyny
Lp. Cecha Maszyna Człowiek
1. Szybkość Znaczna przewaga Opóz
nienie
wykonania 1s.
2. siła Stale na każdym 2KM przez 10s.
poziomie, znaczne 0,5KM przez kilka
równoważne zasoby sekund, 0,2 KM dla
siły pracy stałej w ciągu
dnia
3. Pewność Idealna dla pracy Niepewny: wymaga
jednostajnej, kontroli przez
precyzyjnej mechanizm
4. Działalność złożona wielokanałowa Jednokanałowośc
odbioru informacji
5. Pamięć Najlepsza dla Rozległa pamięć,
dosłownego wiele dojść, lepszy
odtworzenia i dla ustalenia zasad
krótkoterminowego strategii
przechowania
6. Rozumowanie Dobra w dedukcji Dobry w indukcji
7. Wrażliwość na wejściach Odbiór niektórych Rozległy zasób
informacji będących energii ( wzrok
poza zasięgiem jednocześnie
zmysłów człowieka, lokalizuje, określa
np. radioaktywność ruch i barwę. Może
odróżniać sygnały
przy dużej
intensywności hałasu.
8. Liczenie Szybka, dokładna, Powolny, robi błędy,
słaba przy dobry przy
poprawianiu błędów poprawianiu błędów
9. Pewność przy przeciążaniu Nagłe załamania Stopniowa degradacja
10. Inteligencja Żadna Może mieć do
czynienia z
czynnikami
nieprzewidzialnymi i
nie do przewidzenia.
11. Zdolność manipulacyjna Specyficzne Znaczna zmienność
Na podstawie wielu badań można przyjąć , że przewaga człowieka nad maszyną wynika przede
wszystkim z:
*zdolności do myślenia abstrakcyjnego, uogólnienia i kształtowania pojęć zdolności do łączenia różnych
wrażeń i pojęć w logiczną całość
* większej zdolności przystosowania się do zmieniających się warunków i możliwości zwiększania tej
zdolności przez trening, co w maszynie uwarunkowane jest zazwyczaj jej konstrukcją
* zdolności do myślenia indukcyjnego co jest niezbędne do uogólnienia wniosków
* większej zdolności do wydawania sądów
* zdolności do twórczego myślenia, fantazji i wyobraz
ni przekraczającej ramy wszelkich doświadczeń
* większej zdolności do właściwych reakcji w przypadkach awaryjnych, nie przewidywanych
* większej wrażliwości człowieka na pobudzenie zakłócenia, zwłaszcza przy słabych sygnałach, większej
zdolności samoczynnego nastawiania zmysłów na osiągnięcie maksymalnego odbioru.
Przewaga maszyny nad człowiekiem wynika z :
* większej siły i szybkości jej działania ( zwłaszcza przy czynnościach rachunkowych oraz dokładności,
* możliwości pracy bez zmęczenia i większej odporności na warunki zewnętrzne
* większej pojemności i niezawodności pamięci
* zdolności do szybkiej rejestracji sygnałów
Uogólniając można stwierdzić, że:
* człowiek jest bardziej elastycznym i uniwersalnym członem układu
* maszyna członem bardziej sprawnym w zakresie określonych wąskich funkcji.
Zakres problemowy dzisiejszej ergonomii można podzielić na cztery obszary:
Dostosowanie środowiska materialnego do oczekiwań, potrzeb i zdolności człowieka w przemyśle, transporcie,
rolnictwie, leśnictwie, domach mieszkalnych, szkołach, szpitalach , biurach projektowych itp.
Wykształcenie i przysposobienie kadr technicznych, organizacyjnych i humanistycznych do rozwiązywania
zadań ergonomicznych
Rozwijanie nauki, środków i metod badawczych
Wiązanie teorii z praktyką.
DEFINICJE PRACY
Praca  świadoma , społeczna i celowa działalność człowieka. Jest to społecznie zorganizowany zespół
czynności, którego efektem jest wytwarzanie wartości zaspokajających istotne potrzeby ludzkie, który na
bazie istniejących stosunków społecznych wyznacza jednostkom lub grupom je wykonującym określoną
pozycję w społeczeństwie.
Praca  w sensie psychofizjologicznym jest to świadome wykonywanie przez ustrój ludzki dowolnych
czynności wymagających wydatkowania sił, wydatkowania i przemiany energii, więcej niż jest to niezbędne
dla spoczynkowej przemiany materii ustroju, co dzieje się nawet wówczas, gdy nie ma ruchu w sensie
fizykalnym ( np. trzymamy w ręku ciężar).
Pracę dzielimy na : fizyczną i umysłową
Fizyczną zaś na: statyczną i dynamiczną
Wysiłek fizyczny oznacza pracę mięśni oraz całokształt towarzyszących jej zmian czynnościowych w
organizmie.
Rodzaje wysiłku fizycznego: w zależności od rodzaju skurczów mięśni rozróżniamy:
- wysiłki dynamiczne
- wysiłki statyczne
Praca dynamiczna odbywa się przy udziale skurczów izotonicznych. Mięsień kurcząc się powoduje
przemieszczanie się ciała w przestrzeni lub względem siebie.
Podczas tej pracy na przemian skurcze i rozkurcze umożliwiają przepływ krwi, dostarczając tlen w ilościach
odpowiadających zapotrzebowaniu oraz substancje odżywcze, a jednocześnie zabierają produkty przemiany
materii i ciepło.
Praca statyczna odbywa się przy udziale skurczu izometrycznego mięśnia, który nie zmienia swojej długości.
Podział wysiłku
W zależności od wielkości zaangażowanych grup mięśniowych :
- wysiłek ogólny  pracuje więcej niż 30% całej masy mięśni
- wysiłek miejscowy  pracuje mniej niż 30% masy mięśni
W zależności od czasu trwania:
- wysiłki krótkotrwałe ( nie dłużej niż kilka minut)
- wysiłki o średnim czasie trwania  od 40 do 60 min
- wysiłki długotrwałe  dłużej niż 60 min
W zależności od intensywności pracy mięśniowej:
- dla wysiłków dynamicznych ( gdzie zapotrzebowanie na tlen, przekracza, jest równe albo też jest mniejsze od
maksymalnej wartości pochłaniania tlenu).
- dla wysiłków statycznych ( siła skurczu nie przekracza 10 -12 % siły maksymalnej mięśni  długotrwałe; 30 %
- trwające 3-5 minut; jest większa niż 50% - gdy trwa 1-2 minuty.
Potrzeby jakie pojawiają się w organizmie w chwili zaistnienia wysiłku
Zapotrzebowanie na energię ( glikogen z mięśni, glukoza z krwi) zapotrzebowanie na tlen ( spalanie w
mięśniach związków , które dostarczają energię )  potrzeba usuwania z mięśni produktów przemiany materii
i ciepła.
Sprawność pracy mięśni
Tylko część wyzwalającej się w mięśniu energii chemicznej zostaje zamieniona na pracę mechaniczną, reszta
zamienia się w ciepło.
W zależności od ilości energii chemicznej zamienianej na pracę mechaniczną, podobnie jak w silnikach,
możemy mówić o sprawności mięśni.
Sprawność izolowanego mięśnia wynosi około 30%, tj. nie przekracza sprawności silnika Diesla. Jednak straty
przy przekazywaniu energii poprzez układy dz
wigni kostnych w ustroju są tak duże, że ostatecznie
współczynnik pracy użytecznej w większości procesów roboczych spada nawet poniżej 10% - bardzo mała.
Z punktu widzenia ekonomiki i rachunku gospodarczego jest to niezmiernie ważna przesłanka zastępowania
pracy fizycznej człowieka przez mechanizmy.
Proces ten natomiast wymaga zużycia przez mięśnie najdroższego paliwa  środków spożywczych.
Wykorzystanie pracy mięśni do wykonywania ciężkich, prymitywnych prac fizycznych stanowi z
ogólnospołecznego punktu widzenia marnotrawstwo.
METABOLIZM, czyli przemiana materii
Proces przetwarzania pobranych składników w energię mechaniczną i w energię cieplną. Suma procesów
metabolicznych wraz z procesami wymiany ciepła zapewnia możliwość utrzymywania wewnętrznej
temperatury ciała na stosunkowo stałym poziomie. y
ródłem energii jest pokarm, w którego skład wchodzą
rozmaite substancje chemiczne obfitujące w energię potencjalną.
Proces przemiany materii można porównać z wolno odbywającym się spalaniem tym bardziej, że w nim zostaje
zużyty również tlen doprowadzany prze narządy oddechowe do krwi.
Jednostki zużycia energii to:
Kaloria ( cal )
1 kilokaloria ( 1 kcal)
Joul (1 J = 0,239 cal)
1 kilojoul = 1000 joul
1 kcal = 4,183 kJ
Dobowy czynnościowy wydatek energii
Elementy całkowitego KCAL
dobowego wydatku
energetycznego
PPM ( proces przemiany 1400- 1700
materii)
Dynamiczne działanie 170
pożywienia
CPM (całkowita 500  600
przemiana materii )
RWE ( roboczy wydatek Zależy od rodzaju
energetyczny) wykonywanej pracy