Szacunkowa ocena wydatku energetycznego metodą chronometrażowo – tabelaryczną

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 substrakt
  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 pod kontrolą hormonalną.

W zależności od płci różnie jest czerpana energia:

• u mężczyzn, którzy preferują wysiłki krótkie o dużej intensywności - z
  glikogenu mięśniowego, a potem z wątroby,

• u kobiet, które-preferuj ą 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 pH,
  które powoduj ą odszczepienie O₂ od hemoglobiny,

• zmniejszonego przepływu krwi przez nieczynne mięśnie,

• zwiększonego przepływu krwi przez skórę, po dłuższym, intensywnym
wysiłku.

Miarą wysiłku fizycznego są wskaźniki 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 (CC^). 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-chronometrażową 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.

Do oceny uciążliwości wysiłku fizycznego metodą szacunkowo-tabelaryczną wg

Lehmanna brane są pod uwagę następujące składniki:

1. wydatek energetyczny [kJ/8h]. wyrażający pracę mechaniczną (wysiłek dynamiczny)
   wykonaną podczas czynności roboczych,

2. wysiłek statyczny, związany ze stałym napięciem mięśni podczas pracy w wymuszonej
   pozycji ciała,

3. powtarzalność ruchów. określającą uciążliwość pracy wywołaną jednostronnym
   obciążeniem układu mięśniowego w wyniku wykonywania jednostajnych, monotonnych
   mchów roboczych (n.n. na taśmie montażowej).

Sposób posługiwania się metodą jest następujący: n) opracować tabelę „fotografia dnia roboczego" wg wzoru podanego w tabeli A na slr. o,

2. obliczyć wielkość wydatku energetycznego z tabel l i 2,

3. ocenić kolejne składniki uciążliwości w skali punktowej wg tabel 4-6,

4. podsumować oceny punktowe wg tabeli 3,, w pisać je do tabeli B na str. 6.

5. odczytać łączną uciążliwość danej pracy fizycznej /. tabeli 6

Wydatek energetyczny metodą Lehmanna można oszacować dla prac średnio ciężkich

1. ciężkich z dokładnością rzędu 10%, co jest wystarczające dla potrzeb przemysłowych.

Uwagi do posługiwania się metodą Lehmanna:

1. dopuszczalne są niewielkie interpolacje wartości z tabel,

2. przerwy w pracy winny być wliczone, z uwzględnieniem jedynie pozycji ciała, w jakiej
   pracownik te przerwy spędza,

3. dokładność szacowania wydatku energetycznego spada, gdy okresy pracy przedzielone są
   długimi przerwami.

2. Fotografia dnia roboczego

Przed przystąpieniem do oceny należy sporządzić zestawienie wszystkich czynności roboczych wykonywanych przez pracownika w ciągu 8 godz, zmiany roboczej. Zestawienie takie zwane jest fotografią dnia roboczego (tab.8.).

Oznaczenia do tab.8.;

W_b - wydatek energetyczny z uwagi na pracę kończyn [kJ/min],

W_c - wydatek energetyczny na daną czynność roboczą [kJ], obliczony jako

W_c = (w_a+w_b)* t

Wartości w_a i w_b do wzoru odczytujemy z tab. l. i tab.2.

Wielkość całkowitego wydatku energetycznego we [kJ/8h] obliczamy sumując wydatki energetyczne w_c dla wszystkich czynności w ciągu 8-godzinnej zmiany roboczej.

Obliczona wielkość wydatku energetycznego powinna mieścić się w zakresie:

do 3500 kJ/8h - dla prac lekkich,

od 3500 do 6500 kJ/8h - dla prac średnio ciężkich,

od 6500 do 10000 kJ/8h - dla prac ciężkich.

Dla osób o przeciętnej sile fizycznej za granicę dopuszczalną wydatku przyjmuje się ok. 8400 kJ/8h dla mężczyzn, ok. 7100 kJ/8h dla kobiet, natomiast za zakres optymalny dla obu płci 3300-6500 kJ/8h.

Tab. 1. Wydatek energetyczny w_a z uwagi na pozycję tułowia.

Pozycja ciała		Wa[kJ/min]
Siedząca	1,2
Klęcząca	2,1
Stojąca	2,5
Stojąca pochylona	4,2
Chodzenie	7,2-14,8
Chodzenie bez obciążenia po pochyłości 10°	3,5/metr	wzniesienia

Tab. 2. Wydatek energetyczny w_b z uwagi na pracę kończyn

Rodzaj pracy	Wb [kJ/min]
Prace palców dłoni i przedramienia	lekka
	średnia
	ciężka
Prace jednego ramienia	lekka
	średnia
	ciężka
Prace obu ramion	lekka
	średnia
	ciężka
Praca całego ciała	lekka
	średnia
	ciężka
	b. ciężka

3. Ocena punktowa uciążliwości

Po obliczeniu wielkości wydatku energetycznego kolejne składniki wysiłku fizycznego należy oszacować w skali punktowej: .

Tab. 3. Ocena łączna uciążliwości.

Składnik wysiłku		Ocena
	punktowa	słowna

z tab.4. z tab.5. z tab.6.

Wydatek energetyczny kJ/8h
Obciążenia statyczne
Powtarzalność ruchów
	E pkt.	Wysiłek

(ocena słowna z Tab.7.)

Tab. 4. Ocena wydatku energetycznego przy pracy fizycznej.

Wydatek energetyczny [kJ/8h]	Ocena wydatku energetycznego
	słowna
do 1260	bardzo mały
1260-3350	mały
3350 - 6300	średni
6300 - 8400	duży
ponad 8400	bardzo duży

Tab. 5. Ocena stopnia obciążenia statycznego.

Ocena stopnia obciążenia statycznego	Pozycja ciała przy pracy	Przykłady
słownie	punkty
	1-10	siedząca niewymuszona
mały 1-30	11-20	stojąca niewymuszona z możliwością okresowej zmiany na siedzącą
	21-30	siedząca lub stojąca na przemian z chodzeniem
średni 31-60	31-40	siedząca wymuszona, niepochylona bądź nieznacznie pochylona
	41-50	stojąca niewymuszona, bez możliwości okresowej zmiany pozycji na siedzącą
	51-60	stojąca wymuszona, niepochylona z możliwością okresowej zmiany pozycji na siedzącą
duży 61-90	61-70	siedząca, wymuszona, bardzo pochylona
	71-80	stojąca wymuszona, niepochylona bez możliwości okresowej zmiany pozycji na siedzącą
	81-90	stojąca wymuszona, pochylona, niezależnie od możliwości zmieniania pozycji
bardzo duży 91-100	91-100	klęcząca, w przysiadzie i inne nienaturalne pozycje

Tab. 6. Ocena stopnia uciążliwości pracy fizycznej wskutek powtarzalności ruchów.

Liczba powtórzeń ruchów stereotypowych na zmianę roboczą	Stopień uciążliwości
Wywierana siła do 100 N ponad 100 N ana siła ponad 100 N	słownie w punktach
do 800	do 300
800-1600	300 - 800
ponad 1600	ponad 800

Tab. 7. Ocena sumaryczna obciążenia pracą fizyczną w skali punktowej.

Ocena wysiłku
Ogólna
Bardzo lekki
Lekki
Średni
Ciężki
Bardzo ciężki

4. Analiza składników uciążliwości wysiłku fizycznego

Po zakończeniu obliczeń należy określić:

1. który ze składników obciążenia pracą fizyczną najbardziej przyczynia się do jej
   uciążliwości,

2. wskazać, które czynności robocze są najbardziej energochłonne i uciążliwe,

Należy zaproponować metody pracy i usprawnienia techniczno-organizacyjne zmierzające do:

1. zmniejszenia wydatku energetycznego,

2. ogólnego zmniejszenia uciążliwości pracy fizycznej na badanym stanowisku.

LITERATURA:

1. A.Hansen. Ergonomiczna analiza uciążliwości pracy. Wyd. ZW. W-wa 1977.

2. Praca zbiorowa. Medycyna Pracy. PZWL W-wa 1985.

3. J.Y.G. Durnin, R.Passmore. Energetyka pracy i wypoczynku. PWN, W-wa 1969,

4. G.Lehmann. Praktyczna fizjologia pracy. PWT, W-wa 1960.

WZÓR OPRACOWANIA

Skład grupy:

Imię, nazwisko Wydział, rok, grupa

Badanie uciążliwości wysiłku fizycznego metodą Lehmanna.

1. Nazwa stanowiska pracy:

2. Fotografia dnia roboczego

Pracownik: mężczyzna / kobieta	t	wa	Wb	wc
L.p.	Czynność	[min]	[kJ/min]	[kJ/min]
1.	Przygotowanie stanowiska roboczego	15
2.
3.
	SUMA:
	Wydatek energetyczny We=

1. Ocena punktowa składników wysiłku fizycznego (z tabel 3-5):

Składnik wysiłku		OCENA
	Punktowa	Słowna
Wydatek energetyczny kJ/8h
Obciążenie statyczne
Powtarzalność ruchów
Ocena łączna:	Σ ………………..	punktów

Ocena słowna z tab. 7: wysiłek………………..

4. Analiza składników uciążliwości wysiłku fizycznego:

5. Propozycje zmian techniczno-organizacyjnych na stanowisku pracy