Materialne warunki pracy.

Mikrośrodowisko pracy jest jednym z najważniejszych, obok mikrośrodowiska mieszkaniowego,

środowisk życia człowieka.

Człowiek może funkcjonować w bardzo różnych warunkach, jednak przy warunkach niekorzystnych odbywa się to kosztem dużego obciążenia organizmu.

Środowisko pracy (inaczej: otoczenie pracy) - tworzy je zespół czynników materialnych i społecznych, z którymi styka się pracownik podczas wykonywanej pracy. Istotne jest określenie czynników mogących powodować zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia pracownika.

„Elementami środowiska człowieka są rzeczy i ludzie pozostający ze sobą w różnorodnych stosunkach, przy czym każdy człowiek jest również elementem swojego środowiska”.[ Zofia Ratajczak „Elementy psychologii pracy”]

	Czynniki psychospołeczne:	stosunki międzyludzkie (formalne i nieformalne) polityka przedsiębiorstwa względem pracowników system partycypacji pracowników klimat organizacyjny
	Czynniki materialne	zasoby rzeczowe- teren zakładu, budynki, pomieszczenia, maszyny, narzędzia, urządzenia czynniki fizyczne – mikroklimat, promieniowanie, hałas, drgania i wstrząsy, oświetlenie, zapylenie czynniki chemiczne – rozpuszczalniki przemysłowe, farby, lakiery, gazy i pary nieorganiczne czynniki biologiczne – wirusy, bakterie, grzyby

Każdy z materialnych czynników środowiska pracy powoduje różne reakcje fizjologiczne. Niektóre z nich działają adekwatnie na poszczególne narządy i układy organizmu lub mogą działać ogólnie. Przykładowo, hałas jest bodźcem adekwatnym dla narządu słuchu, ale może powodować zaburzenia ogólnoustrojowe.

W określonym zakresie ustrój człowieka może samoczynnie przystosować się do materialnych warunków pracy, jednak w celu zminimalizowania kosztów ustrojowych celowe jest świadome ergonomiczne przystosowywanie materialnych warunków do ograniczonej wydajności ludzkiego organizmu.

Celem badania materialnych warunków pracy jest ustalenie norm i opracowanie środków zapewniających możliwość ich przestrzegania.

Na ogół poprawa materialnych warunków pracy zmniejsza absencje pracowników, ich zachorowalność, wypadkowość i fluktuacje kadr, zwiększa zadowolenie z pracy, a ostatecznie poprawia efekty przedsiębiorstwa.

Mikroklimat

Mikroklimat jest to zespół elementów meteorologicznych, typowych dla określonego pomieszczenia lub obszaru. Mikroklimat wynika z naturalnych czynników klimatycznych oraz ze świadomej i nieświadomej działalności ludzkiej.

Głównym składnikiem mikroklimatu jest powietrze. Powietrze jest składnikiem niezbędnym do życia – zawiera wiele składników decydujących o efektywności działania człowieka, jest zasadniczym elementem w kontakcie człowieka ze środowiskiem, wpływa na przebieg funkcji fizjologicznych człowieka, samopoczucie pracowników, przebieg niektórych procesów technologicznych, eksploatację maszyn i urządzeń, wydajność pracy i jej bezpieczeństwo.

O ile stosunkowo łatwo łagodzi się wpływ powietrza na procesy technologiczne oraz eksploatację maszyn, to wpływ jego parametrów na człowieka jest decydujący. Z drugiej strony praca i pracujący człowiek wywierają wpływ jakość powietrze, m.in. poprzez zużywanie tlenu w nim zawartego, ogrzewanie powietrza, zanieczyszczanie.

Warunki pracy znacząco wpływają na ilość powietrza zużywanego przez pracownika w trakcie pracy. Im bardziej obciążony jest organizm, tym zużycie tlenu niezbędnego do utrzymania funkcji biologicznych organizmu jest większe.

Intensywność aktywności fizycznej człowieka	Średnia norma zużycia powietrza, l/min
Całkowity spoczynek	10
Praca lekka, odpoczynek w pozycji siedzącej	20
Praca mało wyczerpująca	30
Praca średnio wyczerpująca	40-50
Praca wyczerpująca	60
Bardzo ciężka praca	Do 100

Zwykle jako podstawowe czynniki kształtujące mikroklimat przyjmuje się:

1. Temperaturę powietrza (miara stanu cieplnego ciała),

2. Wilgotność powietrza,

3. Ruch powietrza,

4. Temperaturę otaczających płaszczyzn (promieniowanie podczerwone, cieplne),

5. Ciśnienie atmosferyczne (czasem)

6. Jonizacja powietrza

Wszystkie składniki mikroklimatu wpływają na ogólne samopoczucie człowieka, jego sprawność fizyczną i umysłową, na wydajność pracy i zachowanie dobrego stanu zdrowia. Mikroklimat decyduje o gospodarce cieplnej organizmu, jak również o wielkości i rodzaju reakcji przystosowawczych.

Człowiek jest organizmem stałocieplnym (homoiotermicznym), tzn. że określony mechanizmy fizjologiczne pozwalają mu utrzymać stałą wewnętrzną temperaturę ciała wynoszącą 37 °C. Utrzymanie stałej temperatury jest ważne dla homeostazy organizmu Homeostaza jest to zdolność utrzymywania stałości parametrów wewnętrznych, zwykle odnosi się do samoregulacji procesów biologicznych. Homeostaza jest niezbędnym warunkiem zdrowia (prawidłowego funkcjonowania) organizmu, czyli w konsekwencji, choroby u swego podłoża mają zaburzenia mechanizmów utrzymania homeostazy.

Obecnie zastępuje się pojęcie homeostazy, nowym - homeodynamiką.

Całkowity wydatek energetyczny człowieka w czasie pracy można wyrazić następująco:

M_u = P_pm + D_z + W_cn + W_cz

Gdzie: ·M_u- całkowity wydatek energetyczny

P_pm –podstawowa przemiana materii

D_ż – energia zużywana po wprowadzeniu pożywienia do organizmu na trawienie i procesy z nim związane,

W_cn – wydatek czynnościowy poza pracą zawodową,

W_cz – wydatek energetyczny czynnościowy wynikający z pracy zawodowej.

Podstawowa przemiana materii jest to najmniejsza ilość energii zużywanej przez człowieka przebywającego na czczo w optymalnych i niezmiennych warunkach otoczenia (w temp.20°C) nie wykonującego żadnych czynności fizycznych i psychicznych.

Podstawowa przemiana materii wzrasta po wprowadzeniu do organizmu pożywienia, co związane jest ze wzmożeniem czynności układu trawiennego oraz intensyfikacją metabolizmu komórkowego.

Wszelkie wysiłki, zarówno fizyczne jak i psychiczne powodują znaczne podwyższenie przemiany materii związanej z potrzymaniem procesów życiowych organizmu. Wysiłki te można podzielić na dwie grupy, tj. związane z pracą zawodową i pozostałe ( praca domowa, wypoczynek, rekreacja)

Wielkość wydatku energetycznego związanego z praca zawodową zależy od rodzaju wykonywanej pracy tj. rodzaju czynności zawodowych, i warunków, w jakich jest wykonywana.

W inny sposób całkowity wydatek energetyczny można zapisać, jako:

M_u = W_p + W_f

Gdzie: W_p – wydatek energetyczny na pracę

W_f – wydatek energetyczny związany z utrzymaniem normalnych funkcji fizjologicznych organizmu

W normalnych, sprzyjających warunkach W_p>W_f, jednak w niesprzyjających warunkach środowiska wydatek fizjologiczny bardzo wzrasta.

Pierwszą reakcją człowieka na stymulacje termiczne jest behawioralne unikanie nadmiernych strat lub gromadzenia się ciepła wewnątrz ciała człowieka. Reakcje te polegają na doborze odzieży i klimatyzowaniu pomieszczeń. Gdy te działania nie są wystarczające w sposób odruchowy uruchamiane są reakcje fizjologiczne.

Rys. Temperatura powierzchni skóry i wewnętrzna ciała człowieka.

Ze względu na to, że do prawidłowego działania wszystkich funkcji organizmu jest konieczne utrzymanie stałej ciepłoty ciała (homeotermia), organizm człowieka dysponuje mechanizmami, które pozwalają na wytworzenie niezbędnej ilość ciepła lub też odprowadzenie jego nadmiaru. Mechanizmy te nie zawsze mogą podołać obciążeniom termicznym, na jakie narażony jest organizm ze strony środowiska. Konsekwencją takiego stanu może być wzrost temperatury wewnętrznej ciała lub jej spadek w stosunku do wartości średniej, która w stanie równowagi cieplnej organizmu wynosi 37 ± 0,5 °C.
Kontrola fizjologicznych zmian jest inicjowana przez odśrodkowe kanały nerwowe, zarówno somatyczne, jak i autonomiczne.

Ciepło jest produkowane we wszystkich tkankach organizmu. Przenoszenie ciepła wewnątrz ciała zachodzi z miejsc produkcji ciepła do pozostałych części ciała oraz z wnętrza ciała do skóry. Wewnątrz ciała ciepło jest transportowane dwoma sposobami: przez przewodnictwo tkankowe i konwekcyjnie przez krew.

Ciepło jest tracone do otoczenia tylko z tkanek, które kontaktują się z otoczeniem - głównie ze skóry, a w mniejszym stopniu także z dróg oddechowych. Utrata ciepła z organizmu następuje kilkoma drogami. Pierwsza to przewodnictwo oraz  parowanie potu z powierzchni skóry do otaczającego powietrza i konwekcja z dróg oddechowych wspomagana konwekcją przepływu powietrza w płucach. Drugim kanałem utraty ciepła jest promieniowanie z gołej skóry, a w pewnym zakresie zachodzące też między warstwami odzieży. Ciepło tracone jest również w wyniku procesów wydalniczych, chociaż procesy te nie powodują ochładzania ciała, tak, jak dzieje się to w wyniku parowania potu lub przez wilgotną odzież.

W celu utrzymania stałej temperatury wewnętrznej w organizmie powinna być zachowywana równowaga między produkcją a utratą ciepła do otoczenia. Jeżeli suma energii wyprodukowanej i energii uzyskanej ze środowiska nie równoważą utraty energii, wówczas nadwyżkowe ciepło jest gromadzone w organizmie lub tracone do środowiska. Ogólnie wyraża to równanie bilansu cieplnego:

M = E + R + C + K + W + S

gdzie M oznacza tempo metabolicznej produkcji ciepła;

E jest szybkością utraty ciepła przez parowanie;

R i C są szybkościami utraty ciepła odpowiednio przez promieniowanie i konwekcję;

K to szybkość utraty ciepła przez przewodnictwo;

W jest szybkością utraty energii jako pracy mechanicznej;

S to szybkość akumulacji lub utraty ciepła w organizmie, która objawia się zmianami temperatury tkanek

M ma zawsze dodatnią wartość, natomiast wyrażenia z prawej strony równania reprezentują wymianę energii ze środowiskiem i jej magazynowanie, więc mogą przyjmować zarówno ujemne, jak i dodatnie wartości. E, R, C, K i W mają dodatnie wartości, jeśli reprezentują utratę energii z organizmu, z kolei są ujemne, gdy przedstawiają gromadzenie energii. Gdy S = 0, organizm jest w równowadze cieplnej i temperatura wewnętrzna ani nie zwiększa się, ani nie zmniejsza się. Gdy organizm nie jest w stanie równowagi cieplnej, średnia temperatura tkanek zwiększa się wówczas, gdy S ma dodatnią wartość lub zmniejsza się, gdy S jest ujemne.

Warunek zachowania homeotermii narzuca konieczność ograniczenia czasu przebywania człowieka w gorącym lub zimnym środowisku. Wzrost tętna, maksymalny poziom produkcji potu oraz wzrost temperatury wewnętrznej ciała są czułymi wskaźnikami obciążenia cieplnego organizmu i wyznaczają granice tolerancji niekorzystnego wpływu na organizm człowieka gorącego środowiska i pracy wykonywanej w takich warunkach. Z kolei w środowisku zimnym czynnikami ograniczającymi ekspozycję człowieka są straty ciepła z organizmu, czego wynikiem może być zmniejszenie się temperatury wewnętrznej i lokalnych temperatur skóry, szczególnie w okolicach kończyn.

.

Regulacja fizjologiczna	Regulacja fizykalna
Krążenie krwi Wytwarzanie ciepła (+) Wydzielanie potu (-)	Przewodzenie ciepła Konwekcja Promieniowanie cieplne Parowanie wody (-)

Procesy termoregulacyjne dzieli się również niekiedy na termoregulację chemiczna i fizyczną.

Termoregulacja chemiczna

Polega na dostosowaniu produkcji ciepła do zapotrzebowania

Termoregulacja fizyczna

Obejmuje mechanizmy regulujące ilość oddawanego ciepła na zewnątrz

Drogi oddawania ciepła na zewnątrz przez skórę:

• promieniowanie

• przewodnictwo

• konwekcja

• parowanie

Promieniowanie zachodzi gdy występuje różnica temperatur między ciałem człowieka a otaczającymi przedmiotami, np. ścianami budynku, lecz nie dochodzi do bezpośredniego zetknięcia.

Wymiana ciepła drogą przewodnictwa odbywa się w przypadku bezpośredniego kontaktu ciał o róznych temperaturach.

Konwekcja to przekazywanie ciepła cząsteczkom powietrza poruszającym się względem skóry.

Parowanie jest procesem przejścia substancji ze stanu skupienia ciekłego do gazowego wymagającym dostarczenia ciepła. Parowanie termoregulacyjne dotyczy potu wydzielonego przez skórę, przy czym pocenie podzielić można na ciągle i niezależne od temperatury otoczenia tzw. pocenie niewyczuwalne ( perspiratio insensibilis) oraz właściwe pocenie termoregulacyjne pojawiające się pod wpływem obciążenia cieplnego organizmu. ( Istnieje także pocenie pod wpływem bodźców emocjonalnych ,za które odpowiedzialne są inne gruczoły potowe tzw. apokrynowe)

Człowiek oddaje ciepło :

• wilgotne - drogą parowania –

• suche - drogą promieniowania przewodzenia i konwekcji

Proporcje ciepła wilgotnego i suchego zmieniają się zależnie od obciążenia cieplnego organizmu, tj. obciążenia pracą fizyczną i warunków otoczenia. Udział ciepła wilgotnego maleje w zimnych środowiskach a wzrasta w gorących oraz przy zwiększonej aktywności fizycznej człowieka. Wymiana sucha służy zarówno do oddawania jak i do pozyskiwania ciepła. ( dwukierunkowa wymiana ciepła). W środowiskach gorących może dochodzić do zahamowania oddawania ciepła drogą suchą a jedynym sposobem jest odparowanie wydzielonego potu. Jeśli środowisko jest gorące i bardzo wilgotne (Rh>80%) możliwości termoregulacyjne organizmu kończą się ( praca w lasach równikowych jest zabójcza dla człowieka)

Elementem podlegającym regulacji jest temperatura wewnętrzna a dokładnie temperatura podwzgórza. Ośrodek termoregulacji w mózgu wykrywa jednak nie samą temperaturę ani jej zmiany a jej różnicę w stosunku do wartości nastawczej „set point”. Wartość ta jest modyfikowana przez impulsy pochodzące z termoreceptorów skóry.

Przykładowo, ze wzrostem temperatury powierzchni skóry wzrasta częstotliwość impulsów z termoreceptorów ciepła, co prowadzi do obniżeni „set point” .W takiej sytuacji temperatura krwi przepływającej przez podwzgórze jest wyższa niż „set point” . Różnica ta prowadzi do uruchomienia mechanizmów utraty ciepła.

Czynniki modyfikujące set point:

Sen i alkohol powodują obniżenie set point

Praca i pirogeny powodują wzrost set point