BADANIE WYDATKU ENERGETYCZNEGO PODCZAS PRACY JOANNA MACH JUSTYNA DRONKA PAULINA WARMUZ

WYDATEK ENERGRTYCZNY Wydatek energetyczny stanowi cechę obciążenia fizycznego, szczególnie w przypadku prac dynamicznych wymagających dużego zużycia energii. Badanie jego poziomu można przeprowadzić na podstawie ilości energii (w kcal lub kJ) zużytej na wykonanie danej pracy lub na podstawie charakterystyki zmian niektórych parametrów fizjologicznych zachodzących w naszym organizmie pod wpływem pracy.

OCENA WYDATKU ENERGETYCZNEGO PRZY PRACY FIZYCZNEJ WYDATEK ENERGETYCZNY PODCZAS 8 GODZIN PRACY (W KCAL) OCENA NA ZMIANĘ NA MINUTĘ SŁOWNA PUNKTOWA < 300 300 - 800 800 - 1500 1500 - 2000 > 2000 < 2,5 2,5 – 5 5 – 7,5 7,5 – 10 > 10 BARDZO MAŁY MAŁY ŚREDNI DUŻY BARDZO DUŻY 1 – 25 25 – 50 50 – 75 75 - 100

METODY OBLICZANIA WYDATKU ENERGETYCZNEGO: METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ METODA CHRONOMETRAŻOWO-TABELARYCZNA OCENY WYDATKU ENERGII ORAZ UPROSZCZONA WEDŁUG LEHMANNA POMIAR WYDATKU ENERGETYCZNEGO NA PODSTAWIE ZMIAN W USTROJU

METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ Kalorymetria bezpośrednia polega na tym, że umieszcza się badaną osobę w specjalnej komorze (kalorymetrze), wewnątrz której istnieje możliwość pomiaru przyrostu temperatury wskutek wydzielenia się ciepła przez organizm człowieka. Ilość tego ciepła jest miarą wydatkowanej energii. Metoda ta, mimo swej dokładności , nie ma jednak praktycznego zastosowania z uwagi na wymagane warunki laboratoryjne.

METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ C.D. Metoda kalorymetrii pośredniej bada przemianę gazową, jaka zachodzi podczas spalania związków organicznych wykorzystywanych przez organizm jako źródło potencjalnej energii mechanicznej. Wyniki badań wskazują, że z 1 litra tlenu zużytego do spalania substancji odżywczych uwalnia się przy węglowodanach – 5kcal, przy tłuszczach – 4kcal, a przy białkach – 4,85kcal.

METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ C.D. Aby ustalić ilość wytworzonej przez organizm energii należy zmierzyć ilość tlenu zużytego w określonym czasie. W tym celu stosuje się: Gumowy worek Douglasa do chwytania powietrza wydychanego podczas pracy Gazomierz, który mierzy bezpośrednio ilość wydychanego powietrza i pobiera jego próbkę do małej dętki.

METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ C.D. Aby uzyskać efektywny wydatek energetyczny wyrażający koszt biologiczny pracy należy odjąć ilość kalorii potrzebnych na przemianę podstawową. Koszt energetyczny przemiany podstawowej można również określić za pomocą metody kalorymetrii pośredniej w warunkach spoczynkowych lub na podstawie specjalnych tablic uwzględniających płeć, wiek, wzrost i wagę ciała.

OKREŚLENIE WYDATKU ENERGETYCZNEGO METODĄ KALORYMETRII POŚREDNIEJ JEST BARDZO PRACOCHŁONNE I WYMAGA ZASTOSOWANIA ODPOWIEDNIEJ APARATURY , KTÓRA UTRUDNIA WYKONYWANIE PRACY PRZEZ OSOBĘ BADANĄ. POTRZEBNE JEST PRZY TYM SPECJALNE ZAPLECZE LABORATORYJNE ORAZ WYSZKOLONY DO BADAŃ PERSONEL.

METODA CHRONOMETRAŻOWO-TABELARYCZNA OCENY WYDATKU ENERGII ORAZ UPROSZCZONA WEDŁUG LEHMANNA Przy braku warunków do zastosowania metody kolorymetrii pośredniej można wykonać mniej dokładne metody: METODA CHRONOMETRAŻOWO-TABELARYCZNA METODA UPROSZCZONA WG LEHMANNA

METODA CHRONOMETRAŻOWO-TABELARYCZNA OCENY WYDATKU ENERGII Metoda ta polega na uwzględnianiu dwóch grup danych: tabel jednostkowego wydatku energetycznego (w kcal/min) na wykonanie różnych czynności czasu wykonania poszczególnych rodzajów czynności w ciągu zmiany roboczej. Uzyskanie tych danych wymaga obserwacji oraz pomiarów czasu trwania badanych czynności.

METODA CHRONOMETRAŻOWO-TABELARYCZNA OCENY WYDATKU ENERGII Jest to odczytywanie z tabel wartości wydatku energetycznego dla typowych czynności występujących w życiu codziennym i pracy zawodowej. Metoda szacowania wielkości wydatku energetycznego na podstawie gotowych tabel jest obarczona największym błędem i może być stosowana jedynie w szczególnych przypadkach, z uwzględnieniem różnic wynikających ze specyfiki branż przemysłowych i zmian technologicznych jakie dokonały się w ostatnich latach na ocenianych stanowiskach pracy.

METODA CHRONOMETRAŻOWO-TABELARYCZNA OCENY WYDATKU ENERGII Przykład: Fragment tabeli: Wydatek Energetyczny związany z pracą na poszczególnych stanowiskach: PRZEMYSŁ RODZAJ CZYNNOŚCI WARTOŚĆ WYDATKU ENERGETYCZNEGO W KCAL/MIN Budowlany Murowanie Mieszanie cementu Tynkowanie Układanie cegieł Wykonywanie posadzki Obróbka kamienia ciosakiem Prace drogowe: Przygotowanie gruntu i układanie kostek 3,03 3,7 3,1 3,0 3,4 2,8

Tabele nie uwzględniają wszystkich rodzajów prac i czynności występujących w zawodach. Można porównać ze sobą pewne czynności. Jeżeli jest to niemożliwe, należy zastosować uproszczoną metodę badania kosztu energetycznego pracy według Lehmanna.

METODA UPROSZCZONA WG LEHMANNA W metodzie tej uwzględniona jest pozycja ciała i rodzaj grup mięśniowych zaangażowanych przy wykonywaniu pracy. Metoda Lehmanna jest dwuetapowa. ETAP I: dokonuje się oceny pozycji podczas pracy i stosując tabelę, szacuje się wydatek energetyczny wynikający z utrzymania tej pozycji. ETAP II: ocenia się, na podstawie analizy czynności roboczych, główne grupy mięśni wykonujących te czynności. Stosując drugą tabelę szacuje się wydatek energetyczny związany z wykonywaną czynnością. Koszt energetyczny jest sumą wyników uzyskanych w obu omówionych etapach.

METODA UPROSZCZONA WG LEHMANNA

METODA UPROSZCZONA WG LEHMANNA

POMIAR WYDATKU ENERGETYCZNEGO NA PODSTWIE ZMIAN FIZJOLOGICZNYCH W USTROJU

Zależność parametrów fizjologicznych od natężenia wysiłku fizycznego podczas pracy Natężenie wysiłku fizycznego Wydatek energet. kcal/min Zużycie tlenu w l/min Wentylacja płuc w l/min Częstotliwość tętna na min Temperatura ciała w *C Bardzo lekki <2,5 <0,5 <10 <75 37,5 Lekki 2,5-5,0 0,5-1,0 10-20 75-100 Średni 5,0-7,5 1,0-1,5 20-35 100-125 37,5-38,0 Ciężki 7,5-10,0 1,5-2,0 35-50 125-150 38,0-38,5 Bardzo ciężki 10,0-12,5 2,0-2,5 50-65 150-175 38,5-39,0 Krańcowo ciężki >12,5 >2,5 >65 >175 >39

Wentylacja minutowa płuc rośnie proporcjonalnie do ciężkości wysiłku i zużycia tlenu przez organizm. Jej wzrost jest wynikiem zarówno przyspieszenia ciężkości, jak i głębokości oddechów.

Do pomiaru wentylacji płuc używane są spirometry i spirografy.

Worek Douglasa. Do pomiaru można również wykorzystać tzw. worek Douglasa, następnie zmierzyć gazomierzem ilość wydychanego powietrza, a otrzymaną wielkość podzielić przez czas trwania pomiarów w minutach, uzyskując minutową wentylację płuc. Wynik pomiarów z dość dużą dokładnością określa stopień ciężkości, zwłaszcza wysiłku dynamicznego dla pojedynczego robotnika.

Wydatek energetyczny związany z pracą można również ustalić na podstawie częstości tętna. Jednak przy pracach lekkich może nastąpić znaczny rozrzut częstości tętna spowodowany nie tyle intensywnością pracy, ile czynnikami ubocznymi, takimi jak: -         hałas, -         emocje, -         itp.

Pomiar częstości tętna przeprowadzamy za pomocą: - - liczników elektronicznych i fotoelektrycznych (przymocowanych do małżowiny usznej, nie przeszkadzające w wykonywaniu czynności zawodowych) - Rejestracji w sposób ciągły techniką lektrokardiograficzną lub telemetryczną (pomiar na odległość umożliwiający zapis w miejscach trudno dostępnych, przy pracach ruchliwych) - Uciskając tętnicę szyją w okolicy konta żuchwy za pomocą drugiego i trzeciego palca prawej ręki.

Oceny wydatku energetycznego na podstawie pomiaru częstości tętna nie można stosować podczas pracy wykonywanej w wysokiej temperaturze. Wówczas reakcja układu krążenia są podporządkowane w dużej mierze procesom termoregulacji.

Doświadczenia prowadzone podczas dynamicznej pracy fizycznej wykazały, że końcowe wartości tętna nie narastają gwałtownie po przystąpieniu do pracy lecz zmieniają się stopniowo. Proces zmian odzwierciedla systematyczne dostosowanie się ustroju do poziomu warunków roboczych. Po osiągnięciu częstości tętna odpowiadającej konkretnym warunkom pracy zaczyna się okres równowagi fizjologicznej.

Wreszcie po zakończeniu pracy tętno zaczyna stopniowo powracać do stanu spoczynkowego. Okres powrotu tętna do normy nazywa się okresem odnowy (restytucji) tętna. Tętno wraca do stanu spoczynkowego tym szybciej, im mniejsze było poprzedzające obciążenie.

TEMPERATURA GŁĘBOKA Do badania uciążliwości wysiłku fizycznego można wykorzystać pomiary temperatury. Dane dotyczą zmiany tego parametru. Pod wpływem rosnącego obciążenia pracą odnoszą się do tzw. temperatury głębokiej (wnętrza ciała) mierzone np. w odbytnicy. Pomiary dokonywane w dole pachowym lub w jamie ustnej są mało dokładne i nie nadają się do wykorzystania.

TEMPERATURA GŁĘBOKA Lehmann zaleca mierzenie temperatury oddanego moczu co jest wygodniejsze dla potrzeb oceny uciążliwości pracy niż stosowanie innych sposobów. Temperatura głęboka ciała może służyć jako miernik obciążenia fizycznego tylko w optymalnych warunkach klimatycznych.