ERGONOMIE

CURS - 4 + 5 + 6

3. METABOLISMUL ENERGETIC I CAPACITATEA DE MUNCA A ORGANISMULUI UMAN3.1. Metabolismul energetic3.1.1. Probleme generale privind consumul de energie uman Indiferent de activitatea pe care o desfoar, corpul omenesc dezvolt permanent energie a crei valoare depinde de: Greutatea corporal a individului; Dimensiunile sale antropometrice; Vrst; Condiii de alimentaie. Activitatea uman presupune un anumit consum de energie, dar i anatomia i fiziologia corpului omenesc reclam o anumit cantitate de energie. Principala surs de energie a organismului uman este metabolismul care const dintr-o serie de reacii chimice, de tipul arderilor lente, prin care substanele ingerate ( alimentele) se transform n: energie termic ( caloric) i energie mecanic, n prezena oxigenului inspirat din aerul atmosferic (fig. 3.1). Alimentele ptrund n organism prin organele digestive, unde prin actiunea unor enzime i fermeni sunt digerate i trec n intestine; de aici, descompuse n elemente simple, trec n snge prin pereii intestinului, fiind depozitate sub forma rezervelor de energie n ficat (glicogen). Aceste rezerve sunt prelucrate de circuitul sanguin sub form de glucoz i conduse la organul a crei activitate reclam un anumit consum energetic. Aici are loc transformarea energiei chimice n energie caloric i mecanic, n prezena oxigenului inspirat de aparatul respirator i cardiovascular. Cnd metabolismul are loc n cazul poziiei de repaos absolut ( subiectul fiind n poziie clinostatic) se numete metabolism bazal. Acesta se rezum doar la producerea energiei calorice, adic obinerea unei cantiti minime de energie pentru funciile de baz ale organismului i ntreinerea vieii celulare. De exemplu: Valorile energiei calorice, corespunztoare metabolismului bazal pentru: operatori umani brbai (70 kg) este de 1700 kcal/24h, iar pentru operatori umani femei ( 60kg) este de 1400 kcal/24h. n general, se considerc valoarea metabolismului bazal este de 1 kcal/min. Precizm c unitatea de msur pentru consumul de energie uman este kJ sau kcal (1kJ=4,1681 kcal).1

Alimente: Glucide; Lipide; Proteine; Vitamine; Sruri; Acizi.

Aer atmosferic Oxigen O2

Plmni

Stomac Suc gastric Enzime i fermeni Intestine Snge Ficat ( glicogen)

Snge (glucoza) Sistem glandular CLDURA (Energie termic caloric) ENERGIE MECANIC

Fig. 3.1. Schema metabolismului energetic

2

3.1.2 Msurarea i estimarea consumului de energie uman pentru diferite activiti fizice Metodele de msurare i estimare a consumului de energie uman sunt prezentate n figura 3.2.

Metoda calorimetriei directe Msuratori specifice (metoda calorimetriei) Metoda calorimetriei indirecte METODE DE MSURARE I ESTIMARE A ENERGIEI UMANE N ACTIVITATEA FIZIC Respiratorie

Alimentar

Teoria celor trei opturi

Estimri i calcule

Schema de evaluare a consumului de energetic prin metoda Lehmann

Estimarea consumului de energie cu ajutorul tabelelor valorice, pe activiti elementare

Fig. 3.2. Clasificarea metode de msurare i estimare a consumului de energie

3

A. Msuratorile specifice sunt realizate prin metoda calorimetriei directe sau indirecte (alimentar sau respiratorie).a. Metoda calorimetriei directe se bazeaz pe determinarea cantitii de cldur

degajate de subiect, introdus ntr-o camer special amenajat n scopuri experimentale. b. Metoda calorimetriei indirecte se bazeaz pe msurarea fie a factorilor nutritivi calorigeni ( metoda calorimetriei alimentare), fie prin determinarea consumului de oxigen ( metoda calorimetriei respiratorii Douglas Haldane). Energia mecanica este cea corespunztoare metabolismului de efort i este generat de activitatea fizic( dezvoltarea n organism i muchi a energiei mecanice necesare micrii). Metabolismul de efort depinde de: Intensitatea i natura muncii prestate; Travaliul digestiv i respirator Lupta de aprare a organismului mpotriva frigului sau cldurii. Un rol important n producerea energiei umane l are alimentaia care prin coninutul de glucide, lipide, proteine trebuie s acopere necesarul de calorii al organismului. Practic, este necesar cunoaterea cantitii de energie de care trebuie s dispun un operator uman n activitatea sa zilnic. Consumul total de energie are 3 componente: o Consumul de energie n stare de repaos absolut corespunztor metabolismului bazal; o Consumul de energie n afara exercitrii profesiei ( activiti extraprofesionale); o Consumul de energie pentru activitatea profesional corespunztor metabolismului de efort. Cantitatea de energie uman consumat pentru realizareaunei sarcini de munc variaz n raport cu o serie de factori antropometrici sau n funcie de poziia ( postura) de munc adoptat. Organizarea raional a produciei i a muncii va milita pentru adoptarea poziiei de lucru eznd pentru a se evita consumul suplimentar de energie( necesar pentru susinerea corpului n poziie vertical) sau se va ncerca alternarea poziiilor de munc. n funcie de valoarea consumului de energie ( Ce) s-au elaborat criterii de clasificare a diferitelor munci. CLASIFICAREA MUNCILOR a. Lehmann clasific muncile n: 1. munci uoare n poziie eznd: Ce < 2 kcal/min; 2. munci uoare n poziie ortostatic: Ce = 1 ... 3 kcal/min4

3. munc medie: Ce = 3 ... 6 kcal/min; 4. munc grea: Ce = 6 ... 8 kcal/min. b. Normele de protecia muncii clasific munca fizic n 3 categorii: 1. munc uoar : Ce < 3 kcal/min; 2. munc medie : Ce = 3 ... 5 kcal/min; 3. munc grea : Ce > 5 kcal/min. n funcie de aceast clasificare se poate determina: o Dificultatea muncii prestate; o Raionalizarea pauzelor ( durata i frecvena lor); o Regimul alimentar; o Organizarea locului de munc; o Selecia i orientarea profesional. B. Estimri i calcule privind consumul de energie Metodele folosite n acest caz sunt: are ca premis faptul c ziua are 24 ore poate fi divizat n 3 fracii egale de cte 8 ore, astfel: o 8 ore de somn n cursul crora schimburile energetice corespund metabolismului bazal; o 8 ore de activiti diverse, extraprofesionale n care consumul energetic este de regul mai mare dect cel al metabolismului bazal; o 8 ore de lucru, activiti profesionale, care au un consum de energie cu o intensitate n funcie de tipul muncii, al efortului depus. Cheltuiala de energie pe 24 ore se stabilete ca suma celor 3 consumuri energetice. De exemplu: o 8 ore de somn ( 70 kcal/h pentru un subiect de 70 kg) .................................. 560 kcal o 8 ore de activiti extraprofesionale ............................................................ 1120 kcal o 8 ore activiti profesionale ( 4 kcal/min * 60 min = 240 kcal/h) .................1920 kcal TOTAL 3600 kcal/zib. Schema de evaluare a consumului energetic prin metoda Lehmann are la a. Teoria celor 3 opturi

baz un tabel n care: o Prima parte a sa prezint consumul de energie n kcal/min sau kcal/h n funcie de poziia corpului ( aezat, n genunchi, n picioare, n picioare aplecat sau n micare n plan orizontal sau n pant); o A doua parte a tabelului red consumul de energie n funcie de natura muncii ( manual, cu un singur bra, cu dou brae, cu tot corpul).

5

Pentru a utiliza aceast schem, se adun caloriile din prima parte a tabelului cu cele din a doua parte diminuate cu 10% innd cont de activitatea specific ce se realizeaz i avnd n vedere pauzele adoptate de operator pentru meninerea unei bune stri fiziologice.c. Estimarea consumului de energie cu ajutorul tabelelor valorice pe activiti

elementare se realizeaz pe baza unor tabele de date elementere, coninnd valorile consumului de energie pentru un numr foarte mare de ectiviti fizice, determinate de fiziologi. Folosind valorile medii ale acestor determinri i pe baza studiilor de timp ( de ex.: cronograma profesional), se calculeaz consumul energetic.

3.2. Capacitatea de munc a organismului uman3.2.1. Definiie. Formele capacitii de munc. n organizarea proceselor de producie capacitatea de munc are un rol important i trebuie privit att sub aspectul metodelor de munc i al rezultatelor, ct i sub aspectul armonizrii procesului de producie cu trsturile fizice, intelectuale i psihice ale fiinei umane. Capacitatea de munc ( Cm) reprezint totalitatea posibilitilor fizice, psihice, cerebrale i nervoase ale operatorului uman de a efectua o cantitate maxim de munc fr ca nivelul calitativ al prestaiei sale s se diminueze. n funcie de natura muncii prestate capacitatea de munc poate avea o dominant: fizic, psihic, nervoas sau cerebral i se poate exprima prin: o Indicatori de producie ( volumul produciei sau productivitatea muncii) o Indicatorii fiziologici care redau gradul de modificare a stabilitii funciilor diferitelor organe ale organismului uman. Capacitatea de munc mbrac trei forme:1. Capacitatea potenial exprim resursele umane datorate rezervelor de energie ale

organismului i unor factori psihologici cum sunt: o Dispoziia de munc variaz n condiiile unei senzaii de plenitudine a forelor fizice i intelectuale. Strile patologice de boal sunt nsoite de scderea dispoziiei de munc; o Voina cnd aceasta nu-si realizeaz scopul propus, ea determin o for negativ a dispoziiei, iar capacitatea de munc potenial scade, exprimnduse ntr-o stare de deprimare sau hiar conflictual. Observaiile arat c senzaia de plenitudine a voinei depinde de factori externi la care se adaug starea vieii interioare. Succesul material, profesional implic o cretere a dispoziiei de munc. Variaia dispoziiei de munc este individual. Cercetrile au artat c6

dispoziia maxim a capacitii de munc se ntlnete la orele de diminea i este mai sczut dupa amiaza.2. Capacitatea funcional este acea parte a capacitii de munc utilizat strict n

procesul de munc.3. Capacitatea de rezerv este acea parte a capacitii de munc necesar ndeplinirii

obligaiilor sociale, familiale, participrii la viaa cultural. ntre cele trei forme ale capacitii de munc nu este o delimitarea strict. Totui ele trebuie s se echilibreze reciproc. Astfel, capacitatea functional i de rezerv nu trebuie s egaleze ( prin nsumare) capacitatea potenial, ceea ce ar conduce la fenomene de oboseal, epuizare a tuturor forelor operatorului uman. 3.2.2. Factorii de care depinde capacitatea de munc Cnd se urmrete optimizarea relaiei om main mediu, factorii ce determin capacitatea de munc i de care trebuie s se in seama sunt ncadrai n trei categorii ( fig. 3.3). Factorii fiziologici i cei psihologici sunt considerai factori interni, proprii fiecrui individ, ce influeneaz capacitatea de munc a acestuia. Factorii social economici sunt factori externi adic generai de mediul de munc. n continuare vom recurge la prezentarea detaliat a factorilor ce influeneaz i determin capacitatea de munc.a. Factorii fiziologici: o Constituia morfo funcional a organismului fiecrui individ este o nzestrare

ereditar de care trebuie s se in seama n cercetrile ergonomice, n sensul considerrii lor la conceperea i realizarea mijloacelor de munc i n amenajarea locului de munc. Acest element trebuie s conduc la o concepie privind acceptarea unor operatori sau nu la anumite munci din considerente strict morfo funcionale. n sitauii limit, prin exerciii i antrenament, nzestrarea nativ poate fi dezvoltat, mai puin pe linie constituional i mai mult n sensul funcionalitii; o Starea de sntate depinde de foarte muli factori. Boala, ca stare negativ de sntate, nu constituie obiect de cercetare al ergonomiei. Ergonomia trebuie s aib n vedere evitarea sau cel puin anihilarea tuturor surselor de mbolnvire profesional. Concepia ergonomic a muncii nu poate ignora factorii ce pot s asigure securitatea i confortul n munc; o Alimentaia intr n sfera preocuprilor ergonomice, nu sub forma prescripiilor dietetice, ci ca factor de asigurare a unei capaciti de munc optime determinat de metabolismul energetic al organismului; o Vrsta i sexul sunt factori individuali prezentai n toat gama de preocupri ergonomice. De ea se ine seama la proiectarea mijloacelor de munc i n

7

amenajarea locului de munc. Toate acestea trebuie s in seama de faptul c viitorii utilizatori vor fi femei sau brbai, tineri sau maturi; o Gradul de antrenament n munc se obine prin exerciiu, n condiii fiziologice i psihologice optime i are menirea de a apropia performanele individuale de posibilitile static determinabile ale grupului. Exerciiul i antrenamentul ridic nivelul capacitii de munc pentru c prin repetarea operaiei de munc se elimin o serie de micri inutile, operatorul uman angajndu-se doar la executarea micrilor strict necesare. Antrenamentul pentru o anume activitate profesional reduce consumul de energie i asigur productivitatea corespunztoare. b. Factorii psihologici - sunt determinai de laturile personalitii: o Aptitudinile de munc sunt nsuiri individuale ce condiioneaz execuia optim a anumitor forme de activiti. Ele sunt: spiritul de observaie i capacitatea de a aprecia exact proporiile lucrurilor i de a stabili corelaii de dimensiuni. Pe msur ce s-au creat noi domenii de activitate au aprut aptitudini noi. Diviziunea i specializarea muncii conduc la o specializare a aptitudinilor. Cultivarea sistematic a aptitudinilor la om, conduce la o capacitate de munc ridicat; o Temperamentul, ca latur energetic a personalitii, se exprim prin comportament. Capacitatea de munc este influenat de caracterul temperamental individual al operatorului; o Caracterul este tot o latur a personalitii de tip formativ. El are trei laturi: concepia despre lume, atitudinile psihologice i latura relaional. Trsturile de caracter pozitive, absolut necesare muncii n condiiile modernizrii proceselor de producie i a mbuntirii condiiilor de munc sunt: spiritul de ordine, gradul de organizare, contiinciozitatea, exigena fa de sine, perseverena i disciplina; o Motivaia pentru munc reprezint totalitatea mobilurilor interne pentru dobndirea de noi cunotine sau rezolvarea de noi situaii. Factorii motivaiei sunt foarte variai i sunt legai de aspecte sociale i economice; c. Factorii social economici: O bun organizare a muncii cu evitarea timpilor mori, a micrilor inutile, folosirea unor mijloace de producie adecvate i adoptarea unor poziii de munc mai puin obositoare, precum i utilizarea judicioas a pauzelor asigur meninerea capacitii de munc la un nivel ridicat, constant; Mijloacele de munc multiplic puterea de munc a omului i mrete sfera de aciune att n munca fizic, ct i intelectual. Mijloacele de munc trebuie adaptate posibilitilor umane, in sensul c la folosirea lor s nu fie afectat starea de sntate i s fie minimizat riscul de accident; Regimul de munc exprim raportul dintre durata muncii efective i a pauzelor. Alternarea efortului i a odihnei trebuie privit ca o lege a meninerii i promovrii capacitii de munc;

8

Condiiile mediului de munc definite de factorii de microclimat i factorii de ambian. Condiiile necorespunztoare implic limitarea capacitii de munc; Nivelul profesional i cultural al operatorului are aciune hotrtoare pentru productivitatea muncii, pentru ntreinerea capacitii de munc; Organizarea muncii i a timpului liber contribuie la meninerea capacitii de munc (respectarea legii a doua a ergonomiei).Constituia morfofuncional a organismului; Starea de sntete Alimentaia Vrsta i sexul Gradul de antrenament n munc

Fiziologici

Factori interni

CAPACITATEA DE MUNC

Psihologici

Aptitudinile de munc Temperamentul Caracterul Motivaia pentru munc

Factori externi Social economici

Organizarea muncii Mijloacele de munc Regimul de munc Condiiile mediului de munc Nivelul profesional i cultural al operatorului Organizarea muncii i atimpului liber

Fig. 3.3. Factorii de care depinde capacitatea de munc

3.2.3. Dinamica i tulburrile capacitii de munc Cercetarea ergonomic a demonstrat c ntreruperile n munc sau pauzele de odihn sunt indispensabile meninerii capacitaii de munc deoarece n toate funciile organismului exist o alternan periodic ntre consumul i recuperarea energiei sau ntre munc i repaos. n procesul profesional variaia capacitii de munc ( fig. 3.4.) cunoate trei forme:

9

o Capacitate de munc crescnd caracterizat prin valori relativ sczute ale

rapiditii i preciziei executrii operaiunilor i cu atenia instabil (a,a*); o Capacitate de munc optim cnd se constat un nivel relativ stabil al performanelor operatorului uman (b.b*); o Capcacitate de munc n scdere datorat apariiei oboselii (c,c*).

Nivelul productivitii muncii P a u z a d e m a s Timp (ore)

b

b*

c*

a c

a*

Fig . 3.4. Variaia capacitii de munc pe parcursul unei zile de munc (8h)

Fa de cele reprezentate n figura de mai sus, se impun unele comentarii utile nelegerii fenomenelor derulate pe parcursul unei zile de munc i care determin variaia capacitii de munc: Capacitatea de munc crescnd ( a) corespunde fazei de adaptare a

executantului la condiiile de lucru. Consumul de oxigen crete fr a satisface integral nevoile organismuluipentru c aparatele respirator i circulator reacioneaz cu ntrziere la cerinele impuse. Aceast perioad se caracterizeaz printr-o mbuntire continu a parametrilor psiho-fiziologici i a rezultatelor n munc. n funcie de specificul muncii aceast perioad poate dura de la cteva minute la o or sau chiar mai mult; Capacitatea de munc optim ( b) se caracterizeaz printr-un nivel stabil al performanelor. Este o perioad de echilibru a balanei energetice, n care aportul de oxigen corespunde cu nevoile organismul, respiraia i pulsul ating valori adecvate pentru efectuarea

10

muncii ( durata 1 ... 3 ore). n aceast peroad performanele muncii ( productivitate, nr. de rebuturi) sunt bune i se constat chiar o reducere a solicitrilor psihofiziologice; Capacitatea de munc n scdere ( c) este condiionat de apariia oboselii crescnde datorit epuizrii rezervelor oragnismului din faza ( b). Este faza de revenire la normal, la nivelul iniial al capacitii operatorului, dup ncetarea activitii desfurate ritmul respirator i pulsul ating treptat valori normale. Ca urmare, capacitatea de munc scade i se constat apariia unor micri inutile n urma procesului muncii, a unor comenzi greite, simultan cu ncetinirea ritmului de lucru. Fazele ce caracterizeaz dinamica capacitii de munc se repet i dup pauza de mas cu deosebirea c: ( a*) este mai scurt deoarece adaptarea executantului la procesul muncii se realizeaz mai repade; ( b*) este mai sczut, cu un nivel al productivitii mai sczut i mai scurt durat; ( c*) apare mai repede ca urmare a apariiei oboselii n organismul uman. Tulburrile capacitii de munc se manifest prin pierderea total sau parial, definitiv sau temporar a potenialului de munc al operatorului uman. Pierderea tranzitorie a capacitii de munc are loc ca urmare a unei tulburri funcionale, avnd caracter reversibil, de scurt durat. Operatorul uman nu-i mai poate exercita funciile morfologice n condiii normale ( de exemplu : infarctul de miocard). Pierderea stabil a capacitii de munc de lung durat are drept cauze afeciuni sau tulburri funcionale ireversibile. n concluzie, se impune activitatea de expertiz i recuperare a capacitii de munc, organizat judicios la nivel naional.

11