Centrum Kształcenia Ustawicznego

w Ostrowcu Świętokrzyskim

Praca kontrolna nr 1

Z przedmiotu: Podstawy ergonomii i fizjologii pracy

Temat: „Wydatek energetyczny przy pracy.”

Prowadzący: Arleta Szymańska

Zbigniew Woźniak SEM. I

Ocena: Rok 2010/2011

Wydatek energetyczny

przy pracy

Całkowity wydatek energetyczny

Całkowity wydatek energetyczny (całkowita przemiana materii, Cpm) to łączny poziom

przemian energetycznych warunkujących życie i prawidłowe funkcjonowanie organizmu w

naturalnych warunkach. Wyraża średnie dzienne wydatki energetyczne (kcal lub MJ). Na całkowity

wydatek energetyczny składają się przedstawione w tabeli wartości.

Składniki wydatku energetycznego	Symbol	Wielkości wydatku energetycznego
				w kcal/dobę	w kJ/dobę
Podstawowa przemiana materii	Ppm	1400-1800	5852-7524
Swoiste, dynamiczne działanie pożywienia	Sddp	40-510	585-2132
Wydatek czynnościowy poza pracą zawodową	Knzpz	500-600	2090 -2508
Wydatek czynnościowy podczas pracy zawodowej	Kzpz	0-3500	0-14630
Całkowity wydatek energetyczny	Cpm	2040-6410	8527-26794

Podstawowa przemiana materii (PPM) jest to najniższy poziom przemian energetycznych

dostarczający energii niezbędnej do podstawowych funkcji fizjologicznych. Pomiar jest

wykonywany wczesnym rankiem, na czczo, przed rozpoczęciem jakiejkolwiek aktywności

fizycznej, bez wypicia herbaty, kawy, wypalenia papierosa co najmniej 12 godzin przed pomiarem.

Gdy któryś z tych warunków nie zostaje dotrzymany wtedy mamy spoczynkową przemianę materii

(SPM).

Podstawowa przemiana materii zależy od:

1. płci -kobiety mają więcej tłuszczu w stosunku do mięśni, u kobiet jest mniejsza PPM o 5-10%

2. wieku -jest najwyższa u dzieci, a następnie wraz z wiekiem stopniowo się obniża

3. rozmiarów ciała -wielkości ciała -10 kg to ok. 120 kcal, skład ciała -beztłuszczowa masa ciała -najbardziej aktywna metabolicznie tkanka

4. stanu hormonalnego -wzrost PPM o ok. 150 kcal/dzień podczas drugiej części cyklu miesiączkowego

5. nadczynności tarczycy - wzrost PPM

6. temperatury ciała -powyżej 37 °C podwyższenie o1 °C powoduje wzrost PPM o 13%

7. stanu fizjologicznego

8. stanu zdrowia i odżywiania

9. podawania niektórych leków i odczynników genetycznych

Podstawowa przemiana materii wykazuje charakterystyczny rytm dobowy i sezonowy.

Wpływ na nią wywiera również temperatura powietrza -najniższy poziom przemiany materii

zaobserwowano w temperaturze około 30°C.

Wydatek energetyczny związany ze swoistym działaniem pożywienia (swoiste

dynamiczne działanie pożywienia, sddp) -poziom przemiany materii podwyższa się pod wpływem

wprowadzenia pożywienia, przy czym zależnie od jego składu przyrost ten waha się od 5 do 40% w

stosunku do podstawowej przemiany materii. Zależy on od rodzaju posiłku. Zwiększa się przy

jedzeniu posiłków zawierających dużą ilość węglowodanów i białek, a także posiłków z dodatkiem

musztardy czy chilli. Zwiększa się również pod wpływem zimna, kawy i palenia papierosów

(wzrost do 11%). Zjawisko to jest uwarunkowane wzmożeniem czynności układu trawiennego oraz

intensywniejszą przemianą komórkową.

Wydatek energetyczny związany z wykonaniem pracy (kalorie pracy zawodowej, Kzpz)

zależy od rodzaju wykonywanej pracy. W tabeli poniżej przedstawiono klasyfikację pracy według

wielkości ogólnego wydatku energetycznego i liczby kalorii pracy zawodowej.

Stopień ciężkości pracy	Wielkość ogólnego wydatku energetycznego		Wielkość wydatku energetycznego podczas pracy zawodowej
		w kcal/dobę	w kJ/dobę	w kcal/dobę	w kJ/dobę
Lekka	2300 -2800	9623-11715	0-500	0-2090
Umiarkowana	2801 -3300	11716-13807	501 -1000	2091-4184
Średnia	3301 -3800	13808-15899	1001 -1500	4185-6276
Ciężka	3801-4300	15900-17991	1501 -2000	6277-8368
Bardzo ciężka	4301 -4800	17 992 -20083	2001 -2500	8369-10460
Niezmiernie ciężka	4801 -5300	20084-22175	2501 -3000	10461-12552
Wyczerpująca	5301 -5800	22176-24267	3001 -3500	12553-14650

Wydatek na czynności po za pracą (Knzpz) - wszelkie czynności niezwiązane z pracą np.

dojście do pracy, zakupy, gotowanie. Przeciętnie wynosi on od 2000 do 2500 kJ na dobę.

Metody pomiaru wydatku energetycznego

Pomiaru wydatku energetycznego można dokonać, stosując różnego rodzaju metody:

1. kalorymetrię bezpośrednią

2. kalorymetrię pośrednią

3. chronometrażowo-tabelaryczną według Lehmanna

4. metodę oceny na podstawie mechanicznego efektu pracy

5. ocenę wydatku energetycznego na podstawie zachodzących w czasie pracy zmian fizjologicznych

6. ocenę uciążliwości wynikającej z wysiłków statycznych

7. ocenę uciążliwości związanej z monotypowością ruchów roboczych

8. badanie „odnowy tętna" jako metody stopnia obciążenia pracą

Pierwsza metoda kalorymetrii bezpośredniej pozwala na jednoczesny pomiar wymiany

gazowej i wytworzonego ciepła aparatem Atwatera-Rosa-Benedicta. Zasada oznaczania opiera się

na ustalaniu różnicy temperatur wody wchodzącej do układu i wychodzącej z niego. Wentylację

zapewnia zamknięty układ krążącego powietrza, a wytwarzany dwutlenek węgla jest absorbowany

przez pochłaniacze zawierające wapno sodowe.

Szeroko stosowana jest metoda kalorymetrii pośredniej. Opiera się ona na ilości

wykorzystywanego tlenu i wyprodukowanego w tym samym czasie dwutlenek węgla. Do oznaczeń

stosowane są dwa systemy aparatów: otwarty z przepływem powietrza i zamknięty, w którym

wydychany dwutlenek węgla jest pochłaniany przez wapno sodowe. Zużyty tlen zostaje

uzupełniany ze zbiornika, wykazującego jednocześnie wielkość przepływu. Znając ilość tlenu

potrzebnego do wytworzenia l kcal oraz współczynnik oddechowy, można obliczyć wielkość

wydatku energetycznego człowieka.

Pomiary wydatku energetycznego zarówno za pomocą kalorymetrii bezpośredniej, jak i

pośredniej wymagają odpowiedniej aparatury i specjalnie wyszkolonego personelu. Są one

niezwykle pracochłonne i kłopotliwe dla pracowników, na których dokonuje się badań. Dlatego też

metody te są stosowane w wyspecjalizowanych laboratoriach badawczych. Potrzeby związane z

analizą ciężkości pracy wymagają zastosowania bardziej dostępnych metod oceny wydatku

energetycznego na stanowisku roboczym.

Stosując chronometrażowo-tabelaryczną metodę oceny wydatku energetycznego,

posługujemy się tabelami przedstawiającymi wielkości wydatku energetycznego przy różnych

czynnościach w kJ efektywnych na minutę. Stosując tabele, ograniczymy się do dokładnego

chronometrażu czynności wykonywanych przez pracownika. Obliczamy, ile czasu w ciągu zmiany

roboczej zużywa pracownik na poszczególne, jednolite pod względem energetycznym czynności,

mnożymy uzyskane wartości w minutach przez odpowiednie liczby dżuli zamieszczone w tabelach.

Suma tych iloczynów stanowi wielkość efektywnego wydatku energetycznego pracownika. Należy mieć na uwadze, że tabele nie obejmują wszystkich rodzajów prac, jakie wykonuje pracownik. Przy napotkaniu trudności w tym względzie można wykorzystać uproszczoną metodę chronometrażowotabelaryczną oceny wydatku energetycznego według Lehmanna.

Metoda ta polega na uwzględnieniu zajmowanej przy pracy pozycji ciała oraz określonego

przez rodzaj pracy stopnia zaangażowania układu mięśniowego. Z tabeli odczytuje się liczbę dżuli zużytkowaną na otrzymanie danej pozycji ciała przy pracy oraz zapotrzebowanie energetyczne

związane z wykonywaniem pracy zależnie od zajmowanej pozycji. Po zakwalifikowaniu

wykonanych czynności do odpowiedniego typu obciążeń dokonuje się chronometrażu na podstawie

danych zawartych w tabeli, a następnie dodaje się obliczone wartości, otrzymując poszukiwany

wydatek energetyczny przy danym, rodzaju wykonywanej pracy.

Kolejna metoda oceny wydatku energetycznego na podstawie mechanicznego efektu

pracy jest możliwa do zastosowania tam, gdzie mechaniczny efekt pracy może być łatwo

wymierzony w kilogramometrach. W warunkach produkcyjnych ma to miejsce wówczas, gdy

mięśnie dynamicznie przeciwdziałają sile ciężkości, np. przenoszenie ciężarów na pewną

wysokość, ładowanie itp.

Pomiaru wydatku energetycznego można dokonać także na podstawie zachodzących w

czasie pracy zmian fizjologicznych. Fakt ten umożliwia wykorzystanie kształtowania się pewnych

parametrów hemodynamicznych i respiracyjnych do oceny natężenia wysiłku fizycznego

pracownika. W tym przypadku dokonuje się pomiaru wentylacji płuc, częstości tętna i temperatury

ciała. Liczby dżuli podane w tabeli ujmują zarówno efektywny wydatek energetyczny, jak i

przemianę podstawową. Są to tzw. dżule brutto. W celu wyliczenia dżuli efektywnych, bez

uwzględnienia przemiany podstawowej, odejmujemy od załączonych wartości 4,2 kJ.

W trakcie wykonywania pracy występuje zawsze obciążenie statyczne. W związku z tym

celowe wydaje się stosowanie metody oceny uciążliwości wynikającej z wysiłków statycznych.

Ocena obciążenia statycznego nie może być oparta na ścisłych metodach naukowych jako zbyt

kłopotliwych. W związku z tym dla celów praktycznych można zastosować analizę pozycji ciała

zajmowanej przez pracownika przy pracy.

Kolejna metoda polega na badaniu wpływu monotypowości wykonywanych ruchów na

wzrost ogólnego obciążenia fizycznego. Stosowana klasyfikacja stopnia obciążenia wynikającego

z monotypowości ruchów opiera się na założeniu, iż mamy do czynienia z powtarzającą się

operacją roboczą, obarczającą tylko pewne grupy mięśni, co wywołuje stany lokalnego zmęczenia.

W celu wyliczenia wielkości zmęczenia bierzemy pod uwagę liczbę powtórzeń stereotypowej

operacji roboczej w ciągu zmiany i wielkość użytej przy tym siły.

Ostatnią z omawianych metod, służącą do oceny wydatku energetycznego, jest badanie

„odnowy tętna". Wykonanie znaczniejszego wysiłku fizycznego wymaga zaangażowania wielu

funkcji fizjologicznych. Pomiar częstości tętna stanowi najbardziej dostępną metodę badania reakcji

układu krążenia w czasie pracy zawodowej. Częstość tętna badać możemy podczas wysiłku lub w

czasie przerwy między kolejnymi wysiłkami. Ten ostatni sposób pozwala na sporządzanie tzw. krzywych odnowy tętna.

---