,
ANALIZA OBCIE PRAC NA PODSTAWIE ...ANALIZA OBCIE PRAC NA PODSTAWIE WSKANIKA WYKORZYSTANIA REZERWY TTNA I OBCIE STATYCZNYCH METOD OWAS, Ocena ryzyka ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
BIO-ALGORITHMS AND MED-SYSTEMS JOURNAL EDITED BY MEDICAL COLLEGE – JAGIELLONIAN UNIVERSITY Vol. 1, No. 1/2, 2005, pp. 291-296. ANALIZA OBCIĄŻEŃ PRACĄ NA PODSTAWIE WSKAŹNIKA WYKORZYSTANIA REZERWY TĘTNA I OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH METODĄ OWAS ANALYSIS OF WORKLOADS ON THE BASIS OF THE HEART RATE INDEX AND OWAS METHOD A NNA G ROBORZ , T ADEUSZ J ULISZEWSKI , M ARCIN G ONCIARZ Wydział Agroinżynierii, Akademia Rolnicza, Kraków agroborz@tier.ar.krakow.pl, rtjulisz@cyf-kr.edu.pl, marcin@gonciarz.name Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę obciążeń pracą osób zatrudnionych w gospodarstwach rolnych. Na pod- stawie pomiarów tętna obliczono wskaźnik wykorzystania re- zerwy tętna (WRT), który posłużył do oceny fizjologicznego obciążenia pracą. Do pomiarów i zapisu tętna zastosowana została aparatura firmy Polar wraz z dołączonym oprogramo- waniem Polar Precision Performance. W celu analizy obciążeń statycznych wykorzystano metodę OWAS (Ovako Working Posture Analysis System), która została zaimplementowana jako autorski program komputerowy. Abstract. Publication presents workload analysis of people employed on farms. On the basis of pulse measurement Heart Rate Reserve index was estimated, was used for the evaluation of the physiological workload. The pulse was measured and recorded by the Polar tool operating with Polar Precision Performance software. In order to analyse static loads, the OWAS (Ovako Working Posture Analysis System) method was implemented as computer program. Key words: workload, Heart Rate Reserve, OWAS method Słowa kluczowe: obciążenie pracą, wskaźnik wykorzystania rezerwy tętna (WRT), metoda OWAS 1. Wprowadzenie wego. Zmiany składające się na zmęczenie obwodowe i ośrodkowe prowadzą do dolegliwości, a nawet urazów układu mięśniowo-szkieletowego, wyczerpania zasobów energetycznych i metabolicznych, zaburzenia czynności percepcyjnych, w tym i koordynacji wzrokowo-ruchowej i obniżenia sprawności umysłowej [7]. Rozwój technologii, w tym mechanizacja i automatyzacja, znacznie zmniejsza liczbę osób zatrudnionych przy pracach wykonywanych ręcznie: podnoszeniu, przenoszeniu, ciągnięciu, pchaniu dużych i ciężkich przedmiotów i narzędzi. Jednak nadal istnieją zawody, w których wielu spośród wykonywanych czynności nie da się zastąpić rozwiązaniami technicznymi, przykładowo prace naprawcze, wykonawcze w budownictwie czy rolnictwie. 2. Cel i zakres Celem badań była analiza obciążeń pracą osób pracują- cych w rolnictwie, w fermie drobiu (kur niosek), na podstawie wskaźnika wykorzystania rezerwy tętna i metody OWAS . Zakres badań obejmował siedem osób (dwie kobiety i pięciu mężczyzn) pracujących przy produkcji jaj konsumpcyj- nych w systemie klatkowym w obrębie jednej fermy z woje- Badaniem obciążenia fizycznego zajmuje się fizjologia pracy, która jest nauką odgrywającą istotną rolę w badaniach ergonomicznych. Wyniki badań fizjologicznych mają na celu opracowanie praktycznych zaleceń dotyczących sposobu wykonywania pracy i warunków, w jakich powinna ona przebiegać. Obciążenie pracą fizyczną na stanowisku pracy dzieli się na dynamiczne i statyczne. Podział ten jest związany z charakterem pracy mięśni – ich skurczem. Wysiłek dynamiczny przebiega w warunkach ruchu w związku z przemieszczeniem ciała ludzkiego lub jego części w prze- strzeni i zachodzi przy udziale izotonicznych skurczów mięśni, podczas których następuje skrócenie włókien – okresy skurczu i rozkurczu mięśni [19], [9], [15]. Wysiłek statyczny jest wykonywany przy udziale skurczów izometrycznych, które powodują wzrost napięcia mięśni bez wyraźnego ich skrócenia. Praca statyczna przebiega w warunkach bezruchu, wiąże się przede wszystkim z koniecznością utrzymania niewygodnej i wymuszonej pozycji ciała [15]. Nadmierne obciążenie organizmu związane z pracą zawodową jest przyczyną zmęczenia obwodowego, obejmującego układ mięśniowo-szkieletowy i ogólne zmiany czynnościowe oraz zmęczenia ośrodkowego układu nerwo- 292 A. Groborz et al., Analiza obciążeń pracą na podstawie wskaźnika wykorzystania rezerwy... wództwa śląskiego. Charakterystykę badanych osób przed- stawia tab. 1. Tab . 1. Charakterystyka badanych osób umożliwia obliczanie między innymi średniej wartości tętna badanej osoby podczas pracy w wybranym przedziale czasowym [10]. Metoda bezprzewodowego pomiaru tętna została opracowana w 1983 r. na Uniwersytecie w Oulu, w Katedrze Elektroniki (Finlandia). Spośród metod pomiaru i rejestracji tętna powszechnie stosuje się obecnie bezprzewo- dowe mierniki. Metoda ta wykorzystywana jest do ergono- micznych badań obciążenia pracą personelu zatrudnionego w przemyśle [15], usługach transportowych [11], a także w rolnictwie [12]. Na Wydziale Agroinżynierii Akademii Rolniczej w Krakowie od kilku lat prowadzone są badania obciążenia pracą osób zatrudnionych w rolnictwie, m.in. traktorzystów, osób zatrudnionych przy pracach polowych, w ogrodnictwie i w fermach drobiu czy krów mlecznych. Wskaźnik wykorzystania rezerwy tętna [4], [16] został obliczony według następującego wzoru (2): A K 37 72 1,66 26,1 pali papierosy B K 48 65 1,65 23,9 pali papierosy C M 21 71 1,80 21,9 brak D M 25 75 1,82 22,6 pali papierosy E M 27 73 1,70 25,3 pali papierosy F M 40 65 1,70 22,5 brak G M 41 67 1,69 23,5 pali papierosy *K – kobieta M – mężczyzna, **Wskaźnik BMI (1). WRT = HR pracy − HR min ⋅ 100 [%] (2) HR − HR max min gdzie: HR pracy – średnie tętno danej czynności [ud/min], HR min – tętno bazowe [ud/min], HR max – tętno maksymalne dla danej osoby [ud/min]. kg BMI = ⎡ ⎤ masa [ kg ] (1) ⎣ ⎦ m 2 wzrost 2 [ m 2 ] Wartość wskaźnika BMI [kg/m 2 ] wg WHO (World Health Organization): BMI <18,5 − niedowaga, Klasyfikacja wysiłku na podstawie wykorzystania rezerwy tętna przy długotrwałym obciążeniu jest następująca [2]: do 25% − wysiłek bardzo mały, 25 – 35% − wysiłek relatywnie mały, 35 – 50% − wysiłek średni (niem . mittelstark ), 50 – 65% − wysiłek dopuszczalny tylko dla osób ze BMI 18,5-24,9 – normalna waga, BMI 25-29,9 – nadwaga, BMI 30 –34,9 – I klasa otyłości, BMI 35-39,9 – II klasa otyłości, zdrowym układem krążenia, 65 – 80 % − wysiłek dopuszczalny tylko warunkowo, powyżej 80 % − wysiłek niedopuszczalny. BMI >40 – III klasa otyłości. 3. Metodyka Analizę obciążeń pracą badanych osób przeprowadzono przy pomocy: - wskaźnika wykorzystania rezerwy tętna obliczonego na podstawie pomiarów tętna (obciążenie dynamiczne), - metody OWAS − Ovako Working Posture Analysis System (obciążenie statyczne). Tętno (HR) jest najłatwiejszym do zmierzenia i zarejestro- wania wskaźnikiem reakcji układu krążenia na wysiłek [20]. Maksymalne tętno (HR max ) zależne jest przede wszystkim od wieku człowieka i można je obliczyć z zależności [1]: HR max = 220 – wiek osoby (w latach). Minimalne tętno, zwane też tętnem bazowym , (HR min ) występujące podczas snu jest zróżnicowane indywidualnie w zakresie od 45 do 70 ud/min. Różnica pomiędzy maksymal- nym tętnem a tętnem minimalnym jest nazywana rezerwą tętna , tj. swego rodzaju „zapasem” częstości skurczów serca jako reakcji na wysiłek. Wykorzystanie rezerwy tętna można wyrazić w wartościach bezwzględnych (ud/min), tj. wzrostem częstości skurczów serca w porównaniu do HR min lub w jednostkach względnych (%) jako iloraz wzrostu częstości skurczów serca (w porównaniu do HR min ) do rezerwy tętna [2]. Pomiary wykonywano miernikiem tętna POLAR VAN- TAGE, który umożliwia także bezprzewodową rejestrację wy- ników. Przy pomocy interfejsu zarejestrowane dane, tj. tętno, przenoszone są do komputera, gdzie mogą być analizowane programem dostarczanym przez producenta miernika. Program komputerowy Polar Precision Performance Analiza obciążenia metodą OWAS służy do oceny wiel- kości obciążenia statycznego na stanowiskach pracy. Jest powszechnie stosowanym systemem identyfikacji i oceny postawy całego ciała ludzkiego podczas pracy. Metoda ta została opracowana w Finlandii przez firmę Ovako [13], [14] w odpowiedzi na potrzebę prostej, jasnej i uzasadnionej metody analitycznej. Ich celem była analiza obciążeń postawy ciała ludzkiego i poprawa czynników ergonomicznych w miejscu pracy. Stworzenie stanowiska pracy, które nie powodowałoby nadmiernego obciążenia i zmęczenia układu mięśniowo-szkieletowego pracownika, wymaga przeanalizo- wania parametrów związanych z pozycją przy pracy, siłą wywieraną podczas pracy oraz czasem oddziaływania siły przy określonej pozycji. Parametry te powinny być rozpatry- wane łącznie. Metoda OWAS bierze pod uwagę obciążenie pochodzące od czterech czynników: - pozycji pleców (cztery zakodowane pozycje: 1 − wyprostowane, 2 – zgięte do przodu, 3 – skręcone, 4 – zgięte i skręcone), - położenia przedramion (trzy pozycje: 1 – obydwa poniżej stawu łokciowego, 2 – jedno powyżej stawu łokciowego, 3 – obydwa powyżej stawu łokciowego), - pracy nóg (siedem pozycji: 1 – pozycja siedząca, 2 – stojąca z nogami wyprostowanymi, 3 – stojąca z jedną nogą wyprostowaną, 4 – stojąca z nogami zgiętymi, 5 – stojąca z jedną nogą zgiętą, 6 – klęczenie na jednym lub obu kolanach, 7 - chodzenie) [18], A. Groborz et al., Analiza obciążeń pracą na podstawie wskaźnika wykorzystania rezerwy... 293 - wielkości obciążenia zewnętrznego (trzy wielkości, zróżnicowane według obciążonych osób, oparte na aktach prawnych - tab. 2) [6], [7]. Tab. 3. Opis kategorii Kategoria Opis kategorii - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy są naturalne, - obciążenie jest optymalne lub akceptowalne, - nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowi- sku; Tab. 2. Kody obciążenia zewnętrznego w zależności od populacji [7] Kategoria 1 Mężczyźni Kobiety i młodociani chłopcy Dziewczęta - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mogą mieć negatywny wpływ na układ mięśniowo- szkieletowy, - obciążenie jest prawie akceptowalne, - nie ma potrzeby dokonywania natychmiastowych zmian na stanowisku, ale należy wziąć pod uwagę konieczność przeprowadzania takich zmian w bliskiej przyszłości; Kod obciążenia zewnętrznego Kategoria 2 [kg] 1 < 10 < 5 < 2 2 10 - 20 5 - 10 2 - 6 3 > 20 > 10 > 6 Na podstawie pełnego kodu pozycji ciała ludzkiego skła- dającego się z czterech cyfr (po jednej od każdego czynnika obciążającego) należy odczytać typ kategorii z diagramu (rys. 1). Kategoria 3 - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają negatywny wpływ na układ mięśniowo- szkieletowy, - obciążenie jest duże, - zmiany na stanowisku należy przeprowadzić tak szybko, jak to możliwe; Kategoria 4 - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają bardzo negatywny wpływ na układ mię- śniowo-szkieletowy, - obciążenie jest bardzo duże, - zmiany na stanowisku należy przeprowadzić natychmiast. Tab. 4. Ocena obciążenia statycznego w zależności od czasu utrzymywania pozycji ciała Ocena obciążenia Pozycja ciała przy pracy (kategorie OWAS) Czas utrzymywania jednej pozycji [% zmiany roboczej] Rys. 1. Diagram do określania kategorii według kodu pozycji Pozycja niewymuszona kategorii 1 małe do 70 Dokładny opis kategorii oraz zalecenia odnośnie ewentu- alnych zmian na stanowisku pracy przedstawiono w tabeli 3. Do celów analizy obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego dla każdej z utrzymywanych pozycji istotny jest czynnik czasu trwania określonej czynności opisanej przez kategorię. W zależności od czasu utrzymywania pozycji ciała określonej zgodnie z kategoriami metody OWAS dokonano oceny obciążenia statycznego jako duże, średnie lub małe (tab. 4). Pozycje ciała zostały zróżnicowane na wymuszoną i niewymuszoną. Pozycja wymuszona to taka, która jest narzucona konstrukcją stanowiska pracy lub rodzajem wykonywanych czynności, a jej modyfikacja pod wpływem subiektywnego odczucia pracownika i zgodnie z jego preferencjami nie jest możliwa. Natomiast pozycja niewymu- szona to taka, która może być zmieniana zgodnie z poczu- ciem wygody pracownika, bez wpływu na jakość wykonywanej pracy. Ze względu na adaptowalność do analizy codziennego miejsca pracy i możliwości oceny różnych postaw ciała metoda ta była stosowana w wielu badaniach pozycji ciała w różnych zawodach: konstruktorzy budowlani [21], praca przy uprawie roślin leczniczych i włókienniczych [5], kobiety pracujące w fermach krów mlecznych [22], osoby zatrudnione przy produkcji owoców [3] czy przy sadzeniu roślin w leśnictwie [8]. Pozycja wymuszona kategorii 1 lub niewymuszona kategorii 2 do 50 Pozycja wymuszona kategorii 2 do 30 średnie Pozycja niewymuszona kategorii 1 powyżej 70 Pozycja wymuszona kategorii 1 lub niewymuszona kategorii 2 50 - 70 Pozycja wymuszona kategorii 2 30 - 50 Pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4 do 30 Pozycja wymuszona kategorii 1 lub niewymuszona kategorii 2 duże powyżej 70 Pozycja wymuszona kategorii 2 powyżej 50 Pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4 powyżej 30 Metoda OWAS została zaimplementowana jako autorski program komputerowy wspomagający analizę obciążeń statycznych. 4. Wyniki Analiza wskaźników wykorzystania rezerwy tętna podczas czynności wykonywanych przy produkcji jaj konsumpcyjnych pozwoliła na klasyfikację stopnia ciężkości wysiłku fizycznego według skali Buchbergera. Wyniki badań przeprowadzonych 294 A. Groborz et al., Analiza obciążeń pracą na podstawie wskaźnika wykorzystania rezerwy... na podstawie pomiarów tętna oraz obliczonego wskaźnika wykorzystania rezerwy tętna przedstawiono w tab. 5, w której dokonano także oceny wysiłku fizycznego badanych osób. Obciążenie pracą podczas poszczególnych czynności oceniono jako relatywnie małe (11 zapisów czynności), bardzo małe (10 zapisów), średnie (7 zapisów – np. załadunek jaj do samochodu, przenoszenie jaj posortowanych według klas wagowych na półki wózków transportowych) oraz dopusz- czalne tylko dla osób ze zdrowym układem krążenia (1 zapis – w sytuacji awaryjnej ręczny zbiór jaj). Na rys. 2 przedstawiono wykres tętna w czasie jednej z badanych osób (osoba B) podczas sortowania i przenosze- nia posortowanych jaj na wózki transportowe. Czynność ta została zaklasyfikowana według wskaźnika WRT [%] jako wysiłek średni. Tab. 5. Tętno, wskaźnik wykorzystania rezerwy tętna badanych osób podczas pracy w fermie drobiu (kur niosek) oraz ocena wysiłku fizycznego D kontrola produkcji, chodzenie między bateriami klatek i wzdłuż linii technologicznej 87 195 50 25,5 relatywnie mały E sprzątanie samochodu dostawczego 102 193 57 33,1 relatywnie mały E telefonowanie, administracja 85 193 57 20,6 b. mały E załadunek jaj 109 193 57 38,2 średni sprzątanie hal, zamiatanie F 80 180 53 21,3 b. mały G naprawa silnika elektrycznego w pozycji stojącej 75 179 43 23,5 b. mały G sortownia, wybieranie stłuczek 76 179 43 24,3 b.mały usuwanie awarii maszyny w linii technologicznej (przekładnia), zatrzymanie produkcji WRT Czynność [ud/min] [%] G 104 179 43 44,9 średni dop. dla osób relatywnie mały A zamiatanie hal 91 183 44 33,8 ze zdr. ukł. krąż. A odpoczynek w pozycji siedzącej 68 183 44 17,3 b. mały G ręczny zbiór jajek 118 179 43 55,1 sortownia, wybieranie stłuczek sortownia, wybieranie stłuczek G 95 179 43 38,2 średni A 76 183 44 23,0 b. mały kontrola maszyn, chodzenie wzdłuż linii technologicz- nej relatywnie mały A zamiatanie hal 79 183 44 25,2 relatywnie mały sortownia, przenoszenie jaj 111 172 60 45,5 średni G 89 179 43 33,8 B B administracja 92 172 60 28,6 relatywnie mały B sortownia, przenoszenie jaj 108 172 60 42,9 średni B wydawanie i sprzedaż jajek 94 172 60 30,4 relatywnie mały C naprawa silnika elektrycznego w pozycji stojącej 76 199 44 20,6 b. mały C odpoczynek w pozycji siedzącej 80 199 44 23,2 b. mały C ręczny zbiór jaj 108 199 44 41,3 średni C zamiatanie hal 117 199 44 47,1 średni odpoczynek w pozycji siedzącej 88 199 44 28,4 relatywnie mały C wnoszenie do kla- tek uwolnionych przypadkowo kur 96 199 44 33,5 C relatywnie mały Rys. 2. Wykres tętna w czasie (w programie Polar Precision Performance SW 3) podczas sortowania jaj konsumpcyjnych (układanie i przenoszenie wytłaczanek z jajkami) przy sortowni MOBA 1500 prace remontowo- porządkowe, naprawa taśmy pomiotowej C 82 199 44 24,5 b. mały Do analizy obciążenia statycznego metodą OWAS wzięto pod uwagę osobę B podczas sortowania jaj. Pomiar polegał na obserwacji osoby sortującej jaja konsumpcyjne, przenoszą- cej posortowane wytłaczanki z jajami na wózki transportowe. Masa przenoszonych jajek wynosiła 10-11 kg. Czynność zarejestrowano metodą filmową (kamera cyfrowa). Następnie analizowano poszczególne pozycje ciała w interwałach czasowych, co 10 sekund i zapisywano kod w programie komputerowym. Na rys. 3 przedstawiono określanie kodu po- C prace domowe: zmywanie naczyń, wycieranie kurzu 84 199 44 25,8 relatywnie mały C rozłupywanie drewna siekierką w pozycji pochylonej 93 199 44 31,6 relatywnie mały C naprawa łopaty w pozycji pochylonej 82 199 44 24,5 b. mały A. Groborz et al., Analiza obciążeń pracą na podstawie wskaźnika wykorzystania rezerwy... 295 zycji ciała przy wykorzystaniu programu komputerowego. Ocena obciążenia statycznego zależy od kategorii oraz czasu trwania poszczególnej czynności (pozycji ciała). Przykładową ocenę pokazano na rys. 4. kategorii pierwszej (54% całego czasu badania). Nieco mniejszy procent czasu pracy (32%) zawierał się w kategorii drugiej oraz 14% do kategorii trzeciej. Do kategorii czwartej nie zakwalifikowano żadnej postawy ciała badanej osoby. Na podstawie czasu pracy i kategorii poszczególnych pozycji ciała obciążenie statyczne oceniono jako średnie (tab. 7). Tab. 6. Kody pozycji ciała badanej osoby metodą OWAS (plecy, przedramiona, nogi, obciążenie zewnętrzne) wraz z klasyfikacją do odpowiedniej kategorii Plecy Przedramiona Nogi Obciążenie zewnętrzne Kategoria 2 3 2 1 2 1 1 7 1 1 1 3 2 1 1 1 3 2 1 1 1 3 2 1 1 2 1 3 3 3 1 3 2 1 1 2 1 4 3 3 2 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 1 7 1 1 1 3 2 1 1 1 3 2 1 1 Rys. 3. Określenie kodu pozycji ciała w programie komputerowym OWAS 2 3 2 1 2 2 3 2 1 2 2 3 2 1 2 2 3 2 1 2 1 3 2 1 1 2 3 2 1 2 2 2 2 1 2 2 1 4 3 3 1 2 2 1 1 2 3 3 1 3 2 1 2 1 2 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 Tab. 7. Ocena obciążenia statycznego Kategoria Ilość pozycji w danej kategorii Udział procentowy [%] Ocena obciążenia statycznego Rys. 4. Zestawienie wyników oceny obciążenia statycznego 1 15 54 średnie Wyniki pomiarów obciążenia statycznego metodą OWAS przedstawiono w tab. 6, w której zapisano występujące kody pozycji ciała (plecy, przedramiona, nogi, obciążenie ze- wnętrzne) oraz klasyfikację danego kodu do odpowiedniej kategorii. Następnie w tab. 7 zamieszczono sumaryczny i procentowy udział kategorii poszczególnych pozycji ciała w stosunku do całkowitego czasu badania. Najczęściej przyjmowaną pozycję ciała przez badaną osobę zaliczono do 2 9 32 średnie 3 4 14 średnie 4 0 0 brak Suma 28 100 średnie [ Pobierz całość w formacie PDF ] |
Podobne
|