Zapisz na liście zakupowej
Stwórz nową listę zakupową

Pomiar wydatku energetycznego metodą Lehmanna

2021-11-19
Pomiar wydatku energetycznego metodą Lehmanna

Wstęp

Ocena ryzyka zawodowego (ORZ) przejawia się koniecznością analizowania i wartościowania ryzyka zawodowego. Pracodawca jest zobowiązany do prowadzenia oceny i dokumentowania ryzyka zawodowego związanego z wykonywaną pracą oraz stosowania niezbędnych środków profilaktycznych zmniejszających ryzyko. Ponadto ciąży na nim obowiązek informowania pracowników o ryzyku zawodowym, które wiąże się z wykonywaną pracą oraz o zasadach ochrony przed zagrożeniami.

Głównym zadaniem oceny ryzyka zawodowego jest zapewnienie poprawy warunków pracy, a także ochrony zdrowia i życia osób pracujących. Zgodnie z art. 232 Kodeksu pracy pracodawca jest obowiązany nieodpłatnie zapewnić pracownikom zatrudnionym w warunkach szczególnie uciążliwych, odpowiednie posiłki i napoje, jeżeli jest to niezbędne ze względów profilaktycznych. Posiłki powinny zawierać około 50-55% węglowodanów, 30-35% tłuszczów, 15% białek oraz posiadać wartość kaloryczną około 1000 kcal.

ORZ powinna być przeprowadzana w sposób systematyczny i rzetelny, aby spełniała swoją funkcje. Pomiar wydatku energetycznego został opracowany w XX wieku przez niemieckiego fizjologa Gunthera Lehmanna.

Metoda ta może posłużyć do określenia ilości i jakości posiłku profilaktycznego przewidzianego dla pracownika w zależności od obciążenia, wskazać na przysługujące zimne lub ciepłe napoje profilaktyczne, uprawnienia z tytułu ustawy o emeryturach pomostowych oraz dostarczyć informacji o konieczności zapewnienia odpowiedniej temperatury w miejscu pracy. W celu przeprowadzenia badania wydatku energetycznego można użyć jednej z trzech metod:

  • kalorymetria, która składa się z pomiarów wskaźnikowych wymiany gazowej, czyli wentylacji płuc i zużycie tlenu. Do przeprowadzenia tego badania można zastosować liczniki gazowe do pomiaru wentylacji, maski z wentylami oraz analizatory gazów, jakie się wytworzyły. Niestety wadą jest utrudnione oddychanie spowodowane przez ustniki lub maski. Najbardziej odczuwalne jest to w trakcie dużego wysiłku podczas przeprowadzania badań,
  • fizjologiczna, która bierze się pod uwagę wyniki badań układu krążenia oraz oddechowego, wynikającego z ciśnienia krwi, a także z temperatury ciała. Wszelka aktywność fizyczna związana jest z przyspieszeniem przemiany materii oraz wytwarzaniem dużej ilości energii. Naturalną reakcją organizmu na tego typu zmiany jest podwyższenie temperatury ciała, które zależy wprost proporcjonalnie od wielkości obciążenia,
  • tabelaryczna, która przy pomiarze wydatku energetycznego wykorzystuje się badania (tabele), które wykonał G. Lehmann i jego uczniowie. Metoda skupia się na dokładnej analizie czasu pracy, jak również na pozycjach przyjmowanych podczas wykonywania zadań, a także na pracującą grupę mięśni.

Do pomiaru wydatku energetycznego przy wykonywaniu różnych czynności najczęściej stosuje się metodę chronometrażowo-tabelaryczną Lehmanna.

Pomiar wydatku energetycznego metodą chronometrażowo-tabelaryczna Lehmanna

Metoda została opracowana w XX wieku przez niemieckiego fizjologa Lehmanna. Wydatek energetyczny składa się z sumy iloczynów czasu wykonywania poszczególnych czynności (w minutach) w ciągu zmiany roboczej oraz jednostkowego wydatku energetycznego określanego w jednostce kilodżule/minutę (kJ/min) lub kilokalorie/minutę (kcal/min). Tabele Lehmanna przedstawiają wartości jednostkowych wydatków energetycznych, w pracach wykonywanych najczęściej. Przebiega w dwóch etapach.
Na początku określany jest zbiór czynności wykonywanych przez pracownika w trakcie dnia roboczego, który warto zobrazować za pomocą fotografii, a także wskazanie energii wydatkowej każdej z nich. Wybrane czynności zostały rozdzielone, aby w bardziej dokładny sposób obliczyć ilość energii, które zużywają kończyny górne i pozycja ciała przyjmowana podczas wykonywania czynności, a także wielkość zaangażowanych sił. W następnej fazie sumuje się wszystkie wartości, z całego dnia roboczego, a wynik przedstawia koszt energetyczny wyrażający pracę mechaniczną w trakcie zmiany roboczej (kJ/8h). Chronometraż dnia roboczego został przedstawiony w tabeli 1, można wykonać go za pomocą dwóch metod: gazometrycznej i szacunkowej. Przy metodzie gazometrycznej nie jest celowe rozkładanie na dane składowe, nawet w sytuacji, gdy różnią się one ciężkością. Wynik pomiaru obejmujący cały cykl pracy (jeden lub kilka) składający się z średniej wartości zużycia energii w określnym przedziale czasowym. Metoda szacunkowa natomiast polega na ocenie wszystkich pozycji przyjmowanych przez pracownika.

Tabela 1. Fotografia dnia roboczego.

Fotografia dnia roboczego - metoda Lehmanna

Legenda:
T – czas trwania danej czynności [min],
Wa – wydatek energetyczny z uwagi na pozycję tułowia [kJ/min],
Wb – wydatek energetyczny z uwagi na pracę kończyn [kJ/min],
Wc – wydatek energetyczny na daną czynność roboczą [kJ].

W celu wyznaczenia wartości parametru Wa i Wb należy skorzystać z tabeli 2 i 3, które określają szacunkową ilość energii potrzebnej do realizacji danej czynności w określonej jednostce czasu.

Tabela 2. Jednostkowy wydatek energetyczny dla różnych pozycji ciała.

Jednostkowy wydatek energetyczny dla różnych pozycji ciała - metoda Lehmanna

Tabela 3. Jednostkowy wydatek energetyczny dla różnego zakresu obciążenia mięśni.

Jednostkowy wydatek energetyczny dla różnego zakresu obciążenia mięśni - metoda Lehmanna

Jeśli została określona fotografia dnia roboczego, a także wynik sumarycznego obciążenia wydatku energetycznego, możliwa jest ocena punktowa uzyskanego wyniku, biorąc pod uwagę wartości (słowne i punktowe) przedstawione w tabeli 4.

Tabela 4. Punktowe i słowna ocena WE.

Punktowe i słowna ocena WE - metoda Lehmanna

Tabela 5. Wartościowanie ciężkości pracy na podstawie wydatku energetycznego netto.

Wartościowanie ciężkości pracy na podstawie wydatku energetycznego netto - metoda Lehmanna

Kolejnym krokiem jest wykonanie oceny stopnia obciążenia statycznego pracownika podczas wykonywania pracy. Proces ten polega na określeniu rodzaju aktywności fizycznej uwzględniającej skurcz izometryczny mięśni szkieletowych, to znaczy zmianę napięcia mięśni bez zmiany ich długości. Skurcze izometryczne są odpowiedzialne głównie za stabilizację postawy ciała, która widoczna jest w sytuacji, gdy osoba stoi bez poruszania się, a nawet wtedy używane są mięśnie. W celu określenia obciążenia statycznego pracownika można wykorzystać tabelę 6. Jeśli natomiast chodzi o określenie oceny stopnia uciążliwości pracy fizycznej na skutek powtarzalności ruchów jest przedstawiony w tabeli 7.

Tabela 6. Stopień obciążenia statycznego dla różnych pozycji ciała, na wybranych stanowiskach pracy.

Stopień obciążenia statycznego dla różnych pozycji ciała, na wybranych stanowiskach pracy - metoda Lehmanna


Kolejną czynnością do prawidłowego obliczenia obciążenia pracą fizyczną jest określenie powtarzalności ruchu. W celu poprawnego określenia wartości znajdujące się w tabeli należy (zgodnie z definicją) przyjąć, że 1 niuton [N] jest to ilość siły potrzebnej do wprowadzenia w ruch przedmiotu ważącego 1 kilogram [kg] z przyspieszeniem wynoszącym 1 m/s2.

Tabela 7. Ocena stopnia uciążliwości pracy fizycznego wskutek powtarzalności ruchów.