obc-stat_monot.doc

Obciążenie  fizyczne statyczne

1.  Wprowadzenie

              Nadmierne i niewłaściwe obciążenie układu ruchu związane z pracą zawodową jest przyczyną wielu urazów i dolegliwości układu mięśniowo-szkieletowego. Ma na to wpływ niewłaściwa pozycja podczas pracy, zbyt duża masa przedmiotów i narzędzi pracy, jak również niewłaściwa częstość powtórzeń wykonywanych czynności.

              Stworzenie stanowiska pracy, które nie powodowałby nadmiernego obciążenia i zmęczenia układu mięśniowo-szkieletowego pracownika, wymaga przeanalizowania parametrów związa-nych z pozycją przy pracy, siłą wywieraną podczas pracy oraz czasem oddziaływania siły przy określonej pozycji ciała, a także częstotliwością ich zmian lub powtórzeń. Te trzy podstawowe parametry, wpływające na obciążenie układu mięśniowo-szkieletowego w procesie pracy, powinny być rozpatrywane łącznie. Do danej pozycji, optymalnej dla wykonywanej czynności oraz wartości sił zewnętrznych, powinna być dostosowana optymalna częstotliwość powtarzania tej czynności.

              W celu oceny ryzyka związanego z obciążeniem układu mięśniowo-szkieletowego wyodrębniono dwa czynniki łączące parametry wpływające na to obciążenie. Analiza tych czynników pozwala na ocenę obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego na stanowisku pracy    i wyrażenie ryzyka w trójstopniowym systemie oceny stanowiska pracy.

1.1. Parametry wpływające na obciążenie układu mięśniowo-szkieletowego

1.1.1. Pozycja przy pracy

Pozycja przyjmowana podczas pracy zdeterminowana jest poprzez zależności pomiędzy konstrukcją stanowiska pracy, koniecznością wykonywania określonych czynności a wymiarami antropometrycznymi operatora. W związku z tym, w projekcie stanowiska pracy powinny być wzięte pod uwagę ograniczenia związane z wymiarami ciała z uwzględnieniem procesu pracy.

Przestrzenna konstrukcja stanowiska pracy powinna być dostosowana do operatora i za-pewniać właściwą pozycję ciała.

Stanowisko pracy i wykonywane przez operatora czynności nie powinny narzucać mu konieczności utrzymywania niewygodnych pozycji, np. skrętu czy pochylenia ciała. Pozycje takie powodują występowanie dużych wartości sił ściskających i tnących oraz momentów sił w kręgosłupie i w stawach kończyn górnych i dolnych, co jest bezpośrednią przyczyną pows-tawania dolegliwości układu mięśniowo-szkieletowego.

1.2. Siła fizyczna             

              Niewłaściwa pozycja przy pracy może powodować znaczne obciążenie i zmęczenie układu mięśniowego. Zjawisko to jest odpowiednio pogłębiane, gdy występuje konieczność wywierania siły na składowe elementy stanowiska pracy jakimi są środki pracy, narzędzia pracy oraz elementy sterownicze.

              Na stanowisku pracy czynności wymagające wywierania siły powinny być zaprojektowane tak, aby były wykonywane w sposób optymalny z uwzględnieniem pozycji przy pracy, kierunku działania i wartości siły, częstotliwości jej występowania oraz czasu oddziaływania. Siła fizyczna musi być wywierana przez te grupy mięśniowe, które są w stanie pokonać wartość siły zewnętrznej, co wiąże się również z odpowiednią pozycją podczas wykonywania danej czynności. Należy także uwzględnić fakt, iż w czasie pracy różne mięśnie i grupy mięśniowe  powinny być aktywizowane na zmianę, tak aby nie powodować przeciążeń statycznych                  i zmęczenia układu mięśniowego. W czasie pracy powinno się unikać nierównomiernego rozłożenia obciążeń pomiędzy różnymi częściami ciała przez uwzględnienie wymagań odnośnie do wartości siły oraz wielkości, kształtu i usytuowania urządzeń sterowniczych oraz narzędzi pracy, na które pracownik oddziałuje.

Wynika z tego, że wartości sił wywieranych przez pracownika w czasie pracy powinny być utrzymane na akceptowalnym poziomie, przy czym poziom ten w przypadku prac ręcznych zależy od:

              - czynników  związanych z środkami pracy (masa, kształt, wielkość oraz umiejscowienie przedmiotu)

- czasu trwania i częstotliwości wywierania siły

              - pozycji operatora

              - czynników subiektywnych związanych z operatorem (technika pracy,  płeć, wiek, stan zdro-wia i wyszkolenia).

Jako że istnieje ścisła zależność pomiędzy tymi parametrami, w procesie projektowania lub oceny stanowiska pracy należy je wszystkie uwzględnić.

1.2.3. Wysiłek statyczny i obciążenia powtarzalne

Najbardziej niebezpiecznymi z punktu widzenia obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego są: wysiłek statyczny i obciążenia powtarzalne.

Jeżeli napięcie mięśniowe nie jest związane ze zmianą długości mięśnia oznacza to, że występuje napięcie statyczne mięśnia. Z ergonomicznego punktu widzenia statyczne napięcie mięśniowe charakteryzowane jest poprzez czas trwania tego napięcia dla określonego poziomu siły.

Przeprowadzone badania wykazały, iż nawet podczas wykonywania prac powszechnie uważanych za lekkie i powodujących małe obciążenie układu ruchu może występować nadmierne obciążenie układu mięśniowego, spowodowane niewłaściwą techniką pracy. Wyniki wielu badań wskazują, iż przyczyną dolegliwości układu mięśniowego, oprócz niewłaściwej pozycji podczas pracy,  jest rytm pracy. Wykazano, że występuje zależność pomiędzy częstością ruchów ramienia a dolegliwościami układu mięśniowo-szkieletowego, a także, że zarówno wartość obciążenia mięśniowego, jak i częstość jego zmian mają wpływ na rozwój tego typu dolegliwości.

1.3. Czynniki oceny ryzyka zawodowego związanego z obciążeniem układu mięśniowo-szkieletowego na stanowisku pracy

W celu oceny obciążenia podczas pracy, scharakteryzowanej przez parametry odnoszące się do pozycji przy pracy, siły zewnętrznej i czasu trwania, wyodrębniono dwa czynniki ryzyka: obciążenie statyczne i monotypię. Czynniki te łączą trzy omawiane wcześniej parametry                 i pozwalają na ocenę obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego w zależności od ich wartości. W karcie zagrożeń czynniki te są uwzględnione w grupie czynników uciążliwych.

1.3.1. Czynnik OBCIĄŻENIE STATYCZNE

Do bezpośredniej obiektywnej oceny obciążenia układu mięśniowego podczas wykonywania czynności na stanowisku pracy stosuje się różne metody badawcze. Za najprostszą można uznać szacowanie obciążenia układu ruchu przez obserwację wizualną pozycji ciała przy pracy. Obecnie najpowszechniej używaną metodą tego typu jest OWAS (Ovako Working Posture Analysis System).

Czynnik „obciążenie statyczne” pozwala ocenić obciążenie jako duże, średnie lub małe, w zależności od  czasu utrzymywania pozycji ciała, określonej zgodnie z kategoriami metody OWAS.

Analizę obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego poprzez ocenę czasu wykonywania poszczególnych czynności pracy oraz przyjmowanych pozycji ciała można przeprowadzić metodą bezpośredniej obserwacji na stanowisku pracy, jednakże zaleca się filmowanie pracownika na stanowisku pracy i następnie przeprowadzenie analizy na podstawie filmu.

Metoda OWAS

Za pomocą metody OWAS może być przeprowadzona ilościowa analiza standardowych pozycji przyjmowanych podczas pracy, z uwzględnieniem wartości sił zewnętrznych. Metoda OWAS umożliwia klasyfikację pozycji pleców, ramion i nóg oraz wartości obciążenia zewnętrznego. Położenie pleców może przybierać kod pozycji od 1 do 4, położenie kończyn górnych - od 1 do 3, położenie nóg - od 1 do 7 (rys. 1).

Rys. 1. Klasyfikacja położenia pleców, ramion i nóg

Klasyfikacji takiej podlega również obciążenie zewnętrzne. Zgodnie z metodą OWAS obciążenie może być klasyfikowane jako 1, gdy wartość siły zewnętrznej nie przekracza 10 kG. W przedziale pomiędzy 10 a 20 kG jest klasyfikowane jako 2,  powyżej 20 kG - jako 3. Na potrzeby oceny ryzyka poprzez czynnik „obciążenie zewnętrzne” zróżnicowano wartości tego obciążenia dla mężczyzn, kobiet i młodocianych, opierając się na aktach prawnych (rys. 2).

1 masa poniżej 2 kg

2 masa od 2 do 6 kg

3 masa powyżej 6 kg

młodociane

dziewczęta

1 masa poniżej 5kg

2 masa od 5 do 10 kg

3 masa powyżej 10 kg

kobiety i młodociani

chłopcy

Rys. 2. Klasyfikacja położenia pleców, ramion i nóg oraz kody obciążenia zewnętrznego dla mężczyzn, kobiet i młodocianych chłopców oraz młodocianych dziewcząt

Cyfry określające pozycje składowe położenia pleców, ramion i nóg tworzą kod pozycji przy pracy. Na podstawie kodu pozycji oraz tabeli (rys. 3) można zakwalifikować daną pozycję pracy do jednej z czterech kategorii o ceny.

Kombinacje położeń poszczególnych członów (plecy, ramiona, nogi), z uwzględnieniem obciążenia zewnętrznego (rys. 3),  są zgrupowane w czterech kategoriach oceny stanowiska pracy oraz wynikających z tej oceny działań odnośnie do poprawy warunków pracy na tym stanowisku.

Rys. 3. Kombinacje położeń pleców, ramion i nóg oraz odpowiadające im kategorie oceny stanowiska pracy

              Kategoria 1: pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy są naturalne. Obciążenie jest optymalne lub akceptowalne. Nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku.

Kategoria 2: pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mogą mieć negatywny wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy. Obciążenie jest prawie akceptowalne. Nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku, ale należy wziąć pod uwagę konieczność przeprowadzenia takich zmian w najbliższej przyszłości.

Kategoria 3: pozycja lub pozycje przyjmowane w czasie pracy mają negatywny wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy. Obciążenie jest duże. Zmiany na stanowisku pracy muszą być przeprowadzone tak szybko, jak to jest możliwe.

Kategoria 4: pozycja lub pozycje przy pracy mają bardzo negatywny wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy. Obciążenie jest bardzo duże. Zmiany na stanowisku pracy muszą być przeprowadzone natychmiast.

Czas utrzymywania pozycji określonej kategoriami metody OWAS

Do celów analizy obciążenia układu mięśniowo-szkieletowego dla każdej z utrzymywanych pozycji istotny jest czynnik czasu, tzn. częstotliwość powtarzania i czas trwania określonej czynności. Wadą metody OWAS jest to, że nie uwzględnia ona częstości zmian danych pozycji oraz rytmu pracy. W związku z tym występują trudności w zróżnicowaniu pracy statycznej i dynamicznej. Istnieje jednakże możliwość oceny w procesie obserwacji czasu występowania danej pozycji w odniesieniu do czasu pracy (wyrażana w % czasu pracy). W związku z tym zaproponowano ocenę obciążenia związanego z wykonywaniem czynności określonej kategorii (OWAS) w trójstopniowym systemie oceny, na podstawie tabeli 1.

Zróżnicowane zostały pozycje wymuszona i niewymuszona.

Pozycja wymuszona to pozycja, która jest narzucona konstrukcją stanowiska pracy lub rodzajem wykonywanych czynności. Nie jest możliwa modyfikacja tej pozycji pod wpływem subiektywnego odczucia pracownika, zgodnie z jego preferencjami.

Pozycja niewymuszona to taka pozycja, która może być zmieniana lub modyfikowana zgodnie z poczuciem wygody pracownika.

Tabela 1.1. Interpretacja wyników oceny  obciążenia statycznego.