Физические и психологические нагрузки и их нормализация

Все виды деятельности человека подразделяют на труд физический и умственный. Физический труд – это вид производственной деятельности, связанной с определенными энергетическими затратами, обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем, необходимых для его функционирования. При физическом труде происходят значительные сдвиги в системах кровообращения и дыхания. Физическая работа подразделяется на динамическую и статическую.

Статическая работа, более утомительна, поскольку мышцы напряжены непрерывно, в то время как при динамической работе имеются перерывы, во время которых нервные центры не посылают к мышцам импульсов. Кроме того, при статическом напряжении мышцы сдавливают сосуды, что сдерживает нормальное кровообращение и приводит к накоплению недоокисленных продуктов. Поэтому при организации физических работ статические нагрузки либо полностью исключают, либо существенно ограничивают.

Физический труд оценивается энергозатратами организма, выраженными в Дж/с, а его эффективность опредаляется из выражения

η_ф = Q/(E - E_п),

где Q – выполненная механическая работа, Е – израсходованная энергия, Е_п – энергия, расходуемая организмам в состоянии покоя.

Умственный труд основан на восприятии, переработке информации и принятии решений, до ее реализации. Информация воспринимается в основном зрительным и слуховым анализаторами, включаются такие высшие психические функции, как внимание, память, интеллект. При умственном труде в связи со снижением мышечной активности обмен веществ организма незначителен.

Степень напряженности умственного труда оценивается отношением количества поступающей информации (бит/с) к способности человека переработать определенный ее объем.

За единицу количества информации, получаемой при осуществлении одного из двух равновероятных событий (являющуюся двоичной), принимается бит.

Поскольку каждый вид деятельности человека включает определенные сочетания как физического, так и умственного труда, в физиологии интенсивность труда по тяжести и напряженности подразделяется на четыре категории: I – работа легкая, ненапряженная; II – работа средней категории тяжести; III – работа тяжелая, напряженная; IV – работа очень тяжелая, очень напряженная (табл. 6).

Как следует из таблицы, физиологическая оценка интенсивности труда, помимо энергозатрат (ГОСТ 12.1.005-88), включает такие оценочные характеристики, как частота пульса, число объектов наблюдения, плотность принимаемых и передаваемых сигналов и продолжительность сосредоточенного наблюдения.

Напряженность труда зависит как от его ритма (равномерного чередования трудовых операций во времени), так и от характера изменения функционального состояния центральной нервной системы в результате реакции на физическую и умственную работу.

Несоответствие параметров рабочего места антропометрическим данным вызывает физиологические реакции организма, напряжение отдельных функций и приводит к утомлению.

Таблица 6.

Признак	Категории тяжести и напряженности труда
	I	II	III	IV
Тяжесть труда
Максимальная величина перемещаемого груза, кг	До 5	6-15	16-40	40
Энергозатраты, кДж	До 628,5	1047,5	1885,5	1885,5
Частота пульса, ударов/мин	До 90	100	120	> 120
Напряженность труда
Число производственных объектов одновременного наблюдения	До 5	До 10	До 25	> 25
Плотность сигналов, сообщений в среднем за 1 час	До 75	До 175	До 300	300
Продолжительность сосредоточенного наблюдения, % времени смены	До 25	До 50	До 75	75

Исследованиями по физиологическому обоснованию рабочих зон (рис. 19, 20) в вертикальной плоскости при работе стоя установлено, что наиболее низкие величины биоэлектрической активности мышц руки наблюдаются при движении ее из исходного положения до органов управления, расположенных на высоте 900-1100 мм от пола (зона I). При уменьшении высоты их расположения до 600-750 мм от пола, когда работающему приходится наклоняться для переключения органа управления, амплитуда биопотенциалов мышц повышается. Это происходит и при дальнейшем движении руки вверх (зона III), и на высоте 1800 мм амплитуда биопотенциалов достигает максимального значения.

Очевидно, что наиболее оптимальной является зона I как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях (рис. 20). Поэтому в этой зоне должны размещаться важные и часто используемые органы управления. То же можно сказать и о зоне II (зоне легкой досягаемости). Однако в зоне III (зоне досягаемости) должны располагаться менее важные, и редко используемые органы управления, поскольку движения в этой зоне энергетически невыгодны. И тем более следует избегать движений рук кзади от нулевой линии, поскольку такие движения требуют поворота туловища.

На формирование рабочей позы большое влияние оказывает высота рабочей поверхности – расстояние по вертикали от пола до горизонтальной поверхности, в которой выполняются рабочие операции. При низком расположении рабочей поверхности работающий вынужден сильно наклоняться, при высоком – вытягивать руки вверх. Такая рабочая поза в обоих случаях неудобна, поскольку увеличиваются энергозатраты организма, что приводит к снижению работоспособности. На рис. 21 представлена зависимость производительности труда каменщика от высоты кладки (рабочей поверхности).

Высота рабочей поверхности определяется характером выполняемой работы, ее тяжестью и точностью. На рис. 22 показана высота рабочей поверхности, на которой выполняются основные трудовые движения (900 и 1000 мм), при двух видах работы в положении стоя. В обоих случаях основные трудовые движения осуществляются в пределах оптимальной зоны. При работе, требующей значительных усилий, высота рабочей поверхности может быть несколько меньше (700-800 мм), а при более точных работах – больше (1200–1300 мм).

Рис. 19. Изменение амплитуды биопотенциалов (мкВ) разных мышц при движении рук органам управления, расположенным на разной высоте (мм) от пола: 1 – грудная; 2 – дельтовидная передняя; 3 – дельтовидная средняя; 4 – трапецевидная верхняя; 5 – трапецевидная нижняя.

Рис. 20. Зоны размещения органов управления в вертикальной (а) и горизонтальной (б) плоскостях.

Рис. 21. Зависимость изменения производительности труда каменщика (I) от высоты кладки (рабочего места) (II)

Рис. 22. Оптимальная высота рабочей поверхности при различных видах работ