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Aspetti fisici e fisiologici

 

Martedì, 08 marzo 2011 20: 55

Antropometria

 

Questo articolo è tratto dalla terza edizione dell'Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

L'antropometria è una branca fondamentale dell'antropologia fisica. Rappresenta l'aspetto quantitativo. Un ampio sistema di teorie e pratiche è dedicato alla definizione di metodi e variabili per mettere in relazione gli obiettivi nei diversi campi di applicazione. Nei campi della salute, della sicurezza e dell'ergonomia sul lavoro i sistemi antropometrici si occupano principalmente della corporatura, della composizione e della costituzione e delle dimensioni dell'interrelazione del corpo umano con le dimensioni del posto di lavoro, le macchine, l'ambiente industriale e l'abbigliamento.

Variabili antropometriche

Una variabile antropometrica è una caratteristica misurabile del corpo che può essere definita, standardizzata e riferita ad un'unità di misura. Le variabili lineari sono generalmente definite da punti di riferimento che possono essere ricondotti con precisione al corpo. I punti di riferimento sono generalmente di due tipi: scheletrici-anatomici, che possono essere trovati e tracciati tastando le protuberanze ossee attraverso la pelle, e punti di riferimento virtuali che si trovano semplicemente come distanze massime o minime usando i rami di un calibro.

Le variabili antropometriche hanno componenti sia genetiche che ambientali e possono essere utilizzate per definire la variabilità individuale e di popolazione. La scelta delle variabili deve essere correlata allo scopo specifico della ricerca e standardizzata con altre ricerche nello stesso campo, in quanto il numero di variabili descritte in letteratura è estremamente elevato, essendo state descritte fino a 2,200 per il corpo umano.

Le variabili antropometriche sono principalmente lineare misure, come altezze, distanze da punti di riferimento con soggetto in piedi o seduto in una postura standardizzata; diametri, come le distanze tra punti di riferimento bilaterali; Lunghezze, come le distanze tra due diversi punti di riferimento; misure curve, vale a dire archi, come le distanze sulla superficie corporea tra due punti di riferimento; e sottopancia, come misure a tutto tondo chiuse su superfici corporee, generalmente posizionate ad almeno un punto di riferimento o ad un'altezza definita.

Altre variabili possono richiedere metodi e strumenti speciali. Ad esempio lo spessore della plica viene misurato mediante speciali calibri a pressione costante. I volumi sono misurati mediante calcolo o mediante immersione in acqua. Per ottenere informazioni complete sulle caratteristiche della superficie corporea, è possibile tracciare una matrice computerizzata dei punti della superficie utilizzando tecniche biostereometriche.

Strumenti

Sebbene sofisticati strumenti antropometrici siano stati descritti e utilizzati in vista della raccolta automatizzata dei dati, gli strumenti antropometrici di base sono abbastanza semplici e facili da usare. Occorre prestare molta attenzione per evitare errori comuni derivanti da un'errata interpretazione dei punti di riferimento e da posture errate dei soggetti.

Lo strumento antropometrico standard è l'antropometro, un'asta rigida lunga 2 metri, con due scale di controlettura, con la quale si possono rilevare le dimensioni corporee verticali, come le altezze dei punti di riferimento dal pavimento o dal sedile, e trasversali, come i diametri.

Comunemente la canna può essere divisa in 3 o 4 sezioni che si incastrano l'una nell'altra. Un ramo scorrevole con unghia dritta o curva permette di misurare le distanze dal pavimento per le altezze, o da un ramo fisso per i diametri. Gli antropometri più elaborati hanno un'unica scala per altezze e diametri per evitare errori di scala, oppure sono dotati di dispositivi digitali di lettura meccanici o elettronici (figura 1).

Figura 1. Un antropometro

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Uno stadiometro è un antropometro fisso, generalmente utilizzato solo per la statura e spesso associato a una bilancia a fascio di peso.

Per i diametri trasversali possono essere utilizzati una serie di calibri: il pelvimetro per misure fino a 600 mm e il cefalometro fino a 300 mm. Quest'ultimo è particolarmente indicato per la misurazione della testa se utilizzato insieme ad un compasso scorrevole (figura 2).

Figura 2. Un cefalometro insieme a una bussola scorrevole

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La pediera serve per misurare i piedi e la testiera fornisce le coordinate cartesiane della testa quando è orientata nel “piano di Francoforte” (un piano orizzontale passante per porzione ed orbitale punti di riferimento della testa). La mano può essere misurata con un calibro o con un dispositivo speciale composto da cinque righelli scorrevoli.

Lo spessore della plica cutanea viene misurato con un calibro per plica cutanea a pressione costante generalmente con una pressione di 9.81 x 104 Pa (la pressione esercitata da un peso di 10 g su un'area di 1 mm2).

Per archi e sottopancia viene utilizzato un nastro d'acciaio stretto e flessibile a sezione piatta. I nastri in acciaio autoraddrizzanti devono essere evitati.

Sistemi di variabili

Un sistema di variabili antropometriche è un insieme coerente di misurazioni corporee per risolvere alcuni problemi specifici.

Nel campo dell'ergonomia e della sicurezza, il problema principale è adattare le attrezzature e lo spazio di lavoro alle persone e confezionare gli abiti della taglia giusta.

L'attrezzatura e lo spazio di lavoro richiedono principalmente misure lineari di arti e segmenti corporei che possono essere facilmente calcolati da altezze e diametri dei punti di riferimento, mentre le dimensioni della sartoria si basano principalmente su archi, circonferenze e lunghezze di nastro flessibili. Entrambi i sistemi possono essere combinati a seconda delle necessità.

In ogni caso è assolutamente necessario avere un riferimento spaziale preciso per ogni misura. I punti di riferimento devono quindi essere collegati da altezze e diametri e ogni arco o circonferenza deve avere un punto di riferimento definito. Altezze e pendenze devono essere indicate.

In una particolare indagine, il numero di variabili deve essere limitato al minimo in modo da evitare indebite sollecitazioni al soggetto e all'operatore.

Un set base di variabili per lo spazio di lavoro è stato ridotto a 33 variabili misurate (figura 3) più 20 derivate da un semplice calcolo. Per un'indagine militare generica, Hertzberg e collaboratori utilizzano 146 variabili. Per l'abbigliamento e per scopi biologici generali l'Ente Italiano della Moda (Ente Italiano della Moda) utilizza un insieme di 32 variabili di uso generale e 28 variabili tecniche. La norma tedesca (DIN 61 516) di controllo delle dimensioni del corpo per i vestiti comprende 12 variabili. La raccomandazione dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) per l'antropometria include un elenco di base di 36 variabili (vedi tabella 1). Le tabelle International Data on Anthropometry pubblicate dall'ILO elencano 19 dimensioni corporee per le popolazioni di 20 diverse regioni del mondo (Jürgens, Aune e Pieper 1990).

Figura 3. Insieme di base delle variabili antropometriche

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Tabella 1. Elenco dei nuclei antropometrici di base

 

1.1 Portata in avanti (alla presa della mano con soggetto in piedi contro un muro)

1.2 Statura (distanza verticale dal pavimento al vertice della testa)

1.3 Altezza degli occhi (dal pavimento all'angolo interno dell'occhio)

1.4 Altezza spalle (dal pavimento all'acromion)

1.5 Altezza del gomito (dal pavimento alla depressione radiale del gomito)

1.6 Altezza del cavallo (dal pavimento all'osso pubico)

1.7 Altezza della punta delle dita (dal pavimento all'asse della presa del pugno)

1.8 Larghezza spalle (diametro biacromiale)

1.9 Larghezza dell'anca, in piedi (la distanza massima tra le anche)

2.1 Altezza seduta (dal sedile al vertice della testa)

2.2 Altezza degli occhi, seduto (dal sedile all'angolo interno dell'occhio)

2.3 Altezza spalle, seduto (dal sedile all'acromion)

2.4 Altezza del gomito, seduto (dal sedile al punto più basso del gomito piegato)

2.5 Altezza del ginocchio (dal poggiapiedi alla superficie superiore della coscia)

2.6 Lunghezza della parte inferiore della gamba (altezza della superficie di seduta)

2.7 Lunghezza avambraccio-mano (dalla parte posteriore del gomito piegato all'asse della presa)

2.8 Profondità del corpo, seduto (profondità del sedile)

2.9 Lunghezza gluteo-ginocchio (dalla rotula al punto più arretrato del gluteo)

2.10 Larghezza da gomito a gomito (distanza tra la superficie laterale dei gomiti)

2.11 Larghezza dell'anca, seduta (larghezza del sedile)

3.1 Ampiezza del dito indice, prossimale (all'articolazione tra falangi mediale e prossimale)

3.2 Ampiezza del dito indice, distale (all'articolazione tra le falangi distale e mediale)

3.3 Lunghezza del dito indice

3.4 Lunghezza della mano (dalla punta del dito medio alla stiloide)

3.5 Handbreadth (ai metacarpi)

3.6 Circonferenza del polso

4.1 Larghezza del piede

4.2 Lunghezza del piede

5.1 Circonferenza del calore (alla glabella)

5.2 Arco sagittale (dalla glabella all'inion)

5.3 Lunghezza della testa (dalla glabella all'opistocranione)

5.4 Larghezza della testa (massimo sopra l'orecchio)

5.5 Arco di bitragione (sopra la testa tra le orecchie)

6.1 Circonferenza della vita (all'ombelico)

6.2 Altezza tibiale (dal pavimento al punto più alto sul margine antero-mediale della glenoide della tibia)

6.3 Altezza cervicale seduta (fino alla punta del processo spinoso della 7a vertebra cervicale).

Fonte: adattato da ISO/DP 7250 1980).


 

 Precisione ed errori

La precisione delle dimensioni del corpo vivente deve essere considerata in modo stocastico perché il corpo umano è altamente imprevedibile, sia come struttura statica che dinamica.

Un singolo individuo può crescere o cambiare in muscolosità e grasso; subire alterazioni scheletriche in conseguenza di invecchiamento, malattie o incidenti; o modificare il comportamento o la postura. Soggetti diversi differiscono per proporzioni, non solo per dimensioni generali. I soggetti di alta statura non sono semplici ingrandimenti di quelli bassi; tipi costituzionali e somatotipi probabilmente variano più delle dimensioni generali.

L'uso di manichini, in particolare quelli che rappresentano il 5°, 50° e 95° percentile standard per le prove di vestibilità, può essere altamente fuorviante, se non si prendono in considerazione le variazioni delle proporzioni corporee.

Gli errori derivano da un'errata interpretazione dei punti di riferimento e dall'uso scorretto degli strumenti (errore personale), strumenti imprecisi o inesatti (errore strumentale) o cambiamenti nella postura del soggetto (errore del soggetto, quest'ultimo può essere dovuto a difficoltà di comunicazione se il background culturale o linguistico di il soggetto è diverso da quello dell'operatore).

Trattamento statistico

I dati antropometrici devono essere trattati con procedure statistiche, principalmente nel campo dei metodi di inferenza che applicano metodi univariati (media, moda, percentili, istogrammi, analisi della varianza, ecc.), bivariati (correlazione, regressione) e multivariati (correlazione multipla e regressione, analisi fattoriale , ecc.) metodi. Vari metodi grafici basati su applicazioni statistiche sono stati ideati per classificare i tipi umani (antropometrogrammi, morfosomatogrammi).

Campionamento e rilievo

Poiché i dati antropometrici non possono essere raccolti per l'intera popolazione (tranne nel raro caso di una popolazione particolarmente piccola), il campionamento è generalmente necessario. Un campione sostanzialmente casuale dovrebbe essere il punto di partenza di qualsiasi indagine antropometrica. Per mantenere il numero di soggetti misurati a un livello ragionevole è generalmente necessario ricorrere al campionamento stratificato a più stadi. Ciò consente la suddivisione più omogenea della popolazione in più classi o strati.

La popolazione può essere suddivisa per sesso, fascia di età, area geografica, variabili sociali, attività fisica e così via.

I moduli di indagine devono essere progettati tenendo conto sia della procedura di misurazione che del trattamento dei dati. Occorre effettuare un accurato studio ergonomico della procedura di misura per ridurre l'affaticamento dell'operatore ed i possibili errori. Per questo motivo le variabili devono essere raggruppate in base allo strumento utilizzato e ordinate in sequenza in modo da ridurre il numero di flessioni del corpo che l'operatore deve compiere.

Per ridurre l'effetto dell'errore personale, l'indagine dovrebbe essere effettuata da un solo operatore. Se deve essere utilizzato più di un operatore, è necessaria una formazione per garantire la replicabilità delle misurazioni.

Antropometria della popolazione

Ignorando il concetto altamente criticato di "razza", le popolazioni umane sono tuttavia molto variabili nella dimensione degli individui e nella distribuzione delle dimensioni. Generalmente le popolazioni umane non sono strettamente mendeliane; sono comunemente il risultato di una mescolanza. A volte due o più popolazioni, con origini e adattamenti diversi, convivono nella stessa area senza incroci. Ciò complica la distribuzione teorica dei tratti. Dal punto di vista antropometrico, i sessi sono popolazioni diverse. Popolazioni di dipendenti potrebbero non corrispondere esattamente alla popolazione biologica della stessa area in conseguenza di possibili selezioni attitudinali o autoselezione per scelta lavorativa.

Popolazioni di aree diverse possono differire in conseguenza di diverse condizioni di adattamento o strutture biologiche e genetiche.

Quando l'aderenza è importante è necessaria un'indagine su un campione casuale.

Prove di montaggio e regolazione

L'adattamento dello spazio di lavoro o delle attrezzature all'utente può dipendere non solo dalle dimensioni corporee, ma anche da variabili quali la tolleranza del disagio e la natura delle attività, l'abbigliamento, gli strumenti e le condizioni ambientali. È possibile utilizzare una combinazione di una lista di controllo dei fattori rilevanti, un simulatore e una serie di prove di adattamento utilizzando un campione di soggetti scelti per rappresentare la gamma di dimensioni corporee della popolazione di utenti prevista.

L'obiettivo è quello di trovare intervalli di tolleranza per tutti i soggetti. In caso di sovrapposizione degli intervalli è possibile selezionare un intervallo finale più ristretto che non sia al di fuori dei limiti di tolleranza di alcun soggetto. Se non ci sono sovrapposizioni sarà necessario rendere la struttura regolabile o fornirla in misure diverse. Se più di due dimensioni sono regolabili, un soggetto potrebbe non essere in grado di decidere quale delle possibili regolazioni gli si adatta meglio.

L'adattabilità può essere una questione complicata, soprattutto quando le posture scomode provocano affaticamento. Devono quindi essere date indicazioni precise all'utente che spesso conosce poco o nulla delle proprie caratteristiche antropometriche. In generale, una progettazione accurata dovrebbe ridurre al minimo le necessità di adeguamento. In ogni caso, va sempre tenuto presente che si tratta di antropometria, non di semplice ingegneria.

Antropometrie dinamiche

L'antropometria statica può fornire ampie informazioni sul movimento se è stato scelto un insieme adeguato di variabili. Tuttavia, quando i movimenti sono complicati ed è desiderabile uno stretto adattamento con l'ambiente industriale, come nella maggior parte delle interfacce utente-macchina e uomo-veicolo, è necessaria un'indagine esatta delle posture e dei movimenti. Questo può essere fatto con opportuni mock-up che consentono di tracciare le linee di portata o mediante fotografia. In questo caso, una macchina fotografica dotata di teleobiettivo e asta antropometrica, posta nel piano sagittale del soggetto, consente fotografie standardizzate con poca distorsione dell'immagine. Piccole etichette sulle articolazioni dei soggetti consentono l'esatto tracciamento dei movimenti.

Un altro modo di studiare i movimenti è quello di formalizzare i cambiamenti posturali secondo una serie di piani orizzontali e verticali passanti per le articolazioni. Ancora una volta, l'utilizzo di modelli umani computerizzati con sistemi di progettazione assistita da computer (CAD) è un modo fattibile per includere l'antropometria dinamica nella progettazione ergonomica del posto di lavoro.

 

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Martedì, 08 marzo 2011 21: 01

Lavoro muscolare

Lavoro muscolare nelle attività professionali

Nei paesi industrializzati circa il 20% dei lavoratori è ancora impiegato in lavori che richiedono uno sforzo muscolare (Rutenfranz et al. 1990). Il numero di lavori fisici pesanti convenzionali è diminuito, ma, d'altra parte, molti lavori sono diventati più statici, asimmetrici e stazionari. Nei paesi in via di sviluppo, il lavoro muscolare di tutte le forme è ancora molto comune.

Il lavoro muscolare nelle attività lavorative può essere suddiviso approssimativamente in quattro gruppi: lavoro muscolare dinamico pesante, movimentazione manuale dei materiali, lavoro statico e lavoro ripetitivo. Compiti di lavoro pesanti e dinamici si trovano ad esempio nella silvicoltura, nell'agricoltura e nell'edilizia. La movimentazione dei materiali è comune, ad esempio, nell'assistenza infermieristica, nei trasporti e nei magazzini, mentre i carichi statici esistono nel lavoro d'ufficio, nell'industria elettronica e nelle attività di riparazione e manutenzione. Compiti di lavoro ripetitivi si possono trovare, ad esempio, nell'industria alimentare e della lavorazione del legno.

È importante notare che la movimentazione manuale dei materiali e il lavoro ripetitivo sono fondamentalmente un lavoro muscolare dinamico o statico o una combinazione di questi due.

Fisiologia del lavoro muscolare

Lavoro muscolare dinamico

Nel lavoro dinamico, i muscoli scheletrici attivi si contraggono e si rilassano ritmicamente. Il flusso sanguigno ai muscoli aumenta per soddisfare le esigenze metaboliche. L'aumento del flusso sanguigno si ottiene attraverso un aumento del pompaggio del cuore (gittata cardiaca), una diminuzione del flusso sanguigno verso aree inattive, come reni e fegato, e un aumento del numero di vasi sanguigni aperti nella muscolatura in attività. La frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e l'estrazione di ossigeno nei muscoli aumentano linearmente in relazione all'intensità di lavoro. Inoltre, la ventilazione polmonare è intensificata a causa della respirazione più profonda e dell'aumento della frequenza respiratoria. Lo scopo dell'attivazione dell'intero sistema cardio-respiratorio è quello di migliorare l'apporto di ossigeno ai muscoli attivi. Il livello di consumo di ossigeno misurato durante il lavoro muscolare dinamico pesante indica l'intensità del lavoro. Il massimo consumo di ossigeno (VO2max) indica la capacità massima della persona per il lavoro aerobico. I valori del consumo di ossigeno possono essere tradotti in dispendio energetico (1 litro di consumo di ossigeno al minuto corrisponde a circa 5 kcal/min o 21 kJ/min).

Nel caso del lavoro dinamico, quando la massa muscolare attiva è più piccola (come nelle braccia), la massima capacità di lavoro e il picco di consumo di ossigeno sono inferiori rispetto al lavoro dinamico con muscoli grandi. A parità di output di lavoro esterno, il lavoro dinamico con muscoli piccoli suscita risposte cardiorespiratorie più elevate (ad es. frequenza cardiaca, pressione sanguigna) rispetto al lavoro con muscoli grandi (figura 1).

Figura 1. Lavoro statico e lavoro dinamico    

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Lavoro muscolare statico

Nel lavoro statico, la contrazione muscolare non produce movimento visibile, come, ad esempio, in un arto. Il lavoro statico aumenta la pressione all'interno del muscolo, che insieme alla compressione meccanica occlude parzialmente o totalmente la circolazione sanguigna. La consegna di nutrienti e ossigeno al muscolo e la rimozione dei prodotti metabolici finali dal muscolo sono ostacolate. Così, nel lavoro statico, i muscoli si affaticano più facilmente che nel lavoro dinamico.

La caratteristica circolatoria più importante del lavoro statico è un aumento della pressione sanguigna. La frequenza cardiaca e la gittata cardiaca non cambiano molto. Al di sopra di una certa intensità di sforzo, la pressione sanguigna aumenta in diretta relazione con l'intensità e la durata dello sforzo. Inoltre, alla stessa intensità relativa dello sforzo, il lavoro statico con grandi gruppi muscolari produce una maggiore risposta della pressione sanguigna rispetto al lavoro con muscoli più piccoli. (Vedi figura 2)

Figura 2. Il modello espanso sforzo-deformazione modificato da Rohmert (1984)

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In linea di principio, la regolazione della ventilazione e della circolazione nel lavoro statico è simile a quella del lavoro dinamico, ma i segnali metabolici provenienti dai muscoli sono più forti e inducono un modello di risposta diverso.

Conseguenze del sovraccarico muscolare nelle attività lavorative

Il grado di sforzo fisico che un lavoratore sperimenta nel lavoro muscolare dipende dalle dimensioni della massa muscolare che lavora, dal tipo di contrazioni muscolari (statiche, dinamiche), dall'intensità delle contrazioni e dalle caratteristiche individuali.

Quando il carico di lavoro muscolare non supera le capacità fisiche del lavoratore, il corpo si adatta al carico e il recupero è rapido quando il lavoro viene interrotto. Se il carico muscolare è troppo elevato, ne conseguirà l'affaticamento, la capacità lavorativa si ridurrà e il recupero rallenterà. I picchi di carico o il sovraccarico prolungato possono causare danni agli organi (sotto forma di malattie professionali o correlate al lavoro). D'altra parte anche lavori muscolari di una certa intensità, frequenza e durata possono determinare effetti di allenamento, come d'altra parte richieste muscolari eccessivamente basse possono causare effetti detraining. Queste relazioni sono rappresentate dal cosiddetto concetto esteso di sforzi-deformazioni sviluppato da Rohmert (1984) (figura 3).

Figura 3. Analisi dei carichi di lavoro accettabili

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In generale, ci sono poche prove epidemiologiche che il sovraccarico muscolare sia un fattore di rischio per le malattie. Tuttavia, le cattive condizioni di salute, la disabilità e il sovraccarico soggettivo sul lavoro convergono in lavori fisicamente impegnativi, soprattutto con i lavoratori più anziani. Inoltre, molti fattori di rischio per le malattie muscoloscheletriche correlate al lavoro sono collegati a diversi aspetti del carico di lavoro muscolare, come lo sforzo di forza, posture di lavoro scorrette, sollevamento e picchi di carico improvvisi.

Uno degli obiettivi dell'ergonomia è stato quello di determinare limiti accettabili per i carichi di lavoro muscolare che potrebbero essere applicati per la prevenzione della fatica e dei disturbi. Mentre la prevenzione degli effetti cronici è al centro dell'epidemiologia, la fisiologia del lavoro si occupa principalmente degli effetti a breve termine, vale a dire l'affaticamento nelle mansioni lavorative o durante una giornata lavorativa.

Carico di lavoro accettabile nel lavoro muscolare dinamico pesante

La valutazione del carico di lavoro accettabile nelle attività di lavoro dinamico è stata tradizionalmente basata su misurazioni del consumo di ossigeno (o, corrispondentemente, del dispendio energetico). Il consumo di ossigeno può essere misurato con relativa facilità sul campo con dispositivi portatili (ad es. borsa Douglas, respirometro Max Planck, Oxylog, Cosmed), oppure può essere stimato dalle registrazioni della frequenza cardiaca, che possono essere effettuate in modo affidabile sul posto di lavoro, ad esempio , con il dispositivo SportTester. L'uso della frequenza cardiaca nella stima del consumo di ossigeno richiede che sia calibrato individualmente rispetto al consumo di ossigeno misurato in una modalità di lavoro standard in laboratorio, cioè, il ricercatore deve conoscere il consumo di ossigeno del singolo soggetto a una data frequenza cardiaca. Le registrazioni della frequenza cardiaca devono essere trattate con cautela poiché sono influenzate anche da fattori quali forma fisica, temperatura ambientale, fattori psicologici e dimensioni della massa muscolare attiva. Pertanto, le misurazioni della frequenza cardiaca possono portare a sovrastime del consumo di ossigeno nello stesso modo in cui i valori del consumo di ossigeno possono dar luogo a sottostime dello sforzo fisiologico globale riflettendo solo il fabbisogno energetico.

Sforzo aerobico relativo (RAS) è definita come la frazione (espressa in percentuale) del consumo di ossigeno di un lavoratore misurato sul posto di lavoro rispetto al suo VO2max misurato in laboratorio. Se sono disponibili solo le misurazioni della frequenza cardiaca, è possibile effettuare un'approssimazione della RAS calcolando un valore per l'intervallo percentuale della frequenza cardiaca (% dell'intervallo FC) con la cosiddetta formula di Karvonen come in figura 3.

VO2max viene solitamente misurata su un cicloergometro o tapis roulant, per i quali l'efficienza meccanica è elevata (20-25%). Quando la massa muscolare attiva è minore o la componente statica è maggiore, VO2max e l'efficienza meccanica sarà inferiore rispetto al caso di esercizio con grandi gruppi muscolari. Ad esempio, è stato riscontrato che nello smistamento dei pacchi postali il VO2max dei lavoratori era solo il 65% del massimo misurato su un cicloergometro e l'efficienza meccanica del compito era inferiore all'1%. Quando le linee guida sono basate sul consumo di ossigeno, la modalità di test nel test massimale dovrebbe essere il più vicino possibile al compito reale. Questo obiettivo, tuttavia, è difficile da raggiungere.

Secondo lo studio classico di Åstrand (1960), RAS non dovrebbe superare il 50% durante una giornata lavorativa di otto ore. Nei suoi esperimenti, con un carico di lavoro del 50%, il peso corporeo è diminuito, la frequenza cardiaca non ha raggiunto uno stato stazionario e il disagio soggettivo è aumentato durante il giorno. Ha raccomandato un limite RAS del 50% sia per gli uomini che per le donne. Successivamente ha scoperto che i lavoratori edili sceglievano spontaneamente un livello medio di RAS del 40% (range 25-55%) durante una giornata lavorativa. Diversi studi più recenti hanno indicato che il RAS accettabile è inferiore al 50%. La maggior parte degli autori consiglia il 30-35% come livello RAS accettabile per l'intera giornata lavorativa.

Originariamente, i livelli RAS accettabili sono stati sviluppati per il puro lavoro muscolare dinamico, che si verifica raramente nella vita lavorativa reale. Può accadere che i livelli RAS accettabili non vengano superati, ad esempio, in un'attività di sollevamento, ma il carico locale sulla schiena può superare notevolmente i livelli accettabili. Nonostante i suoi limiti, la determinazione RAS è stata ampiamente utilizzata nella valutazione dello sforzo fisico in diversi lavori.

Oltre alla misurazione o alla stima del consumo di ossigeno, sono disponibili anche altri utili metodi di campo fisiologico per la quantificazione dello stress fisico o della deformazione nel lavoro dinamico pesante. Le tecniche osservazionali possono essere utilizzate nella stima del dispendio energetico (ad es Scala di Edholm) (Edholm 1966). Valutazione dello sforzo percepito (RPE) indica l'accumulo soggettivo di affaticamento. Nuovi sistemi di monitoraggio ambulatoriale della pressione arteriosa consentono analisi più dettagliate delle risposte circolatorie.

Carico di lavoro accettabile nella movimentazione manuale dei materiali

La movimentazione manuale dei materiali include attività lavorative come il sollevamento, il trasporto, la spinta e la trazione di vari carichi esterni. La maggior parte della ricerca in questo settore si è concentrata sui problemi lombari nelle attività di sollevamento, soprattutto dal punto di vista biomeccanico.

Un livello RAS del 20-35% è stato raccomandato per le attività di sollevamento, quando l'attività viene confrontata con un consumo di ossigeno massimo individuale ottenuto da un test su ergometro su bicicletta.

Le raccomandazioni per una frequenza cardiaca massima consentita sono assolute o correlate alla frequenza cardiaca a riposo. I valori assoluti per uomini e donne sono 90-112 battiti al minuto nella movimentazione manuale continua dei materiali. Questi valori sono all'incirca uguali ai valori raccomandati per l'aumento della frequenza cardiaca al di sopra dei livelli di riposo, ovvero da 30 a 35 battiti al minuto. Queste raccomandazioni sono valide anche per il lavoro muscolare dinamico pesante per uomini e donne giovani e sani. Tuttavia, come accennato in precedenza, i dati sulla frequenza cardiaca devono essere trattati con cautela, perché sono influenzati anche da altri fattori oltre al lavoro muscolare.

Le linee guida per il carico di lavoro accettabile per la movimentazione manuale dei materiali basate su analisi biomeccaniche comprendono diversi fattori, come il peso del carico, la frequenza di movimentazione, l'altezza di sollevamento, la distanza del carico dal corpo e le caratteristiche fisiche della persona.

In uno studio sul campo su larga scala (Louhevaara, Hakola e Ollila 1990) è emerso che i lavoratori maschi sani potevano maneggiare pacchi postali del peso di 4-5 chilogrammi durante un turno senza alcun segno di stanchezza oggettiva o soggettiva. La maggior parte delle movimentazioni avveniva al di sotto del livello delle spalle, la frequenza media di movimentazione era inferiore a 8 pacchi al minuto e il numero totale di pacchi era inferiore a 1,500 per turno. La frequenza cardiaca media dei lavoratori era di 101 battiti al minuto e il loro consumo medio di ossigeno di 1.0 l/min, che corrispondeva al 31% RAS in relazione al massimo della bicicletta.

Anche le osservazioni delle posture di lavoro e dell'uso della forza effettuate secondo il metodo OWAS (Karhu, Kansi e Kuorinka 1977), le valutazioni dello sforzo percepito e le registrazioni ambulatoriali della pressione sanguigna sono metodi adatti per la valutazione dello stress e della deformazione nella movimentazione manuale dei materiali. L'elettromiografia può essere utilizzata per valutare le risposte allo sforzo locale, ad esempio nei muscoli delle braccia e della schiena.

Carico di lavoro accettabile per il lavoro muscolare statico

Il lavoro muscolare statico è richiesto principalmente per mantenere le posture di lavoro. Il tempo di resistenza della contrazione statica dipende in modo esponenziale dalla forza relativa di contrazione. Ciò significa, ad esempio, che quando la contrazione statica richiede il 20% della forza massima, il tempo di resistenza è compreso tra 5 e 7 minuti e quando la forza relativa è del 50%, il tempo di resistenza è di circa 1 minuto.

Studi precedenti hanno indicato che non si svilupperà fatica quando la forza relativa è inferiore al 15% della forza massima. Tuttavia, studi più recenti hanno indicato che la forza relativa accettabile è specifica per il muscolo o il gruppo muscolare ed è compresa tra il 2 e il 5% della forza statica massima. Questi limiti di forza sono, tuttavia, difficili da usare in situazioni di lavoro pratiche perché richiedono registrazioni elettromiografiche.

Per il professionista, sono disponibili meno metodi sul campo per la quantificazione della deformazione nel lavoro statico. Esistono alcuni metodi di osservazione (ad esempio, il metodo OWAS) per analizzare la proporzione di posture di lavoro scorrette, cioè posture che deviano dalle normali posizioni centrali delle articolazioni principali. Le misurazioni della pressione sanguigna e le valutazioni dello sforzo percepito possono essere utili, mentre la frequenza cardiaca non è così applicabile.

Carico di lavoro accettabile nel lavoro ripetitivo

Il lavoro ripetitivo con piccoli gruppi muscolari assomiglia al lavoro muscolare statico dal punto di vista delle risposte circolatorie e metaboliche. Tipicamente, nel lavoro ripetitivo i muscoli si contraggono oltre 30 volte al minuto. Quando la forza relativa di contrazione supera il 10% della forza massima, il tempo di resistenza e la forza muscolare iniziano a diminuire. Tuttavia, vi è un'ampia variazione individuale nei tempi di resistenza. Ad esempio, il tempo di resistenza varia da due a cinquanta minuti quando il muscolo si contrae da 90 a 110 volte al minuto con un livello di forza relativo dal 10 al 20% (Laurig 1974).

È molto difficile stabilire criteri definitivi per il lavoro ripetitivo, perché anche livelli di lavoro molto leggeri (come con l'uso di un mouse per microcomputer) possono causare aumenti della pressione intramuscolare, che a volte possono portare a gonfiore delle fibre muscolari, dolore e riduzione nella forza muscolare.

Il lavoro muscolare ripetitivo e statico causerà affaticamento e ridotta capacità di lavoro a livelli di forza relativa molto bassi. Pertanto, gli interventi ergonomici dovrebbero mirare a ridurre al minimo il numero di movimenti ripetitivi e contrazioni statiche per quanto possibile. Sono disponibili pochissimi metodi sul campo per la valutazione della deformazione nel lavoro ripetitivo.

Prevenzione del sovraccarico muscolare

Esistono relativamente poche prove epidemiologiche per dimostrare che il carico muscolare è dannoso per la salute. Tuttavia, studi sulla fisiologia e sull'ergonomia del lavoro indicano che il sovraccarico muscolare si traduce in affaticamento (cioè, diminuzione della capacità lavorativa) e può ridurre la produttività e la qualità del lavoro.

La prevenzione del sovraccarico muscolare può essere rivolta al contenuto del lavoro, all'ambiente di lavoro e al lavoratore. Il carico può essere regolato con mezzi tecnici, che si concentrano sull'ambiente di lavoro, sugli strumenti e/o sui metodi di lavoro. Il modo più rapido per regolare il carico di lavoro muscolare è aumentare la flessibilità dell'orario di lavoro su base individuale. Ciò significa progettare regimi di lavoro-riposo che tengano conto del carico di lavoro e delle esigenze e capacità del singolo lavoratore.

Il lavoro muscolare statico e ripetitivo dovrebbe essere ridotto al minimo. Occasionali fasi di lavoro dinamico pesante possono essere utili per il mantenimento di una forma fisica di tipo endurance. Probabilmente, la forma più utile di attività fisica che può essere incorporata in una giornata lavorativa è la camminata veloce o il salire le scale.

La prevenzione del sovraccarico muscolare, tuttavia, è molto difficile se la forma fisica o le capacità lavorative del lavoratore sono scarse. Un allenamento adeguato migliorerà le capacità lavorative e potrebbe ridurre i carichi muscolari durante il lavoro. Inoltre, un regolare esercizio fisico durante il lavoro o il tempo libero aumenterà le capacità muscolari e cardio-respiratorie del lavoratore.

 

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Martedì, 08 marzo 2011 21: 13

Posture sul lavoro

La postura di una persona al lavoro - l'organizzazione reciproca del tronco, della testa e delle estremità - può essere analizzata e compresa da diversi punti di vista. Le posture mirano a far avanzare il lavoro; hanno quindi una finalità che influenza la loro natura, il loro rapporto temporale e il loro costo (fisiologico e non) per la persona in questione. Esiste una stretta interazione tra le capacità e le caratteristiche fisiologiche del corpo e le esigenze del lavoro.

Il carico muscoloscheletrico è un elemento necessario nelle funzioni corporee e indispensabile per il benessere. Dal punto di vista della progettazione dell'opera, la questione è trovare l'equilibrio ottimale tra il necessario e l'eccessivo.

Le posture hanno interessato ricercatori e professionisti almeno per i seguenti motivi:

    1. Una postura è la fonte del carico muscoloscheletrico. Fatta eccezione per la posizione rilassata in piedi, seduti e sdraiati orizzontalmente, i muscoli devono creare forze per bilanciare la postura e/o controllare i movimenti. Nei classici compiti pesanti, ad esempio nell'edilizia o nella movimentazione manuale di materiali pesanti, le forze esterne, sia dinamiche che statiche, si sommano alle forze interne al corpo, creando a volte carichi elevati che possono superare la capacità dei tessuti. (Vedi figura 1) Anche in posizioni rilassate, quando il lavoro muscolare si avvicina allo zero, i tendini e le articolazioni possono essere caricati e mostrare segni di affaticamento. Un lavoro con un carico apparente basso - un esempio è quello di un microscopista - può diventare noioso e faticoso se svolto per un lungo periodo di tempo.
    2. La postura è strettamente correlata all'equilibrio e alla stabilità. In effetti, la postura è controllata da diversi riflessi neurali in cui l'input delle sensazioni tattili e i segnali visivi dall'ambiente circostante giocano un ruolo importante. Alcune posture, come raggiungere oggetti a distanza, sono intrinsecamente instabili. La perdita di equilibrio è una causa immediata comune di incidenti sul lavoro. Alcune attività lavorative vengono eseguite in un ambiente in cui la stabilità non può sempre essere garantita, ad esempio nel settore delle costruzioni.
    3. La postura è la base dei movimenti abili e dell'osservazione visiva. Molte attività richiedono movimenti delle mani fini e abili e un'attenta osservazione dell'oggetto del lavoro. In tali casi, la postura diventa la piattaforma di queste azioni. L'attenzione è rivolta al compito e gli elementi posturali sono arruolati per supportare i compiti: la postura diventa immobile, il carico muscolare aumenta e diventa più statico. Un gruppo di ricerca francese ha mostrato nel loro studio classico che l'immobilità e il carico muscoloscheletrico aumentavano quando aumentava il ritmo di lavoro (Teiger, Laville e Duraffourg 1974).
    4. La postura è una fonte di informazioni sugli eventi che si svolgono sul lavoro. L'osservazione della postura può essere intenzionale o inconscia. È noto che supervisori e lavoratori abili usano le osservazioni posturali come indicatori del processo lavorativo. Spesso, l'osservazione delle informazioni posturali non è cosciente. Ad esempio, su una torre di trivellazione petrolifera, sono stati utilizzati segnali posturali per comunicare messaggi tra i membri del team durante le diverse fasi di un'attività. Ciò avviene in condizioni in cui non sono possibili altri mezzi di comunicazione.

     

    Figura 1. Le posizioni delle mani troppo alte o il piegamento in avanti sono tra i modi più comuni per creare un carico "statico".

    ERG080F1

          Sicurezza, Salute e Posture di Lavoro

          Dal punto di vista della sicurezza e della salute, tutti gli aspetti della postura sopra descritti possono essere importanti. Tuttavia, le posture come fonte di malattie muscoloscheletriche come le malattie lombari hanno attirato la massima attenzione. Anche i problemi muscoloscheletrici legati al lavoro ripetitivo sono collegati alle posture.

          Dolore nella zona lombare (LBP) è un termine generico per varie malattie lombari. Ha molte cause e la postura è un possibile elemento causale. Studi epidemiologici hanno dimostrato che il lavoro fisicamente pesante favorisce il mal di schiena e che le posture sono un elemento di questo processo. Ci sono diversi possibili meccanismi che spiegano perché certe posture possono causare LBP. Le posture piegate in avanti aumentano il carico sulla colonna vertebrale e sui legamenti, che sono particolarmente vulnerabili ai carichi in una postura attorcigliata. I carichi esterni, in particolare quelli dinamici, come quelli imposti da strappi e scivolamenti, possono aumentare notevolmente i carichi sulla schiena.

          Dal punto di vista della sicurezza e della salute, è importante identificare le cattive posture e altri elementi posturali come parte dell'analisi della sicurezza e della salute del lavoro in generale.

          Registrazione e misurazione delle posture di lavoro

          Le posture possono essere registrate e misurate oggettivamente mediante l'uso dell'osservazione visiva o di tecniche di misurazione più o meno sofisticate. Possono anche essere registrati utilizzando schemi di autovalutazione. La maggior parte dei metodi considera la postura come uno degli elementi in un contesto più ampio, ad esempio come parte del contenuto del lavoro, così come l'AET e la Renault I profili delle poste (Landau e Rohmert 1981; RNUR 1976) — o come punto di partenza per calcoli biomeccanici che tengono conto anche di altri componenti.

          Nonostante i progressi nella tecnologia di misurazione, l'osservazione visiva rimane, in condizioni di campo, l'unico mezzo praticabile per registrare sistematicamente le posture. Tuttavia, la precisione di tali misurazioni rimane bassa. Nonostante ciò, le osservazioni posturali possono essere una ricca fonte di informazioni sul lavoro in generale.

          Il seguente breve elenco di metodi e tecniche di misurazione presenta esempi selezionati:

            1. Questionari e diari di autovalutazione. I questionari e i diari di autovalutazione sono un mezzo economico per raccogliere informazioni posturali. L'autosegnalazione si basa sulla percezione del soggetto e di solito si discosta notevolmente dalle posture osservate “oggettivamente”, ma può comunque trasmettere informazioni importanti sulla noiosità del lavoro.
            2. Osservazione delle posture. L'osservazione delle posture include la registrazione puramente visiva delle posture e dei loro componenti, nonché i metodi in cui un'intervista completa le informazioni. Il supporto del computer è solitamente disponibile per questi metodi. Sono disponibili molti metodi per le osservazioni visive. Il metodo può semplicemente contenere un catalogo di azioni, comprese le posture del tronco e degli arti (ad esempio, Keyserling 1986; Van der Beek, Van Gaalen e Frings-Dresen 1992). Il metodo OWAS propone uno schema strutturato per l'analisi, la classificazione e la valutazione di posture del tronco e degli arti progettate per le condizioni del campo (Karhu, Kansi e Kuorinka 1977). Il metodo di registrazione e analisi può contenere schemi di notazione, alcuni dei quali abbastanza dettagliati (come con il metodo di targeting della postura, di Corlett e Bishop 1976), e possono fornire una notazione per la posizione di molti elementi anatomici per ciascun elemento del compito ( Drury 1987).
            3. Analisi posturali computerizzate. I computer hanno aiutato le analisi posturali in molti modi. Computer portatili e programmi speciali consentono una facile registrazione e una rapida analisi delle posture. Persson e Kilbom (1983) hanno sviluppato il programma VIRA per lo studio degli arti superiori; Kerguelen (1986) ha prodotto un pacchetto completo di registrazione e analisi per compiti di lavoro; Kivi e Mattila (1991) hanno progettato una versione computerizzata di OWAS per la registrazione e l'analisi.

                 

                Il video è solitamente parte integrante del processo di registrazione e analisi. Il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) degli Stati Uniti ha presentato linee guida per l'utilizzo di metodi video nell'analisi dei rischi (NIOSH 1990).

                I programmi informatici biomeccanici e antropometrici offrono strumenti specializzati per l'analisi di alcuni elementi posturali nell'attività lavorativa e in laboratorio (es. Chaffin 1969).

                Fattori che influenzano le posture di lavoro

                Le posture di lavoro servono a un obiettivo, a una finalità al di fuori di se stesse. Ecco perché sono legati alle condizioni di lavoro esterne. L'analisi posturale che non tiene conto dell'ambiente di lavoro e del compito stesso è di interesse limitato per gli ergonomi.

                Le caratteristiche dimensionali del luogo di lavoro definiscono in gran parte le posture (come nel caso di un compito da seduti), anche per compiti dinamici (ad esempio, la movimentazione di materiale in uno spazio ristretto). I carichi da movimentare costringono il corpo ad assumere una certa postura, così come il peso e la natura dello strumento di lavoro. Alcuni compiti richiedono che il peso corporeo venga utilizzato per sostenere uno strumento o per applicare forza sull'oggetto del lavoro, come mostrato, ad esempio, nella figura 2.

                Figura 2. Aspetti ergonomici della posizione eretta

                ERG080F4

                Le differenze individuali, l'età e il sesso influenzano le posture. In effetti, è stato riscontrato che una postura "tipica" o "migliore", ad esempio nella movimentazione manuale, è in gran parte finzione. Per ogni individuo e ogni situazione lavorativa, ci sono una serie di posture "migliori" alternative dal punto di vista dei diversi criteri.

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                Ausili per il lavoro e supporti per le posture di lavoro

                Cinture, supporti lombari e plantari sono stati consigliati per attività con rischio di lombalgia o lesioni muscoloscheletriche degli arti superiori. Si è ipotizzato che questi dispositivi diano sostegno ai muscoli, ad esempio controllando la pressione intra-addominale oi movimenti delle mani. Dovrebbero anche limitare il raggio di movimento del gomito, del polso o delle dita. Non ci sono prove che la modifica di elementi posturali con questi dispositivi aiuterebbe a evitare problemi muscoloscheletrici.

                I supporti posturali sul posto di lavoro e sui macchinari, come maniglie, cuscinetti di supporto per inginocchiarsi e ausili per sedersi, possono essere utili per alleviare i carichi posturali e il dolore.

                Norme di sicurezza e salute relative agli elementi posturali

                Posture o elementi posturali non sono stati oggetto di attività regolamentari di per sé. Tuttavia, diversi documenti contengono dichiarazioni che hanno attinenza con le posture o includono la questione delle posture come elemento integrante di un regolamento. Non è disponibile un quadro completo del materiale normativo esistente. I seguenti riferimenti sono presentati come esempi.

                  1. L'Organizzazione internazionale del lavoro ha pubblicato una raccomandazione nel 1967 sui carichi massimi da movimentare. Sebbene la Raccomandazione non regoli gli elementi posturali in quanto tali, ha un impatto significativo sulla tensione posturale. La Raccomandazione è ora obsoleta ma ha avuto uno scopo importante nel focalizzare l'attenzione sui problemi nella movimentazione manuale dei materiali.
                  2. Anche le linee guida NIOSH per il sollevamento (NIOSH 1981), in quanto tali, non sono regolamenti, ma hanno raggiunto tale status. Le linee guida ricavano i limiti di peso per i carichi utilizzando come base la posizione del carico, un elemento posturale.
                  3. Nell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione così come nella Comunità europea esistono standard e direttive ergonomiche che contengono questioni relative agli elementi posturali (CEN 1990 e 1991).

                   

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                  Martedì, 08 marzo 2011 21: 20

                  Biomeccanica

                  Obiettivi e principi

                  La biomeccanica è una disciplina che si avvicina allo studio del corpo come se fosse solo un sistema meccanico: tutte le parti del corpo sono assimilate a strutture meccaniche e come tali vengono studiate. Si possono ad esempio trarre le seguenti analogie:

                  • ossa: leve, elementi strutturali
                  • carne: volumi e masse
                  • articolazioni: superfici portanti e articolazioni
                  • rivestimenti dei giunti: lubrificanti
                  • muscoli: motori, molle
                  • nervi: meccanismi di controllo a feedback
                  • organi: alimentatori
                  • tendini: corde
                  • tessuto: molle
                  • cavità del corpo: palloncini.

                   

                  Lo scopo principale della biomeccanica è studiare il modo in cui il corpo produce forza e genera movimento. La disciplina si basa principalmente su anatomia, matematica e fisica; discipline affini sono l'antropometria (lo studio delle misurazioni del corpo umano), la fisiologia del lavoro e la kinesiologia (lo studio dei principi della meccanica e dell'anatomia in relazione al movimento umano).

                  Nel considerare la salute occupazionale del lavoratore, la biomeccanica aiuta a capire perché alcuni compiti causano infortuni e malattie. Alcuni tipi rilevanti di effetti nocivi per la salute sono affaticamento muscolare, problemi articolari, problemi alla schiena e affaticamento.

                  Stiramenti e distorsioni alla schiena e problemi più gravi che coinvolgono i dischi intervertebrali sono esempi comuni di infortuni sul lavoro che possono essere evitati. Questi spesso si verificano a causa di un improvviso sovraccarico particolare, ma possono anche riflettere l'esercizio di forze eccessive da parte del corpo per molti anni: i problemi possono verificarsi improvvisamente o possono richiedere del tempo per svilupparsi. Un esempio di problema che si sviluppa nel tempo è il “dito della sarta”. Una descrizione recente descrive le mani di una donna che, dopo 28 anni di lavoro in una fabbrica di abbigliamento, oltre a cucire nel tempo libero, ha sviluppato una pelle ispessita e indurita e l'incapacità di flettere le dita (Poole 1993). (In particolare, soffriva di una deformità in flessione dell'indice destro, nodi di Heberden prominenti sull'indice e sul pollice della mano destra e una callosità prominente sul dito medio destro a causa del costante attrito delle forbici). le lastre delle sue mani mostravano gravi alterazioni degenerative nelle articolazioni più esterne dell'indice e del medio destro, con perdita di spazio articolare, sclerosi articolare (indurimento del tessuto), osteofiti (escrescenze ossee a livello dell'articolazione) e cisti ossee.

                  L'ispezione sul posto di lavoro ha mostrato che questi problemi erano dovuti alla ripetuta iperestensione (flessione verso l'alto) dell'articolazione più esterna delle dita. Il sovraccarico meccanico e la restrizione del flusso sanguigno (visibile come uno sbiancamento del dito) sarebbero massimi in queste articolazioni. Questi problemi si sono sviluppati in risposta allo sforzo muscolare ripetuto in un sito diverso dal muscolo.

                  La biomeccanica aiuta a suggerire modi di progettare compiti per evitare questi tipi di infortuni o per migliorare compiti mal progettati. I rimedi a questi particolari problemi sono la riprogettazione delle forbici e la modifica dei compiti di cucito per eliminare la necessità delle azioni eseguite.

                  Due importanti principi della biomeccanica sono:

                    1. I muscoli vengono in coppia. I muscoli possono solo contrarsi, quindi per ogni articolazione deve esserci un muscolo (o gruppo muscolare) per muoverla in una direzione e un muscolo corrispondente (o gruppo muscolare) per muoverla nella direzione opposta. La Figura 1 illustra il punto per l'articolazione del gomito.
                    2. I muscoli si contraggono in modo più efficiente quando la coppia muscolare è in equilibrio rilassato. Il muscolo agisce in modo più efficiente quando si trova nella fascia media dell'articolazione che si flette. Questo per due motivi: primo, se il muscolo cerca di contrarsi quando è accorciato, tirerà contro il muscolo opposto allungato. Poiché quest'ultimo è allungato, applicherà una forza contraria elastica che il muscolo contratto deve vincere. La Figura 2 mostra il modo in cui la forza muscolare varia con la lunghezza del muscolo.

                       

                      Figura 1. I muscoli scheletrici si presentano in coppia per iniziare o invertire un movimento

                       ERG090F1

                      Figura 2. La tensione muscolare varia con la lunghezza del muscolo

                      ERG090F2

                      In secondo luogo, se il muscolo cerca di contrarsi in un punto diverso da quello medio del movimento dell'articolazione, funzionerà con uno svantaggio meccanico. La Figura 3 illustra la variazione del vantaggio meccanico per il gomito in tre diverse posizioni.

                      Figura 3. Posizioni ottimali per il movimento articolare

                      ERG090F3

                      Un criterio importante per la progettazione del lavoro deriva da questi principi: il lavoro dovrebbe essere organizzato in modo che avvenga con i muscoli opposti di ciascuna articolazione in equilibrio rilassato. Per la maggior parte delle articolazioni, ciò significa che l'articolazione dovrebbe trovarsi all'incirca nella sua gamma media di movimento.

                      Questa regola significa anche che la tensione muscolare sarà al minimo durante l'esecuzione di un compito. Un esempio di violazione della regola è la sindrome da uso eccessivo (RSI, o lesione da sforzo ripetitivo) che colpisce i muscoli della parte superiore dell'avambraccio negli operatori di tastiera che operano abitualmente con il polso flesso verso l'alto. Spesso questa abitudine è imposta all'operatore dal design della tastiera e della postazione di lavoro.

                      Applicazioni

                      Di seguito sono riportati alcuni esempi che illustrano l'applicazione della biomeccanica.

                      Il diametro ottimale delle impugnature degli utensili

                      Il diametro di un manico influisce sulla forza che i muscoli della mano possono applicare a uno strumento. La ricerca ha dimostrato che il diametro ottimale dell'impugnatura dipende dall'uso a cui è destinato l'utensile. Per esercitare la spinta lungo la linea dell'impugnatura, il diametro migliore è quello che consente alle dita e al pollice di assumere una presa leggermente sovrapposta. Questo è di circa 40 mm. Per esercitare la coppia, un diametro di circa 50-65 mm è ottimale. (Sfortunatamente, per entrambi gli scopi, la maggior parte degli handle sono più piccoli di questi valori.)

                      L'uso delle pinze

                      Come caso particolare di un manico, la capacità di esercitare forza con le pinze dipende dalla separazione del manico, come mostrato nella figura 4.

                      Figura 4. Forza di presa delle ganasce delle pinze esercitata da utilizzatori di sesso maschile e femminile in funzione della separazione del manico

                       ERG090F4

                      Postura seduta

                      L'elettromiografia è una tecnica che può essere utilizzata per misurare la tensione muscolare. In uno studio sulla tensione nel erettore spinale muscoli (della schiena) di soggetti seduti, si è riscontrato che appoggiarsi all'indietro (con lo schienale inclinato) riduceva la tensione in questi muscoli. L'effetto può essere spiegato perché lo schienale prende più del peso della parte superiore del corpo.

                      Studi a raggi X di soggetti in una varietà di posture hanno mostrato che la posizione di equilibrio rilassato dei muscoli che aprono e chiudono l'articolazione dell'anca corrisponde a un angolo dell'anca di circa 135º. Questo è vicino alla posizione (128º) naturalmente adottata da questo giunto in condizioni di assenza di peso (nello spazio). Nella postura seduta, con un angolo di 90º all'anca, i muscoli posteriori della coscia che corrono sia sulle articolazioni del ginocchio che su quelle dell'anca tendono a portare l'osso sacro (la parte della colonna vertebrale che si collega al bacino) in posizione verticale. L'effetto è quello di rimuovere la naturale lordosi (curvatura) della colonna lombare; le sedie dovrebbero avere schienali adeguati per correggere questo sforzo.

                      Avvitare

                      Perché le viti sono inserite in senso orario? La pratica è probabilmente nata riconoscendo inconsciamente che i muscoli che ruotano il braccio destro in senso orario (la maggior parte delle persone sono destrimani) sono più grandi (e quindi più potenti) dei muscoli che lo ruotano in senso antiorario.

                      Si noti che i mancini saranno in svantaggio quando si inseriscono le viti a mano. Circa il 9% della popolazione è mancino e richiederà quindi strumenti speciali in alcune situazioni: forbici e apriscatole sono due esempi di questo tipo.

                      Uno studio su persone che usano cacciaviti in un compito di assemblaggio ha rivelato una relazione più sottile tra un particolare movimento e un particolare problema di salute. È stato riscontrato che maggiore è l'angolo del gomito (più il braccio è dritto), più persone avevano infiammazioni al gomito. La ragione di questo effetto è che il muscolo che ruota l'avambraccio (il bicipite) tira anche la testa del radio (osso del braccio inferiore) sul capitulum (testa arrotondata) dell'omero (osso del braccio). L'aumento della forza all'angolo più alto del gomito ha causato una maggiore forza di attrito al gomito, con conseguente riscaldamento dell'articolazione, che ha portato all'infiammazione. All'angolo più alto, il muscolo doveva anche tirare con maggiore forza per effettuare l'azione di avvitamento, quindi veniva applicata una forza maggiore di quella che sarebbe stata richiesta con il gomito a circa 90º. La soluzione era spostare l'attività più vicino agli operatori per ridurre l'angolo del gomito a circa 90º.

                      I casi di cui sopra dimostrano che è necessaria una corretta comprensione dell'anatomia per l'applicazione della biomeccanica sul posto di lavoro. I progettisti di compiti potrebbero aver bisogno di consultare esperti di anatomia funzionale per anticipare i tipi di problemi discussi. (L'ergonomista tascabile (Brown e Mitchell 1986) basato sulla ricerca elettromiografica, suggerisce molti modi per ridurre il disagio fisico sul lavoro.)

                      Movimentazione manuale dei materiali

                      Il termine movimentazione manuale comprende il sollevamento, l'abbassamento, la spinta, la trazione, il trasporto, lo spostamento, la presa e il contenimento e comprende gran parte delle attività della vita lavorativa.

                      La biomeccanica ha un'ovvia rilevanza diretta per il lavoro di movimentazione manuale, poiché i muscoli devono muoversi per svolgere compiti. La domanda è: quanto lavoro fisico ci si può ragionevolmente aspettare che le persone facciano? La risposta dipende dalle circostanze; ci sono davvero tre domande che devono essere poste. Ognuno ha una risposta che si basa su criteri scientificamente ricercati:

                        1. Quanto può essere gestito senza danni al corpo (sotto forma, ad esempio, di affaticamento muscolare, lesioni al disco o problemi articolari)? Questo è chiamato il criterio biomeccanico.
                        2. Quanto può essere gestito senza sovraccaricare i polmoni (respirando a fatica fino al punto di ansimare)? Questo è chiamato il criterio fisiologico.
                        3. Quanto le persone si sentono in grado di gestire comodamente? Questo è chiamato il criterio psicofisico.

                             

                            C'è bisogno di questi tre diversi criteri perché ci sono tre reazioni ampiamente diverse che possono verificarsi alle attività di sollevamento: se il lavoro va avanti tutto il giorno, la preoccupazione sarà come la persona si sente sul compito: il criterio psicofisico; se la forza da applicare è grande, la preoccupazione sarebbe che i muscoli e le articolazioni lo siano non sovraccarico fino al danno: il criterio biomeccanico; e se il tasso di lavoro è troppo grande, allora può ben superare il criterio fisiologico, ovvero la capacità aerobica della persona.

                            Molti fattori determinano l'entità del carico posto sul corpo da un'attività di movimentazione manuale. Tutti suggeriscono opportunità di controllo.

                            Postura e movimenti

                            Se l'attività richiede che una persona si torchi o si protenda in avanti con un carico, il rischio di lesioni è maggiore. La workstation può spesso essere riprogettata per impedire queste azioni. Si verificano più lesioni alla schiena quando il sollevamento inizia a livello del suolo rispetto a metà coscia, e questo suggerisce semplici misure di controllo. (Questo vale anche per il sollevamento elevato.)

                            Il carico.

                            Il carico stesso può influenzare la movimentazione a causa del suo peso e della sua posizione. Altri fattori, come la sua forma, la sua stabilità, le sue dimensioni e la sua scivolosità, possono influire sulla facilità di movimentazione.

                            Organizzazione e ambiente.

                            Anche il modo in cui il lavoro è organizzato, sia fisicamente che nel tempo (temporalmente), influenza la movimentazione. È meglio distribuire l'onere di scaricare un camion in una baia di consegna su più persone per un'ora piuttosto che chiedere a un lavoratore di dedicare tutto il giorno all'attività. L'ambiente influenza la manovrabilità: scarsa illuminazione, pavimenti ingombri o irregolari e scarsa pulizia possono far inciampare una persona.

                            Fattori personali.

                            Anche le capacità personali di manipolazione, l'età della persona e l'abbigliamento indossato possono influenzare i requisiti di manipolazione. L'istruzione per l'allenamento e il sollevamento sono necessarie sia per fornire le informazioni necessarie sia per consentire il tempo per lo sviluppo delle capacità fisiche di manipolazione. I giovani sono più a rischio; d'altra parte, le persone anziane hanno meno forza e meno capacità fisiologiche. Gli indumenti stretti possono aumentare la forza muscolare richiesta in un'attività mentre le persone si sforzano contro il tessuto stretto; esempi classici sono l'uniforme del camice dell'infermiera e le tute attillate quando le persone lavorano sopra le loro teste.

                            Limiti di peso consigliati

                            I punti sopra menzionati indicano che è impossibile stabilire un peso che sia "sicuro" in ogni circostanza. (I limiti di peso tendono a variare da paese a paese in modo arbitrario. Ai portuali indiani, ad esempio, una volta era "permesso" di sollevare 110 kg, mentre i loro omologhi nell'ex Repubblica democratica popolare di Germania erano "limitati" a 32 kg .) Anche i limiti di peso tendevano ad essere eccessivi. I 55 kg suggeriti in molti paesi sono ora considerati troppo grandi sulla base di recenti prove scientifiche. Il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) negli Stati Uniti ha adottato 23 kg come limite di carico nel 1991 (Waters et al. 1993).

                            Ogni attività di sollevamento deve essere valutata in base ai propri meriti. Un approccio utile per determinare un limite di peso per un'attività di sollevamento è l'equazione sviluppata da NIOSH:

                            RWL = LC x HM x VM x DM x AM x CM x FM

                            Dove

                            RWL = limite di peso consigliato per l'attività in questione

                            HM = la distanza orizzontale dal baricentro del carico al punto medio tra le caviglie (minimo 15 cm, massimo 80 cm)

                            VM = la distanza verticale tra il baricentro del carico e il pavimento all'inizio del sollevamento (massimo 175 cm)

                            DM = la corsa verticale del sollevatore (minimo 25 cm, massimo 200 cm)

                            AM = fattore di asimmetria: l'angolo da cui il compito devia direttamente davanti al corpo

                            CM = moltiplicatore di accoppiamento: la capacità di ottenere una buona presa sull'oggetto da sollevare, che si trova in una tabella di riferimento

                            FM = moltiplicatori di frequenza: la frequenza del sollevamento.

                            Tutte le variabili di lunghezza nell'equazione sono espresse in unità di centimetri. Va notato che 23 kg è il peso massimo raccomandato da NIOSH per il sollevamento. Questo è stato ridotto da 40 kg dopo che l'osservazione di molte persone che effettuano molti compiti di sollevamento ha rivelato che la distanza media dal corpo dell'inizio del sollevamento è di 25 cm, non i 15 cm ipotizzati in una versione precedente dell'equazione (NIOSH 1981 ).

                            Indice di sollevamento.

                            Confrontando il peso da sollevare nell'attività e l'RWL, un indice di sollevamento (LI) si ottiene dalla relazione:

                            LI=(peso da movimentare)/RWL.

                            Pertanto, l'uso particolarmente prezioso dell'equazione NIOSH è la collocazione delle attività di sollevamento in ordine di gravità, utilizzando l'indice di sollevamento per stabilire le priorità di azione. (L'equazione ha una serie di limitazioni, tuttavia, che devono essere comprese per la sua applicazione più efficace. Vedi Waters et al. 1993).

                            Stima della compressione spinale imposta dall'attività

                            È disponibile un software per computer per stimare la compressione spinale prodotta da un'attività di manipolazione manuale. I programmi di previsione della forza statica 2D e 3D dell'Università del Michigan ("Backsoft") stimano la compressione spinale. Gli input richiesti al programma sono:

                            • la postura in cui viene eseguita l'attività di manipolazione
                            • la forza esercitata
                            • la direzione dell'esercizio della forza
                            • il numero di mani che esercitano la forza
                            • percentile della popolazione studiata.

                             

                            I programmi 2D e 3D differiscono in quanto il software 3D consente calcoli applicati alle posture in tre dimensioni. L'output del programma fornisce i dati sulla compressione spinale ed elenca la percentuale della popolazione selezionata che sarebbe in grado di svolgere il compito specifico senza superare i limiti suggeriti per sei articolazioni: caviglia, ginocchio, anca, primo disco lombare-sacro, spalla e gomito. Questo metodo ha anche una serie di limitazioni che devono essere pienamente comprese per ottenere il massimo valore dal programma.

                             

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                            Martedì, 08 marzo 2011 21: 29

                            Fatica Generale

                            Questo articolo è tratto dalla terza edizione dell'Encyclopaedia of Occupational Health and Safety.

                            I due concetti di fatica e riposo sono familiari a tutti per esperienza personale. La parola "fatica" è usata per indicare condizioni molto diverse, tutte causano una riduzione della capacità di lavoro e della resistenza. L'uso molto vario del concetto di fatica ha portato ad una confusione quasi caotica ed è necessaria una precisazione delle idee correnti. Per molto tempo, la fisiologia ha distinto tra affaticamento muscolare e affaticamento generale. Il primo è un fenomeno doloroso acuto localizzato nei muscoli: la stanchezza generale è caratterizzata da un senso di diminuzione della disponibilità al lavoro. Questo articolo si occupa solo della stanchezza generale, che può anche essere chiamata "stanchezza psichica" o "stanchezza nervosa" e il resto che richiede.

                            La stanchezza generale può essere dovuta a cause molto diverse, le più importanti delle quali sono mostrate nella figura 1. L'effetto è come se, durante il corso della giornata, tutte le varie sollecitazioni sperimentate si accumulassero all'interno dell'organismo, producendo gradualmente una sensazione di crescente fatica. Questa sensazione spinge alla decisione di interrompere il lavoro; il suo effetto è quello di un fisiologico preludio al sonno.

                            Figura 1. Rappresentazione schematica dell'effetto cumulativo delle cause quotidiane della fatica

                            ERG225F1

                            La stanchezza è una sensazione salutare se ci si può sdraiare e riposare. Tuttavia, se si ignora questa sensazione e ci si costringe a continuare a lavorare, la sensazione di stanchezza aumenta fino a diventare angosciante e infine travolgente. Questa esperienza quotidiana dimostra chiaramente il significato biologico della fatica che svolge un ruolo nel sostentamento della vita, simile a quello svolto da altre sensazioni come, ad esempio, la sete, la fame, la paura, ecc.

                            Il riposo è rappresentato nella figura 1 come lo svuotamento di un barile. Il fenomeno del riposo può avvenire normalmente se l'organismo rimane indisturbato o se almeno una parte essenziale del corpo non è sottoposta a stress. Questo spiega il ruolo decisivo svolto nelle giornate lavorative da tutte le pause lavorative, dalla breve sosta durante il lavoro al sonno notturno. La similitudine del barile illustra quanto sia necessario per la vita normale raggiungere un certo equilibrio tra il carico totale sopportato dall'organismo e la somma delle possibilità di riposo.

                            Interpretazione neurofisiologica della fatica

                            I progressi della neurofisiologia degli ultimi decenni hanno notevolmente contribuito a una migliore comprensione dei fenomeni innescati dalla fatica nel sistema nervoso centrale.

                            Il fisiologo Hess fu il primo ad osservare che la stimolazione elettrica di alcune strutture diencefaliche, e più specialmente di alcune strutture del nucleo mediale del talamo, produceva gradualmente un effetto inibitore che si manifestava in un deterioramento della capacità di reazione e nella tendenza a dormire. Se la stimolazione si prolungava per un certo tempo, il rilassamento generale era seguito dalla sonnolenza e infine dal sonno. Successivamente è stato dimostrato che a partire da queste strutture un'inibizione attiva può estendersi alla corteccia cerebrale dove si concentrano tutti i fenomeni coscienti. Ciò si riflette non solo nel comportamento, ma anche nell'attività elettrica della corteccia cerebrale. Anche altri esperimenti sono riusciti ad avviare inibizioni da altre regioni sottocorticali.

                            La conclusione che si può trarre da tutti questi studi è che esistono strutture localizzate nel diencefalo e nel mesencefalo che rappresentano un efficace sistema di inibizione e che scatenano la fatica con tutti i fenomeni che l'accompagnano.

                            Inibizione e attivazione

                            Numerosi esperimenti condotti sull'animale e sull'uomo hanno mostrato che la disposizione generale di entrambi alla reazione dipende non solo da questo sistema di inibizione ma essenzialmente anche da un sistema funzionante in modo antagonistico, noto come sistema reticolare ascendente di attivazione. Sappiamo sperimentalmente che la formazione reticolare contiene strutture che controllano il grado di veglia, e di conseguenza le disposizioni generali a una reazione. Esistono collegamenti nervosi tra queste strutture e la corteccia cerebrale dove si esercitano gli influssi attivatori sulla coscienza. Inoltre, il sistema di attivazione riceve stimoli dagli organi sensoriali. Altre connessioni nervose trasmettono impulsi dalla corteccia cerebrale, l'area della percezione e del pensiero, al sistema di attivazione. Sulla base di questi concetti neurofisiologici si può stabilire che gli stimoli esterni, così come gli influssi originati nelle aree della coscienza, possono, passando attraverso il sistema attivante, stimolare una disposizione ad una reazione.

                            Inoltre, molte altre indagini permettono di concludere che la stimolazione del sistema attivante si propaga frequentemente anche dai centri vegetativi, e induce l'organismo ad orientarsi verso il dispendio di energie, verso il lavoro, la lotta, la fuga, ecc. (conversione ergotropica di gli organi interni). Viceversa, sembra che la stimolazione del sistema inibente nell'ambito del sistema nervoso vegetativo provochi nell'organismo una tendenza al riposo, alla ricostituzione delle sue riserve di energia, fenomeni di assimilazione (conversione trofotropica).

                            Dalla sintesi di tutte queste scoperte neurofisiologiche, si può stabilire la seguente concezione della fatica: lo stato e la sensazione di fatica sono condizionati dalla reazione funzionale della coscienza nella corteccia cerebrale, che è, a sua volta, governata da due sistemi reciprocamente antagonisti: il sistema inibente e il sistema attivante. Pertanto, la disposizione degli esseri umani al lavoro dipende in ogni momento dal grado di attivazione dei due sistemi: se il sistema inibitorio è dominante, l'organismo sarà in uno stato di affaticamento; quando il sistema di attivazione è dominante, mostrerà una maggiore predisposizione al lavoro.

                            Questa concezione psicofisiologica della fatica permette di comprendere alcuni dei suoi sintomi talvolta difficili da spiegare. Così, ad esempio, una sensazione di stanchezza può scomparire improvvisamente quando si verifica un evento esterno inaspettato o quando si sviluppa una tensione emotiva. È chiaro in entrambi questi casi che il sistema di attivazione è stato stimolato. Al contrario, se l'ambiente è monotono o il lavoro sembra noioso, il funzionamento del sistema attivante diminuisce e il sistema inibente diventa dominante. Questo spiega perché la fatica si manifesta in una situazione monotona senza che l'organismo sia sottoposto ad alcun carico di lavoro.

                            La figura 2 illustra schematicamente la nozione dei sistemi reciprocamente antagonisti di inibizione e attivazione.

                            Figura 2. Rappresentazione schematica del controllo della disposizione al lavoro mediante sistemi di inibizione e attivazione

                            ERG225F2

                            Stanchezza clinica

                            È esperienza comune che la stanchezza pronunciata che si manifesta giorno dopo giorno produrrà gradualmente uno stato di stanchezza cronica. La sensazione di affaticamento si intensifica quindi e si manifesta non solo la sera dopo il lavoro ma già durante il giorno, a volte anche prima dell'inizio del lavoro. Un sentimento di malessere, spesso di natura emotiva, accompagna questo stato. Nelle persone affette da affaticamento si osservano spesso i seguenti sintomi: emotività psichica accentuata (comportamento antisociale, incompatibilità), tendenza alla depressione (ansia immotivata), mancanza di energia con perdita di iniziativa. Questi effetti psichici sono spesso accompagnati da un malessere non specifico e si manifestano con sintomi psicosomatici: mal di testa, vertigini, disturbi funzionali cardiaci e respiratori, perdita di appetito, disturbi digestivi, insonnia, ecc.

                            In considerazione della tendenza ai sintomi morbosi che accompagnano la stanchezza cronica, si può giustamente chiamarla stanchezza clinica. C'è una tendenza all'aumento dell'assenteismo, e in particolare a più assenze per brevi periodi. Ciò sembrerebbe essere causato sia dalla necessità di riposo sia dall'aumento della morbilità. Lo stato di affaticamento cronico si verifica in particolare tra le persone esposte a conflitti o difficoltà psichiche. A volte è molto difficile distinguere le cause esterne e interne. Infatti, è quasi impossibile distinguere causa ed effetto nella fatica clinica: un atteggiamento negativo nei confronti del lavoro, dei superiori o del posto di lavoro può essere la causa della fatica clinica tanto quanto il risultato.

                            La ricerca ha dimostrato che gli operatori di centralino e il personale di supervisione impiegati nei servizi di telecomunicazione hanno mostrato un aumento significativo dei sintomi fisiologici di affaticamento dopo il loro lavoro (tempo di reazione visiva, frequenza di fusione del flicker, test di destrezza). Indagini mediche hanno rivelato che in questi due gruppi di lavoratori vi era un aumento significativo degli stati nevrotici, dell'irritabilità, della difficoltà a dormire e del senso cronico di spossatezza, rispetto ad un gruppo simile di donne impiegate nei rami tecnici delle poste, telefoniche e servizi telegrafici. L'accumulo di sintomi non è sempre stato dovuto ad un atteggiamento negativo da parte delle donne che hanno influenzato il loro lavoro o le loro condizioni di lavoro.

                            Misure preventive

                            Non esiste una panacea per la fatica, ma si può fare molto per alleviare il problema prestando attenzione alle condizioni generali di lavoro e all'ambiente fisico sul posto di lavoro. Ad esempio, si può ottenere molto con la corretta organizzazione dell'orario di lavoro, prevedendo periodi di riposo adeguati e mense e servizi igienici adeguati; anche ai lavoratori dovrebbero essere concesse ferie retribuite adeguate. Lo studio ergonomico del posto di lavoro può anche aiutare nella riduzione della fatica, garantendo che sedili, tavoli e banchi da lavoro siano di dimensioni adeguate e che il flusso di lavoro sia organizzato correttamente. Inoltre, il controllo del rumore, l'aria condizionata, il riscaldamento, la ventilazione e l'illuminazione possono avere tutti un effetto benefico nel ritardare l'insorgere della fatica nei lavoratori.

                            La monotonia e la tensione possono anche essere alleviate da un uso controllato del colore e della decorazione dell'ambiente, intervalli di musica e talvolta pause per esercizi fisici per i lavoratori sedentari. Anche la formazione dei lavoratori e in particolare del personale di controllo e dirigenza svolge un ruolo importante.

                             

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                            Martedì, 08 marzo 2011 21: 40

                            Fatica e recupero

                            La fatica e il recupero sono processi periodici in ogni organismo vivente. La fatica può essere descritta come uno stato caratterizzato da una sensazione di stanchezza combinata con una riduzione o una variazione indesiderata nell'esecuzione dell'attività (Rohmert 1973).

                            Non tutte le funzioni dell'organismo umano si affaticano a causa dell'uso. Anche quando dormiamo, per esempio, respiriamo e il nostro cuore batte senza sosta. Ovviamente le funzioni fondamentali della respirazione e dell'attività cardiaca sono possibili per tutta la vita senza fatica e senza pause di recupero.

                            D'altra parte, troviamo dopo un lavoro pesante abbastanza prolungato che c'è una riduzione della capacità, che noi chiamiamo fatica. Questo non si applica alla sola attività muscolare. Anche gli organi sensoriali oi centri nervosi si stancano. Tuttavia, lo scopo di ogni cellula è bilanciare la capacità persa dalla sua attività, un processo che chiamiamo recupero.

                            Stress, tensione, affaticamento e recupero

                            I concetti di affaticamento e recupero durante il lavoro umano sono strettamente correlati ai concetti ergonomici di stress e deformazione (Rohmert 1984) (figura 1).

                            Figura 1. Stress, deformazione e affaticamento

                            ERG150F1

                            Per stress si intende la somma di tutti i parametri del lavoro nel sistema lavorativo che influenzano le persone al lavoro, che sono percepiti o percepiti principalmente attraverso il sistema recettore o che pongono richieste al sistema effettore. I parametri dello stress derivano dal compito lavorativo (lavoro muscolare, lavoro non muscolare - dimensioni e fattori orientati al compito) e dalle condizioni fisiche, chimiche e sociali in cui il lavoro deve essere svolto (rumore, clima, illuminazione, vibrazioni , lavoro a turni, ecc. - dimensioni e fattori orientati alla situazione).

                            L'intensità/difficoltà, la durata e la composizione (cioè la distribuzione simultanea e successiva di queste esigenze specifiche) dei fattori di stress si traduce in uno stress combinato, che tutti gli effetti esogeni di un sistema lavorativo esercitano sulla persona che lavora. Questo stress combinato può essere affrontato attivamente o sopportato passivamente, in particolare a seconda del comportamento della persona che lavora. Il caso attivo comporterà attività dirette all'efficienza del sistema di lavoro, mentre il caso passivo indurrà reazioni (volontarie o involontarie), che riguardano principalmente la minimizzazione dello stress. La relazione tra lo stress e l'attività è influenzata in modo decisivo dalle caratteristiche individuali e dai bisogni della persona che lavora. I principali fattori di influenza sono quelli che determinano le prestazioni e sono legati alla motivazione e alla concentrazione e quelli legati alla disposizione, che possono essere indicati come capacità e competenze.

                            Le sollecitazioni relative al comportamento, che si manifestano in determinate attività, provocano tensioni individuali diverse. Gli sforzi possono essere indicati dalla reazione di indicatori fisiologici o biochimici (ad esempio, aumento della frequenza cardiaca) o possono essere percepiti. Pertanto, le sollecitazioni sono suscettibili di "scalatura psicofisica", che stima la sollecitazione sperimentata dalla persona che lavora. In un approccio comportamentale, l'esistenza della tensione può anche essere derivata da un'analisi dell'attività. L'intensità con cui reagiscono gli indicatori di stress (fisiologico-biochimici, comportamentali o psico-fisici) dipende dall'intensità, dalla durata e dalla combinazione dei fattori di stress nonché dalle caratteristiche individuali, capacità, abilità e bisogni della persona che lavora.

                            Nonostante le continue sollecitazioni, gli indicatori derivati ​​dai campi di attività, prestazione e sforzo possono variare nel tempo (effetto temporale). Tali variazioni temporali sono da interpretare come processi di adattamento dei sistemi organici. Gli effetti positivi provocano una riduzione dello sforzo/miglioramento dell'attività o delle prestazioni (ad es. attraverso l'allenamento). In caso negativo, tuttavia, si tradurrà in un aumento dello sforzo/riduzione dell'attività o delle prestazioni (ad es. affaticamento, monotonia).

                            Gli effetti positivi possono entrare in azione se le capacità e le competenze disponibili vengono migliorate nel processo lavorativo stesso, ad esempio, quando la soglia di stimolazione dell'allenamento viene leggermente superata. È probabile che gli effetti negativi si manifestino se i cosiddetti limiti di resistenza (Rohmert 1984) vengono superati nel corso del processo lavorativo. Questa stanchezza porta ad una riduzione delle funzioni fisiologiche e psicologiche, che può essere compensata dal recupero.

                            Per ripristinare le prestazioni originarie sono necessarie indennità di riposo o almeno periodi di minor stress (Luczak 1993).

                            Quando il processo di adattamento viene portato oltre soglie definite, il sistema organico impiegato può subire danni tali da provocare una deficienza parziale o totale delle sue funzioni. Una riduzione irreversibile delle funzioni può manifestarsi quando lo stress è troppo elevato (danno acuto) o quando il recupero è impossibile per lungo tempo (danno cronico). Un tipico esempio di tale danno è la perdita dell'udito indotta dal rumore.

                            Modelli di fatica

                            La fatica può essere multiforme, a seconda della forma e della combinazione della deformazione, e una sua definizione generale non è ancora possibile. I processi biologici della fatica in genere non sono misurabili in modo diretto, per cui le definizioni sono principalmente orientate verso i sintomi della fatica. Questi sintomi di affaticamento possono essere suddivisi, ad esempio, nelle seguenti tre categorie.

                              1. Sintomi fisiologici: la fatica è interpretata come una diminuzione delle funzioni degli organi o dell'intero organismo. Risulta in reazioni fisiologiche, ad esempio, in un aumento della frequenza cardiaca o dell'attività muscolare elettrica (Laurig 1970).
                              2. Sintomi comportamentali: la fatica è interpretata principalmente come diminuzione dei parametri prestazionali. Gli esempi sono l'aumento degli errori durante la risoluzione di determinati compiti o una crescente variabilità delle prestazioni.
                              3. Sintomi psico-fisici: la fatica è interpretata come un aumento della sensazione di sforzo e un deterioramento della sensazione, a seconda dell'intensità, della durata e della composizione dei fattori di stress.

                                   

                                  Nel processo di affaticamento tutti e tre questi sintomi possono svolgere un ruolo, ma possono comparire in momenti diversi nel tempo.

                                  Le reazioni fisiologiche nei sistemi organici, in particolare quelli coinvolti nel lavoro, possono apparire per prime. Successivamente, le sensazioni di sforzo possono essere influenzate. I cambiamenti nella prestazione si manifestano generalmente in una regolarità decrescente del lavoro o in una quantità crescente di errori, sebbene la media della prestazione possa non essere ancora influenzata. Al contrario, con un'adeguata motivazione, la persona che lavora può anche cercare di mantenere le prestazioni attraverso la forza di volontà. Il passo successivo potrebbe essere una chiara riduzione delle prestazioni che termina con un crollo delle prestazioni. I sintomi fisiologici possono portare a un collasso dell'organismo, compresi i cambiamenti della struttura della personalità e l'esaurimento. Il processo di affaticamento è spiegato nella teoria della successiva destabilizzazione (Luczak 1983).

                                  L'andamento principale della fatica e del recupero è mostrato nella figura 2.

                                  Figura 2. Andamento principale della fatica e del recupero

                                  ERG150F2

                                  Prognosi di affaticamento e recupero

                                  Nel campo dell'ergonomia c'è un particolare interesse nel prevedere la fatica in funzione dell'intensità, della durata e della composizione dei fattori di stress e nel determinare il tempo di recupero necessario. La tabella 1 mostra i diversi livelli di attività ei periodi di considerazione e le possibili ragioni dell'affaticamento e le diverse possibilità di recupero.

                                  Tabella 1. Fatica e recupero dipendenti dai livelli di attività

                                  Livello di attività

                                  Periodo

                                  Fatica da

                                  Recupero di

                                  Vita lavorativa

                                  decenni

                                  Sforzo eccessivo per
                                  decenni

                                  Pensionamento

                                  Fasi della vita lavorativa

                                  Anni

                                  Sforzo eccessivo per
                                  anni

                                  Solo

                                  Sequenze di
                                  turni di lavoro

                                  Mesi/settimane

                                  Spostamento sfavorevole
                                  regimi

                                  Fine settimana, gratis
                                  giorni

                                  Un turno di lavoro

                                  Un giorno

                                  Stress sopra
                                  limiti di sopportazione

                                  Tempo libero, riposo
                                  periodi

                                  Compiti

                                  Ore

                                  Stress sopra
                                  limiti di sopportazione

                                  Periodo di riposo

                                  Parte di un compito

                                  Minuti

                                  Stress sopra
                                  limiti di sopportazione

                                  Cambio di stress
                                  Fattori

                                   

                                  Nell'analisi ergonomica dello stress e della fatica per determinare il tempo di recupero necessario, considerare il periodo di una giornata lavorativa è il più importante. I metodi di tali analisi iniziano con la determinazione dei diversi fattori di stress in funzione del tempo (Laurig 1992) (figura 3).

                                  Figura 3. Stress in funzione del tempo

                                  ERG150F4

                                  I fattori di stress sono determinati dal contenuto specifico del lavoro e dalle condizioni di lavoro. Il contenuto del lavoro potrebbe essere la produzione di forza (ad esempio, durante la movimentazione di carichi), il coordinamento delle funzioni motorie e sensoriali (ad esempio, durante il montaggio o il funzionamento della gru), la conversione di informazioni in reazione (ad esempio, durante il controllo), le trasformazioni da input produrre informazioni (ad es. durante la programmazione, la traduzione) e la produzione di informazioni (ad es. durante la progettazione, la risoluzione di problemi). Le condizioni di lavoro comprendono aspetti fisici (ad es. rumore, vibrazioni, calore), chimici (agenti chimici) e sociali (ad es. colleghi, lavoro a turni).

                                  Nel caso più semplice ci sarà un solo importante fattore di stress mentre gli altri possono essere trascurati. In questi casi, soprattutto quando i fattori di stress derivano dal lavoro muscolare, è spesso possibile calcolare le indennità di riposo necessarie, perché i concetti di base sono noti.

                                  Ad esempio, l'indennità di riposo sufficiente nel lavoro muscolare statico dipende dalla forza e dalla durata della contrazione muscolare come in una funzione esponenziale legata dalla moltiplicazione secondo la formula:

                                  con

                                  RA = Indennità di riposo in percentuale di t

                                  t = durata della contrazione (periodo lavorativo) in minuti

                                  T = durata massima possibile della contrazione in minuti

                                  f = la forza necessaria per la forza statica e

                                  F = forza massima.

                                  La connessione tra forza, tempo di mantenimento e indennità di riposo è mostrata nella figura 4.

                                  Figura 4. Indennità di riposo in percentuale per varie combinazioni di forze di tenuta e tempo

                                  ERG150F5

                                  Leggi simili esistono per lavoro muscolare dinamico pesante (Rohmert 1962), lavoro muscolare leggero attivo (Laurig 1974) o diverso lavoro muscolare industriale (Schmidtke 1971). Più raramente si trovano leggi comparabili per il lavoro non fisico, ad esempio per l'informatica (Schmidtke 1965). Laurig (1981) e Luczak (1982) forniscono una panoramica dei metodi esistenti per determinare l'indennità di riposo per il lavoro muscolare e non muscolare principalmente isolato.

                                   

                                   

                                   

                                   

                                   

                                  Più difficile è la situazione in cui esiste una combinazione di diversi fattori di stress, come mostrato nella figura 5, che colpiscono simultaneamente la persona che lavora (Laurig 1992).

                                  Figura 5. La combinazione di due fattori di stress    

                                  ERG150F6

                                  La combinazione di due fattori di sollecitazione, ad esempio, può portare a diverse reazioni di deformazione a seconda delle leggi di combinazione. L'effetto combinato di diversi fattori di stress può essere indifferente, compensativo o cumulativo.

                                  Nel caso di leggi di combinazione indifferenti, i diversi fattori di stress hanno effetto su diversi sottosistemi dell'organismo. Ciascuno di questi sottosistemi può compensare la deformazione senza che la deformazione venga inserita in un sottosistema comune. La deformazione complessiva dipende dal fattore di sollecitazione più elevato e quindi non sono necessarie leggi di sovrapposizione.

                                  Si ha un effetto compensatorio quando la combinazione di diversi fattori di stress porta a una deformazione inferiore rispetto a ciascun fattore di stress da solo. La combinazione di lavoro muscolare e basse temperature può ridurre lo sforzo complessivo, perché le basse temperature permettono al corpo di disperdere il calore prodotto dal lavoro muscolare.

                                  Un effetto cumulativo si verifica se si sovrappongono diversi fattori di stress, ovvero devono passare attraverso un "collo di bottiglia" fisiologico. Un esempio è la combinazione di lavoro muscolare e stress da calore. Entrambi i fattori di stress influenzano il sistema circolatorio come un comune collo di bottiglia con conseguente sforzo cumulativo.

                                  Possibili effetti combinati tra lavoro muscolare e condizioni fisiche sono descritti in Bruder (1993) (vedi tabella 2).

                                  Tabella 2. Regole degli effetti combinati di due fattori di sollecitazione sulla deformazione

                                   

                                  Freddo

                                  Vibrazione

                                  Illuminazione

                                  Rumore

                                  Lavoro dinamico pesante

                                  -

                                  +

                                  0

                                  0

                                  Lavoro muscolare leggero attivo

                                  +

                                  +

                                  0

                                  0

                                  Lavoro muscolare statico

                                  +

                                  +

                                  0

                                  0

                                  0 effetto indifferente; + effetto cumulativo; – effetto compensativo.

                                  Fonte: adattato da Bruder 1993.

                                  Per il caso della combinazione di più di due fattori di stress, che nella pratica è la situazione normale, sono disponibili solo conoscenze scientifiche limitate. Lo stesso vale per la combinazione successiva di fattori di stress (cioè l'effetto di deformazione di diversi fattori di stress che colpiscono successivamente il lavoratore). Per tali casi, in pratica, il tempo di recupero necessario viene determinato misurando parametri fisiologici o psicologici e utilizzandoli come valori integrativi.

                                   

                                  Di ritorno

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