Анализ физиологических основ утомления и его влияния на безопасность трудового процесса сельскохозяйственного производства

"Охрана труда и техника безопасности в сельском хозяйстве", 2013, N 3

АНАЛИЗ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ УТОМЛЕНИЯ И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДОВОГО ПРОЦЕССА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

В статье представлен анализ физиологических основ утомления, который показывает влияние на безопасность трудового процесса позы работающего и его возраста. Исследованиями установлена зависимость между утомляемостью и условиями труда сельскохозяйственного производства.

Для научного обоснования норм труда необходимо знать физиологию труда, причины утомления, профессиональных заболеваний и травматизма, влияние на рабочего оборудования и механизированного инструмента, санитарно-гигиенических и бытовых условий, режима отдыха, цветовой отделки (оборудования, коммуникационных линий, стен, потолков, колонн) и ряд других факторов. На основании этих материалов разрабатывают профилактические мероприятия по предупреждению усталости, профессиональных заболеваний и травматизма.

При разработке новых или совершенствовании существующих технологических процессов, а также при конструировании и модернизации оборудования, приспособлений и инструментов должны строго соблюдаться требования техники безопасности, санитарные нормы и правила, а также правила пожарной профилактики.

В результате нарушения установленных норм, правил и инструкций по технике безопасности, производственной санитарии и противопожарным мероприятиям, а также недоучета физиологических возможностей человека неблагоприятные условия работы могут отрицательно влиять на здоровье трудящихся и явиться причиной утомления, профессиональных заболеваний, отравлений и травматизма.

Вредное влияние на организм человека могут оказывать: окружающая среда, оборудование, приспособления, инструменты, применяемые материалы, неправильный режим труда, недостаток или несовершенство санитарно-бытовых устройств, а также неправильно организованное санитарное обслуживание работающих.

Физиология труда - наука, изучающая физиологические процессы, происходящие в организме человека в процессе работы под влиянием условий внешней среды, в которой она выполняется, а также в результате воздействия на организм человека оборудования и инструментов [1, 2].

Задачей ее является установление и исследование причин физиологических изменений, возникающих при работе, и разработка на этом основании научно обоснованных рекомендаций по предупреждению утомления, повышению производительности труда и укреплению здоровья работающих. Это осуществляется рациональной организацией трудового процесса, рабочих движений и рабочего места, усовершенствованием технологического оборудования, исключением элементов, усложняющих выполнение работы, рациональной организацией режима труда и отдыха. В производственных условиях деятельность человека весьма разнообразна. С совершенствованием технологических процессов, введением автоматического управления все больше и больше исчезает мышечная форма труда, а на смену ей приходит умственная работа. Для каждой формы труда специфично преобладание тех или иных физиологических реакций. При мышечной деятельности наибольшая нагрузка приходится на нервно-мышечный аппарат, сердечно-сосудистую и дыхательную системы; умственная работа связана с повышением деятельности центральной нервной системы.

Говоря о физиологии труда (человеческом факторе), мы должны считаться с комплексом условий труда (комфортом).

Длительный однообразный труд может вызвать переутомление, вследствие чего существенно снижается внимание, ухудшается работа мозга, изменяется деятельность кровеносной системы, нарушается координация движений и их точность. В результате появляются дефекты в работе, снижается производительность труда, возникают профессиональные заболевания, ведущие к травматизму.

Из сказанного следует, что для достижения высокой производительности труда необходимо устранить причины, вызывающие утомление, профессиональные заболевания и травматизм, т. е. необходимо беречь органы чувств человека, обеспечивая сохранность его сил, здоровье и работоспособность.

В процессе утомления ухудшается память, снижается продуктивность мышления, изменяются также и другие психические функции [3].

Причинами утомления на производстве могут явиться неудовлетворительные санитарные условия в помещении, несовершенство технологического процесса, оборудования (издающее шум, имеющее вибрации, выделяющее тепло, пары, газы, пыль, электромагнитные волны), систем вентиляции и освещения, неудовлетворительные метеорологические условия, используемые материалы и их особенности, особенности трудового процесса (рис. 1).

Схема причин утомления

┌────────────────────────────┐

│ Основные причины утомления │

└──────────────┬─────────────┘

┌──────────┴─────────┐

│ Производственные │

└──────────┬─────────┘

┌───────────────────────────────────────┬───────────────────────┴───────────────────┬──────────────────────────────────────────────┐

┌───────────┴──────────┐ ┌─────────┴─────────┐ ┌───────┴──────┐ ┌───────┴───────┐

│ Неудовлетворительные │ │ Несовершенство │ │Несовершенство│ │ Особенности │

│ санитарные условия в │ │ производственного │ │оборудования и│ │ трудового │

│ помещении │ │ процесса │ │ инструментов │ │ процесса │

└┬───────────┬────────┬┘ └┬─────────────────┬┘ └───────┬──────┘ └───────┬───────┘

│ │ │ │ │ ┌──────────────┬─────┴────────┬───────────┐ ┌─────────────┼────────────┐

┌────────────┴────┐┌─────┴────┐┌──┴───────────┐┌───────┴──┐┌─────────────┴──────┐┌─────┴────┐┌────────┴───────┐┌─────┴────┐┌─────┴────┐┌─────┴──────┐┌─────┴─────┐┌─────┴─────┐

│ неблагоприятные ││ нарушение││ повышенная ││применение││негерметизированные,││ шум выше ││электромагнитные││ вибрация ││ требующие││ длительное,││ частые, ││длительное,│

│метеорологические││санитарных││загрязненность││ вредных ││ немеханизированные,││допустимых││волны повышенной││ выше ││ больших ││вынужденное,││ быстрые ││ регулярное│

│ условия ││ норм ││ воздуха ││ или ││неавтоматизированные││ норм ││ плотности ││допустимых││физических││неправильное││ движения с││давление на│

└────────────┬────┘└─────┬────┘└──┬───────────┘│ опасных ││ процессы │└─────┬────┘└────────┬───────┘│ норм ││ усилий, ││ положение ││напряжением││ части тела│

│ │ │ │материалов│└─────────────┬──────┘ │ │ └─────┬────┘│внимания и││ тела ││ мышц │└─────┬─────┘

│ │ │ └───────┬──┘ │ │ │ │ │неудобного│└─────┬──────┘└─────┬─────┘ │

│ │ │ │ │ │ │ │ │ положения│ │ │ │

│ │ │ └────────┬────────┘ └──────────────┴─┬────────────┘ │ тела │ │ │ │

│ │ │ │ │ └─────┬────┘ │ │ │

│ │ │ │ ┌────────────────────┐ │ │ │ │ │

└───────────┴────────┴─────────────────────────────┴──────────┬─┤ Травматизм ├─┬───┴────────────────────────┴───────────┴─────────────┴────────────┘

│ └────────────────────┘ │

│ ┌────────────────────┐ │

│ │ Профессиональные │ │

├─┤ заболевания ├─┤

│ └────────────────────┘ │

│ ┌────────────────────┐ │

│ │ Снижение │ │

└─┤ производительности ├─┘

└────────────────────┘

Рис. 1

Утомление, возникающее при работе, - это временное понижение трудоспособности, проявляемое чувством усталости, исчезающим после отдыха.

Таким образом, утомление является сигналом организма, свидетельствующим о необходимости отдыха. Работы по управлению сложными механизмами, машинами на поточных линиях и конвейере являются наиболее сложными. Они связаны со значительным напряжением внимания и требуют сложного взаимодействия отдельных анализаторных систем, в частности зрительной, слуховой и др. Мышечная деятельность при таком виде труда невелика, а следовательно, нет и сколько-нибудь повышенных энергетических затрат. Выполняемая работа не предъявляет значительных требований к сердечно-сосудистой системе, но требует большой напряженности нервной системы. При нерациональной организации трудового дня рабочие быстрее утомляются. В таких случаях следует ввести перерывы для активного отдыха, чтобы снизить нервное напряжение и повысить производительность труда.

Снижение утомляемости может быть достигнуто разгрузкой физических усилий и ослаблением внимания, улучшением освещения, устранением влияния метеорологических условий, шумов, вибраций, вредных и ядовитых веществ, применяемых или выделяемых в технологическом процессе и т. д.

Научные исследования были направлены на изучение производительности труда работающих с длительным вынужденным положением тела (статическое напряжение) и быстрыми мелкими движениями рук с продолжительностью рабочей операции. Это позволило выявить, что на утомление сильно влияет поза рабочего, которая бывает иногда очень неудобна. На рис. 2 приведена схема анализа рабочей позы при работе на различном оборудовании.

Схема анализа рабочей позы при работе

на различном оборудовании:

а - неудобная посадка; б - удобная посадка (ГОСТ 26026-83)

Рис. 2

Некоторые работы в сельскохозяйственном производстве выполняются стоя или сидя на неудобном сиденье (автомобили, тракторы, комбайны и т. д.). При этом может развиться искривление позвоночника, появиться расширение вен, быстрое утомление, снижение внимания и др.

Исследованиями установлено, что утомляемость оператора при выполнении отдельных работ в ненормальном положении (лежа, согнувшись, сидя на корточках) может повыситься на 30 - 50% больше, чем при работе в нормальном положении.

В каждом отдельном случае при работах с вынужденным неудобным положением тела должны приниматься мероприятия по приведению технологического процесса и оборудования в соответствие с физиологическими возможностями человека.

Изучение всех известных теорий изменения работоспособности позволяет сделать вывод, что ни одна из них не может полностью объяснить всего многообразия факторов, влияющих на утомление. Следствием этого является то, что при исследовании человека с целью изучения утомления используется большой комплекс методик (8 - 12 и более), что чрезвычайно усложняет исследования. К тому же большинство ученых считают, что методики изучения утомления должны быть адекватны содержанию труда [4].

Основательно к изучению утомляемости подошли ученые под руководством доктора биологических наук Е. А. Деревянко. На основании методов непараметрической статистики была также предложена формула для определения обобщенного показателя изменения функционального состояния организма человека в процессе работы , выражаемого в сопоставимых относительных) единицах [3, 4]:

где - количество случаев, при которых не отмечены изменения по сравнению с данными, полученными до работы (исходный фон); - количество случаев улучшения показателей; - количество случаев ухудшения показателей.

Значение может изменяться в пределах от +1,0 до -1,0. Знак "минус" свидетельствует об ухудшении функционального состояния организма. Однако эта формула применяется только для тех методик, для которых с полной определенностью можно сказать, в каком направлении изменяется показатель функционального состояния организма.

По данным исследований, зависимость между показателями утомления и условиями труда может выражаться формулой [4]:

 

где У - показатель утомления; X - показатель условий труда.

Установлено, что между показателями утомления и условиями труда существует высокая корреляция (r = 0,83). Для определения величины параметра условий труда (X) используются критерии отнесения факторов в группы условий труда, разработанные НИИ труда, Институтом гигиены труда и профзаболеваний [5]. Используя эти критерии по 7 психофизиологическим и 5 санитарно-гигиеническим элементам условий труда для операторов мобильных машин сельскохозяйственного назначения, параметр X составил 26 баллов (рис. 3, ряд 1). Подставляя значение X в формулу (2), определяем его величину (близкую к предельно допустимому - 55 отн. ед.).

Балльная оценка элементов условий труда операторов,

где: 1 - физическая нагрузка; 2 - статическая нагрузка;

3 - рабочая поза; 4 - напряжение зрения;

5 - длительность сосредоточенного внимания;

6 - темп (число движений); 7 - монотонность;

8 - температура воздуха на рабочем месте;

9 - токсичные вещества; 10 - промышленная пыль;

11 - промышленный шум; 12 - инфракрасное излучение

Рис. 3

Таким образом, параметр X (условия труда операторов) изменяется в сторону увеличения до 34 баллов (рис. 3, ряд 2), что по формуле (2) соответствует показателю утомления 62,8 отн. ед., который характеризует вредные условия труда - наиболее тяжелые и напряженные (рис. 4).

График функции У = 2,15 x X - 10,3

Рис. 4

Установлено, что на показатель утомления операторов достаточно большое влияние оказывает их возраст. Выявлено, что утомление развивается быстрее у молодых, неопытных операторов, так как это связано с их большим нервно-психическим напряжением при управлении машиной. Так, выраженные признаки утомления в возрасте 18 - 24 лет появляются через 5 - 6 ч непрерывного вождения, в возрасте 24 - 40 лет - через 6,25 ч, а старше 40 лет - через 6,5 ч. Однако, по данным Р. В. Ротенберга и В. М. Мишурина [6, 7], величина возраста оператора определяет две тенденции, влияющие на их работоспособность: первая - неопытность и азарт молодых операторов, приводящие к снижению этого параметра, а вторая - возможность молодых операторов быстро (мгновенно) принимать решения (латентный период) и реализовать их (моторный период) в более короткие сроки. С увеличением возраста, с некоторого момента, моторный период начинает расти, и накопленный за годы опыт вождения перестает компенсировать этот рост (рис. 5). Таким образом, возрастные границы распределяются на три промежутка: 20 - 30 лет, 30 - 50 лет и от 50 и более лет (рис. 5).

Влияние возраста операторов

на изменение показателя утомления

Рис. 5

Несмотря на существенные различия в условиях и характере трудовой деятельности отдельных групп операторов мобильных машин, анализ результатов исследований [4, 5, 6, 7] позволяет выявить определенные общие закономерности изменений функционального состояния организма в динамике рабочего дня и в периоды с большой нервно-эмоциональной нагрузкой, связанной с плохими дорожными условиями, вибрацией, шумом, работой в темное время суток и т. д. Можно предположить, например, что процесс буксования машин будет влиять на утомляемость операторов мобильных машин сельскохозяйственного назначения по определенным закономерностям.

Литература

1. Розенблат В. В., Жуков В. Г. Вопросы методики физиологических исследований при решении задач научной организации труда. Психофизиологические эстетические основы НОТ, 2-е изд. М.: Экономика, 1971.

2. Розенблат В. В. Утомление // Руководство по физиологии труда. М.: Медицина, 1969.

3. Осипова О. В. К некоторым особенностям утомления у водителей автотранспорта. В кн.: Физиология труда // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по физиологии умственного творческого труда / Отв. ред. Э. М. Золина и А. А. Летавет. М.: Наука, 1967.

4. Розенблат В. В. Проблема утомления. М.: Медгид, 1961.

5. Интегральная оценка работоспособности при умственном и физическом труде: Методические рекомендации. М.: Экономика, 1990.

6. Мишурин В. М., Романов А. Н. Надежность водителя и безопасность движения. М.: Транспорт, 1990.

7. Ротенберг Р. В. Основы надежности системы "Водитель - автомобиль - дорога - среда". М.: Машиностроение, 1986.

А. Г. Попова

К. т. н,

доцент

кафедры БЖ ЧГАА

Подписано в печать 12.02.2013

Рубрика: 
Ключевые слова: 
+1
0
-1