Znajomość zasięgów kończyn człowieka wykonującego daną czynność roboczą i ustalonych na tej podstawie stref pracy, jest punktem wyjścia do optymalnego ukształtowania pozycji człowieka przy jej wykonywaniu. Istnieje wiele pozycji ciała, w jakich człowiek musi pozostawać podczas wykonywania czynności roboczych. Jako zasadnicze przyjmuje się pozycje: stojącą, siedzącą i leżącą oraz formy pośrednie jak pozycja kuczna czy klęcząca (rys. 5).
Człowiek ponosi pewien koszt fizjologiczny, by utrzymać ciało w określonej pozycji. Najmniejszy koszt występuje przy pozycji leżącej w stanie odpoczynku i wynosi 64,8 kcal/godz. Jak wykazały badania fizjologiczne, każda inna pozycja pociąga za sobą wzrost tego kosztu, ponoszonego jedynie na utrzymanie w niej ciała17:
w pozycji siedzącej organizm zużywa o 4,0% energii więcej;
w pozycji klęczącej organizm zużywa o 8,5% energii więcej;
w pozycji stojącej organizm zużywa o 12,0% energii więcej.
Powyższe dane dotyczą postawy nie wymuszonej. Stan wymuszenia może spowodować wzrost wydatkowania energii do 60%. Długotrwałe oddziaływanie monotypowych ruchów roboczych i monotypowych pozycji może stanowić przyczynę występowania negatywnych skutków funkcjonalnych i morfo-logicznych. Możliwość zmiany pozycji ciała w czasie pracy powoduje, że szkodliwość ewentualnych nieprawidłowości jest stosunkowo mniejsza. Jeśli pracownik często zmienia pozycję przy pracy, to może dość długo przebywać w warunkach niewygodnych i uciążliwych. Dzieje się tak, ponieważ zmiana pozycji ciała przyczynia się do zwiększenia ciśnienia krwi, pobudza serce i układ oddechowy do pracy, tym samym poprawiając sprawność i wydajność pracy fizycznej i umysłowej.
Rys. 5. Zasadnicze pozycje pracy spotykane w zawodach przemysłowych,
usługowych oraz w transporcie
Źródło: Ergonomia, pod red. Pacholskiego L., Politechnika Poznańska, Poznań, 1986, str. 130
3.1. Pozycja leżąca
Pomimo małego kosztu fizjologicznego pozycja leżąca w trakcie wykonywania czynności roboczych nie może być przyjęta za najkorzystniejszą, ponieważ stwarza ograniczenie swobody ruchów (zwłaszcza dla kończyn górnych) i zwiększa udział wysiłku statycznego (rąk, głowy lub innych części ciała) 18. W rezultacie wykonanie jakiejkolwiek czynności roboczej stwarza duże niedogodności. Jedyny korzystny efekt przyjęcia pozycji leżącej to występowanie jednakowej wartości ciśnienia krwi w całym organizmie charakterystycznej jednak tylko dla okresu odpoczynku. Pozycję leżącą spotyka się w górnictwie oraz przy pracach montażowych.
3.2. Pozycja klęcząca i kuczna
Pozycja klęcząca jest bardzo niewygodna, podobnie jak pozycja kuczna, ponieważ wtedy masa ciała przenoszona jest na podłoże przez kolana (mięsień czworoboczny uda)19. Długotrwałe uciskanie kolan w tych dwóch pozycjach może stanowić przyczynę stanów zapalnych i zmian zwyrodnieniowych kaletek maziowych stawu kolanowego. Tego typu zmiany charakterystyczne są dla osób pracujących jako górnicy, brukarze, posadzkarze i formierze. Przy pracy klęczącej lub kucznej niedogodność można wyeliminować, stosując wózek z rowerowym siodłem.
3.3. Pozycja siedząca
Naturalną pozycją ciała, sprzyjającą wykonywaniu pracy przez współczesnego człowieka jest pozycja siedząca20. Pozycja ta nie powoduje zaburzeń w funkcjonowaniu krążenia w obrębie kończyn dolnych w tym stopniu co stojąca, ponieważ nie występuje napięcie statyczne mięśni stóp, podudzia i uda. Ponadto charakteryzuje się dużą stabilnością tułowia przez ograniczenie ruchów pozornych, pozwalających na utrzymanie ciała w danej pozycji oraz zapewnia dobrą koordynację ruchowo-wzrokową.
Pozycja siedząca określa w dużym stopniu wymiary pionowe elementów stanowiska pracy, a w szczególności wymiary krzesła (siedzisko) i stołu oraz proporcje między nimi. Jeżeli przy pracy w pozycji siedzącej brak jest
18 Ergonomia, pod red. Pacholskiego L., Politechnika Poznańska, Poznań 1986, str. 132-133.
19 Batogowska A., Malinowski A., Ergonomia dla każdego, Sorus, Poznań 1997, str. 36-37.
20 Batogowska A., Malinowski A., Ergonomia dla każdego, Sorus, Poznań 1997, str. 37-38; Ergonomia, pod red. Pacholskiego L., Politechnika Poznańska, Poznań 1986, str. 132.
właściwych stosunków przestrzennych (niewłaściwe zaprojektowane siedzisko czy proporcje między siedzeniem a płaszczyzną pracy) to ma miejsce wymuszone położenie tułowia i kończyn. Konsekwencjami przyjęcia niewłaściwej pozycji siedzącej może być zmiana sylwetki człowieka przez wystąpienie tendencji do poszerzenia bioder, spłaszczenia klatki piersiowej, wygięcia kręgosłupa i wypychania jąder miażdżystych, chrząstek międzykręgowych w kierunku kanału kręgowego, powodując nacisk na nerwy. Zmiany te można zaobserwować u osób pracujących w charakterze kierowców pojazdów, księgowych, szwaczek, maszynistek lub w innych zawodach, charakteryzujących się wykonywaniem pracy w pozycji siedzącej.
Niewłaściwa pozycja siedząca przyczynia się do zmniejszenia zakresu ruchowego przepony i żeber, co sprawia, że gorsza jest wentylacja płuc i utrudnione oddychanie. W rezultacie szybciej następuje zmęczenie mięśni brzucha i grzbietu. Upośledza to krążenie i sprzyja podwyższeniu ciśnienia tętniczego, zwężeniu naczyń krwionośnych i napięciom nerwowo-mięśniowym. Powoduje to zmiany morfologiczne i czynnościowe wielu narządów oraz jest pośrednią przyczyną licznych dolegliwości i chorób takich jak: kamica nerkowa, lumbago i choroby układu krążenia.
Długotrwała pozycja siedząca także może być odpowiedzialna za występowanie innych poważnych zaburzeń organizmu ludzkiego, takich jak zastój w żyłach i narządach miednicy małej, osłabienie mięśni miednicy, ściśnienie jamy brzusznej, przemieszczenie wewnętrznych narządów płciowych u kobiet, zaburzenia trawienne, nieżyt jelita grubego i żylaki odbytu.
3.4. Pozycja stojąca
Wydatek energii jaki ponosi organizm przy pracy w pozycji stojącej wzrasta wielokrotnie, jeżeli pracownik musi się przy pracy często schylać. Wynika to stąd, że środek ciężkości ciała znajduje się stosunkowo wysoko (około 57% wzrostu licząc od ziemi), a wraz ze zmianą pozycji ciała zmienia się geometria człowieka i jego możliwości dynamiczne. Podczas pracy w pozycji stojącej statycznie obciążone są mięśnie: nóg i grzbietu, w wyniku czego część krwi (20-25%) gromadzi się w kończynach dolnych. Powoduje to zmniejszanie dokrwienia całego organizmu, wpływając niekorzystnie na przemianę materii zachodzącą w komórkach organizmu. Prowadzi to do występowania takich dolegliwości jak płaskostopie, zniekształcenie stawów kolanowych, żylaki, zahamowanie funkcji motorycznej i wydzielniczej żołądka, trudności poporodowe, trwałe zniekształcenia kręgosłupa w odcinku piersiowym, zapalenia górnych dróg oddechowych czy choroby nerek. Dolegliwości te pojawiają się stopniowo i związane są przede wszystkim z pracą stolarzy, ślusarzy, operatorów obrabiarek, tokarzy, tkaczek, sprzedawców, stomatologów itp.
Pozycja stojąca wymaga, aby płaszczyzna pracy znajdowała się około 7 cm poniżej łokcia, a do prac precyzyjnych należy stosować stoły o nieco większej wysokości, aby przedmiot manipulacji był bliżej oczu21.
3.5. Pozycje pochylone lub wymuszone
Szczególnie niekorzystne są wszelkie prace, w których pozycja ciała człowieka charakteryzuje się pochyleniem lub wymuszeniem. Wymuszone pozycje przede wszystkim występują przy pracach rolnych i ogrodniczych, są powodem bardzo wczesnych zmian narządu ruchu, upośledzając jego sprawność. Energia potrzebna do utrzymania ciała w tej pozycji jest zależna od kąta pochylenia ciała, ciężaru podtrzymywanego przedmiotu lub narzędzia oraz od tego, w jakiej odległości od tułowia manipuluje się przedmiotem lub narzędziem.
Pozycja pochylona powoduje znaczne przekrwienie głowy, utrudnienia czynności oddechowych, wymaga dużego wysiłku statycznego mięśni grzbietu oraz wywołuje znaczny nacisk na narządy jamy brzusznej.
Z punktu widzenia fizjologii pracy, każdej z zajmowanych przez ciało pozycji stawia się warunek swobody i naturalności. Za racjonalną przyjmuje się pozycję wymagająca najmniejszego wydatku energetycznego, czyli taką, która w minimalnym stopniu angażuje układ mięśniowy i nerwowy. Jest nią pozycja przemienna z przewagą siedzącej.
Wskazane rodzaje obciążeń mięśni, wynikających z przyjęcia określonej pozycji ciała przyczyniają się do powstania różnych form patologii układu mięśniowo-szkieletowego, przedstawionych w tabeli 20. Miejscowe przecią-żenie i rozwój zmian zapalno-zwyrodnieniowych prowadzi do występowania bólów mięśni i kręgosłupa. Najczęstsza ich lokalizacja to grzbietowa część tułowia, obejmująca kark i barki oraz odcinek lędźwiowo-krzyżowy. Ważnym elementem występujących zespołów bólowych są zmiany wynikające z przeciążeń i mikrourazów kręgów i chrząstek międzykręgowych. W dużym stopniu przyczynia się do tego podnoszenie ciężarów, a także stosowanie innych form manewrowania odpowiednio ciężkimi elementami.
21 Batogowska A., Malinowski A., Ergonomia dla każdego, Sorus, Poznań 1997, str. 39-40; Ergonomia, pod red. Pacholskiego L., Politechnika Poznańska, Poznań 1986, str. str. 131.
Tabela 20
Związek pozycji ciała z występowaniem lokalnych dolegliwości Pozycja ciała Lokalizacja dolegliwości
bólowych i innych symptomów
stanie nogi (szczególnie stopy), okolica
lędźwiowa siedzenie bez oparcia dla okolicy
lędźwiowej i pleców
okolica lędźwiowa, mięsień prostownik grzbietu
siedzenie bez podnóżka o odpowiedniej wysokości i kącie nachylenia
nogi (szczególnie kolana), okolica lędźwiowa siedzenie z umiejscowieniem
łokci na zbyt wysokiej płaszczyźnie pracy
mięsień czworoboczny, mięsień równoległoboczny grzbietu, mięsień dźwigacz łopatki ramiona zwisające w pionie
(brak podłokietników) barki, ramiona ramiona uniesione barki, ramiona
głowa pochylona do tyłu okolica szyjna tułów przechylony do przodu,
pozycja przygarbiona
okolica lędźwiowa, mięsień prostownik grzbietu
podnoszenie ciężarów w pozycji przechylonej do przodu
okolica lędźwiowa, mięsień prostownik grzbietu
każda pozycja nienaturalna i wymuszona
zaangażowane mięśnie utrzymanie stawu w krańcowej
pozycji
zaangażowane mięśnie
Źródło: Kirschner H., Koszt fizjologiczny i energetyczny pracy fizycznej – statycznej: pojęcia, metody oceny, optymalizacja obciążeń, w: Nauka o pracy – bezpieczeństwo, higiena, ergonomia, pod red. nauk. Koradeckiej D., Warszawa 2000, z. 4, str. 89.