Badanie wpływu mikroklimatu chłodnego i zimnego na odpowiedzi fizjologiczne pra-cownika podczas wykonywania prac manualnych

Kierownik projektu: dr inż. Magdalena Młynarczyk

Streszczenie projektu:

Celem głównym zadania było określenie wpływu niskich wartości temperatury powietrza
z uwzględnieniem wilgotności na wybrane wskaźniki fizjologiczne pracowników w środowisku chłodnym i zimnym. W zadaniu badawczym oceniano zmiany termodynamiczne i krążeniowe oraz sprawność kończyn górnych (precyzja i siła), a szczególnie dłoni.

Celem 1. etapu zadania było oszacowanie wskaźnika obciążenia cieplnego na podstawie wyników badań izolacyjności cieplnej odzieży ciepłochronnej i rękawic, analiza warunków rzeczywistych pracy oraz opracowanie metodyki prowadzenia badań z udziałem ochotników. W 1. etapie wyniki badań z wykorzystaniem manekina termicznego wykazały wysoką ciepłochronność zestawu odzieży wytypowanego po konsultacjach z pracownikami służby BHP zakładu przetwórstwa owocowo-warzywnego. Całkowita izolacyjność cieplna (obliczana metodą parallel) wyniosła 0,415 m^2oC/W. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono wskaźniki obciążenia cieplnego IREQ oraz PMV, wyznaczając teoretyczne komfortowe warunki pracy. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono bezpieczne warunki pracy dla 8-godzinnej oraz 1-godzinnej ekspozycji pracownika na środowisko w zależności od ciężkości wykonywanej pracy (wg normy PN-EN 342). Wyznaczone zakresy temperatury potwierdziły możliwość wykonywania pracy w wymiarze 8h dla lekkiej aktywności ruchowej w temperaturze 0°C oraz dla średniej aktywności ruchowej w temperaturze -16°C.

W ramach realizacji 2. etapu zadania, po uwzględnieniu uwag recenzenta oraz członków komisji odbiorów prac naukowych, a także po dodatkowych konsultacjach z przedstawicielem służby BHP zakładu przetwórstwa owocowo-warzywnego zmodyfikowano zaproponowaną wcześniej metodykę prowadzenia badań w zakresie: wykonywanych czynności podczas badań, czasu ekspozycji ochotnika w komorze oraz wariantów prowadzenia badań. Zgodnie z zapisami w karcie informacyjnej zadania planowano wykonać badania przy 2 wartościach wilgotności względnej, jednak po przeanalizowaniu wyników wstępnych badań, dla których nie uzyskano zróżnicowania w odczuciach subiektywnych w badanych wariantach wilgotności, odstąpiono od tego założenia. Zwiększenie wilgotności względnej w powietrzu zmienia odczucia zimna, jednak w przypadku prowadzonych badań najprawdopodobniej do braku zróżnicowania w odpowiedzi przyczynił się zbyt krótki czas ekspozycji (1 godz.) na środowisko zimne oraz niska wartość przepływu powietrza. Ze względu na uzyskaną zgodę komisji bioetycznej na 1-godzinną ekspozycję – czas ten nie mógł zostać wydłużony, a prędkość przepływu powietrza zwiększona. W wyniku dalszych dyskusji oraz konsultacji z przedstawicielem służby BHP zakładu przetwórstwa owocowo-warzywnego zaproponowano wykonanie badań dla 1 wartości wilgotność względnej, ale dla 2 rękawic ochronnych różniących się między sobą poziomami skuteczności w zakresie zimna kontaktowego. Celem 2. etapu było przeprowadzenie badań z udziałem ochotników. Badania w komorze klimatycznej przeprowadzono z udziałem 10 ochotników, których wybór poprzedzono badaniami kwalifikacyjnymi prowadzonymi w grupie 15 mężczyzn (22,5 ± 3,5 lat). Ochotnicy wzięli udział w 4 wariantach badań uwzględniających 2 poziomy temperatury powietrza (-1^oC i +5 ^oC) oraz 2 typy rękawic ochronnych (różniących się poziomem skuteczności na zimno kontaktowe) oraz w 1 wariancie odniesienia – w warunkach termoneutralnych (+20^oC, bez rękawic). U ochotników w trakcie badania monitorowano wskaźniki fizjologiczne oraz pytano o odczucia subiektywne. Ponadto przed badaniem i po badaniu w komorze klimatycznej przeprowadzono dodatkowe testy sprawnościowe.

Zadanie 2.SP.21. Termogramy prawej ręki jednego ochotnika przed i po 1-godzinnym badaniu w komorze klimatycznej w rękawicy ochronnej spełniającej 3. poziom skuteczności na zimno kontaktowe (temperatura powietrza: -1^oC)

Wstępna analiza przeprowadzona w 2. etapie zadania wyników parametrów fizjologicznych nie wykazała występowania dużego obciążenia cieplnego podczas prowadzonych badań. Nie odnotowano zróżnicowania w temperaturze wewnętrznej organizmu w 4 badanych wariantach (2 typy rękawic oraz 2 wartości temperatury powietrza). Natomiast wstępna analiza uzyskanych termogramów wskazała na występujący problem marznięcia rąk. W analizowanym przypadku wskazano na znaczny spadek temperatury skóry na palach obu rąk, po 1-godzinnym badaniu w komorze klimatycznej.

W 3. etapie zadania przeprowadzono analizę uzyskanych wyników badań. Analiza statystyczna nie wykazała różnic w pomiarach temperatury wewnętrznej między różnymi wariantami badania. Natomiast zaobserwowano, że w zależności od wariantu badania zmienia się istotnie średnia ważona temperatura skóry oraz temperatura skóry na ręce lewej i ręce prawej. Zarówno dla ręki prawej, jak i dla ręki lewej największy spadek temperatury skóry zaobserwowano dla wariantu: w temperaturze -1^oC i z rękawicami spełniającymi 3. poziom skuteczności na zimno kontaktowe. Podobnie analiza termogramów wykazała największy spadek temperatury dla tego wariantu. Nie zaobserwowano istotnych różnic w sile chwytu ręki ani w sprawności manualnej palców. Zgodnie z założeniami zadania w 3. etapie przeprowadzono analizę porównawczą (z wykorzystaniem manekina termicznego oraz na podstawie badań z udziałem ochotników). Badania dotyczące ciepłochronności zestawu odzieży znalazły potwierdzenie w wynikach badań z udziałem ochotników. Zestaw odzieży został prawidłowo dobrany (pod kątem ciepłochronności) do proponowanych warunków badań. Ogólne wskaźniki fizjologiczne wskazywały na to, iż 1-godzinna ekspozycja na zimno nie stanowiła dla ochotników znacznego obciążenia cieplnego, jednak powodowała wychłodzenie palców, co potwierdziły wyniki np. z kamery termowizyjnej.

Na podstawie uzyskanych wyników oraz przeprowadzonej analizy opracowano broszurę nt. obciążenia cieplnego pracowników w środowisku zimnym oraz temperatury otoczenia na wybrane wskaźniki fizjologiczne oraz sprawność dłoni, której treść zweryfikowano podczas seminarium (w seminarium weryfikującym wykorzystano opracowane materiały seminaryjne) z udziałem pracowników służby BHP, którą wydano drukiem (300 egz.) i zamieszczono w internecie. W broszurze znajdują się także zalecenia dotyczące: stosowania odzieży ciepłochronnej, stosowania rękawic ochronnych oraz organizacji pracy. Ponadto zrealizowano krótki materiał filmowy nt. zadania badawczego dot. wpływu mikroklimatu zimnego na organizm pracownika, który upowszechniono na 3 targach/forach BHP, na kanale CIOP-PIB (YouTube) oraz na profilu CIOP-PIB oraz Pracowni Obciążeń Termicznych (Facebook).

Wyniki zadania przedstawiono w 3 publikacjach naukowych oraz zaprezentowano na 1 konferencji krajowej, 2 konferencjach międzynarodowych i 6 seminariach krajowych.

Jednostka: Pracownia Obciążeń Termicznych

Okres realizacji: 01.01.2020 – 31.12.2022