Lämpötilan vaikutus työkykyyn / tietoisku Juha Oksa. Työterveyslaitos

Transkriptio

1 Lämpötilan vaikutus työkykyyn / tietoisku Juha Oksa Työterveyslaitos

2 Puhutaan Lämpötasapaino Kylmä ja työ Kuuma ja työ Työterveyslaitos

3 Ihmisen lämpötilat Ihminen on tasalämpöinen eläin kehon sisäosien lämpötila 37 C keskimääräinen ihon pinnan lämpötila 33 C ääreisosat viileämpiä kuin keskiosat (vaihtolämpöinen) Ja myös trooppinen eläin termoneutraali ulkolämpötila vaatettamattomana on 27 C Lämpötilagradientti kasvaa kylmässä pienenee lämpimässä Työterveyslaitos

4 Lämpötila ja verenkierron muutokset Verenkierron ohjaus kylmässä sisäosiin lämpimässä iholle Kylmässä vasokonstriktio ihon verisuonet supistuvat pinta jäähtyy, lämmönhukka pienenee ääreisosat jäähtyvät ensiksi Lämpimässä vasodilataatio ihon verisuonet laajenevat lämpöä poistuu tehokkaammin kuiva ja kostea lämmönluovutus Työskenteleville lihaksille vähemmän energiansaanti heikkenee Työterveyslaitos

5 Lämpötasapainoon vaikuttavat tekijät Työterveyslaitos

6 Työterveyslaitos / JO / Lämmöntuotto Lihastyön hyötysuhde on n. 20 % 80 % lämmöksi, 20 % työksi Mahdollistaa työskentelyn kylmissä olosuhteissa PAV n. 58 W/m 2

7 Työterveyslaitos

8 Lämmönluovutus Lämpösäteily (60-90 %, kokonaislämmönhukasta, levossa pään kautta jopa 80 %) Haihtuminen (kosteuden haihtuminen sitoo tehokkaasti lämpöä, 1g/min vastaa n. 40 W:n lämmönhukkaa) Kuljettuminen (lämpö siirtyy liikkuvien aineiden mukana, tuuli) Johtuminen (lämpö siirtyy kiinteiden, liikkumattomien aineiden läpi) Hengitys Työterveyslaitos

9 Lämpötasapainon käytännön tekijät työssä Työ lämmöntuotto Työkyky Lämpötasapaino Ympäristö lämpötila, tuuli, kosteus Vaatetus lämmöneristys Työterveyslaitos

10 Työterveyslaitos / JO /

11 Työterveyslaitos / JO /

12 Työterveyslaitos / JO / Työskentely kylmässä Tuuli (5 m/s) kaksinkertaistaa lämmönluovutuksen Lisää energiankulutusta ~ 6 % (Mäkinen et al. 2001)

13 Työterveyslaitos / JO / Kylmäkuormituksen eräitä raja-arvoja Tärkeitä Viihtyisä Epäviihtyisä Suorituskyky Sietoraja Vaurio lämpötiloja laskee Keskimääräinen 33 alle iholämpötila Sormen alle 20 alle lämpötila Varpaan alle 17 alle lämpötila Lihaslämpötila Syvälämpötila alle 35 28

14 Työterveyslaitos / JO / Suorituskyky = fyysinen työkyky Suorituskyvyn osatekijät kestävyys voima koordinaatio (motorinen taito) teho nopeus

15 Työterveyslaitos / JO / Kestävyys Maksimaalisen kestävyyden taso = maksimityökyky alenee kylmässä Maksimaalinen syke matalampi Happamat aineenvaihduntatuotteet kasaantuvat alemmalla työn tasolla Työn kesto lyhenee Uupuminen aiemmin

16 Työterveyslaitos / JO / Kestävyys Vakiotyössä kylmässä energiankulutus ja sykintätaajuus korkeampi ventilaatio suurempi ja taajuus nopeampi Työn teho alempi (hyötysuhde) Suhteellinen kuormitus korkeampi Merkitys kasvaa pitkäkestoisessa ja/tai useasti toistuvassa altistuksessa neutraali kylmä

17 Hapenkulutus Oksa ym Työterveyslaitos / JO /

18 Työterveyslaitos / JO / Lihasvoima Maksimaalinen dynaaminen voima heikkenee Voimantuottonopeus hidastuu Relaksaationopeus hidastuu Tietyllä submaksimaalisella työn tasolla tarvitaan enemmän lihasmassaa (enemmän motorisia yksiköitä työssä) kasvanut energian tarve suhteellinen kuormittavuus korkeampi nopeampi ja/tai suurempi väsyminen hyötysuhde heikompi

19 Työterveyslaitos / JO / Koordinaatio Kömpelyyden tunne lihasjäykkyys kasvaa sidekudoksen jäykkyys kasvaa elastisuus heikkenee jarraus työtä tekevän lihaksen voima pienenee työtä vastustavan (kontrolloivan) lihaksen voima lisääntyy

20 Työterveyslaitos / JO / Edellä olevat merkitsevät Kylmä lisää: energiankulutusta ( kj/24 h/ C tai 1%/1 C) työn kuormittavuutta väsymistä kasaantuvaa väsymystä Jotka lisäävät riskiä: ylikuormitukseen oireisiin ja vaivoihin tapaturmiin

21 Työ kuumassa Työterveyslaitos

22 Kestävyys Verrattuna lämpöviihtyisään tilanteeseen vakiotyössä kuumassa: sydämen työmäärä / sykintätaajuus kasvaa kokonaisenergiankulutus kasvaa energian siirtyminen lihaksiin heikentyy (verenkierto enemmän iholla) työn kuormittavuus kasvaa Maksimaalinen työ- ja suorituskyky heikkenee kun syvälämpötila n. 38,5 astetta Vaatii keskiraskaan / raskaan työn Työterveyslaitos

23 Voima ja koordinaatio Suhteessa suorituksen kestoon vaikutus lyhytkestoiseen suoritukseen vähäinen ja useimmiten positiivinen (sprintit, hypyt, voima, teho) "lämmittely" vaikutus kuitenkin vuorokausirytmiikkaa, iltapäivällä vaikutus vähäisempi Pitkäkestoinen suoritus heikkenee suorituksen kuluessa saavutetaan "kriittinen" lämpötila nopeammin Työterveyslaitos

24 Voima ja koordinaatio Syvä- ja lihaksen lämpötilan noustessa yli 38,5 C suorituskyky heikkenee suorituksen kestosta riippumatta voima, nopeus, teho alenevat keskushermoston toimintakyky heikkenee = käskyvirta keskushermostosta vähenee myös paikalliset voiman ja koordinaation säätely mekanismit heikkenevät (selkäydintaso) Suojamekanismi ehkäisee lämpötilan edelleen nousua Fysiologinen vajaatoiminta ilmiö Työterveyslaitos

25 Dehydraatio Työterveyslaitos

26 Siis Sekä kylmä että kuuma heikentävät työkykyä, lisäävät työn kuormittavuutta, väsymystä ja riskejä kylmä vaikuttaa heti kuumalla toleranssia Molemmille on suojautumiskeinoja Työterveyslaitos

27 Sodankylä -24 C Sodankylä -24 C