Lämpötilan vaikutus työkykyyn / tietoisku Juha Oksa Työterveyslaitos www.ttl.fi
Puhutaan Lämpötasapaino Kylmä ja työ Kuuma ja työ Työterveyslaitos www.ttl.fi
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 www.ttl.fi
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 www.ttl.fi
Lämpötasapainoon vaikuttavat tekijät Työterveyslaitos www.ttl.fi
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 7 Lämmöntuotto Lihastyön hyötysuhde on n. 20 % 80 % lämmöksi, 20 % työksi Mahdollistaa työskentelyn kylmissä olosuhteissa PAV n. 58 W/m 2
Työterveyslaitos www.ttl.fi
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 www.ttl.fi
Lämpötasapainon käytännön tekijät työssä Työ lämmöntuotto Työkyky Lämpötasapaino Ympäristö lämpötila, tuuli, kosteus Vaatetus lämmöneristys Työterveyslaitos www.ttl.fi
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 11
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 12
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 13 Työskentely kylmässä Tuuli (5 m/s) kaksinkertaistaa lämmönluovutuksen Lisää energiankulutusta ~ 6 % (Mäkinen et al. 2001)
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 14 Kylmäkuormituksen eräitä raja-arvoja Tärkeitä Viihtyisä Epäviihtyisä Suorituskyky Sietoraja Vaurio lämpötiloja laskee Keskimääräinen 33 alle 31 30 25 15 iholämpötila Sormen 27-34 alle 20 alle 15 5-0.5 lämpötila Varpaan 24-34 alle 17 alle 13 5-0.5 lämpötila Lihaslämpötila 33 32 Syvälämpötila 37 37 alle 35 28
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 15 Suorituskyky = fyysinen työkyky Suorituskyvyn osatekijät kestävyys voima koordinaatio (motorinen taito) teho nopeus
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 16 Kestävyys Maksimaalisen kestävyyden taso = maksimityökyky alenee kylmässä Maksimaalinen syke matalampi Happamat aineenvaihduntatuotteet kasaantuvat alemmalla työn tasolla Työn kesto lyhenee Uupuminen aiemmin
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 17 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
Hapenkulutus Oksa ym. 2004 Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 18
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 19 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
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 20 Koordinaatio Kömpelyyden tunne lihasjäykkyys kasvaa sidekudoksen jäykkyys kasvaa elastisuus heikkenee jarraus työtä tekevän lihaksen voima pienenee työtä vastustavan (kontrolloivan) lihaksen voima lisääntyy
Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 21 Edellä olevat merkitsevät Kylmä lisää: energiankulutusta (100-150 kj/24 h/ C tai 1%/1 C) työn kuormittavuutta väsymistä kasaantuvaa väsymystä Jotka lisäävät riskiä: ylikuormitukseen oireisiin ja vaivoihin tapaturmiin
Työ kuumassa Työterveyslaitos www.ttl.fi
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 www.ttl.fi
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 www.ttl.fi
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 www.ttl.fi
Dehydraatio Työterveyslaitos www.ttl.fi
Siis Sekä kylmä että kuuma heikentävät työkykyä, lisäävät työn kuormittavuutta, väsymystä ja riskejä kylmä vaikuttaa heti kuumalla toleranssia Molemmille on suojautumiskeinoja Työterveyslaitos www.ttl.fi
7.2.2014 Sodankylä -24 C Sodankylä -24 C