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 • • • • Ja myös trooppinen eläin • • kehon sisäosien lämpötila 37°C keskimääräinen ihon pinnan lämpötila 33°C ääreisosat viileämpiä kuin keskiosat (vaihtolämpöinen) termoneutraali ulkolämpötila vaatettamattomana on 27°C Lämpötilagradientti • • kasvaa kylmässä pienenee lämpimässä © Työterveyslaitos – www.ttl.fi Lämpötila ja verenkierron muutokset • Verenkierron ohjaus • • • Kylmässä vasokonstriktio • • • • ihon verisuonet supistuvat pinta jäähtyy, lämmönhukka pienenee ääreisosat jäähtyvät ensiksi Lämpimässä vasodilataatio • • • • kylmässä sisäosiin lämpimässä iholle 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 Lämmöntuotto • Lihastyön hyötysuhde on n. 20 % • • • 80 % lämmöksi, 20 % työksi Mahdollistaa työskentelyn kylmissä olosuhteissa PAV n. 58 W/m2 © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 7 © 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 Ympäristö lämmöntuotto lämpötila, tuuli, kosteus Työkyky Lämpötasapaino Vaatetus lämmöneristys © Työterveyslaitos – www.ttl.fi © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 11 © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 12 Työskentely kylmässä § Tuuli (5 m/s) kaksinkertaistaa lämmönluovutuksen § Lisää energiankulutusta ~ 6 % (Mä kinen et al. 2001) © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 13 Kylmäkuormituksen eräitä raja-arvoja Tärkeitä lämpötiloja Keskimääräinen iholämpötila Sormen lämpötila Varpaan lämpötila Lihaslämpötila Syvälämpötila Viihtyisä Epäviihtyisä Suorituskyky Sietoraja laskee 33 alle 31 30 25 Vaurio 27-34 alle 20 alle 15 5 -0.5 24-34 alle 17 alle 13 5 -0.5 32 37 alle 35 28 33 37 © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 15 14 Suorituskyky = fyysinen työkyky • Suorituskyvyn osatekijät • • • • • kestävyys voima koordinaatio (motorinen taito) teho nopeus © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 15 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 16 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 © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 17 Hapenkulutus Oksa ym. 2004 © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 18 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 19 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 20 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 © Työterveyslaitos / JO / 7.2.2014 21 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 • • • • Suojamekanismi • • voima, nopeus, teho alenevat keskushermoston toimintakyky heikkenee = käskyvirta keskushermostosta vähenee myös paikalliset voiman ja koordinaation säätely mekanismit heikkenevät (selkäydintaso) 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 Sodankylä -24°C Sodankylä -24°C 7.2.2014