La fatica e il recupero sono processi periodici in ogni organismo vivente. La fatica può essere descritta come uno stato caratterizzato da una sensazione di stanchezza combinata con una riduzione o una variazione indesiderata nell'esecuzione dell'attività (Rohmert 1973).
Non tutte le funzioni dell'organismo umano si affaticano a causa dell'uso. Anche quando dormiamo, per esempio, respiriamo e il nostro cuore batte senza sosta. Ovviamente le funzioni fondamentali della respirazione e dell'attività cardiaca sono possibili per tutta la vita senza fatica e senza pause di recupero.
D'altra parte, troviamo dopo un lavoro pesante abbastanza prolungato che c'è una riduzione della capacità, che noi chiamiamo fatica. Questo non si applica alla sola attività muscolare. Anche gli organi sensoriali oi centri nervosi si stancano. Tuttavia, lo scopo di ogni cellula è bilanciare la capacità persa dalla sua attività, un processo che chiamiamo recupero.
Stress, tensione, affaticamento e recupero
I concetti di affaticamento e recupero durante il lavoro umano sono strettamente correlati ai concetti ergonomici di stress e deformazione (Rohmert 1984) (figura 1).
Figura 1. Stress, deformazione e affaticamento
Per stress si intende la somma di tutti i parametri del lavoro nel sistema lavorativo che influenzano le persone al lavoro, che sono percepiti o percepiti principalmente attraverso il sistema recettore o che pongono richieste al sistema effettore. I parametri dello stress derivano dal compito lavorativo (lavoro muscolare, lavoro non muscolare - dimensioni e fattori orientati al compito) e dalle condizioni fisiche, chimiche e sociali in cui il lavoro deve essere svolto (rumore, clima, illuminazione, vibrazioni , lavoro a turni, ecc. - dimensioni e fattori orientati alla situazione).
L'intensità/difficoltà, la durata e la composizione (cioè la distribuzione simultanea e successiva di queste esigenze specifiche) dei fattori di stress si traduce in uno stress combinato, che tutti gli effetti esogeni di un sistema lavorativo esercitano sulla persona che lavora. Questo stress combinato può essere affrontato attivamente o sopportato passivamente, in particolare a seconda del comportamento della persona che lavora. Il caso attivo comporterà attività dirette all'efficienza del sistema di lavoro, mentre il caso passivo indurrà reazioni (volontarie o involontarie), che riguardano principalmente la minimizzazione dello stress. La relazione tra lo stress e l'attività è influenzata in modo decisivo dalle caratteristiche individuali e dai bisogni della persona che lavora. I principali fattori di influenza sono quelli che determinano le prestazioni e sono legati alla motivazione e alla concentrazione e quelli legati alla disposizione, che possono essere indicati come capacità e competenze.
Le sollecitazioni relative al comportamento, che si manifestano in determinate attività, provocano tensioni individuali diverse. Gli sforzi possono essere indicati dalla reazione di indicatori fisiologici o biochimici (ad esempio, aumento della frequenza cardiaca) o possono essere percepiti. Pertanto, le sollecitazioni sono suscettibili di "scalatura psicofisica", che stima la sollecitazione sperimentata dalla persona che lavora. In un approccio comportamentale, l'esistenza della tensione può anche essere derivata da un'analisi dell'attività. L'intensità con cui reagiscono gli indicatori di stress (fisiologico-biochimici, comportamentali o psico-fisici) dipende dall'intensità, dalla durata e dalla combinazione dei fattori di stress nonché dalle caratteristiche individuali, capacità, abilità e bisogni della persona che lavora.
Nonostante le continue sollecitazioni, gli indicatori derivati dai campi di attività, prestazione e sforzo possono variare nel tempo (effetto temporale). Tali variazioni temporali sono da interpretare come processi di adattamento dei sistemi organici. Gli effetti positivi provocano una riduzione dello sforzo/miglioramento dell'attività o delle prestazioni (ad es. attraverso l'allenamento). In caso negativo, tuttavia, si tradurrà in un aumento dello sforzo/riduzione dell'attività o delle prestazioni (ad es. affaticamento, monotonia).
Gli effetti positivi possono entrare in azione se le capacità e le competenze disponibili vengono migliorate nel processo lavorativo stesso, ad esempio, quando la soglia di stimolazione dell'allenamento viene leggermente superata. È probabile che gli effetti negativi si manifestino se i cosiddetti limiti di resistenza (Rohmert 1984) vengono superati nel corso del processo lavorativo. Questa stanchezza porta ad una riduzione delle funzioni fisiologiche e psicologiche, che può essere compensata dal recupero.
Per ripristinare le prestazioni originarie sono necessarie indennità di riposo o almeno periodi di minor stress (Luczak 1993).
Quando il processo di adattamento viene portato oltre soglie definite, il sistema organico impiegato può subire danni tali da provocare una deficienza parziale o totale delle sue funzioni. Una riduzione irreversibile delle funzioni può manifestarsi quando lo stress è troppo elevato (danno acuto) o quando il recupero è impossibile per lungo tempo (danno cronico). Un tipico esempio di tale danno è la perdita dell'udito indotta dal rumore.
Modelli di fatica
La fatica può essere multiforme, a seconda della forma e della combinazione della deformazione, e una sua definizione generale non è ancora possibile. I processi biologici della fatica in genere non sono misurabili in modo diretto, per cui le definizioni sono principalmente orientate verso i sintomi della fatica. Questi sintomi di affaticamento possono essere suddivisi, ad esempio, nelle seguenti tre categorie.
- Sintomi fisiologici: la fatica è interpretata come una diminuzione delle funzioni degli organi o dell'intero organismo. Risulta in reazioni fisiologiche, ad esempio, in un aumento della frequenza cardiaca o dell'attività muscolare elettrica (Laurig 1970).
- Sintomi comportamentali: la fatica è interpretata principalmente come diminuzione dei parametri prestazionali. Gli esempi sono l'aumento degli errori durante la risoluzione di determinati compiti o una crescente variabilità delle prestazioni.
- Sintomi psico-fisici: la fatica è interpretata come un aumento della sensazione di sforzo e un deterioramento della sensazione, a seconda dell'intensità, della durata e della composizione dei fattori di stress.
Nel processo di affaticamento tutti e tre questi sintomi possono svolgere un ruolo, ma possono comparire in momenti diversi nel tempo.
Le reazioni fisiologiche nei sistemi organici, in particolare quelli coinvolti nel lavoro, possono apparire per prime. Successivamente, le sensazioni di sforzo possono essere influenzate. I cambiamenti nella prestazione si manifestano generalmente in una regolarità decrescente del lavoro o in una quantità crescente di errori, sebbene la media della prestazione possa non essere ancora influenzata. Al contrario, con un'adeguata motivazione, la persona che lavora può anche cercare di mantenere le prestazioni attraverso la forza di volontà. Il passo successivo potrebbe essere una chiara riduzione delle prestazioni che termina con un crollo delle prestazioni. I sintomi fisiologici possono portare a un collasso dell'organismo, compresi i cambiamenti della struttura della personalità e l'esaurimento. Il processo di affaticamento è spiegato nella teoria della successiva destabilizzazione (Luczak 1983).
L'andamento principale della fatica e del recupero è mostrato nella figura 2.
Figura 2. Andamento principale della fatica e del recupero
Prognosi di affaticamento e recupero
Nel campo dell'ergonomia c'è un particolare interesse nel prevedere la fatica in funzione dell'intensità, della durata e della composizione dei fattori di stress e nel determinare il tempo di recupero necessario. La tabella 1 mostra i diversi livelli di attività ei periodi di considerazione e le possibili ragioni dell'affaticamento e le diverse possibilità di recupero.
Tabella 1. Fatica e recupero dipendenti dai livelli di attività
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Livello di attività |
Periodo |
Fatica da |
Recupero di |
|
Vita lavorativa |
decenni |
Sforzo eccessivo per |
Pensionamento |
|
Fasi della vita lavorativa |
Anni |
Sforzo eccessivo per |
Solo |
|
Sequenze di |
Mesi/settimane |
Spostamento sfavorevole |
Fine settimana, gratis |
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Un turno di lavoro |
Un giorno |
Stress sopra |
Tempo libero, riposo |
|
Compiti |
Ore |
Stress sopra |
Periodo di riposo |
|
Parte di un compito |
Minuti |
Stress sopra |
Cambio di stress |
Nell'analisi ergonomica dello stress e della fatica per determinare il tempo di recupero necessario, considerare il periodo di una giornata lavorativa è il più importante. I metodi di tali analisi iniziano con la determinazione dei diversi fattori di stress in funzione del tempo (Laurig 1992) (figura 3).
Figura 3. Stress in funzione del tempo
I fattori di stress sono determinati dal contenuto specifico del lavoro e dalle condizioni di lavoro. Il contenuto del lavoro potrebbe essere la produzione di forza (ad esempio, durante la movimentazione di carichi), il coordinamento delle funzioni motorie e sensoriali (ad esempio, durante il montaggio o il funzionamento della gru), la conversione di informazioni in reazione (ad esempio, durante il controllo), le trasformazioni da input produrre informazioni (ad es. durante la programmazione, la traduzione) e la produzione di informazioni (ad es. durante la progettazione, la risoluzione di problemi). Le condizioni di lavoro comprendono aspetti fisici (ad es. rumore, vibrazioni, calore), chimici (agenti chimici) e sociali (ad es. colleghi, lavoro a turni).
Nel caso più semplice ci sarà un solo importante fattore di stress mentre gli altri possono essere trascurati. In questi casi, soprattutto quando i fattori di stress derivano dal lavoro muscolare, è spesso possibile calcolare le indennità di riposo necessarie, perché i concetti di base sono noti.
Ad esempio, l'indennità di riposo sufficiente nel lavoro muscolare statico dipende dalla forza e dalla durata della contrazione muscolare come in una funzione esponenziale legata dalla moltiplicazione secondo la formula:
con
RA = Indennità di riposo in percentuale di t
t = durata della contrazione (periodo lavorativo) in minuti
T = durata massima possibile della contrazione in minuti
f = la forza necessaria per la forza statica e
F = forza massima.
La connessione tra forza, tempo di mantenimento e indennità di riposo è mostrata nella figura 4.
Figura 4. Indennità di riposo in percentuale per varie combinazioni di forze di tenuta e tempo
Leggi simili esistono per lavoro muscolare dinamico pesante (Rohmert 1962), lavoro muscolare leggero attivo (Laurig 1974) o diverso lavoro muscolare industriale (Schmidtke 1971). Più raramente si trovano leggi comparabili per il lavoro non fisico, ad esempio per l'informatica (Schmidtke 1965). Laurig (1981) e Luczak (1982) forniscono una panoramica dei metodi esistenti per determinare l'indennità di riposo per il lavoro muscolare e non muscolare principalmente isolato.
Più difficile è la situazione in cui esiste una combinazione di diversi fattori di stress, come mostrato nella figura 5, che colpiscono simultaneamente la persona che lavora (Laurig 1992).
Figura 5. La combinazione di due fattori di stress
La combinazione di due fattori di sollecitazione, ad esempio, può portare a diverse reazioni di deformazione a seconda delle leggi di combinazione. L'effetto combinato di diversi fattori di stress può essere indifferente, compensativo o cumulativo.
Nel caso di leggi di combinazione indifferenti, i diversi fattori di stress hanno effetto su diversi sottosistemi dell'organismo. Ciascuno di questi sottosistemi può compensare la deformazione senza che la deformazione venga inserita in un sottosistema comune. La deformazione complessiva dipende dal fattore di sollecitazione più elevato e quindi non sono necessarie leggi di sovrapposizione.
Si ha un effetto compensatorio quando la combinazione di diversi fattori di stress porta a una deformazione inferiore rispetto a ciascun fattore di stress da solo. La combinazione di lavoro muscolare e basse temperature può ridurre lo sforzo complessivo, perché le basse temperature permettono al corpo di disperdere il calore prodotto dal lavoro muscolare.
Un effetto cumulativo si verifica se si sovrappongono diversi fattori di stress, ovvero devono passare attraverso un "collo di bottiglia" fisiologico. Un esempio è la combinazione di lavoro muscolare e stress da calore. Entrambi i fattori di stress influenzano il sistema circolatorio come un comune collo di bottiglia con conseguente sforzo cumulativo.
Possibili effetti combinati tra lavoro muscolare e condizioni fisiche sono descritti in Bruder (1993) (vedi tabella 2).
Tabella 2. Regole degli effetti combinati di due fattori di sollecitazione sulla deformazione
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Freddo |
Vibrazione |
Illuminazione |
Rumore |
|
|
Lavoro dinamico pesante |
- |
+ |
0 |
0 |
|
Lavoro muscolare leggero attivo |
+ |
+ |
0 |
0 |
|
Lavoro muscolare statico |
+ |
+ |
0 |
0 |
0 effetto indifferente; + effetto cumulativo; – effetto compensativo.
Fonte: adattato da Bruder 1993.
Per il caso della combinazione di più di due fattori di stress, che nella pratica è la situazione normale, sono disponibili solo conoscenze scientifiche limitate. Lo stesso vale per la combinazione successiva di fattori di stress (cioè l'effetto di deformazione di diversi fattori di stress che colpiscono successivamente il lavoratore). Per tali casi, in pratica, il tempo di recupero necessario viene determinato misurando parametri fisiologici o psicologici e utilizzandoli come valori integrativi.