2.1 Fisiologia Del Trabajo Gasto Energetico (1)

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LEY 19.404

• Constituyen trabajos pesados aquellos cuya realización acelera el

desgaste físico, intelectual o psíquico de quienes los realizan provocando un envejecimiento

precoz, aún cuando ellos no generen una enfermedad laboral

La ley 19.404 considera:

• Factores físicos

• Factores ambientales

• Factores mentales

• Factores organizacionales

FACTOR FISICO

• CONSTITUIDO POR LAS EXIGENCIAS DEL PUESTO DE TRABAJO QUE DEMANDAN UN ESFUERZO ADAPTATIVO FISIOLOGICO, REFLEJADO EN MAYOR GASTO ENERGETICO Y CON MODIFICACIONES DEL METABOLISMO

Tecnología apropiada

• Es aquella que permite buenos rendimientos y

calidad de los productos

sin provocar daño ni a las personas ni al ambiente

FISIOLOGIA DEL TRABAJO

• ACTIVIDADES MECANIZADAS

• TRABAJO REPETITIVO

• SOBRECARGA POSTURAL

• SEDENTARISMO

• BAJA APTITUD FISICA

• OBESIDAD

• NECESIDAD INCREMENTAR LA ACTIVIDAD FISICA

• ACTIVIDADES

MANUALES

• ALTO GASTO

ENERGETICO

• INGESTA DE ENERGIA

BAJA

• MALOS RENDIMIENTOS

• BAJOS SALARIOS

• NECESIDAD REDUCIR LA

CARGA FISIOLOGICA

TRABAJO PESADO

GASTO DE ENERGIA

CARGA FISICA

APTITUD FISICA

INTENSIDAD DEL ESFUERZO

GASTO DE ENERGIA

• Por convención internacional el gasto y la ingesta de energía deberían expresarse en Kilojoules (kJ).

• Sin embargo, habitualmente estas variables se expresan en Kilocalorías (kcal)

• 1 kcal = 4.186 kJ

METABOLISMO BASAL

• Es la energía mínima requerida por el organismo para mantenerse vivo en reposo absoluto y a temperatura constante.

• Para medir el metabolismo basal, la persona tiene que estar en reposo físico y psíquico, en ayunas de 12 horas y a una temperatura ambiente de 20 º.

El metabolismo basal varía de una persona a otra

Los factores más importantes son:

• el peso, • el sexo, • la edad • el estado de salud. • la composición corporal ejemplo, En términos generales, las personas de mayor tamaño con

más cantidad de músculos y órganos más grandes, tienen un MB mayor que las de menor tamaño.

Las personas de edad tienden a tener un MB más bajo que

cuando eran jóvenes, y las mujeres un MB menor que los varones, incluso sobre la base de kilogramo de peso corporal.

Sin embargo existen excepciones a estas generalidades.

METABOLISMO BASAL • Se estima un valor aproximado de:

– 1 Kcal por Kg de peso y hora en hombres – 0.9 Kcal. /Kg de peso por hora en las mujeres.

• Al multiplicar el peso por las Kcal y por 24 horas se obtienen las Kcal dia que necesita una persona en condiciones de reposo basal.

• Ejemplo: • Hombre 70 kg de peso • MB= 70 x 1 x 24 = 1680 Kcal día

• Mujer 55 kg de peso • MB = 55 x 0.9 x 24 = 1188 kcal dia

Ecuaciones de Harris Benedict para el cálculo del

metabolismo basal (kcal/día)

MB hombres = 66 + (13,7 x P) + (5,7 x T) - (6,8 x E)

P = peso en kg T = Talla en cms E= edad en años MB= metabolismo basal

Ejemplos: hombre P =70 kg; T= 170 cm; E= 20

MB = 66 + (13,7x70)+(5,7x170)-(6,8x20) = 1858 kcal día

hombre P =70 kg; T= 170 cm; E= 50

MB = 66 + (13,7x70)+(5,7x170)-(6,8x50) = 1654 kcal día

hombre P = 50 kg; T= 170 cm; E= 50

MB = 66 + (13,7x70)+(5,7x170)-(6,8x50) = 1380 kcal día

Ecuaciones de Harris Benedict para el cálculo del

metabolismo basal (kcal/día)

MB mujeres = 655 + (9,6 x P) + (1,8 x T) - (4,7 x E) P = peso en kg T = Talla en cms E= edad en años MB= metabolismo basal

Ejemplo: mujer P =60 kg; T= 160 cm; E= 20

MB = 655+ (9,6 x 60) + (1,8 x 160) – (4,7 x 20) = 1425

mujer P =60 kg; T= 160 cm; E= 50

MB = 655+ (9,6 x 60) + (1,8 x 160) – (4,7 x 50) = 1309

mujer P =50 kg; T= 160 cm; E= 50

MB = 655+ (9,6 x 50) + (1,8 x 160) – (4,7 x 50) = 1109

Tasa metabólica basal de varones y mujeres adultos, en relación a la estatura y al peso promedio aceptable por

estatura

18-30 años 30-60 años Más de 60 Estatura (m)

Peso (kg) kcal ( kJ)b/k/día kcal ( kJ)/día kcal( kJ)/k/día kcal( kJ)/día kcal( kJ)/k/día kcal( kJ)/día

Varones

1,5 49,5 29,0 (121) 1 440 (6,03) 29,4 (123) 1 450 (6,07) 23,3 (98) 1 150 (4,81)

1,6 56,5 27,4 (115) 1 540 (6,44) 27,2 (114) 1 530 (6,40) 22,2 (93) 1 250 (5,23)

1,7 63,5 26,0 (109) 1 650 (6,90) 25,4 (106) 1 620 (6,78) 21,2 (89) 1 350 (5,65)

1,8 71,5 24,8 (104) 1 770 (7,41) 23,9 (99) 1 710 (7,15) 20,3 (85) 1 450 (6,07)

1,9 79,5 23,9 (100) 1 890 (7,91) 22,7 (95) 1 800 (7,53) 19,6 (82) 1 560 (6,53)

2,0 88,0 23,0 (96) 2 030 (8,49) 21,6 (90) 1 900 (7,95) 19,0 (80) 1 670 (6,99)

Mujeres

1,4 41 26,7 (112) 1 100 (4,60) 28,8 (120) 1 190 (4,98) 25,0 (105) 1 030 (4,31)

1,5 47 25,2 (105) 1 190 (4,98) 26,3 (110) 1 240 (5,19) 23,1 (97) 1 090 (4,56)

1,6 54 23,9 (100) 1 290 (5,40) 24,1 (101) 1 300 (5,44) 21,6 (90) 1 160 (4,85)

1,7 61 22,9 (96) 1 390 (5,82) 22,4 (94) 1 360 (5,69) 20,3 (85) 1 230 (5,15)

1,8 68 22,0 (92) 1 500 (6,28) 20,9 (87) 1 420 (5,94) 19,2 (5,94) 1 310 (5,48)

Fuente: Organización Mundial de la Salud (OMS), 1985.

Media aceptable de peso por estatura; Índice de masa corporal (IMC = peso/altura2) = 22 en varones, 21 en mujeres

Cualquier actividad requiere energía por sobre el metabolismo basal.

Un calculo muy grueso del gasto energético diario se obtiene

multiplicando el gasto basal por los siguientes factores. .

Actividad

Hombres

Mujeres

Sedentarias 1.2 1.2

Livianas 1.55 1.55

Moderadas 1.8 1.64

Intensas 2.1 1.82

Estimación del gasto de energía diario

Hombre

Factor

MB

70 kg

20 años

MB=

1858 Kcal

70 kg

50 años

MB=

1654 Kcal

Mujer

Factor

60 kg

20 años

MB=

1425 Kcal

60 kg

50 años

MB=

1309 Kcal

Sedentario

1.2

2230 Kcal 1985 Kcal Sedentaria1.2

1710 Kcal 1571 Kcal

Liviano

1.55

2879 Kcal 2563 Kcal Liviano

1.55

2208 Kcal 1571 Kcal

Moderado

1.80

3334 Kcal 2977 Kcal Moderado

1.64

2337 Kcal 2147 Kcal

Intenso

2.1

3902 Kcal 3473 Kcal Intenso

1.82

2593 Kcal 2382 Kcal

Estimación del gasto de energía de actividades laborales y extra laborales

• Existen tablas con valores estándar, pero sólo dan valores aproximados y están sujetas a error.

• Estas tablas por lo general presentan valores de gasto energético de actividades expresado en Kcal/min o en Kcal/hora

Gasto de energía en trabajadores forestales chilenos expresados en kilocalorías por minuto

Gasto de energía (Kcal/hora)

Actividad Kcal/hora

Reposo 70

Sentado descansando 100

Digitando 140

Caminando (4.2 Km/h) 200

Ciclismo (9 Km/h plano) 300

Caminando 3% pendiente 350

Trotar (9 km/h) 570

GASTO DE ENERGIA DIARIO

ACTIVIDAD GASTO DE ENERGIA (Kcal/24 horas)

Reposo 1.200-1.700

Trabajos de oficina 2.000-3.000

Trabajos industrial 3.000-4.000

Construcción,

agricultura, forestal

4.000-5.000

¿Que valor de referencia tomamos?

Actividad n Promedio

Kcal/min

Mínimo

Kcal/min

Máximo

Kcal/min

Desrame con hacha

33 6.9 5,6 8,2

Volteo con motosierra

11 7.0 5,8 8,3

Apilado manual de trozos

29 7,1 5,9 8,3

Simulacro de incendios

12 7,2 5,5 8,7

Plantaciones

27 8,5 7,0 10,0

Si un trabajador desrama con hacha durante tres horas:

Desrame con hacha

Kcal/min Kcal/3 horas

Mínimo 5,6 1008

Promedio 6,9 1242

Máximo 8,2 1476

¡ Hay una diferencia de 468 Kcal entre el mínimo y el máximo y esto puede tener una fuerte en la

alimentación y en el rendimiento!

Por eso es importante evaluar el gasto de energía ya que provee información

sobre la carga fisiológica de trabajo y sobre los

requerimientos energéticos para llevarlo a cabo

Gasto de energía:

Calorimetría directa • Para este propósito se

emplea una cámara aislada donde el sujeto puede descansar o realizar ejercicio.

• Se inyecta aire humidificado constantemente mientras que el CO2 se absorbe con productos químicos.

• El calor producido es captado por una corriente de agua fría que fluye constantemente a través de un serpentín.

• La diferencia de temperatura entre el agua que entra y sale de la cámara refleja la producción de calor

CALORIMETRIA INDIRECTA

• EL GASTO DE ENERGIA SE PUEDE ESTIMAR MIDIENDO EL CONSUMO DE OXIGENO

• UN LITRO DE OXIGENO CONSUMIDO POR EL ORGANISMO EQUIVALE A UN GASTO DE ENERGIA CERCANO A CINCO KILOCALORIAS

PROCESOS AEROBICOS

C 6 H12 O6 + O2 ----> H 2O + CO2 + Energía

(Alimentos + Oxígeno ----> Agua + Anhídrido + Trabajo físico y Calor) Carbónico

PROCESOS ANAEROBICOS

C 6H 12 O6 ----------> 2 C3 H 6 O3 + Energía

(Glucosa ----------> Acido láctico + trabajo físico y calor)

CONSUMO DEOXIGENO

. VE (% O2AI -% 02AE)

VO2 =

100

Donde:

.

VO2 = Consumo de oxígeno (litros por minuto)

VE = Ventilación pulmonar (litros por minuto)

% O2 AI = Porcentaje de oxígeno en aire

inspirado

% O2 AE = Porcentaje de oxígeno en aire

espirado

EXPRESION DE LOS VOLUMENES GASEOSOS

• En Fisiología, habitualmente los volúmenes gaseosos se expresan en alguna de las siguientes condiciones:

• ATPS ( en la condición de temperatura y presión en que se midió)

• BTPS ( 37º C y 760 mmHg, seco)

• STPD (0ºC y 760 mmHg, seco)

CONVERSION DE UN VOLUMEN ATPS A STPD

PB mmHg TEMPERATURA (º C)

15 20 25 30

710 0.87 0.85 0.82 0.80

720 0.88 0.86 0.84 0.81

730 0.89 0.87 0.85 0.82

740 0.91 0.88 0.86 0.84

750 0.92 0.90 0.87 0.85

760 0.93 0.91 0.88 0.86

770 0.94 0.92 0.90 0.87

EJERCICIO

EJEMPLO CALCULO VO2

• TRABAJO: ACARREAR LADRILLOS EN

CARRETILLA

• Tiempo de evaluación = 2 minutos

• Volumen aire respirado = 80 litros

• % O2 aire espirado = 15%

• Temperatura = 20 ºC

• Pb = 740 mm Hg

• Factor STPD = 0.88

Calculo ventilación pulmonar

Volumen

VE = x Factor STPD Tiempo VO2 = VE (% O2AI -% 02AE)

100

Cálculo VO2 y gasto energía

VE = 80 x 0.88 = 35.2 l/min STPD

2

VO2 = 35.2 (21 - 15) = 2.1 l O2/min STPD

100

Gasto Energía = 2.1 x 5 = 10.5 Kcal/min

METODO DEL SACO DE DOUGLAS

El método aún se usa en laboratorios pero al evaluar trabajos reales es incómodo y puede alterar el ritmo normal de trabajo

RESPIROMETRO DE KOGRANYI Y MICHAELIS: El saco es reemplazado por un equipo que tiene incorporado un

medidor de volumen que dirige una pequeña porción a una bolsita de goma desde donde se analiza el oxígeno en el aire espirado

OXYLOG II:Los equipos de última generación son livianos y miden

directamente el consumo de oxígeno y la ventilación pulmonar minuto a minuto

VO2000 Pesa 740 gramos y permite control a

distancia

El uso de máscaras o válvulas respiratorias dificulta la medición de VO2

FRECUENCIA CARDIACA

• Se ha utilizado para estimar el gasto de energía por su relación lineal con el consumo de oxígeno.

• Sin embargo, tiene errores de estimación importantes que es necesario considerar

FRECUENCIA CARDIACA • LA RELACION ENTRE fC y VO2 VARIA

SEGÚN EL ESTADO FISICO.

• TAMBIEN VARIA SEGÚN LOS MUSCULOS QUE PARTICIPAN EN LA ACTIVIDAD.

• AUMENTA CON EL CALOR

• AUMENTA CON LA ANSIEDAD

Para igual consumo de oxígeno los sedentarios tienen fC más altas

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2

VO2 (litros/minuto)

100

110

120

130

140

150

160

170fC

(la

tid

os

/min

uto

)

Relación entre VO2 y FC en reposo, trabajo de brazos y trabajo de piernas

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2

VO2 (litros/minuto)

80

90

100

110

120

130

140

150fr

ecuencia

card

íaca (

latidos/m

inuto

)

Ejercicio brazos

Ejercicio piernas

DURANTE LA EXPOSICION A CALOR, PARA IGUAL CONSUMO DE OXÍGENO LA FRECUENCIA CARDÍACA ES

MÁS ALTA

0,9 1,3 1,7

VO2

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

fC1 = ejercicio a 20 grados Celcius

fC2 = ejercicio a 30 grados Celcius

Se estima que la frecuencia cardiaca

aumenta 2 latidos por minuto por

cada grado de temperatura a

partir de 21 grados Celcius

Promedio y desviación estándar para el consumo de oxígeno

medido y estimado a partir de la frecuencia cardiaca en distintas

actividades forestales.

Consumo de oxígeno (l/min STPD) Actividad

n Medido Estimado de fC

Promedio Desviación

Estándar

Promedio Desviación

Estándar

Desrame con hacha 33 1.38 0.27 1.38 0.32

Volteo con motosierra 11 1.39 0.25 1.43 0.28

Apilado manual de trozos 29 1.42 0.23 1.44 0.20

Simulacro de incendios 12 1.43 0.34 1.49 0.32

Plantaciones 27 1.69 0.30 1.67 0.38

Total 112 1.46 0.30 1.49 0.32

Diferencias no significativas ni para actividades ni para el grupo total; test t; p<0.05

FRECUENCIA CARDIACA

• EN SINTESIS:

• TIENE LIMITACIONES QUE TIENE PARA ESTIMAR EL GASTO DE ENERGIA

• ES UN BUEN INDICADOR DE LA CARGA FISIOLOGICA DERIVADA DEL TRABAJO FISICO, LA EXPOSICION A CALOR O DE UNA COMBINACION ENTRE AMBOS

% Carga cardiovascular

fC reposo

fC máxima 220- Edad

0% Carga Cardiovascular

100% Carga Cardiovascular

CARGA CARDIOVASCULAR

fC TRABAJO - fC REPOSO

% CC = X 100

fC MÁXIMA - fC REPOSO

• DONDE:

• CC = CARGA CARDIOVASCULAR

• fC = FRECUENCIA CARDIACA

Ejemplo trabajador minero

operador f lotacion

minutos

fre

cue

nci

a c

ard

íaca

(la

tido

s p

or

min

uto

)

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Frecuencia Cardíaca Promedio Mínimo-Máximo Desviación estándar

Jornada 101 77-158 13.2

Trabajo AM 100 81-158 12.5

Trabajo PM 105 82-156 12.6

EJERCICIO: Cálculo del % de carga

cardiovascular: Trabajador de 30 años

Frecuencia cardiaca (latidos por minuto): Trabajo= 101 Reposo = 60 Máxima estimada= 220- Edad 220-30 = 190

fCT-fCR

% CC = x 100 fCMax-fCR

101 - 60

% CC = x 100

190 - 60

% CC = 31.5%

METODO DE LAS DIEZ PULSACIONES

• Habitualmente cuando se mide la frecuencia cardíaca se cuenta un número variable de latidos en un tiempo fijo

• Por el contrario, con el método de las diez pulsaciones se cuenta un número fijo de latidos en un tiempo variable

CONVERSION DEL TIEMPO QUE TOMA CONTAR DIEZ LATIDOS A LATIDOS POR

MINUTO 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

3 200 194 188 182 176 171 167 162 158 154

4 150 146 143 140 136 133 130 128 125 122

5 120 118 115 113 111 109 107 105 103 102

6 100 98 97 95 94 92 91 90 88 87

7 86 85 83 82 81 80 79 78 77 76

8 75 74 73 72 71 71 70 69 68 67

9 67 66 65 65 64 63 63 62 61 60

Sistema telemétrico para registro de frecuencia cardíaca

REGISTRO DEFRECUENCIA CARDIACA

Registro de tiempos

Multimomento

Cronometraje

continuo

En el trabajo

Encuestas

actividad habitual

Registros

diarios

Recreación y sueño

Estudio de tiempos

Ficha Ergonómica

Mantenedor mecánico taller

Tiempo

Actividad Porcentaje

Inicio Término

8:30 8:51 Coordinación 5.2 %

8:51 9:00 Conducción de camión 2.2 %

9:00 9.21 Coordinación/instrucciones 5,2%

9:21 9:32 Revisa equipos 2,7%

9:32 9:42 Conduce camión 2.5%

9:42 10:08 Mantención de equipo: 6.4%

10:08 10:27 Trabajo en taller 4,7%

10:27 10:31 Desplazamiento con tambores 1%

10:31 10:43 Preparación de herramientas 3%

10:43 10:53 Conduce 2.5%

10:53 11:09 Coordina 3.9%

11:09 11:35 Conduce 5.9%

11:35 12:48 Colación 18%

12:50 13:04 Preparación de herramientas 3.4%

13:04 13:40 Reparación brazo hidráulico 8.8%

13:40 13:50 Conduce 2.5%

13:50 13:59 Taller de mangueras 2.2%

13:59 14:04 Conduce 1.2%

14:04 14:44 Repara cilindro de levante: Repara cilindro-maneja puente grúa-Utiliza pistola hidráulica

9.9%

14:44 15:15 Termina labores: Guardar equipos 7.7%

Tiempo total de evaluación

6 horas, 45 minutos

Las labores asociadas a la

actividad principal, tales

como mantención de partes

y piezas, revisión e

inspección, ocupan un

49,8% de la jornada.

Un 14,3% de la jornada

desarrolla labores de

coordinación y

administración

Un 15,6% del tiempo lo

utiliza para traslados.

Es importante destacar que

las labores de mantención,

al menos en el día en que

se realizó la evaluación, no

superaron los 40 minutos

(9,9%) de trabajo continuo y

que estuvieron separadas

por periodos de pausa.

Estudio de tiempo y carga física de trabajo

Promedio, mínimo, máximo y desviación estándar de la frecuencia

cardiaca y el porcentaje de carga cardiovascular (%CC).

Variables

Promedio Mínimo Máximo D.E

Frecuencia Cardiaca

Porcentaje de Carga Cardiovascular

116,8 88,00 151,0 11,70

45,8 22,58 73,4 9,44

Gráfico del Porcentaje de Carga Cardiovascular durante la jornada de trabajo

7:12 8:24 9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 16:48

Hora

20

30

40

50

60

70

80

Po

rce

nta

je d

e C

arg

a C

ard

iov

as

cu

lar

La carga cardiovascular

entre las 10:00 y las

10:48 , alcanza niveles

entre el 40% y el 65%,

momento en que el

trabajador estaba

realizando mantención

de equipo, trabajo en el

taller y desplazamiento

con tambores

Gráfico del Porcentaje de Carga Cardiovascular durante la jornada de trabajo

7:12 8:24 9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 16:48

Hora

20

30

40

50

60

70

80

Po

rce

nta

je d

e C

arg

a C

ard

iov

as

cu

lar

Entre las 13:00 y

13:45, la carga está

en niveles entre el

50% y 70% y esta

asociada a la

reparación del brazo

hidráulico,

Gráfico del Porcentaje de Carga Cardiovascular durante la jornada de trabajo

7:12 8:24 9:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 16:48

Hora

20

30

40

50

60

70

80

Po

rce

nta

je d

e C

arg

a C

ard

iov

as

cu

larEntre las 14:00 y

las 14:45 la carga

se situó entre los

45% y los 73%,

cuando repara

cilindro de levante

Variaciones de carga cardiovascular minuto a minuto

12:2812:57

13:2613:55

14:2414:52

15:2115:50

16:1916:48

17:1617:45

18:1418:43

19:1219:40

hora

0

20

40

60

80

100

% Carga Cardiovascular

Carga cardiovascular de dos trabajadores

12:00 13:12 14:24 15:36 16:48 18:00 19:12 20:24

Hora

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% C

arg

a C

ard

iova

scu

lar

%cc cucharero 1 %cc cucharero2

% de Carga Cardiovascular

65.2 % 73.3% 83.7% 85.9%