Clase magistral no. 2 Modulo II el Trabajador. Estudio de los Sistemas funcionales del Organismo y las Capacidades Psicofisiológicas para desarrollar trabajo. Unidad I




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fecha de publicación10.08.2016
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CLASE MAGISTRAL No. 2

MODULO II


El Trabajador. Estudio de los Sistemas funcionales del Organismo y las Capacidades Psicofisiológicas para desarrollar trabajo.

UNIDAD I.


1. Trabajo físico.

2. Sistemas funcionales del Organismo.

3. Capacidad de Trabajo Física y Gasto Energético.
Es evidente que si se pretende preservar la salud, el bienestar del trabajador, y al mismo tiempo alcanzar una eficiencia optima, es necesario, primeramente, conocer las características del organismo humano, sus limitaciones y capacidades para el trabajo.
Las diferentes ocupaciones o actividades laborales pueden tener un mayor o menor componente intelectual, pero en general el trabajo precisa del movimiento o al menos de la imposición de una fuerza contra una resistencia externa. La magnitud de la actividad motora depende del tipo de trabajo, pero aun en los trabajos donde el trabajador realiza fundamentalmente una actividad de control es necesario movimiento con la aplicación de ciertas fuerzas y con determinadas velocidades. En otras palabras el trabajo humano oscila en un amplio espectro que va de lo que es estrictamente mental, pasa por lo que es esencialmente psicromotriz y llega hasta lo que es predominantemente físico, cualquier actividad determinada puede variar en lo que respecta a su tipo o a su nivel de intensidad, afirman a que los niveles elevados de intensidad del trabajo aumentan las posibilidades de agotamiento y que los niveles bajos aumentan las de aburrimiento, con lo que los niveles intermedios resultan ser lo óptimos.

Bases de las actividades motoras humanas


La habilidad para realizar diferentes tipos de actividades motoras depende esencialmente de la estructura física del cuerpo (el esqueleto), los músculos del esqueleto, el sistema nervioso y los procesos propios del metabolismo.
Estructura del esqueleto:

El esqueleto consta de 206 huesos, algunas como estructura sirven fundamentalmente para albergar y proteger órganos esenciales del cuerpo, tales como el cráneo y las costillas, los otros huesos – los de las extremidades superiores e inferiores y los huesos de articulados de la columna vertebral que están relacionados fundamentalmente con la ejecución de actividades físicas y ellos son los que mas interesan a estos efectos.
El sistema muscular del esqueleto:

Los huesos están unidos a las articulaciones mediante ligamentos. Los músculos del esqueleto consisten en haces de fibras musculares que tienen la propiedad de ser contráctiles, las fibras de los músculos sirven para convertir la energía química en trabajo mecánico. Los dos extremos de cada músculo forman los tendones que, a su vez están unidos a los diferentes huesos del esqueleto de tal manera que, cuando activamos los mismos, estos actúan como lo haría una palanca mecánica.
El control nervioso de la actividad muscular:

Los nervios que forman parte de un músculo son de dos clases y se les denomina nervios sensoriales y nervios motores. Algunos de los nervios sensoriales están relacionados con las sensaciones cutáneas (tacto, calor, frío, dolor, etc). Los restantes nervios sensoriales son los receptores propios distribuidos entre los músculos. Los nervios motores controlan las acciones de los músculos.
La realización de actividades físicas depende de un aprendizaje que puede ser examinado desde un sistema jerárquico de coordenadas en dos etapas:

Primera: Programa ejecutivo (planteamiento del acto, bajo el control consciente del sistema nervioso central).

Segunda: Subrutinaria (trata del control de los movimientos específicos necesarios para llevar a cabo el acto físico en cuestión).
Metabolismo Muscular:

Proceso químico que convierte los alimentos de dos maneras denominadas trabajo mecánico y calor. Parte del trabajo mecánico se emplea en los procesos de respiración y digestión, otro trabajo mecánico es de empleo externo como el hecho de realizar tareas físicas. En cualquier caso generamos calor por lo general en cantidades que superan las necesidades del cuerpo y este superávit de calor debe ser eliminado por el cuerpo. La principal fuente de energía para la contracción muscular proviene de los carbohidratos y las grasas que contiene los alimentos que ingerimos (las proteínas intervienen muy poco) los procesos primarios de la nutrición convierten estos alimentos principalmente en glucosa o en un polímero de esta, el glucógeno. La conversión de glucógeno en energía consiste en una reacción química que finaliza produciendo ácido láctico, el cual ha de disolverse formando agua y dióxido de carbono. La conversión del glucógeno en ácido láctico no requiere oxigeno y se le llama anaeróbica, la disolución de ácido láctico en agua y dióxido de carbono es aeróbica.
En el momento en que se inicia la actividad física, los músculos pueden utilizar glucógeno que ya esta disponible, pero su cantidad, es decir la disponibilidad de glucosa es pequeña, de modo que si la actividad es continua, el cuerpo necesita tomar nuevas cantidades de estos elementos de la sangre junto con un suministro de oxigeno necesario para la segunda etapa. Cuando haya un adecuado suministro de oxigeno no existe acumulación de ácido láctico, si el nivel de actividad requiere mas oxigeno que el que proporciona la afluencia normal de la sangre a través del sistema cardiovascular, el sistema se reajusta hasta conseguir la demanda exigida sobre todo aumentando las respiraciones a fin de proporcionar oxigeno adicional a los pulmones y aumentando los latidos del corazón para bombear mas sangre a través de los conductos del sistema cardiovascular. El corazón bombea la sangre hacia los pulmones donde esta se carga de oxigeno que luego es transportado por la sangre hasta los músculos donde se necesita.

Si la proporción o duración de la actividad física dan como resultado una acumulación continua de ácido láctico, los músculos acabaran por no responder. Si la proporción de eliminación de ácido láctico no se equilibra con su formación, el oxigeno adicional debe ser suministrado una vez haya cesado la actividad a fin de eliminar el ácido láctico restante y restablecer las concentraciones normales de ATP y fosfato de creatina. (la cantidad de oxigeno necesaria para esto se llama deuda de oxigeno).
Metabolismo Basal:

La proporción que se necesita simplemente para mantener en un estado de inactividad, aunque varia de un individuo a otro el promedio en los adultos oscila por lo general entre 1500 y 1800 Kcal /día (Tuttle y Schottellus) a lo que sumado el gasto para llevar una vida sedentaria (8 horas de descanso en una cama) se podrían emplear unas 2400 Kcal al día. Lehmann estima las exigencias de metabolismo basal y ocio en unas 2300 Kcal al día.
Gasto Energético, consumo de energía en actividades físicas:

Durante la realización de trabajos pesados el gasto energético en comparación con la capacidad de trabajo físico es el principal limitativo de la actividad diaria, en el otro extremo están los trabajos ligeros o sedentarios cuya existencia depende de los niveles de mecanización y automatización, aun así muchas actividades u ocupaciones precisan todavía de un esfuerzo físico sustancial, ya sea como mínimo en momentos determinados o como acumulación de esfuerzos a lo largo del trabajo cotidiano. Cuando la actividad física humana se realiza en un trabajo, pone al menos, potencialmente en peligro la salud y la vida, ineludiblemente se debe proceder a alguna modificación en tal tipo de trabajo, ya sea un nuevo diseño mas adecuado, tanto del equipo como del espacio de trabajo, ya sea modificando los métodos, o bien mediante la reducción de los periodos de trabajo o de la velocidad a la que esta se efectúa.
La medición del gasto energético del trabajo se realiza generalmente por el método de la calorimetría indirecta, el cual se basa en el hecho de que la obtención de energía de los alimentos se debe a su oxidación con el oxigeno que se obtiene durante la respiración. La cantidad de energía obtenida por litro de oxigeno depende del tipo de alimento oxidado, pero en la práctica puede utilizarse un valor de 20 kj/l (4.8 Kcal/l ) STPD.
El método de calorimetría indirecta consiste en la medición de oxigeno del trabajador durante el trabajo y en la determinación del gasto energético, multiplicando por el valor calórico citado con anterioridad (20 kj/l (4.8 Kcal/l ) STPD).

El método de medición del consumo de oxigeno consiste en colectar aire aspirado en una bolsa impermeable (bolsa Douglas) durante el periodo de tiempo controlado. El trabajador respira con una boquilla conectada a una válvula y a la bolsa por tramos cortos de tuberías flexibles. La válvula de aire debe estar lo mas cerca posible de la boquilla para reducir el espacio muerto y la caída de presión en todo el sistema, la cual debe ser la menor posible para no dificultara la respiración ( 10 cm de H2 O).
La nariz se oprime con una presilla para evitar escapes de aire, el periodo de colecta de aire espirado debe estar entre los 30 y 60 segundos, aunque debe ser el mayor que se pueda, de acuerdo a la intensidad del trabajo y la capacidad de las bolsas destinadas para ello. El volumen de aire colectado se debe medir a través de un gasómetro, midiendo la temperatura del aire medido y la presión atmosférica en el local para hallar el volumen STPD.
Una pequeña muestra de aire de la bolsa se utiliza para determinar por métodos físicos o químicos, la concentración de oxigeno y frecuentemente la del CO2.
Una vez obtenida la concentración de O2 en el aire espirado se encuentra la diferencia con el aire atmosférico normal inspirado por el trabajador, que debe contener no menos del 20.9 % de O2. Obtenida la diferencia de la concentración de O2 (en %) se puede calcular su consumo por unidad de tiempo, disponiendo de la ventilación pulmonar en condiciones STPD. La modificación de la ventilación pulmonar a condiciones STPD puede hacerse fácilmente utilizando nomogramas como el desarrollado por Consolazio y otro (1963), el que permite hallar el factor STPD por el cual hay que multiplicar el volumen del aire saturado a temperatura y presión conocida (ATPS) para encontrar el volumen del aire seco a 0 ºc y 760 mm de mercurio. Ver el Manual de laboratorios donde se detalla el método explicado.
Otras posibilidades de estimar el gasto energético es el registro de alimentos consumidos y del peso corporal, y la utilización de tablas de actividades típicas en las que las tareas durante la jornada laboral pueden descomponerse.

Consumo de energía en las actividades generales del cuerpo

Los costos fisiológicos de algunas actividades cotidianas en kilocalorías por minutos (Edholm).

Dormir : 1.3

Sentado : 1.6

De pies : 2.25
La gráfica que aparece a continuación muestra las pulsaciones después de una carrera de 1600 m en la que 18 individuos desarrollaron velocidades situadas entre los 4.9 y los 15.2 km/h, el aumento del costo de energía aumenta de forma notable al alcanzar velocidades de 8.1 km/h y superiores. Además el tiempo de recuperación también aumenta notablemente.


R

i

t

m

o
c

a

r

d

i

a

c

o







Trabajo

Periodo de Recuperación





170
150

130
110


90

15.2




12







9.4




8.1


7.2















8 16 1 2 3 4 5


Distancia

Kilómetros

Tiempo, minutos


Clasificación de los trabajos físicos según frecuencia cardiaca y temperatura corporal (tomada en el recto) según ( Christensen ) :


Tipos de Trabajos

Frecuencia cardiaca

Pulsaciones / min.

Temperatura corporal

Muy Ligero

< 75

< 37.5 ºc

Ligero

75-100

< 37.5 ºc

Moderado

100-125

37.5 a 38.0 ºc

Duro

125-150

38.0 a 38.5 ºc

Muy Duro

150-175

38.5 a 39.0 ºc

Extremadamente Duro

> 175

>39.5 ºc


Para mantener el gasto de energía dentro de los limites razonables, de acuerdo a los tipos de trabajo existentes, se debe tener en cuenta según ( Christensen ) :




Tipos de trabajos


Consumo de Energía

Consumo de O2

Aproximado

litros /min

Kcal /min

Kcal/ 8 horas

Muy Ligero

supera 12.5

sobre 6000

sobre 2.5

Ligero

10.0-12.5

4800-6000

2.0-2.5

Moderado

7.5-10.0

3600-4800

1.5-2.0

Duro

5.0-7.5

2400-3600

1.0-1.5

Muy Duro

2.5-5.0

1200-2400

0.5-1.0

Extremadamente Duro

bajo2.5

bajo 1200

bajo 0.5


Al explicar los consumos máximos de energía a lo largo del periodo convencional de jornada de trabajo según Lehmann supone que el output energético máximo que puede suministrar un hombre a lo largo de este tiempo es de unas 4800 Kcal /día, restados de aquí los supuestos calóricos basales y de descanso, estimados en unas 2300 Kcal /día, queda un máximo de 2500 Kcal /día disponibles para el trabajo cotidiano, esto supone que se pueden gastar unas 5 Kcal por minutos. Aunque se propone como gasto normal 4.2 Kcal /min.
Capacidad de Trabajo Física:

El inicio de una actividad muscular determina el aumento del ritmo respiratorio y de la profundidad de las inspiraciones para lograr un mayor suministro de oxigeno a las células que se contraen. Simultáneamente ocurre un incremento del ritmo cardiaco para aumentar el flujo sanguíneo que transporta el oxígeno a las células. La sangre lleva a las células además del oxigeno, los nutrientes que suministraran la energía necesaria para la contracción, y recibe de las células las sustancias de desecho y el calor que producen las reacciones químicas en la célula.
Estas reacciones pueden ser aerobias o anaerobias, es decir con suministro inmediato de oxigeno o sin el. Las reacciones anaeróbicas producen ácido láctico que se debe procesar posteriormente, cuando esta disponible el oxigeno necesario. El uso de estas reacciones va en incremento con el aumento de la intensidad del trabajo muscular por lo que la concentración de ácido láctico en la sangre aumenta progresivamente con el incremento en la intensidad del trabajo. Las reacciones aerobias pueden mantener por tanto tiempo como este disponible el oxigeno y los nutrientes necesarios, pero si predominan las reacciones anaeróbicas el trabajo solamente puede continuar durante un tiempo relativamente corto, pues entre otros motivos la elevada concentración de ácido láctico impide la continuación de las contracciones.
Se da el nombre de Capacidad de Trabajo Física a la potencia máxima aeróbica, es decir, el máximo caudal de oxigeno que un individuo es capaz de inspirar, combinar con la sangre en sus pulmones y transportar por medio de la sangre a las células que se contraen.
Los dos criterios principales para evaluar el momento en que un individuo ha alcanzado su potencia máxima aeróbica son:

  • Los incrementos de la carga no provocan aumento del consumo de oxigeno.

  • La concentración de lactato en la sangre es de 8-9 milimoles por litro.


Se aclara que cuando en la actividad laboral se encuentran en contracción un número pequeño de músculos, la capacidad máxima para realizar trabajo puede ser mucho menor, ya que en este caso los músculos involucrados pueden ser sobrecargados sin que el gasto energético sea elevado, por esta razón en trabajos como estibar sacos de azúcar, cortar caña, etc no es posible que un individuo trabaje una jornada con la intensidad que requiere su consumo de oxigeno máximo, recomendándose como limite admisible una intensidad del 30 % del VO2 max y establecer limites a las fuerzas desarrolladas, posturas y duración.

La determinación de la capacidad de trabajo física se realiza generalmente mediante pruebas submáximas en un Veloergómetro o utilizando un escalón y buscando la relación entre el ritmo cardiaco y la carga de trabajo. “Ver descripción en el Manual de Laboratorios de la Asignatura”





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