Sicherheitsschuhe und Ergonomie: Die Auswirkungen der Ermüdung der unteren Gliedmaßen auf Produktivität und Gesundheit der Beschäftigten sowie die Folgen für das Schuhwerk
Einleitung
Arbeitsplatzbedingte Ermüdung betrifft 38 % der Arbeitskräfte in der gesamten Wirtschaft und verursacht Schätzungen zufolge jährlich über 101 Milliarden US-Dollar an Produktivitätsverlusten für Unternehmen in den USA. Branchen, in denen Beschäftigte längere Zeit stehen müssen oder körperlich anstrengendere Aufgaben ausführen, weisen höhere Ermüdungswerte auf als andere Wirtschaftssektoren.
Warum ist Ermüdung der unteren Gliedmaßen wichtig?
Die Auswirkungen von Ermüdung auf die Produktivität der Beschäftigten werden oft nur auf zentraler Ebene betrachtet; in Arbeitsumgebungen, die langes Stehen und körperlich anspruchsvolle Tätigkeiten erfordern, kann jedoch lokale Ermüdung, einschließlich der unteren Gliedmaßen, einen erheblichen Einfluss auf Produktivität und Wohlbefinden haben. In einer Studie mit 407 Produktionsmitarbeitern berichteten 68 % von Ermüdung der unteren Gliedmaßen. Die Ermüdung der unteren Gliedmaßen beeinträchtigte zudem 34 % der Aktivitäten der Beschäftigten außerhalb der Arbeit, und 20 % suchten wegen ihrer Symptome medizinische Behandlung. Außerdem berichteten Arbeitnehmer mit Ermüdung der unteren Gliedmaßen über geringere Arbeitsengagement und Arbeitszufriedenheit. Die Umsetzung von Richtlinien und Verfahren am Arbeitsplatz zur Minimierung der Ermüdung der unteren Gliedmaßen ist erforderlich, um die Produktivität zu maximieren und das Wohlbefinden der Arbeitnehmer zu verbessern.
Ursachen der Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz
Gehen und Stehen
Die Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz wird durch zwei Faktoren verursacht. Der erste ist eine wiederholte und lang anhaltende Muskelkontraktion während des Arbeitstages durch das Gehen. Beim Gehen muss der Körper mehrere gegensätzliche Funktionen erfüllen. In der Belastungsphase muss er Aufprallkräfte absorbieren und sich an die Oberfläche anpassen; dazu nutzt er eine synchronisierte Bewegung zwischen den Gelenken von Fuß und Bein mittels kontrollierter Muskelkontraktion, um Aufprallvibrationen zu dämpfen. In dieser Phase speichern Muskeln und Sehnen elastische Energie, die während der Vortriebsphase freigegeben wird, wenn die Muskel-Sehnen-Einheit zurückfedert. In Synergie mit diesem elastischen Rückstoß kontrahieren die Muskeln, um den Körper nach vorne zu bewegen.
Der zweite Faktor bei der Ermüdungsentwicklung ist die Ansammlung von Metaboliten oder Abfallprodukten aufgrund der Blutansammlung in den unteren Gliedmaßen während langen Stehens. Interventionen zur Minimierung der Ermüdung am Arbeitsplatz müssen mit der Funktionsweise des Körpers harmonisiert werden und die verschiedenen Faktoren berücksichtigen, die zur Ermüdung der unteren Gliedmaßen beitragen.
Schuhdesign
In vielen industriellen Arbeitsumgebungen werden Sicherheitsschuhe getragen, um traumatischen Fußverletzungen vorzubeugen. Schlechte Sicherheitsschuhkonstruktionen tragen jedoch erheblich zur Ermüdung am Arbeitsplatz bei. Für jeweils 100 g zusätzliches Gewicht am Fuß steigt der Sauerstoffbedarf um 1 %, da mehr Muskelarbeit erforderlich ist, um das zusätzliche Gewicht zu bewegen. Sicherheitsschuhdesigns können bei vergleichbaren Modellen um bis zu 300 g pro Seite variieren, was ausreicht, um bedeutende Unterschiede im Ermüdungsniveau der Beschäftigten zu verursachen. Starre Schuhkonstruktionen verändern zudem die Kraftgenerierungsstrategien des Körpers, indem sie die Kraftentfaltung im Sprunggelenk reduzieren und die Arbeit in Hüfte und Knie erhöhen, was zu einer geringeren Geheffizienz führt. Sicherheitsschuhe mit harter Sohle erhöhen zudem das Risiko, eine Ermüdung der unteren Gliedmaßen zu entwickeln, um das 2,6-Fache im Vergleich zu gedämpften Sicherheitsschuhen. Dieser Anstieg ist vergleichbar mit dem erhöhten Risiko für Ermüdung der unteren Gliedmaßen bei Beschäftigten mit einer Vorgeschichte von Arthrose in den unteren Extremitäten. Harte Arbeitsoberflächen sind ebenfalls mit höheren Ermüdungsniveaus verbunden, da ihnen eine ausreichende Stoßdämpfung fehlt. Die Optimierung des Schuhdesigns zur Minimierung der Ermüdung stellt die kosteneffektivste verfügbare Maßnahme dar, um Ermüdung der unteren Gliedmaßen bei der Arbeit zu reduzieren.
Wie kann man Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz reduzieren?
Schuhgewicht
Sicherheits- und Berufsschuhe können eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der Ermüdung am Arbeitsplatz spielen. Sicherheitsschuhe können mit leichten Sicherheitskappen aus Verbundmaterial hergestellt werden, die bis zu 40 % leichter sind als Stahlkappen. Aufgrund der distalen Position der Zehenschutzkappe hat eine Gewichtsreduzierung an dieser Stelle den größten Einfluss auf die Muskelarbeit. Das Gesamtgewicht des Schuhs kann durch cleveres Design und technische Konstruktion weiter minimiert werden, um dessen Einfluss auf die Ermüdung der Beschäftigten zu verringern. Schuhdesigns, die leicht sind und gleichzeitig die notwendigen Schutzeigenschaften für den Einsatz bieten, sollten stets Priorität haben.
Schuhsteifigkeit
Beim Gehen durchlaufen Fuß und Sprunggelenk erhebliche Bewegungen, um sich an die Bodenoberfläche anzupassen und Vortriebskraft zu erzeugen. Schuhdesigns, die die erforderliche Bewegung nicht zulassen, können die Bewegungseffizienz verringern, indem sie beeinflussen, wie der Körper Kraft erzeugt. Aus diesem Grund sollte steifes Schuhwerk nicht mit Mitarbeitersicherheit gleichgesetzt werden. Stattdessen sollte Schuhwerk mit angemessener Flexibilität im Vorfußbereich und im Schaft in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung gewählt werden, um eine angemessene Bewegung und einen effizienten Gang zu ermöglichen.
Dämpfung und Energierückgabe des Schuhwerks
Damit die Dämpfung des Schuhwerks wirksam zur Verringerung der Ermüdung beitragen kann, muss sie mit dem natürlichen Gang des Trägers synchronisiert sein. Beim Gehen sind die Bodenreaktionskräfte durch eine Kurve mit zwei Spitzen gekennzeichnet, wie in Abbildung 1 dargestellt. Während der ersten 20 % der Bodenkontaktphase muss das Schuhwerk Energie während der Belastung absorbieren und Muskelvibrationen reduzieren. Wenn sich der Körperschwerpunkt über den belasteten Fuß bewegt, muss das Schuhwerk die im Fersenbereich gespeicherte Energie zurückgeben, um das Entlasten des Rückfußes zu unterstützen und das Gewicht auf den Vorfuß zu übertragen, um die Vortriebsphase einzuleiten. Wenn der Vorfuß beginnt, das Körpergewicht zu tragen, muss dieser Bereich des Schuhs Energie speichern und sie während der letzten 20 % der Standphase zurückgeben. Ebenso muss die Dämpfung des Schuhwerks bei längerem Stehen eine hohe Elastizität und Energierückgabe aufweisen, um die Ermüdungsentwicklung zu minimieren. Die Kombination aus stoßabsorbierenden Eigenschaften und hoher Energierückgabe macht einen wesentlichen Unterschied bei der Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz.
Abbildung 1. Typische vertikale Bodenreaktionskraftkurve beim Gehen, vom Fersenauftritt bis zum Abstoß der Zehen.
Zusammenfassung
Die Ermüdung der unteren Gliedmaßen betrifft mehr als zwei Drittel der Produktionsmitarbeiter und beeinträchtigt sowohl die Produktivität am Arbeitsplatz als auch das allgemeine Wohlbefinden außerhalb der Arbeit. Schlecht konstruiertes Sicherheitsschuhwerk ist ein wesentlicher Faktor für arbeitsbedingte Ermüdung, während leichtes Sicherheitsschuhwerk der nächsten Generation eine deutliche Verringerung bewirken kann. Bei der Auswahl von Sicherheitsschuhen mit dem geeigneten Schutzniveau sollten Modelle gewählt werden, die leicht und flexibel sind und über eine Dämpfung verfügen, die sowohl hohe Energiemengen absorbiert als auch zurückgibt.
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