Sicherheitsschuhe und Ergonomie: Die Auswirkungen der Ermüdung der unteren Gliedmaßen auf die Produktivität und die Gesundheit der Arbeitnehmer sowie die Folgen für die Schuhindustrie
Einführung
Müdigkeit am Arbeitsplatz betrifft 38 % der Arbeitnehmer in der gesamten Wirtschaft und kostet die Unternehmen in den USA jedes Jahr schätzungsweise über 101 Milliarden Dollar an Produktivitätsverlusten.1 In Branchen, in denen die Arbeitnehmer über längere Zeiträume stehen oder körperlich anspruchsvollere Aufgaben ausführen müssen, ist die Müdigkeit höher als in anderen Wirtschaftszweigen.
Warum ist Ermüdung der unteren Gliedmaßen wichtig?
Die Auswirkungen von Ermüdung auf die Produktivität von Arbeitnehmern werden oft nur auf zentraler Ebene betrachtet; an Arbeitsplätzen, die langes Stehen und körperlich anspruchsvolle Aufgaben erfordern, kann sich Ermüdung auf lokaler Ebene, einschließlich der unteren Gliedmaßen, jedoch erheblich auf die Produktivität und das Wohlbefinden der Arbeitnehmer auswirken. In einer Studie mit 407 Arbeitnehmern in der verarbeitenden Industrie berichteten 68 % der Arbeitnehmer über eine Ermüdung der unteren Gliedmaßen.2 Die Ermüdung der unteren Gliedmaßen beeinträchtigte auch 34 % der Arbeitnehmer bei Aktivitäten außerhalb der Arbeit, und 20 % suchten wegen ihrer Symptome ärztliche Hilfe.2 Darüber hinaus berichteten Arbeitnehmer, die über eine Ermüdung der unteren Gliedmaßen berichteten, über ein geringeres Engagement am Arbeitsplatz und eine geringere Arbeitszufriedenheit.2 Um die Produktivität zu maximieren und das Wohlbefinden der Arbeitnehmer zu verbessern, ist es erforderlich, am Arbeitsplatz Richtlinien und Verfahren einzuführen, die die Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz minimieren.
Ursachen für Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz
Gehen und Stehen
Ermüdung der unteren Gliedmaßen bei der Arbeit wird durch zwei Faktoren verursacht. Der erste ist die wiederholte und verlängerte Muskelkontraktion während des Arbeitstages durch das Gehen. Beim Gehen muss der Körper mehrere gegensätzliche Funktionen erfüllen: In der Belastungsphase muss er die Aufprallkräfte absorbieren und sich an den Untergrund anpassen. Um dies zu erreichen, nutzt er die synchronisierte Bewegung zwischen den Fuß- und Beingelenken durch kontrollierte Muskelkontraktion, um die Aufprallschwingungen zu dämpfen. Während dieser Phase speichern die Muskeln und Sehnen elastische Energie, die beim Rückfedern der Muskel-Sehnen-Einheit während des Abstoßens zurückgegeben wird. In Synergie mit diesem elastischen Rückstoß kontrahieren die Muskeln, um den Körper vorwärts zu treiben.
Der zweite Faktor bei der Entstehung von Ermüdung ist die Ansammlung von Stoffwechselprodukten oder Abfallstoffen durch die Ansammlung von Blut in den unteren Gliedmaßen bei längerem Stehen.3 Maßnahmen zur Minimierung von Ermüdung am Arbeitsplatz müssen mit der Funktion des Körpers in Einklang gebracht werden und die zahlreichen Faktoren berücksichtigen, die mit Ermüdung der unteren Gliedmaßen zusammenhängen.
Gestaltung der Fußbekleidung
An vielen Industriearbeitsplätzen werden Sicherheitsschuhe getragen, um sich vor traumatischen Fußverletzungen zu schützen. Schlechtes Design von Sicherheitsschuhen trägt jedoch erheblich zur Ermüdung am Arbeitsplatz bei. Für jede 100 g, die der Fuß zusätzlich wiegt, erhöht sich der Sauerstoffbedarf um 1 %, da zusätzliche Muskelarbeit erforderlich ist, um das zusätzliche Gewicht zu bewegen.4 Das Gewicht von Sicherheitsschuhen kann bei vergleichbaren Modellen um bis zu 300 g pro Seite variieren, was ausreicht, um den Ermüdungsgrad der Arbeitnehmer erheblich zu beeinflussen. Steifes Schuhwerk verändert auch die Taktik der Energieerzeugung des Körpers, indem es die Energieerzeugung im Knöchel verringert und die Arbeit in Hüfte und Knie erhöht, was zu einer geringeren Effizienz beim Gehen führt.5 Sicherheitsschuhe mit harten Sohlen erhöhen außerdem das Risiko der Ermüdung der unteren Gliedmaßen um das 2-fache. Dieser Anstieg ist vergleichbar mit dem erhöhten Risiko einer Ermüdung der unteren Gliedmaßen bei Arbeitnehmern mit einer Vorgeschichte von Arthrose der unteren Extremitäten.2 Harte Arbeitsoberflächen werden aufgrund der fehlenden Stoßdämpfung ebenfalls mit einem erhöhten Ermüdungsgrad der Arbeitnehmer in Verbindung gebracht. Die Optimierung des Schuhdesigns zur Minimierung der Ermüdungserscheinungen ist die kosteneffektivste Maßnahme zur Verringerung der Ermüdung der unteren Gliedmaßen bei der Arbeit.
Wie kann man die Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz verringern?
Gewicht der Fußbekleidung
Sicherheits- und Arbeitsschuhe können eine Schlüsselrolle bei der Verringerung der Ermüdung am Arbeitsplatz spielen. Sicherheitsschuhe können mit leichten Zehenschutzkappen aus Verbundwerkstoff hergestellt werden, die bis zu 40 Prozent leichter sind als Stahlkappen. Aufgrund der distalen Position der Zehenkappe hat eine Gewichtsreduzierung an dieser Stelle die größten Auswirkungen auf die Muskelarbeit. Das Gesamtgewicht von Schuhen kann durch geschicktes Design und Technik weiter minimiert werden, um das Gesamtgewicht und seine Auswirkungen auf die Ermüdung des Arbeiters weiter zu reduzieren. Schuhdesigns, die leicht sind und die notwendigen Schutzeigenschaften für die Anwendung bieten, sollten immer Vorrang haben.
Steifigkeit des Schuhwerks
Beim Gehen führen Fuß und Knöchel erhebliche Bewegungen aus, um sich der Bodenoberfläche anzupassen und Antriebskraft zu erzeugen. Schuhwerk, das die erforderliche Bewegung nicht zulässt, kann die Bewegungseffizienz verringern, indem es die Art und Weise verändert, wie der Körper die Kraft erzeugt.5 Aus diesem Grund sollte steifes Schuhwerk nicht mit der Sicherheit der Arbeitnehmer gleichgesetzt werden.5 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 in Schuhen
Damit die Dämpfung von Schuhen eine wirksame Rolle bei der Bewältigung von Ermüdungserscheinungen am Arbeitsplatz spielen kann, muss sie eine Funktionalität aufweisen, die mit dem natürlichen Gang des Trägers synchronisiert ist. Während des Gehens sind die Bodenreaktionskräfte durch ein Doppelhöcker-Kurvenmuster gekennzeichnet, wie in Abbildung 1 dargestellt. Während der ersten 20 Prozent der Bodenkontaktphase muss das Schuhwerk die Energie während der Belastung absorbieren und Muskelvibrationen reduzieren. Wenn sich der Körperschwerpunkt über den gewichtstragenden Fuß nach vorne bewegt, muss der Schuh die in der Ferse gespeicherte Energie zurückgeben, um die Entlastung des hinteren Fußes zu unterstützen und das Gewicht auf den vorderen Fuß zu verlagern, damit die Vortriebsphase beginnen kann. Wenn der Vorderfuß beginnt, das Körpergewicht zu tragen, muss der Vorderfuß des Schuhs Energie speichern und diese während der letzten 20 Prozent der Standphase zurückgeben. In ähnlicher Weise muss die Dämpfung des Schuhs bei längerem Stehen eine hohe Elastizität und Energierückgabe aufweisen, um die Ermüdung zu minimieren.6 Die Integration von stoßdämpfenden und energierückgebenden Eigenschaften macht einen bedeutenden Unterschied bei der Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz.
Zusammenfassung
Die Ermüdung der unteren Gliedmaßen betrifft mehr als zwei Drittel der Beschäftigten im verarbeitenden Gewerbe und beeinträchtigt die Produktivität bei der Arbeit und das allgemeine Wohlbefinden der Arbeitnehmer außerhalb der Arbeit. Schlecht konzipierte Sicherheitsschuhe tragen wesentlich zur Ermüdung am Arbeitsplatz bei, während leichte Schuhe der nächsten Generation die Ermüdung am Arbeitsplatz deutlich verringern können. Bei der Auswahl von Sicherheitsschuhen, die ein angemessenes Schutzniveau bieten, sollten Schuhe gewählt werden, die leicht und flexibel sind und über eine Dämpfung verfügen, die ein hohes Maß an Energie absorbiert und zurückgibt, um die Ermüdung der unteren Gliedmaßen am Arbeitsplatz zu minimieren.
Referenzen
1. Ricci JA, Chee E, Lorandeau AL, et al. (2007). Fatigue in the U.S. Workforce: Prevalence and Implications for Lost Productive Work Time. Journal of Occupational and Environmental Medicine 49(1), 1-10.
2. Gell N, Werner RA, Hartigan A, et al. (2011). Risk Factors for Lower Extremity Fatigue Among Assembly Plant Workers. American Journal of Industrial Medicine 54(3), 216-223.
3. Antle DM und Côté JN. (2013). Relationship Between Lower Limb and Trunk Discomfort and Vascular, Muscular and Kinetic Outcomes During Stationary Standing Work. Gait and Posture 37(4), 615-619.
4. Legg SJ und Mahanty A. (1986). Energy Cost of Backpacking in Heavy Boots. Ergonomics 29(3), 433-438.
5. Cikajlo I and Matjačić Z. (2007). The Influence of Boot stiffness on Gait Kinematics and Kinetics During Stance Phase. Ergonomics 50(12), 2171-2182.
6. Cham R und Redfern MS. (2001). Einfluss des Bodenbelags auf Stehkomfort und Ermüdung. Human Factors 43(3), 381-391.
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