Wezen en streven: De arbeidsfysiologie omvat de studie van de fysiologie van het arbeidende organisme en de toepassing van de hierbij gedane vondsten bij de menselijke arbeid. Bij deze toepassing wordt gestreefd naar zo goed mogelijke arbeidsprestaties bij zo gering mogelijke beschadiging en slijtage door het werken, zodat een optimaal prestatievermogen zo lang mogelijk wordt geconserveerd.
Het prestatievermogen op fysiologische wijze op een optimaal peil te brengen en te houden, en het optimale gebruik van dit prestatievermogen vormen het doel van de arbeidsfysiologie. Kort gezegd streeft de arbeidsfysiologie er dus naar, het prestatievermogen en de productiviteit van de mens zo lang mogelijk op een zo goed mogelijk peil te houden.Men kan onderscheid maken tussen de fysiologie van de arbeid en de arbeidsfysiologie. De eerstgenoemde tak van wetenschap bestudeert het biologische gebeuren in het organisme bij de arbeid, terwijl in de arbeidsfysiologie het accent meer ligt op de practische toepassing van die fysiologische kennis bij de menselijke arbeid onder de hiervoor beschreven doelstelling. Zo kan men de fysiologie en fysiologische chemie van de spierwerking tot de fysiologie van de arbeid (of theoretische arbeidsfysiologie) rekenen en het doelbewuste toepassen van deze kennis bij de menselijke arbeid behoort dan tot de arbeidsfysiologie in engere zin (of practische arbeidsfysiologie).
Toepassing van de fysiologie en van het fysiologisch georiënteerde gedeelte van de psychologie bepalen in hoofdzaak het karakter van de arbeidsfysiologie en daar deze toepassing bij de mens plaatsvindt, is voor de hantering van de arbeidsfysiologie de arts, die een speciale studie van deze wetenschap heeft gemaakt, de aangewezen persoon.
Aangezien het object de mens is, heeft zich naast de arbeidsfysiologie, als noodzakelijke aanvulling, de arbeidspsychologie ontwikkeld, die echter in dit artikel niet besproken kan worden.
In fysiologisch opzicht kan geen onderscheid gemaakt worden tussen arbeid tot voortbrenging en arbeid als spel: arbeids- en sportfysiologie zijn dan ook in wezen hetzelfde.
De moderne arbeidsfysiologie, die haar voorlopers heeft gehad in o.a. Galileï, Coulomb en Lavoisier, die voor het eerst wees op het verband tussen de ‘oxydatie van het lichaam en de voortbren. ging van krachten, is van zeer recente datum en eerst in het begin van deze eeuw geboren. Onder de onderzoekers, die de eerste schreden van deze jonge wetenschap hebben geleid, mogen vooral J. Amar (schrijver van ‘Le moteur humain’jen E. At zier worden genoemd.
Een sterke prikkel voor het ontstaan van de arbeidsfysiologie kwam van technische zijde door de ontwikkeling van het Taylorisme. Taylor en zijn volgelingen wilden o.a.: door het uitvoeren van een arbeidsanalyse de menselijke arbeid in elementaire verrichtingen ontleden, om dan met behulp van de chronometer voor elke arbeid de snelste methode te kiezen, onder uitschakeling van alle onnutte, verkeerde of te langzame bewegingen.
Van fysiologische en psychologische zijde werd op het Taylorisme critiek uitgeoefend. Deze komt voornamelijk hierop neer, dat de menselijke factor wordt verwaarloosd. Voor de ‘menselijke machine’ gelden andere wetten dan voor de mechanische machine; het verschijnsel van de vermoeidheid vormt één van de grote verschillen. Het Taylorisme legt het accent vooral op tijd en snelheid; om te grote inspanning en oververmoeidheid te voorkomen is het echter nodig, het fysiologische potentieel van de mens te bepalen, terwijl van de taak dient te worden vastgesteld of deze in fysiologisch opzicht verantwoord is. In dit stelsel wordt de mens als machine beschouwd en de ‘menselijke machine’ aangepast aan de mechanische machine. Het omgekeerde, nl. het adapteren van de machines en werktuigen aan de mens, is echter te verkiezen.
Het Taylorisme gaf op twee wijzen een belangrijke stoot aan de ontwikkeling van de arbeidsfysiologie, nl.:
1. door het probleem van de rationele organisatie van de industriële arbeid aan de orde te stellen;
2. door de reactie op het negeren van de menselijke factor in het te mechanistische Taylorstelsel.
Juist op deze menselijke factor legt de arbeidsfysiologie het accent. Zoals naast de machine de technicus staat, zo moet naast de arbeidende mens de fysioloog staan, om hem te beschermen en tot optimale productiviteit te brengen. Het Taylorsysteem heeft tot doel een maximale productie, de arbeidsfysiologie daarentegen streeft naar een in fysiologisch opzicht optimale productie.
Een rationele organisatie van de industriële arbeid mag niet betekenen het produceren van steeds meer in steeds sneller tempo door steeds minder mensen, onder uitbuiting van de mens. Volgens onze huidige inzichten dient het streven gericht te zijn op een fysiologische rationalisatie en deze is nu juist het doel van de arbeidsfysiologie.
In de practijk is een van de belangrijkste schadebronnen de te grote inspanning met als gevolg oververmoeidheid, ontstaan door accumulatie van vermoeidheid. Voor een zeer belangrijk deel is het practische streven van de arbeidsfysiologie dan ook gericht op zo goed mogelijke prestaties bij zo gering mogelijke vermoeidheid. Daarbij gaat men in hoofdzaak te werk volgens twee zienswijzen, welke thans besproken zullen worden.
Bij de machine wordt de economie van haar arbeid bepaald door het nuttig effect, d.i. de verhouding tussen de verbruikte energie en de als uitwendige arbeid geleverde energie. Hoe groter het nuttige effect, hoe gunstiger de machine werkt. Dit beginsel kan men nu ook op de menselijke machine toepassen, zoals vooral door E. Atzler is gedaan. Volgens Atzler wordt de beste arbeidstoestand gekenmerkt door het grootste nuttige effect, en dan zou de arbeid het gunstigst worden uitgevoerd en de minste vermoeidheid geven.
Volgens dit beginsel van de energetische economie dient de arbeidsfysiologie in haar streven naar een fysiologische arbeidsrationalisatie dus te zoeken naar die arbeidsvoorwaarden en arbeidsvormen, waarbij het kleinste energieverbruik bij de arbeid plaatsvindt, resp. het grootste nuttige effect aanwezig is.
Voor de berekening van het nuttige effect moet men weten hoeveel energie het menselijk lichaam bij een bepaalde arbeid verbruikt, en hoeveel energie de geleverde uitwendige arbeid vertegenwoordigt. Het zal duidelijk zijn, dat dit laatste alleen maar kan worden bepaald bij goed meetbare arbeidsprestaties. Het energieverbruik bij de arbeid wordt vastgesteld door het totale energieverbruik te verminderen met dat in rust. Ook in rust consumeert het lichaam nl. voortdurend energie en wel ca 1 kcal (=kilocalorie= grote calorie) per uur per kg lichaamsgewicht, terwijl arbeid het energieverbruik doet toenemen.
De volgende voorbeelden geven een indruk van de toeneming van het energieverbruik bij beroepsarbeid:
kleermaker .... ca 45 kcal per uur schrijver .... ca 49 ‘’ tekenaar (staande) .... .... ca 73 ,, boekbinder .... ca 82 ,, instrumentmaker .... .... ca 92 ..
metaalbewerker .... ca 140 ,, schilder .... ca 145 ,, steenhouwer .... ca 300 ,, Voor verschillende soorten van menselijke arbeid werd ook het optimale nuttige effect vastgesteld. Dit bleek b.v. te bedragen bij:
gewichtheffen 8,4% vijlen 9,4 % duwen tegen loodrecht staande hefboom..14,0% trekken aan loodrecht staande hefboom …14,0% duwen en trekken aan loodrecht staande hefboom 24,7% draaien aan zwengel 20,0 % voortduwen van een wagen 27,0 % fietsen 27,0 % lopen 33,5% Met nadruk moet er op gewezen worden, dat deze waarden alleen maar onder de gunstigste arbeidsvoorwaarden worden bereikt.
Bij de practische toepassing voor een fysiologische rationalisatie gaat het er nu vnl. om (althans volgens het beginsel van de energetische economie), voor een bepaald soort werk die voorwaarden te vinden, waaronder de arbeid met het grootste nuttige effect, d.w.z. met het kleinste energieverbruik, wordt uitgevoerd. De aanpak van zo’n onderzoek zal met een eenvoudig voorbeeld, ontleend aan een arbeidsfysiologische studie over het optillen van gewichten, worden toegelicht.
De taak omvatte: een gewicht met beide handen aanpakken en — uitgaande van een bepaalde hoogte — dit tot een bepaalde hoogte optillen en neerzetten. Gevarieerd werden de uitgangshoogte, de hefhoogte en het gewicht (zie de eerste tabel ).
De tabel toont ons, dat de proefpersoon met het kleinste energieverbruik arbeidt, wanneer een gewicht van 13,85 kg, dat zich 1 m boven de grond bevindt, 50 à 100 cm wordt opgetild. Volgens het beginsel van de energetische economie wordt onder deze omstandigheden dus onder de beste voorwaarden gewerkt. Het nuttige effect blijkt het slechtst te zijn, wanneer de uitgangshoogte 0 is, d.w.z. wanneer het individu zich moet bukken en veel meer spiergroepen in actie moeten komen. Dit voorbeeld laat zien, hoe door betrekkelijk eenvoudige wijzigingen in een arbeidsproces een aanzienlijke verbetering van het nuttige effect kan worden verkregen.
Energieverbruik bij het optillen van gewichten onder verschillende voorwaarden (in kleine calorieën per kilogrammeter uitwendige arbeid)
UitgangsHefhoogte Gewicht in kg hoogte in cm in cm 9,15 13,85 18,95 24,05 28,56
50 76,78 57,55 47,92 42,64 42,87
0 100 59,30 47,25 40,99 38,26 42,10
150 48,31 39,02 36,07 36,87 39,68
200 44,47 37,26 34,93 36,56 40,69
50 50,69 42,60 38,16 37,88 41,16
50 100 38,68 33,46 32,29 34,68 38,61
150 36,15 31,88 36,17 36,17 38,74
100 50 31,87 29,32 29,80 33,39 41,01
100 32,40 29,36 30,03 32,48 35,49
150 50 38,31 32,93 34,39 40,80 50,93
Voor practische doeleinden kan men uit de gegeven tabel speciale tabellen afleiden. In de practijk zijn b.v. dikwijls de uitgangshoogte en hefhoogte vastgesteld, terwijl het op te tillen gewicht aan de vrije keuze van de arbeider wordt overgelaten. Uit de volgende tabel kan dan het optimale gewicht worden afgelezen:
Optimaal gewicht in kg Uitgangshoogte in cm Hefhoogte in cm
50 100 150 200
0 26,1 22,6 21,0 18,3
(44,5) (38,8) (36,6) (34,7)
50 22,2 17,7 16,4
(37,5) (34,0) (31,9)
100 15,8 15,0
(28,7) (29,0)
150 15,3
(34,2) Onder de getallen, die het optimale gewicht aanwijzen, staan getallen tussen haakjes, die het energieverbruik in kleine calorieën per kilogrammeter uitwendige arbeid uitdrukken. Volgens het beginsel van de energetische economie zijn de arbeidsvoorwaarden het best aan de menselijke machine aangepast, wanneer dit energieverbruik het kleinste is, en zulks blijkt bij de betrokken proefpersoon het geval te zijn bij het optillen van een gewicht van 15,8 kg van 100 naar 150 cm boven de grond.
Op soortgelijke wijze zijn voor verschillende werkzaamheden de voorwaarden vastgesteld waaronder het energieverbruik het kleinste en het nuttige effect het grootste is. Het nevenstaande staatje geeft hiervan enige voorbeelden.
Het instrumentarium dat bij arbeidsfysiologische onderzoekingen volgens het beginsel van de energetische economie wordt gebruikt, bestaat begrijpelijkerwijze in de eerste plaats uit toestellen ter bepaling van het energieverbruik, dat uit de gaswisseling (zuurstofverbruik en koolzuurproductie) wordt afgeleid. Daarnaast is het nodig de geleverde uitwendige arbeid te berekenen of te meten en in het laatste geval moeten dus arbeidsmeters (ergometers) worden gebruikt.
Het zojuist besproken beginsel is niet het enige geaccepteerde bij de fysiologische arbeidsrationalisatie. Volgens sommige onderzoekers, onder wie vooral de Russische arbeidsfysioloog E. Simonson genoemd moet worden, bestaat er geen algemene wetmatige betrekking tussen nuttig effect en vermoeidheid,en is het niet juist, dat de in energetisch opzicht meest economische arbeidsvorm steeds de minst snel vermoeiende is.
Er is dan ook een richting in de arbeidsfysiologie ontstaan, die tot leidend beginsel heeft genomen de vraag naar het arbeidsmaximum, d.i. het tot vermoeidheid geleverde arbeidskwantum. De aanhangers van deze richting zoeken naar die arbeidsvoorwaarden en arbeidsvormen, waarbij het arbeidsmaximum het grootst is en zij vragen zich dus af, welke arbeid het langst kan worden volgehouden, vóór vermoeidheid intreedt.
Het is hier niet de plaats om de beide besproken richtingen verder critisch tegen elkaar af te wegen. Alleen zij nog opgemerkt, dat de toepassing van het beginsel der energetische economie ook voedselbesparing betekent, en dat bij het zoeken naar het grootste arbeidsmaximum rechtstreeks wordt voldaan aan het practische streven der arbeidsfysiologie naar zo goed mogelijke prestaties bij zo gering mogelijke vermoeidheid.
Overigens heeft men erop gewezen, dat beide grootheden — nuttig effect en arbeidsmaximum — voor de practijk hun betekenis zullen hebben (Grosse-Lordemann en E. A. Milder). Wanneer voor de fysiologische rationalisatie een keuze uit verschillende arbeidsvormen dient te worden gedaan, dan zal — volgens de genoemde auteurs — zowel op het beste nuttige effect als op het grootste arbeidsmaximum gelet moeten worden, en dan zijn beide grootheden practisch even belangrijke factoren bij de beslissing.
Fysiologisch geschiktheidsonderzoek Voor het arbeidsfysiologische streven is uit de aard der zaak de keuze van geschikte arbeidskrachten van de Optimale arbeidsvoorwaarden bij: Duwen: 10 kg op 140 cm hoogte bij een handverplaatsing van 70 cm.
Trekken: 16 kg OP 140 cm hoogte bij een handverplaatsing van 70 cm.
Trekken van een wagen: belasting (wrijvingsweerstand) 14,5 kg bij een hoogte van de handgreep boven de grond van 100 cm en een verplaatsing van 60 m per minuut in 100 schreden.
Voortduwen van een wagen: belasting 14 tot 15 kg bij een hoogte van de handgreep boven de grond van 75—125 cm en een verplaatsing van 60 m per minuut in 100 schreden.
Optillen van een gewicht: 16 kg van 100 naar 150 cm boven de grond.
Dragen van een last: gewicht van de last 43 % van het lichaamsgewicht bij 85—90 schreden per minuut en een verplaatsing van 60 m per minuut.
Scheppen: gewicht van de schep 10—11 kg bij 17—18 scheppen per minuut; lengte van de steel van de schop ongeveer 64 cm; worp minder dan 2,5 m.
Draaien aan zwengel: ongeveer 31 (30-35) omwentelingen per minuut bij een zwengelstraal van 28,4 cm; as 114 cm boven de grond.
Lopen: 108 schreden per minuut bij een verplaatsing van 75 m per minuut.
Fietsen: 70-80 omwentelingen per minuut.
Vijlen: 70 streken per minuut.
grootste betekenis. Slechts in werk dat hem past, kunnen van een mens de beste prestaties verwacht worden, en wij moeten dus trachten de juiste persoon op de juiste plaats te brengen. Eén der taken van de arbeidsfysiologie is dus het fysiologische onderzoek naar de geschiktheid voor bepaald werk.
Hier moet echter worden opgemerkt, dat de arbeidsfysiologie het op dit punt nog niet ver heeft gebracht, als men tenminste de vorderingen van het fysiologisch georiënteerde gedeelte der psychotechniek buiten beschouwing laat. Momenteel is het psychologische geschiktheidsonderzoek veel verder ontwikkeld dan het zuiver fysiologische. Toch zijn wel enige methoden voor een fysiologische geschiktheidsdiagnose uitgewerkt, waarvan thans een paar voorbeelden volgen.
Om uit te maken, of iemand geschikt is voor een beroep dat lang staan vereist, onderzoekt men de invloed van verschillende houdingen op de bloed- en vochtcirculatie in de benen door het volume van voet of onderbeen te meten met behulp van eenplethysmograaf (d.i. een toestel, waarmee de veranderingen in het volume van een lichaamsdeel worden opgetekend). Normaal wordt b.v. gevonden, dat na 1 uur zitten het volume van de voet met 1% toeneemt, vergeleken met de liggende houding. Bij staan gedurende 1 uur bedraagt de volumevermeerdering gemiddeld 3,5%.
Nu blijken er mensen te zijn — overigens volkomen gezond — bij wie reeds bij zitten een volumevermeerdering wordt waargenomen, welke anders alleen maar bij staan wordt gezien. Dergelijke personen, met een zekere zwakte van de circulatie, moeten minder geschikt worden geacht voor beroepen, welke lang staan vereisen.
De geschiktheid tot zware lichamelijke arbeid wordt niet in de eerste plaats bepaald door een bijzonder sterke ontwikkeling der spieren, zoals veelal wordt aangenomen, doch door de werking van het circulatie-apparaat, dat tegen zware belastingen moet zijn opgewassen. Bij het geschiktheidsonderzoek voor beroepen en vormen van sportbeoefening waarbij zware spierarbeid te pas komt, staan functie-proeven van hart en bloedsomloop dan ook bovenaan. Deze variëren van betrekkelijk eenvoudige (polstellingen vóór en na een gedoseerde arbeid; bloeddrukmetingen en onderzoek van het gedrag van de bloeddruk onder bepaalde omstandigheden; proef van Schneider, waarbij zekere reacties van polsfrequentie en bloeddruk worden nagegaan) tot meer gecompliceerde methoden, waarbij de moderne verfijnde techniek van het onderzoek van hart en circulatie wordt toegepast.
Daarnaast kan men zich dan met behulp van toestellen, waarmee de spierkracht en andere kwaliteiten van de spieren worden onderzocht, oriënteren over de functionele geschiktheid van het spierapparaat, want voor het verrichten van zware arbeid zal men toch ook geen personen met te slap spierstelsel kiezen. Deze beide voorbeelden zijn voldoende om de werkwijze bij het fysiologisch geschiktheidsonderzoek toe te lichten.
Vergroting van het menselijke prestatievermogen Wij werken in de richting van het arbeidsfysiologische streven, wanneer wij trachten het arbeidsprestatievermogen, voorzover dat gebonden is aan de lichamelijke toestand van de individuen, op fysiologische wijze op een zo goed mogelijk peil te brengen en te houden. Eén van de manieren om dit te bereiken is de toevoer van voedingsstoffen naar kwaliteit en kwantiteit aan te passen aan de eisen van het arbeidende organisme. Het desbetreffende onderzoek en de practische verwerkelijking der resultaten behoren ook tot het terrein van de arbeidsfysiologie. Het zal duidelijk zijn, dat een bepaalde arbeid zekere eisen stelt aan de toevoer van koolhydraten, vetten en eiwitstoffen. Onder de andere voedingsstoffen die het organisme nodig heeft, blijken er echter ook te zijn die een grote betekenis hebben voor het prestatievermogen, zoals het onderzoek heeft geleerd.
Chemisch-fysiologische onderzoekingen hadden onthuld, dat organische fosforzuur-verbindingen een hoofdrol spelen bij de spierwerking en de vraag werd toen gesteld: kan door fosfaat-toediening het prestatievermogen groter worden? Inderdaad werd aangetoond, dat dit door een regelmatig voortgezette (extra) toevoer van fosfaten, vooral van organische fosforzuur-verbindingen, mogelijk is(G. Embden en medewerkers, E. At zier en medewerkers).
Recente onderzoekingen (H. Gounelle, W. Droesè) wijzen er op, dat door een ruimere toediening van vitamine B1 het prestatievermogen eveneens groter kan worden. Voorts werd vastgesteld, dat vitamine C van bijzonder belang is voor het prestatievermogen van de mens. Opdat het menselijke lichaam — wat de factor vitamine C aangaat — over een zo goed mogelijk prestatievermogen kan beschikken, dient zoveel van deze stof te worden toegevoerd, dat de verzadiging van het organisme met vitamine C voortdurend en onder alle omstandigheden is gewaarborgd (A. W.
J. H. Hoitink). Wij zullen volstaan met de besproken voorbeelden. Slechts moet nog worden opgemerkt, dat het gebruik van zekere middelen (vergiften, resp. farmaca, enz.), die de prestaties opzwepen, niet in de lijn ligt van de arbeidsfysiologie, die er naar streeft het prestatievermogen voortdurend en op fysiologische wijze op een zo goed mogelijk peil te brengen en te houden. En hiervoor komen alleen maar fysiologische middelen in aanmerking, zoals het toedienen van stoffen, die normaal ook worden opgenomen, doch waarvan de toevoer aan de grotere behoefte van het arbeidende organisme wordt aangepast; dus een naar stof en tcevoerswijze fysiologische toediening.
Hiermee zijn enige markante punten uit het terrein van de arbeidsfysiologie geschetst. De schrijver hoopt duidelijk gemaakt te hebben, dat de arbeidsfysiologie, in wezen de wetenschap van de economie van de menselijke arbeid, voor mens en maatschappij van de grootste betekenis is. A. W. J. H. HOITINK
J. Amar, Le moteur humain, 2de dr. 1923.
E. Atzler, Ergebnisse der Physiologie, dl 27, 1928 (blz. 709-779), dl 40,1938 (blz. 325-436), dl 41,1939(blz. 164-291).
