invloed van hitte belasting op het psycho-somatisch

INVLOED VAN HITTE BELASTING
OP BRANDWEER INTERVENTIE TEAMS
Kamiel VANWONTERGHEM
Cergo International - Mensana
PROBLEMEN bij BRANDBESTRIJDING zijn
GEKOPPELD AAN HITTE BLOOTSTELLING
=
WERK - MENS
SYSTEEM
TECHNISCH
PSYCHO-
ORGANISATORISCH
SOMATISCH
AKTIE
PROBLEMEN ?
BRANDWEER ACTIVITEITEN houden per DEFINITIE
RISICO’S in voor de BRANDWEERMAN omwille van een
ONEVENWICHT tussen BELASTING en CAPACITEIT
OVERBELASTING
+
ONDERBELASTING
Psychosomatisch
CAPACITEITEN
hitte
inspanning Risico
HITTE blootstelling
PROBLEMEN & RISICO’S voor INDIVIDU
- HUID-AANDOENINGEN
jeuk, prikkeling, lichte verbranding, blaasjes vorming, zweetklier ontstekingen,…
verzwakking…
Lichaams t ≈ 38.0 C
- HITTE LAST: KRAMPEN
voornamelijk in armen, benen, buikspieren .
Door het overvloedig zweten, verlies elektrolyten, natrium,…
Lichaams t > 38.5 C
HITTE blootstelling
PROBLEMEN & RISICO’S voor INDIVIDU
- HITTE UITPUTTING
overdadig zweten, hoofdpijn, duizeligheid, bleekheid, hyperventilatie,
braakneiging, tintelende extremiteiten, verzwakking , …
Lichaams t > 39 C
- HITTE BEROERTE
(SYNCOPE, HEAT STROKE) t -regeling stopt,
desoriëntatie,
polsslag, bloeddruk, ademhaling, shock, nierfalen,…
Lichaams t > 41 C = FATAAL?
BIJKOMENDE – ondergewaardeerde - RISICO’S – betreffende
EFFICIENT & VEILIG FUNCTIONEREN
- COGNITIEVE PROCESSEN: BEOORDELINGS fouten vermindering van de
efficiëntie in:
- het logisch redeneren
- het maken van fouten in aflezen van instrumenten
- het maken van berekeningen
- het maken van (in)correcte keuzes
- GEDRAGINGEN: INTERPRETERINGS fouten
- verminderde observatie van obstakels (visueel, auditief..)
- verlies van coördinatie in bewegingen
- fouten in gebruik ademhalingsapparatuur
- verlies in oriëntatie vermogen (duisternis, rook,..)
- SOCIAAL GEDRAG: BESLISSINGS fouten (hyperactief tot passief )
van over-sociaal tot a-sociaal (onverschilligheid)
FAKTOREN DIE HET EVENWICHT VERSTOREN
1. BEROEP-AKTIVITEIT-INSPANNING
1.
2.
3.
2.
TAKEN: o.a. energetische aspecten,
ORGANISATIE: o.a. duur, werk-rust schemata, team-werk, gezondheids- en
veiligheids risico’
OMGEVING: o.a. hitte, communcatie (lawaai),…
INDIVIDUELE CAPACITEIT
1. FYSIOLOGISCH: o.a. energetisch, thermoregulatie,…
2. PSYCHO-MENTAAL: o.a. cognitief functioneren, zintuigen
3. GEDRAG : o.a. nemen risico’s, coordinatie, …
SYSTEEM INTERACTIE
PERMANENT WEDERZIJDSE
BEINVLOEDING = WERK-MENS INTERACTIE
1. BEROEPSACTIVITEITEN
1.1. Opdrachten en taken
INTENSITEIT & INSPANNING
- Hoofd- en bij- taken:
vb. verplaatsingen, blusoperaties, verplaatsen van lasten,
slachtoffers, materialen, …
- Gebruik van Technische uitrusting
vb. ladders, blusslangen, beschermings kledij, persluchttoestel,
handgereedschap,….
1.2 . Organisatie: van bij oproep tot einde opdracht
- DUUR interventie, WERK-RUST schema, PLOEGsamenstelling,
COMMUNICATIE, COORDINATIE, voorschriften en procedures
-
1.3. - OMGEVINGS FAKTOREN: KLIMAAT
1.3.1. FYSISCH KLIMAAT: normaal & accidenteel (variabelen)
-
Temperatuur: ta, lucht (t , ∆t )
Temperatuur: tm, materialen, voorwerpen (t , ∆t )
Luchtvochtigheid: ϕ (g/m3 of % ) of tw (t , ∆t )
Straling (Uv-IR): tr (t , ∆t )
Luchtverplaatsing : Va (m/s)
1.3.2. UITWISSELING - EVENWICHT (Q) =
Q=M ± C±K ± R - E
-
M=
C =
K =
R =
E =
warmtebron (machines, metabolisme) (+)
convectie ( ) (stroming: lucht, water…)
conductie ( ) (vaste voorwerpen)
radiatie ( ) (straling UV, IR)
evaporatie-verdamping ( - ) afkoeling
1.3.2. FYSISCHE WARMTEUITWISSELING – OMGEVING (1)
CONVECTIE:
• ‘C’ (+ of -) warmte uitwisseling (stroming) tussen een lichaam en de
omgevende lucht- of water
• EFFICIENTIE bepaald door ∆t huid en bewegende lucht/water) & volume
Snel t verzadigd indien geen beweging: lucht = goede isolator
CONDUCTIE:
• ‘K’ (+ of -) warmte uitwisseling tussen vaste lichamen/voorwerpen
• Efficiëntie bepaald door de densiteit voorwerp, uitgeoefende druk,
volume en oppervlakte
• De uitwisseling is direct: hoe hoger ∆t des te sterker de opwarming/
afkoeling.
• Contact huid-vochtige kledij = conductie
1.3.2. FYSISCHE WARMTEUITWISSELING – OMGEVING (2)
STRALING:
• ‘R’ (+ of -) electromagnetische straling: (∆t )
• Ultra violet (UV) (100- 400 nanometer) opwarming = oppervlakkig.
• Weerkaatsting op licht-gekleurde oppervlakten
• Infra-rood (IR) (780 nanometer – 1 mm) grotere penetratie:
• Absorptie. Donkere kleuren absorberen gemakkelijk.
EVAPORATIE of Verdamping (E) = altijd negatief )
• Capaciteit bepaald door H2O verzadigingsgraad van de lucht: absoluut
(g/m2) of relatief (% maximale verzadiging)
• Afhankelijk van de lucht-t STERK KOELEND vermogen =
•1 l H2O ontneemt bij verdamping ca 600 Kcal (2500 kJ/l)
2. FYSIEKE ACTIE: lichamelijke prestaties
Vereiste CAPACITEITEN, voornamelijk de ENERGIE VOORZIENING
Metabole omzettingsprocessen om aan de JOB-VOORWAARDEN te kunnen
VOLDOEN en om de integriteit te verzekeren.
1.
SPIER VERMOGEN: KRACHT EN UITHOUDING
. houdingen (Statische spierarbeid)
. bewegingen (Dynamische spierarbeid)
. combinaties (Statisch/Dynamisch)
2.
ENERGETISCH VERMOGEN: O2 Opname capaciteit
3.
WARMTEHUISHOUDING: THERMOREGULATIE verzekert BALANS
tussen omgeving en lichaam
2.1. SPIER vermogen – VEREISTE CAPACITEITEN betreffen
- SPIERKRACHT EN UITHOUDING lokale vermoeidheid
(aerobe/anaerobe capaciteit – lactaat/verzuring)
- CARDIO-RESPIRATORISCH SYSTEEM:
lokale en algemene vermoeidheid (hartslag/ademhaling)
- RECUPERATIE (herstel na inspanning)
- BIOMECHANISCH functioneren (coördinatie, reactie-snelheid, …)
- PSYCHISCH-MENTAAL (vermoeidheidsgevoelens)
THERMISCHE IMPACT van SPIERARBEID bepaald door MECHANISCHE EFFICIENTIE
= RENDEMENT
- Dynamische Spierarbeid = 20 – 25 % (75-80% = WARMTE)
- Statische Spierarbeid = 0.1 – 3 % (> 95% = WARMTE)
- Combinaties statisch-mechanisch = 3 - 20%
2.2. ENERGETISCH vermogen – Metabolisme (1)
• OMZETTING van voedingsbestanddelen (koolhydraten, vetten, eiwitten) via
AEROOB proces,
• (M) Metabolisme ( zuurstofvoorziening) nodig voor basis functies en
SPIERARBEID.
INTRINSIEKE CAPACITEIT wordt uitgedrukt in
zuurstof – verbruik in l.O2/min
Basis gegeven = de maximale capaciteit - VO2max (l/min)
VO2 MAX = MAXIMAAL O2 OPNAME VERMOGEN
• bekomen tijdens een Maximale Inspanningstest (e.g ergofiets, roltapijt)
• VO2 op maximale hartslag (Hrmax) veelal gerelateerd aan het
lichaamsgewicht:
Goede conditie is bvb 45ml O2/kg/min
• MINIMALE conditie voor brandweermannen (Coprev)
• voor 45-50 j: gemiddelde = 33 ml.O2/kg/min
• top-sporters: > 80 ml.O2/kg/min
2.2.3. THERMISCH-ENERGETISCH vermogen van menselijk lichaam
= LAAG MECHANISCH RENDEMENT
a)
GEPRODUCEERDE WARMTE (INSPANNING)
energetisch rendement = per verbruikte l.O2/min komt er 4.83 Kcal/min
of 20 Kj vrij (1 kJ = 0.239 Kcal)
b)
SOORTELIJKE WARMTE van het menselijk lichaam = 0.83kcal/kg/t
= lichaamst + 1 C voor een gewicht van bvb 75 kg volstaat 63 Kcal/u
(75 kg * 0.83 kcal/kg)
c)
ABSOLUTE LIMIETEN: Kerntemperatuur (37) + en - 5 C
(<32 C en >42 C) gemiddelde = 37 COMFORT temperatuur aan HUID
oppervlakte = 33.5 C (> 45 C huid = brandwonden)
2.2.3. THERMOREGULATORISCH vermogen vb, (2)
METABOLISME bij:
- rust is zuurstofverbruik
- matige inspanning
- zware inspanning
Nieuwe eenheid
1 MET = 58.2W/m2
VO2 ca 0.25 l/min
VO2 ca. 1.00 l/min
VO2 ca. 1.20 l/min
- MET = 1
- MET = 4
- MET = 4.5
in geval van GEEN AFKOELING dan STIJGT de lichaams t op 1 uur met
Insp.
Rust
Matig
Zwaar
warmte productie (WP)
0.25*4.83*60 =
73 Kcal/uur
1.00*4.83*60 =
290 Kcal/uur
1.20*4.83*60 =
348 Kcal/uur
∆t C op 1 uur
73/63 =
+ 1.2 C
290/63 =
+ 4.6 C
348/63 =
+ 5.5 C
KRITISCHE ARBEIDS LIMIET = +1.5 °C (37.0 naar 38.5)
3 – THERMOREGULATIE – MENS-OMGEVING
Bij HITTE BLOOTSTELLING gelden eveneens de fysische natuur wetten van
thermoregulatie en moet men streven naar het EVENWICHT (bij brand +)
0= M
C
K
+/-
OMGEVING
(-/+)
R–E
+
METABOLISME
(+)
HITTE-BRON
(+)
Het menselijk gedrag wordt bepaald door een Informatie-processing systeem
dat zich baseert op
Thermoreceptoren
Verwerking
Actie/
Reactie
Aanwezig in HUID, BLOED, HERSENEN,….
• Absolute t en Relatieve ∆t
• THERMOSTAAT Registreert, interpreteert, slaat op en
ontwikkelt /regelt aanpassingen
• bloedstroom
• vochtgehalte
. Autonome aanpassing
. Cognitieve aanpassing
3. 1. DETECTIE: bij blootstelling
INPUT
a) Receptoren voornamelijk IN DE HUID
b) Verdeeld over lichaam (weefsels, bloed, … )
respectievelijk ∆t EN absolute t
KOUDE receptoren
- reageren op ~ 32 C
- reageren niet meer op < 5 C en > 38 C
- starten opnieuw op 45 C en 2de op 48 C
HITTE receptoren
- vanaf 30 C = warmtegevoel tot 45 C
- boven de 45 C omschakeling naar PIJN sensoren
en verbranding van de huid *(van roodheid tot verkoling ( van 1STE
tot 4de graad) afhankelijk van t , druk, duur, …)
3.2. MANAGEMENT van de THERMOREGULATIE
3 2.1. BIJ AFKOELING
a. Autonoom:
- bij DALENDE TEMPERATUUR (∆t ) = AFKOELING
- VASOCONSTRICTIE:
bloedstroom
huid
- STERKE AFKOELING: RILLINGEN = WARMTE productie
hartslag, bloeddruk
door vasoconstrictie
- OPRICHTEN HUIDHAAR (
luchtstroom)
b. Cognitief (beschermend)
- SPIERARBEID: warmte produceren
- ISOLEREN:
kledij ,
isolatie (CLO)
3.2.2. BIJ WARMTE OPNAME ( ∆t
)
Warmte balans afgifte is NOODZAKELIJK
(zie eerder gegeven dat bij RUST er een stijging is van 1.2 C indien GEEN afkoeling)
en gebeurt VOORNAMELIJK aan de periferie = HUID
a) Autonoom:
BLOEDSTROOM NAAR DE PERIFERIE
- VASODILATATIE: uitzetten van bloed-haarvaten
BLOEDDRUK, HARTFREKWENTIE = bloedstroom
huid (afgave via C, K, R)
- Bij falen (∆t ) activatie van ZWEET-klieren –
bevochtiging huid (VERDAMPING)
b) Cognitief: GEDRAG aanpassen, minder warmte produceren
FYSIEKE - AKTIVITEIT (spierarbeid, rust)
KLEDIJ ISOLATIE (CLO)
- VOCHTGEHALTE op peil houden
drinken, zoutgehalte,…)
3.3. MANAGEMENT van de THERMOREGULATIE COGNITIEF
Tertiaire Preventie = INDIVIDUELE BESCHERMINGSKLEDIJ
= extreme temperaturen (300 C en meer) laten
geen interventies toe… dus BESCHERMING
tegen hitte vanzelfsprekend. KLEDIJ vereisten:
-
Hitte bestendigheid
Waterdichtheid (X)
Ademend vermogen (Y)
Zelfdovend
Bestand tegen chemicalien
Helmen, handschoenen,…..
Meestal bestudeerd/geregeld/opgelegd/ via
normen en standards… eg. ISO, CEN, … voor
testen brandweeruitrusting: kledij/helmen, handschoenen,
schoeisel, pakken….
ISOLATIE PROBLEEM
R = radiatie
E = verdamping
?
I
S
O
L
A
T
I
E
C = convectie
K = conductie
VERSCHILLEN IN UITWISSELINGS-EFFICIENTIE
3.4. MANAGEMENT van de THERMOREGULATIE
- Probleem: BINNENKLEDIJ creëert MICRO-KLIMAAT: voortdurende
veranderende mogelijkheden met
als
impact omwille van
- bewegingen en inspanning,
- effecten van wisselende ‘buiten’-condities (schommelingen t ) ‘binnen’
(e.g. bezwete onderkleding)
die de uitwisselingsmogelijkheden beïnvloeden
M=
C =
K =
R =
E =
gewicht, bewegingslast… metabole warmte
geen stroming langs huid (laag ademend vermogen)
toenemend belang 95% direct huidcontact natte kledij
geen direct impact op huid
op de huid uitgesloten
Eventuele ‘koelings’ systemen indien te klein in omvang alleen een lokaal
effect weinig impact op geheel (compenseert direct: een deel
vasoconstrictie , er naast vasodilatatie)
3.4.2 KLEDIJ-ISOLATIE COMPLEXITEIT (1)
LUCHT Droog
CONVECTION
EVAPORATION
ISOLATIE
ABSORPTIE
(gemetaliseerd…)
BUITEN LAAG
REFLECTIE
Huid
BUITENLAAG
CLOTHING
ONDERGOED
CONDUCTIE
CONVECTIE
DROOG = CONVECTIE
NAT = EVAPORATIE
BINNENLAAG droog
CONVECTIE
NAT CONDUCTIE
IMPACT OP HUID IS
ZEER COMPLEX, VARIABEL MET
WISSELEND EFFECT VAN INTENSITEIT
EN VOCHTIGHEID
4. Conclusies (1)
1. EXTERNE FAKTOREN (taak, organisatie, omgeving)
aanpassing aan soort interventies (techniciteit, praktische opleiding en
organizatie manschappen) …. o.k.
2. CAPACITEITS TESTEN – opstellen Selectie CRITERIA
a) Intrinsieke fysische capaciteit
- VO2max = o.k. lab tests –criteria = JA
- Vaardigheidstests
- Sportproeven en praktijk tests: o.k, criteria = ???
b) Spierwerking: ….. ? Training kan MVC (maximale capaciteit van specifieke
spiergroepen) verhogen
Nood aan testen en metingen van inspanningen die in de praktijk
voorkomen
c) Warmte beheersing capaciteit … ?
Training in verhoogd t = hitte-acclimatisatie (
afkoelingsmogelijkheid
zweetproductie) =
Evolutie lichaamstemperatuur - harslagfrekwentie
HF t
40.0
200
39.5
180
39.0
160
38.5
140
38.0
120
37.0
100
36.5
80
RISICO =
Kritische
asymptoot
recuperatie HF
Duur
Conclusies (2)
3.
BESCHERMING DOOR WAARSCHUWING: tijdens interventies
Sensoren OP LICHAAM: prioritair: hartfrekwentie, temperatuur
 Alarmeren bij kritische drempels:
SENSOREN & COMMUNICATIE OPERATIONEEL CENTRUM
 Aangepaste acties van interventie teams : Leiding &
Brandweermannen
4.
ONDERZOEK: INVENTARISATIE van de INDIVIDUELE REACTIES TIJDENS het
werk (oefeningen als in reëele interventies) data bank basis voor
PLANNING
 Taak – analyse (operaties en tijdsbesteding-duur)
 Hartfrekwentie (inspanning als tijdens rust of inactiviteit): voorbeeld
Berekenen %CVL (cardio-vasculaire last) en recuperatie vermogen
(welke onderdelen zijn het meest kritisch)
 Temperatuur-metingen (lichaams- en kledij temperatuur)
 Centrale t (binnenoor?) & huid t GEEN CRITERIA
 Gewichtsverlies: voor, tijdens, na de inspanning GEEN CRITERIA
 Registreren van subjectief ervaren problemen & incidenten ?
Conclusies (3)
5.
ONDERZOEK van MOGELIJKE PROBLEMEN
 Spierbelasting: bepalen intensiteit niveaus verschillende
brandweertaken (vb. dragen van lasten, verslepen van slangen,
blussen met slangen verschillende Ø, gewicht, tegendruk, enz…
EMG vergelijken met EMG max en opstellen van CRITERIA (% max)
 Uittesten nieuwe producten (kledij met- en zonder afkoeling… indien
beschikbaar) en evaluatie van thermische efficientie.
Aandacht voor compenserende (koude-warmte) effecten
 Uittesten – op energetisch vlak – nieuwe apparatuur, toestellen,
materialen, e.d.m.
Doel:
- de brandweerinterventies OPTIMALISEREN (inspanning-duur)
- gekende hitte risico’s minimaliseren
HITTE UITPUTTING VERMIJDEN
9/11
MET DANK VOOR DE AANDACHT