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
