Предыдущая часть документа
Из всего множества методов (механические, химические, биологические, агротехнические) наиболее приемлемыми для сухой и влажной почвы представляются механические, предполагающие выдергивание сорняков вручную, либо при помощи тяпки (Наг и Датт, 1979; Гите и Ядав, 1990). В случае с сухой почвой рабочий сидит на корточках, согнув в колене одну или обе ноги, и удаляет сорняки с использованием серпа или тяпки. На затопленных полях работники стоят в согнутом положении и удаляют сорняки руками или с использованием полольника.
Применение полольных орудий (плоскорез и грабли, пружинные зубья, полольники сгребающего типа) по сравнению с ручными операциями требует более значительных физических усилий, однако их эффективность намного выше. При работе вручную энергетические затраты составляют порядка 27 % общих возможностей человека, тогда как при применении различных полольников этот показатель достигает 56 %. Однако нагрузка относительно ниже при использовании ротационных полольников, которые позволяют обработать один гектар при затрате от 110 до 140 человеко-часов. Такое устройство состоит из одного-двух колес, лезвия, рамы и рукоятки. Усилие (нажатие или тяга) составляет порядка 5-20 кгс (1 кгс = 9,81 Н), темп работы - от 20 до 40 движений в минуту. Следует отметить, что для оптимизации рабочего процесса необходимо стандартизировать технические спецификации этих устройств.
Сбор урожая
Применительно к рису и пшенице на сбор урожая приходится 8-10 % общего числа человеко-часов. Несмотря на высокие темпы механизации, сильная зависимость от ручного труда (см. Рис. 64.18) будет продолжаться еще долгие годы. Для этого применяются такие орудия, как серп, коса и т.п. Коса имеет широкое распространение в силу ее способности захвата значительной площади посева, однако по сравнению с серпом работа с ней требует более значительных трудозатрат.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 64.18 Сбор пшеницы с использованием серпа
Пранаб Крумар Наг
--------------------------------------------------------------------------------
Популярность серпа определяется простотой его конструкции и техники работы. Серп представляет собой изогнутое лезвие с гладкой или зазубренной кромкой, прикрепленное к деревянной рукоятке, причем в различных регионах мира он имеет различную конструкцию, которая влияет на величину нагрузки на сердечно-сосудистую и респираторную системы человека. Производительность труда варьируется от 110 до 165 кв. м в час, что соответствует 90-60 человеко-часам на гектар. Работник занимает неудобное положение, которое может вызывать долгосрочные клинические осложнения на позвоночник и суставы конечностей. Уборка урожая в согнутом положении дает преимущества в скорости работы на сухих и затопленных полях, опережая работу на корточках приблизительно на 16 %, однако энергозатраты в согнутом положении на 18 % выше (Наг и др., 1988).
Несчастные случаи, рваные и резаные раны типичны для работы на уборке риса, пшеницы и сахарного тростника. Ручной инструмент предназначен в первую очередь для людей, пользующихся правой рукой, однако часто он применяется и левшами, которые не учитывают возможных последствий в области безопасности труда. Важными факторами конструкции серпа являются геометрия лезвия, его зазубренность, форма и размер рукоятки. Как показывают исследования в области эргономики, для серпа рекомендуются следующие параметры: вес - 200 г, общая длина - 33 см, длина рукоятки - 11 см, диаметр рукоятки - 3 см, радиус изгиба лезвия - 15 см, вогнутость лезвия - 5 см. для серпа с зазубренным лезвием: шаг зубьев - 0,2 см, угол наклона зуба - 60, отношение длины режущей поверхности к длине хорды - 1,2. Поскольку работы проводятся в экстремальных климатических условиях, вопросы здравоохранения и безопасности труда чрезвычайно актуальны для тропического земледелия. В течение долгих рабочих часов накапливается кардиореспираторная нагрузка. Экстремальные климатические условия и расстройства теплового характера только усиливают общую нагрузку на работника, снижая его работоспособность.
К уборочным машинам относятся косилки, измельчители, пресс-подборщики и т.д. Для сбора полевых культур также используются жатки с механическим приводом и на животной тяге. Уборочные комбайны (самоходные и на тракторной тяге) применяются в условиях интенсивного земледелия и дефицита рабочей силы.
Уборка сорго производится посредством среза колосовидной головки с последующим срезом самого растения, либо в обратной последовательности. Хлопок убирается вручную в 3-5 приемов по мере созревания коробочек. Сбор урожая картофеля и сахарной свеклы выполняется либо вручную (см. Рис. 64.19), либо с применением лапчатой бороны или копателя на животной или тракторной тяге. В случае с арахисом побеги выдергиваются вручную или при помощи копателя, после чего отделяются плоды.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 64.19 Сбор урожая картофеля с использованием ручной мотыги
Пранаб Крумар Наг
--------------------------------------------------------------------------------
Молотьба
В рамках молотьбы имеет место отделение зерна от колосовидной головки, которое может осуществляться древнейшими ручными методами - растирание колосовидных головок ногой, отбивка собранных растений о доску, топтание их животными и т.д. Обмолот зерна считается умеренно тяжелым видом работы (Наг и Датт, 1980). При ручном трепании риса/пшеницы (см. Рис. 64.20) отделяется порядка 1,6-1,8 кг зерна и 1,8-2,1 кг соломы в минуту.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 64.20 Обмолот риса цепом
Пранаб Кумар Наг
--------------------------------------------------------------------------------
Механические молотилки одновременно обеспечивают сепарацию зерна воздушным потоком. Молотилка с ножным приводом (ротационные и вибрационные) позволяет повысить производительность до 2,3-2,6 кг зерна (рис/пшеница) и 3,1-3,6 кг соломы в минуту. Работа на молотилке с ножным приводом (см. Рис. 64.21) более трудоемка, чем трепание вручную. Вращение педали и одновременная подача растений на вращающийся барабан требуют значительного мускульного напряжения. В эргономическом плане молотилка с ножным приводом модернизируется за счет придания работе ног повышенной ритмичности, чередования позиций сидя и стоя, а также снижения нагрузок. Оптимальный момент молотилки обеспечивается при усилии на барабан в размере 8 кг.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 64.21 Молотилка с ножным приводом в действии
Пранаб Крумар Наг
--------------------------------------------------------------------------------
Молотилки с механическим приводом постепенно внедряются в районах, где происходит "зеленая революция". Такие устройства, как правило, состоят из привода, блока молотьбы, блока воздушной сепарации, блока подачи материала и выпускного отверстия для очищенного зерна. Самоходные комбайны представляют собой комбинацию уборочного комбайна и молотилки для зерновых культур.
Несчастные случаи со смертельным исходом типичны для обмолота зерна с использованием молотилок с механическим приводом и силосорезок. Частотность травм от умеренных до тяжелых составляет 13,1 на одну тысячу молотилок (Мохан и Пател, 1992). Ротор представляет угрозу для рук и ног оператора. Питающий желоб расположен таким образом, что работник может при подаче растений занимать неудобное положение. Достаточно типичной причиной травматизма является ременный привод. В случае с силосорезкой оператор может получить повреждение при подаче силоса на ножи. Среди детей наиболее распространены травмы, полученные в результате игры с указанными машинами.
Рабочие нередко вынуждены стоять на неустойчивых платформах. При резком рывке или потере равновесия вес туловища смещает руки человека в сторону молотильного барабана/силосорезки. Молотилка должна быть спроектирована таким образом, чтобы питающий желоб находился на уровня локтя, а операторы стояли на устойчивых платформах. В частности, безопасность силосорезки может быть повышена за счет следующих мер (Мохан и Пател, 1990):
· размещение предохранительного ролика на желобе перед питающими вальцами;
· установка стопорного штифта для блокировки маховика при неработающей силосорезке;
· установка кожуха на привод и ограждения на ножи для предотвращения попадания в них конечностей и одежды.
При обмолоте арахиса оператор обычно держит растения в одной руке и отбивает их о стержень или решетку. При обмолоте кукурузы используются трубчатые молотилки. Работник держит устройство в руке и проталкивает сердцевину початка через устройство для отделения кукурузных зерен. Производительность такого оборудования составляет 25 кг/час. Ручные ротационные молотилки более эффективны - от 25 до 120 кг/час. Важными факторами для указанных устройств являются длина рукоятки, необходимое усилие, а также скорость работы кукурузной молотилки.
Сепарация зерна воздушным потоком
Сепарация зерна воздушным потоком являет собой процесс отделения зерна от шелухи при помощи ручного вентилятора, либо вентиляторов с ножным или механическим приводом. При работе вручную (см. Рис. 64.22) весь объем подбрасывается в воздух, а зерно отделяется от шелухи за счет их различного кинетического момента. Механический воздушный сепаратор может иметь либо ручной, либо ножной привод, причем оба варианта требуют приложения значительных усилий со стороны человека.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 64.22 Сепарация зерна воздушным потоком вручную 
Пранаб Крумар Наг
--------------------------------------------------------------------------------
К другим послеуборочным операциям относятся очистка и сортировка зерна, шелушение, обдирание волокон, лущение, очистка от кожуры, шинкование и т.д. В этих целях применяются различные виды ручного оборудования - картофелечистки и картофелерезки, очиститель кокосовых орехов и т.д. Шелушение включает разбивание оболочки и удаление семян (арахис, касторовые бобы). Шелушитель для арахиса отделяет ядра от шелухи. Шелушение вручную малопроизводительно - около 2 кг на человеко-час. Работники жалуются на физический дискомфорт, вызываемый продолжительным нахождением в сидячем положении или на корточках. Ротационные и вибрационные устройства имеют производительность от 40 до 60 кг в час. Лущение связано с отделением оболочки семени от внутренней части зерна (рис, соевые бобы). Традиционные лущильные машины для риса (с ручным и ножным приводом) не механизированы и широко применяются в сельских районах Азии. Максимально возможное усилие руки или ноги определяет размеры и прочие характеристики таких устройств. В настоящее время применяются также рисообдирочные машины с механическим приводом. В случае с некоторыми зерновыми культурами, например с голубиным горохом, внешняя оболочка очень плотно прилегает к зерну. Тогда процесс фигурирует как "очищение".
В случае со многими ручными орудиями труда большое значение имеют размер захвата и усилие, прилагаемое на рукоятки, например ножниц. Хотя многие травмы такого рода характеризуются как незначительные, последствия часто весьма болезненны и ведут к потере трудоспособности, поскольку лечение предоставляется в отложенном режиме. Модернизация ручного инструмента должна учитывать возможности деревенских мастеров. Применительно к устройствам с механическим приводом необходимо придавать должное значение аспектам безопасности. Предохранительная обувь и перчатки пока чересчур дороги и не подходят для фермеров тропической зоны.
Перемещение грузов вручную
Большинство видов сельскохозяйственной деятельности связано с физическим перемещением грузов (поднимание, опускание, подтягивание, толкание и перенос), которое чревато мускульно-скелетными нагрузками, падениями, повреждениями позвоночника и т.д. Травматизм в результате падения существенно возрастает, если высота падения превышает 2 метра, тогда как риски снижаются при падении на мягкую землю, сено или песок.
В сельской местности в порядке вещей перенос на расстояние в несколько миль грузов весом от 50 до 100 кг (Сен и Наг, 1975). В некоторых странах женщины и дети вынуждены носить воду на большие расстояния. Такие трудоемкие работы необходимо по возможности сокращать до минимума. При ношении грузов используются такие методы, как размещение их на голове, на бедре, на спине и на плече. Каждый из них ассоциируется с различными биомеханическими воздействиями и повреждениями позвоночника (Дюфо, 1988). В этой связи предпринимаются многочисленные попытки совершенствования методов ношения грузов на плече, разработки новых конструкций тачек и т.д. Наиболее прогрессивными методами представляются использование коромысла и ношение груза на голове, которые более эффективны, чем фронтальный хомут. Оптимизация груза для мужчин может быть осуществлена по номограмме, представленной на Рис. 64.23, которая основана на множественной регрессии с учетом кислородной потребности (независимая переменная), переносимого груза и скорости хождения (зависимые переменные). Результат может быть получен наложением масштаба на график. Для получения одной переменной величины необходимо знать две другие. Например, кислородная потребность в размере 1,4 л/мин (приблизительный эквивалент 50 % максимальной работоспособности человека) в сочетании со скоростью хода 30 м/мин указывают на оптимальный груз в 65 кг.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 64.23 Номограмма оптимизации нагрузки при переносе тяжестей на голове/коромысле с учетом скорости ходьбы и
потребности кислорода при выполнении работы
--------------------------------------------------------------------------------
Учитывая разнообразие видов сельскохозяйственных работ, значительное улучшение условий труда может быть достигнуто за счет определенных организационных мер, направленных на модернизацию инструмента и машин, методов работы, установки предохранительных устройств, оптимизации режима нахождения человека под воздействием неблагоприятных факторов и т.д. (Кристиани, 1990). Расширение эргономических исследований в отношении методов ведения хозяйства, инструмента и оборудования способно приумножить наши знания относительно того, каким образом можно улучшить здоровье миллиардов сельскохозяйственных рабочих, повысив при этом производительность и безопасность их труда. Таким образом, у нас появляется возможность целенаправленно преобразовать этот крупнейший и одновременно беднейший сектор мировой экономики с учетом профиля каждого региона. Только так могут фермеры получить необходимую системную подготовку - научиться избегать опасности трудового процесса и работать с использованием надежных технологий.