Hou het hoofd koel met de Predicted Heat Strain (PHS) App

De blootstelling aan warmte evalueren is niet zo evident. Deze tekst vergelijkt de klassieke WBGT-methode met de complexere PHS-methode. Deze laatste methode kan, in tegenstelling tot de WBGT, gebruikt worden voor risicoanalyse en is dankzij een app makkelijk toe te passen.;

Regelgeving
De regels over het werk bij hoge omgevingstemperaturen zijn vastgelegd in Titel 1 betreffende de thermische omgevingsfactoren van Boek V van de Codex over het Welzijn op het Werk (het vroegere Koninklijk Besluit van 4 juni 2012). De actiewaarden voor blootstelling aan warmte zijn vastgelegd uitgaande van de WBGT (Wet Bulb Globe Temperature)-index in functie van de fysieke werkbelasting (Tabel 1). De actiewaarden hebben als doel om de gezondheid van de werknemer te beschermen, het zijn fysiologische grenzen waarboven het risico op gezondheidseffecten reëel is. Het is geen index voor thermische comfort. Bij thermisch ongemak heeft het weinig zin om die actiewaarden te gebruiken, maar kunnen de PMV (Predicted Mean Vote) en PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) bepaald worden volgens de bekende ISO-norm 7730.


Tabel 1: actiewaarden voor blootstelling aan warmte

 

Fysieke werkbelasting

Maximale WBGT-index

Licht of zeer licht

29

Half zwaar

26

Zwaar

22

Zeer zwaar

18

 

Als de maximale WBGT-index overschreden wordt, moet de werkgever collectieve en persoonlijke beschermingsmiddelen voorzien, gratis verfrissende dranken verstrekken en binnen de 48 uur een verluchtingsssysteem in de werklokalen installeren. Het is uitermate belangrijk om een plan van aanpak ter beschikking te hebben voordat het warm weer de kop opsteekt (preventief actieplan). Bij warmte van klimatologische oorsprong, gebeurt het in België zelden dat de maximale WBGT-index overschreden wordt.

Warmtebelasting op de werkplek
Warmtebelasting komt veel voor in industrieën waar hoge procestemperaturen nodig zijn voor de belangrijkste productieprocessen, waar tijdens het productieproces veel vocht vrijkomt, of waar de werkomgeving bijdraagt aan hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid. Ook bij het dragen van koudebeschermende kledij in koude werkplekken of beschermende kledij kan er warmtebelasting zijn. Vanzelfsprekend bij werknemers die tewerkgesteld worden in het warme(re) buitenland en indien er speciale omstandigheden zijn bij normaliter comfortabele omstandigheden, zoals een extreem hete zomer of een kapotte klimaatinstallatie.
Warmtebelasting wordt veroorzaakt door diverse factoren, waarvan de klimaatfactoren de belangrijkste zijn (luchttemperatuur, stralingstemperatuur, luchtvochtigheid en luchtsnelheid). De overige factoren die van invloed zijn, zijn de uit te voeren werkzaamheden en de lichamelijke inspanning die daarbij vereist is, de kleding die wordt gedragen, de werkomgeving, maar ook persoonlijke factoren zoals conditie, leeftijd, gewicht, vochtbalans, acclimatisatie, ziekten en gebruik van medicatie. Om een goede beoordeling te maken van de warmtebelasting van werknemers of om een goed advies te geven over vermindering van de belasting is het van belang inzicht te krijgen in deze factoren, en de invloed ervan op de warmtebelasting van de werknemers.

Beoordelen van warmtebelasting op de werkplek

Sobane-strategie
Het is kaart brengen van risico’s op het gebied van thermische belasting of klimaatgerelateerde gezondheidsrisico’s begint met het uitvoeren van een goede inventarisatie. De observatiemethode van het Europese ‘BIOMED research programme’ is gebaseerd op de SOBANE 4-fasen strategie:
(1) Screening, (2) OBservatie, (3) ANalyse en (4) Expertise.
Screening is de inventarisatie van de werkplekken met problemen op het gebied van klimaat, de bronnen van warmtebelasting. Door een rondgang door het bedrijf, checklisten of door interviews met werknemers kunnen eventuele problemen aan het licht komen.
Observatie gebeurt met behulp van een scorelijst om zicht te krijgen op mogelijke knelpunten (Tabel 2). Het is een hulpmiddel bij het verbeteren van de klimaatomstandigheden. Het is geen risicoanalyse! Op basis van deze observatiemethode kan een beargumenteerde beslissing genomen worden of het noodzakelijk is om de situatie verder te analyseren en/of te meten.
Analyse evalueert de in fase 2 geobserveerde knelpunten. Voor de evaluatie van klimaatbelasting zijn verschillende normen beschikbaar.
Expertise is noodzakelijk als er problemen bij de analyse opduiken die niet direct met maatregelen ten aanzien van klimaat, kleding, werktempo en werk-rustschema’s op te lossen zijn.


Tabel 2: SOBANE-scoresysteem

Score

- 3

- 2

- 1

0

1

2

3

Factor

Risico overmatige koude

Ideale zone

Risico overmatige warmte

Luchttempertuur

 

 

 

 

 

 

 

Relatieve vochtigheid

 

 

 

 

 

 

 

Thermische straling

 

 

 

 

 

 

 

Luchtsnelheid

 

 

 

 

 

 

 

Werkbelasting  (M)

 

 

 

 

 

 

 

Kleding (clo)

 

 

 

 

 

 

 

Mening werknemers

 

 

 

 

 

 

 

 

WBGT-methode

NBN ISO 7243
Vaak wordt de norm NBN ISO 7243: 1996 genoemd, ofwel de WBGT-methode. Deze methode maakt een koppeling tussen een inschatting van het metabolisme (interne warmteproductie) en metingen van temperatuur, luchtvochtigheid en stralingswarmte met een WBGT- of vochtige globethermometer. Deze norm is een ‘verkennende’ empirische hitte index die de externe warmtbelasting bepaalt waaraan iemand wordt blootgesteld. Met de methode kan het gemiddelde effect van warmte op de werknemer worden bepaald gedurende periode die representatief is voor de uit te voeren activiteiten.  De norm is goed toepasbaar op groepsniveau. Aan de uitkomst kan echter geen absolute waarde worden gehecht. De norm beveelt aan om de metingen uit te voeren in de periode die correspondeert met de maximale externe warmtebelasting.  De meeste werkgevers beschikken niet over de juiste apparatuur om de natuurlijke natte temperatuur en globetemperatuur te bepalen. In de screeningsfase kan de werkgever zelf droge luchttemperaten en relatieve vochtigheden bepalen, en aldus de stralingstemperatuur proberen ‘inschatten’. Dit resulteert is een benadering gebruik makende van verschillende algoritmes, die ook verschillende eindresultaten opleveren.

Parameters
De WBGT-index wordt bepaald uit 3 klimaatparameters, namelijk de natuurlijke natte luchttemperatuur (tnw), globetemperatuur (tg) en luchttemperatuur (ta) volgende de onderstaande formules:
Bij afwezigheid van zonnestraling (doorgaans binnen): WBGT = 0,7tnw + 0,3tg
Bij aanwezigheid van zonnestraling (doorgaans buiten): WBGT = 0,7tnw + 0,3tg + 0,1ta
Bij niet homogene omgeving (> 5% verschil in de meetwaarden tussen hoofd (1,7 m), buik (1,1 m) en enkels (0,1 m)): WBGT = (WBGThoofd + (2 x WBGTbuik) + WBGTenkels) / 4 
De WBGT-index dient te worden bepaald gedurende 1 uur, bij voelbare luchtbeweging en bij geacclimatiseerde personen.
Daarnaast zijn in de norm, als richtlijn, diverse werk/rustcycli vastgesteld voor de referentiewaarden van WBGT.

Tabel 3: richtlijn voor werk-rustschema's

Afwisseling in het werk

WBGT-indexwaarden

Licht werk

Halfzwaar werk

Zwaar werk

Zeer zwaar werk

45 min werk – 15 min rust

29,5

27

23

19

30 min werk – 30 min rust

30

28

24,5

21

Als de referentiewaarden worden overschreden dan dient de externe warmtebelasting op de werkplek direct te worden verminderd door maatregelen te treffen, en wordt aanbevolen de werksituate verder te onderzoeken met de methode beschreven in de norm ISO 7933. Tabel 4 somt alle voor- en nadelen op van de WBGT-methode.


Tabel 4: voor- en nadelen van de WBGT-methode

Voordelen

Nadelen

Internationaal aanvaarde Hittestress Index

Vereist specifieke instrumenten

Wereldwijd gebruikt (o.a. American Conference  of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH)

Blootstellingslimieten zijn gebaseerd op een specifiek instrument

Goed screeningsinstrument

Limieten zijn niet altijd lineair gerelateerd aan klimaat

Eenvoudige interpretatie van werktijd

Goedkope meetinstrumenten leveren een te hoge of te lage waarde op

Kan bepaald worden aan de hand van weerdata

Complexe algoritmes dienen aangewend te worden om WBGT te bepalen aan de hand van weerdata

 

Geen risicoanalyse tool

Aangepast naar: Holmér I, Global Health Action, 2010

PSH-methode

NBN EN ISO 7933
De norm NBN EN ISO 7933 : 2004 - Ergonomie van de thermische omgeving - Analytische bepaling en interpretatie van warmtebelasting met behulp van een berekening van het voorspelbare fysiologisch gedrag bij warmtebelasting (ISO 7933:2004) werd voor de eerste maal gepubliceerd in 1989. Het is een rationele hitte index die gebaseerd is op een mathematisch model van het fysiologische gedrag van de gemiddelde mens bij hitte. Deze methode laat een nauwkeuriger benadering toe tot dan die gebaseerd op de WBGT-index. Deze norm is complexer in gebruik, maar geeft een betere indicatie voor maximale verblijfstijden en houdt specifiek rekening met het vermogen tot warmte-uitwisseling, waarbij kleding een belangrijke factor is. Het voordeel is dat per variabele inzicht ontstaat, zodat duidelijk is waar maatregelen het meest effectief kunnen zijn (Tabel 5). De ontwikkeling van het Predicted Heat Strain (PHS)-model werd gesponsord door het BIOMED II Programma van de Europese Commissie van de Europese Unie. Het heeft een goede correlatie tussen geobserveerde en voorspelde waarden van de klimaatparameters, metabolisme, kleding  en intervariabele verschillen.

Required Sweat Rate prediction model
De basis van het PHS-model was het  “Required Sweat Rate prediction model”, dat werd aangepast gebaseerd op de wetenschappelijke literatuur en studies van convectie en evaporatie, de huidtemperatuur, de transfer huid-naar-lichaamskern distributie, de rectale temperatuur en de evaporatie efficiëntie. Daarenboven werden de maximale zweetproductie, maximale dehydratatie en maximale stijging in kernlichaamstemperatuur herbekeken. Deze kennis en algoritmes leidden tot het ontstaan van het PHS-model, dat het mogelijk maakt om de zweetproductie en de rectale temperatuur te bepalen, alsook om de Duration Limit Exposures (DLE) te bepalen om 95% van de werkende populatie te beschermen. Het PHS-model werd getest door 8 Europese researchlaboratoria in meer dan 600 laboratoriumexperimenten en meer dan 200 veldexperimenten.

Formule
De centrale formulie die gehanteerd wordt in dit model is:
M – W =     Cres + Eres + K + C + R + E + S
Met: M = stofwisselingssnelheid, W = effectief mechanische arbeid, Cres = convectie door ademhaling, Eres = verdamping door ademhaling, K = warmtestroming door contact, C = warmtestroming door convectie huidoppervlak, R = warmtestroming door straling, E = warmtestroming door verdamping en S = warmteopslag in het lichaam.
De vergelijkingen in het model laten de invloed zien van verschillende omgevingsparameters op de thermische belasting van een persoon. Hierdoor is het mogelijk te bepalen welke parameter of groep van parameters veranderd zou moeten worden en in welke mate om het risico als gevolg van de veroorzaakte fysiologische belasting te reduceren (= control measure modelling).
Het PHS-model is enkel toepasbaar voor gezonde personen die conditioneel geschikt zijn. Als 1 van  de parameters buiten de gevalideerde range valt, dienen de personen nauwkeurig in de gaten te worden gehouden tijdens de uitvoering van het werk.


Vergeleken met de WBGT
WBGT-methode speelt een rol als screeningstool, suggererend als er misschien een thermisch stress probleem aanwezig is. De PHS-methode kan gebruikt worden om te bepalen of er inderdaad een hittestressprobleem is en om het werk daaraan aan te passen.
WBGT-index mist validiteit, is eenvoudig, maar leidt (vaak) tot verwarring: WBGT is 25 maar de thermometer wijst 32°C aan!?
De PHS-methode voorspelt in de evolutie in de tijd vanuit de 6 primaire parameters (luchttemperatuur, luchtvochtigheid, radiatie, luchtsnelheid, metabolisme en kledingsinsulatie) de mate van het transpireren en van de centrale lichaamkernstemperatuur (Afbeelding1 en 2).


Tabel 5: Voor- en nadelen van de PHS-methode

Voordelen

Nadelen

Internationaal aanvaarde Hittestress Index

Computerprogramma noodzakelijk om de berekingen te doen (ontwikkeld in België door Prof. Malchaire), maar nu ook beschikbaar als een gratis App voor tablet en smartphone (ontwikkeld in Australië aan de Universiteit van Queensland)

Veel gebruikt, met name in Europa

 

Kan gemeten worden met eenvoudige instrumenten

 

Kan makkelijk bepaald worden uit weerdata

 

Kan toegepast worden in alle klimaten, normale kleding en laag tot hoog activiteitsniveau

 

Limietwaardes zijn gebaseerd op fysiologische belasting

 

Kan gebruikt worden voor risicoanalyse

 

‘Control measure modelling’ is eenvoudig: scenario’s opstellen met verschillende potentiële preventieve controlemaatregelen (bv. effect verhogen luchtsnelheid of invoeren werk-rust schema)

 

Aangepast naar: Holmér I, Global Health Action, 2010

Conclusies
De PHS mobiele applicatie (App) maakt het mogelijk om snel een inschatting te maken van de warmtebelasting zonder gebruik te hoeven maken van computerprogramma’s die algoritmische berekeningen uitvoeren. Voordeel is ook dat het geen screeningsinstrument is zoals de WBGT-methode, maar een échte risicoanalyse toelaat, waarbij bovendien de effecten van potentiële preventieve controlemaatregelen kunnen ingeschat worden door middel van ‘control measure modelling’.
De Titel Thermische omgevingsfactoren van de codex stelt dat er een risicoanalyse opgesteld dient te worden, waarvoor de WBGT-methode niet geschikt is. De WBGT-methode wordt echter wel gekoppeld aan de actiewaarden. 
Als je verder wilt gaan dan louter screenen, is deze gratis PHS App uitermate geschikt.
App kan hier teruggevonden worden:
 

Bronnen:
Thermische Omgevingsfactoren, FOD WASO.
Praktijkgids: Thermische Omgevingsfactoren, Co-Prev.
Thermische Omgevingsfactoren. Reeks Sobane-Strategie. Het beheer van beroepsgebonden risico’s, FOD WASO.
Werken bij koud of warm weer, NAVB.
Klimaat. Hoofdstuk 23. Welzijn op het Werk, PVI.
Predicted Heat Strain (PHS), User Guide 2016.
Thermal Environment. Student Manual, OH Learning.com.
Travail à la chaleur et confort thermique, INRS.
Holmér I. Climate change and occupational heat stress: methods for assessment, Global Health Action 2010.


Afbeelding 1

 

 

Afbeelding 2

 

 


Over de auteur: dokter Wim Van Hooste, PA-AG Mediwet

: preventFocus 06/2018