Μέτρηση Έργου Εργόμετρα Κοσμάς Χριστούλας Αν. Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α.-Α.Π.Θ. Α.Π.Θ.

Η ενέργεια εμφανίζεται με διάφορες μορφές, όπως χ η μ ι κ ή θ ε ρ μ ι κ ή μ η χ α ν ι κ ή η λ ε κ τ ρ ι κ ή η λ ε κ τ ρ ο μ α γ ν η τ ι κ ή π υ ρ η ν ι κ ή

Η ποσότητα ενέργειας που υπάρχει στη φύση είναι σταθερή, όμως γίνεται συνεχής μετατροπή του ενός είδους ενέργειας σε άλλο.

Η ενέργεια εκφράζεται με τις ίδιες μονάδες μέτρησης του έργου. Μια πρόσθετη μονάδα ενέργειας είναι η θερμίδα (cal). Μία θερμίδα (cal) είναι η ποσότητα της θερμικής ενέργειας που απαιτείται για να ανυψωθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου νερού κατά 1 C (από 14,5 σε 15,5 C).

1 kcal = 10 3 cal 1 kcal = 427 kpm 1 kcal = 4.186 J

Στην Εργομετρία, υπολογίζουμε τη δαπανώμενη ενέργεια κατά την άσκηση από την κατανάλωση O 2 και με βάση την ισοδυναμία που υπάρχει μεταξύ ενέργειας και O 2 : 1 L O = ~ 5 kcal 2 Με βάση την ενεργειακή δαπάνη μπορούμε να εκτιμήσουμε ποσοτικά τη μυϊκή προσπάθεια και να αξιολογήσουμε την ένταση της.

Συντελεστής Απόδοσης Κατά την άσκηση παράγεται χημική ενέργεια, από την οποία ένα μόνο μέρος, το μικρότερο, μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια για παραγωγή έργου.

Από τη χημική ενέργεια που παράγεται στα κύτταρα το μεγαλύτερο μέρος (~75 %) απελευθερώνεται με μορφή θερμότητας. Ένα μέρος αυτής της θερμότητας είναι χρήσιμο και αναγκαίο για τη διατήρηση σε σταθερό επίπεδο της θερμοκρασίας του σώματος μας ( 37 C ). Η υπόλοιπη θερμότητα αποβάλλεται από το σώμα μας και θεωρείται χαμένη ενέργεια.

Συντελεστής απόδοσης είναι ο λόγος της ωφέλιμης (μηχανικής) ενέργειας προς τη δαπανώμενη χημική ενέργεια. P ωφέλιμη ισχύς η = x 100 P δαπανώμενη ενέργεια ( η < 1 )

Παράδειγμα: Άσκηση σε κυκλοεργόμετρο παράγοντας ισχύ 900 kpm min - 1 (150 Watt) και καταναλώνοντας 2 λίτρα O 2. 900 η = x 100 = 21 % 2 x 5 x 427

ΕΡΓΟΜΕΤΡΑ Βασικά Εργόμετρα Ειδικά Εργόμετρα

Το Εργόμετρο είναι ένα όργανο που μετράει μηχανικό έργο και μηχανική ισχύ. Έτσι, δίνει τη δυνατότητα σε ένα άτομο να εκτελέσει προκαθορισμένη ποσότητα έργου, ενώ παράλληλα γίνονται μετρήσεις βιολογικών παραμέτρων και φυσιολογικών φαινομένων, κατά τη διάρκεια της μυϊκής προσπάθειας.

ΒΑΣΙΚΑ ΕΡΓΟΜΕΤΡΑ Κυκλοεργόμετρο Δαπεδοεργόμετρο Βαθμιδοεργόμετρο

Με το κυκλοεργόμετρο δραστηριοποιούνται μεγάλες μυϊκές ομάδες των κάτω άκρων και μετριέται το έργο που παράγουν.

Μετράει εύκολα και με ακρίβεια το παραγόμενο έργο. Είναι εύχρηστο και φορητό. (P-O Ǻstrand, 1967)

Βασικό εργόμετρο για κάθε εργαστήριο Εργοφυσιολογίας - Εργομετρίας, επειδή χρησιμοποιεί τις βασικές δραστηριότητες μετατόπισης του σώματος, το βάδισμα και το τρέξιμο. ( McArdle et al., 2001 )

Αποτελείται από ένα κυλιόμενο τάπητα (ταπητόδρομο), ο οποίος περιφέρεται γύρω από δύο κυλίνδρους.

Το βαθμιδοεργόμετρο είναι το απλούστερο εργόμετρο και αποτελείται από πολλές βαθμίδες ή κλιμακωτά επίπεδα, όπου ο δοκιμαζόμενος ανεβοκατεβαίνει μ ένα προκαθορισμένο ρυθμό. Είναι το εργόμετρο ανάγκης.

Το έργο που παράγεται κατά τη βαθμιδοεργομέτρηση είναι συνάρτηση του σωματικού βάρους του δοκιμαζόμενου και της κάθετης μετατόπισης του.

Στην απλούστερη του μορφή αποτελείται από μία βαθμίδα (π.χ. ένα σκαλοπάτι ή ένα έδρανο)

Στην πιο εξελιγμένη του μορφή αποτελείται από μια ξύλινη κατασκευή με ρυθμιζόμενα επίπεδα, για αύξηση του παραγόμενου έργου.

Σύγκριση βασικών εργομέτρων

Σύγκριση βασικών εργομέτρων

Τα ειδικά εργόμετρα χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση του κινητικού προτύπου ενός αγωνίσματος ή αθλήματος. ( McArdle et al., 1996 )

Έτσι, κατά την μέτρηση αξιοποιούνται οι εξειδικευμένες προσαρμογές των αθλητών. ( McArdle et al., 1996 )

Επίσης, χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της αερόβιας ικανότητας ειδικών ομάδων του πληθυσμού, σύμφωνα με την ιδιαιτερότητα που παρουσιάζουν.

Έτσι, η μέτρηση της αερόβιας ικανότητας μπορεί να πραγματοποιηθεί, με τα άνω ή τα κάτω άκρα, ή με συνδυασμό και των δύο, επιλέγοντας το αντίστοιχο εργόμετρο.

Μέτρηση της VO VO 2max με δοκιμασίες των κάτω άκρων Πραγματοποιείται στα 3 βασικά εργόμετρα. Προσδιορίζεται με μεγάλη ακρίβεια στο δαπεδοεργόμετρο. Προσδιορίζεται με αρκετή ακρίβεια στο βαθμιδοεργόμετρο. Υποτιμάται ~ 10 % στο κυκλοεργόμετρο (Κλειρούρας, 1991).

Μέτρηση της VO Πραγματοποιείται σε ειδικά εργόμετρα, όπως το στοφαλοεργόμετρο VO 2max 2max με δοκιμασίες των άνω άκρων ή χειροεργόμετρο.

Μέτρηση της VO Η μέτρηση αυτή μπορεί να γίνει σε ειδικές ομάδες αθλητών, όπως στους αθλητές της ελληνορωμαϊκής πάλης. VO 2max 2max με δοκιμασίες των άνω άκρων

Μέτρηση της VO Περισσότερο όμως εξυπηρετεί τη μέτρηση της VO 2max σε άτομα με κινητικές δυσκολίες, όπως τα άτομα με κάκωση του νωτιαίου μυελού. VO 2max 2max με δοκιμασίες των άνω άκρων

Μέτρηση της VO Πραγματοποιείται σε ειδικά προσαρμοσμένα εργόμετρα. VO 2max με δοκιμασίες των άνω & κάτω άκρων

Μέτρηση της VO VO 2max με δοκιμασίες των άνω & κάτω άκρων Δοκιμασία των άνω και κάτω άκρων πραγματοποιείται στον προσομοιωτή σκι αντοχής (Cross-country ski simulator).

Μέτρηση της VO VO 2max με δοκιμασίες των άνω & κάτω άκρων Σε κωπηλατοεργόμετρα προσαρμοσμένα στα κωπηλατικά αγωνίσματα.

Μέτρηση της VO VO 2max με δοκιμασίες των άνω & κάτω άκρων Σε υδροεργόμετρα με κολύμβηση.

Η μέτρηση της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου (VO 2max ) με δοκιμασίες των άνω ή των κάτω άκρων δεν δίνει παρόμοια αποτελέσματα και σε πολλές περιπτώσεις υποεκτιμάται.

Μέτρηση της VO 2max με διαφορετικά εργόμετρα (Moyna et al., 2001)

(P-O Ǻstrand, 1976)

ΕΡΓΟΜΕΤΡΑ Ειδικά Εργόμετρα

Για κωπηλάτες

Για κωπηλάτες του καγιάκ (kayak)

Για κωπηλάτες του κάνοε (canoe)

Για χιονοδρόμους αντοχής

Για αθλητές ιστιοσανίδας

Πρωτόκολλα μέτρησης της VO 2max Συνεχόμενο (χωρίς διακοπή-ανάπαυση ανάπαυση μεταξύ των κλιμακούμενων επιβαρύνσεων) Διαλειμματικό- Διακοπτόμενο (με διακοπή-ανάπαυση ανάπαυση μεταξύ των κλιμακούμενων επιβαρύνσεων)