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1 Materia : Ambiente de Trabajo III Profesor: Lic. Carlos N. Puga Alumno / a: ___________________ Aula: ___________________ CARGA TERMICA / ESTRÉS TERMICO “Cuando el rostro sonríe, entra el Sol en tu corazón” Proverbio Japonés 1 DEFINICIONES Carga Térmica Ambiental Es el calor intercambiado entre el hombre y el ambiente. Carga Térmica Es la suma de carga térmica ambiental y el calor generado en los procesos metabólicos. Condiciones Higrotérmicas Son las determinadas por la temperatura, humedad, velocidad del aire y radiación térmica. Temperatura La temperatura es una medida de la energía calorífica presente en una sustancia, sea esta sólida, líquida o gaseosa. El calor, a su vez, es energía que se manifiesta como vibración molecular de una sustancia o como radiación electromagnética. En términos simples podemos afirmar que el calor es el fenómeno, mientras que la temperatura es una forma de medirlo. De acuerdo al Sistema Internacional de Unidades la temperatura se mide en kelvin (K), aunque en el ámbito científico y en la meteorología es común el uso del grado Celsius (°C). El valor 0 de la escala Celsius, corresponde aproximadamente a la temperatura de congelamiento del agua (cuando esta se encuentra sometida a una presión de 1 atmósfera), lo cual ocurre a los 273.15 K. APUNTE No 3 CARGA TERMICA ESTRÉS TERMICO Ambiente de Trabajo III 2015 2 Dicho en sentido inverso, el cero absoluto de la escala kelvin equivale a -273.15°C. En algunos países se suele usar el grado Fahrenheit (°F), en lugar del Celsius, como medida de temperatura. La diferencia fundamental entre ambas medidas es la forma en que se define su escala. Mientras los valores 0 y 100°C corresponden aproximadamente a las temperaturas de congelamiento y ebullición del agua, los valores 0 y 100°F se derivan de las temperaturas de congelamiento y ebullición de una mezcla de cloruro amónico y agua. La equivalencia entre ambas medidas se puede establecer mediante las siguientes fórmulas: Temp. °C = (Temp. °F - 32) * 1/1.8 Temp. °F = (Temp. °C * 1.8) + 32 La temperatura es quizá el factor ambiental más importante, dada su enorme influencia en la sensación de confort del ser humano. 1.1 Evaluación de las condiciones higrotérmicas Se determinarán las siguientes variables con el instrumental indicado para la determinación de: Temperatura del bulbo seco. Temperatura del bulbo húmedo natural. Temperatura del globo. La evaluación de la carga térmica es la relación entre el calor metabólico generado por la actividad, en un determinado trabajo y las condiciones de temperatura y humedad del entorno Para determinar las condiciones higroscópicas se deben realizar las siguientes mediciones: Temperatura de Bulbo Seco Es la medida con un termómetro común, con rango de medición de 1 a 100 °C La temperatura de bulbo seco, o simplemente temperatura seca, mide la temperatura del aire sin considerar factores ambientales como la radiación, la humedad o el movimiento del aire, los cuales tienen el potencial de afectar significativamente la sensación térmica. Uno de los instrumentos más empleados para medir la temperatura seca es el termómetro de mercurio. El mismo, se expone directamente al aire, pero se protege de la humedad y de la radiación solar. Debido a que el mercurio es de color blanco brillante, por otro lado, se considera lo suficientemente reflectante para evitar casi por completo la absorción del calor radiado por los elementos del entorno. Debido a la toxicidad del mercurio, recientemente la Unión Europea prohibió la fabricación de termómetros con este metal. En su lugar se incentiva el uso de líquidos con propiedades de dilatación similares, como el alcohol o el éter 3 Tipos de Termómetros para medir la Temperatura de Bulbo Seco Termómetro de resistencia. (PTC o NTC) Emplea materiales cuya resistencia eléctrica cambia con la temperatura, generalmente óxidos de metales transitorios como el magnesio, el cobalto, el cobre o el níquel. Termómetro de gas. Se basa en las variaciones de presión de determinados gases, de acuerdo a su temperatura. Termómetro de lámina bimetálica. Se basan en la expansión diferencial, debida a la temperatura, de dos láminas enrolladas con coeficientes de dilatación muy distintos. Termopar. Emplean la fuerza electromotriz que se genera al aumentar la temperatura de la soldadura de dos metales distintos. Termómetro digital. Incluye un microchip incorporado a un circuito eléctrico, el cual es sensible a los cambios de temperatura Termómetro de Eter o Alcohol para Medición de Temperatura de BULBO SECO, graduado en Grados Celsius 4 Temperatura de Bulbo Húmedo Al termómetro de bulbo seco se le agrega una gasa humedecida previamente el agua destilada sumergida por una hora que rodea al mismo. La gasa debe estar tocando el agua destilada colocada en la parte inferior La temperatura de bulbo húmedo, o simplemente temperatura húmeda, representa una forma de medir el calor en un sistema en el que interactúan un gas y un vapor, generalmente aire y vapor de agua. En el campo de la meteorología, dicho en términos más llanos, es un valor de temperatura que toma en cuenta el efecto de la humedad ambiental y el correspondiente potencial de evaporación. Generalmente la temperatura de bulbo húmedo se mide mediante un termómetro normal ubicado a la sombra, pero con su bulbo envuelto por una mecha de algodón (o un material poroso y absorbente similar) cuya parte inferior se encuentra sumergida en un recipiente con agua. Con ayuda de un ventilador el sistema se expone a un flujo constante de aire de aproximadamente 3 m/s, lo cual provoca que el agua que asciende por capilaridad a lo largo de la mecha se evapore con relativa facilidad. Los procesos de evaporación generan absorción de calor, lo cual hace que el bulbo se enfríe paulatinamente. La temperatura del bulbo desciende hasta que el aire que lo envuelve (contenido en los poros de la mecha) se satura por completo. Se obtiene entonces, en el termómetro, un valor que representa la temperatura de bulbo húmedo. Cuando el aire se encuentra por debajo del nivel de saturación, es decir, cuando la humedad relativa es inferior al 100%, la temperatura de bulbo húmedo siempre es menor a la temperatura de bulbo seco. En ese sentido la temperatura de bulbo húmedo expresa de manera indirecta la humedad ambiental, ya que mientras menor es la humedad relativa del aire más fácilmente se evapora el agua y más intensos son los procesos de pérdida de calor. Esto significa también que en los climas secos la diferencia relativa entre las temperaturas simultáneas de bulbo seco y bulbo húmedo es siempre mayor que en los climas húmedos. 5 Por otro lado, la diferencia entre ambas temperaturas es un indicativo del potencial de los sistemas de enfriamiento evaporativo: si la diferencia es grande estos sistemas suelen ser bastante eficientes, si es muy pequeña su eficiencia disminuye drásticamente. Temperatura Radiante Media La temperatura radiante media representa el calor emitido en forma de radiación por los elementos del entorno, por lo general en espacios interiores. Técnicamente se define como la temperatura radiante uniforme de un recinto negro ideal que produciría, en las personas, las mismas pérdidas o ganancias de calor que el recinto real. Así, el término "media" indica el promedio de calor radiante emitido por todas y cada una de las superficies que conforman el recinto. Cuando este parámetro se calcula como parte de las condiciones ambientales generalmente se asume como referencia elpunto central del recinto. La misma se puede establecer a partir de la temperatura de todas las superficies interiores del recinto (piso, paredes y techo) y de los factores de ángulo entre el punto de medición y dichas superficies. Sin embargo, ya que el valor obtenido puede variar significativamente en función de la geometría, orientación y emisividad de las superficies, así como de la posición del punto de medición, este método resulta bastante complejo. Debido a ello en la práctica se suele medir, de manera aproximada e indirecta, a partir de la temperatura de bulbo seco, la temperatura de globo y la velocidad relativa del aire. La temperatura radiante media no es un parámetro incluido en los reportes climáticos, ya que obviamente depende de las características físicas de cada ambiente particular. Sin embargo tiene un uso muy amplio en el análisis térmico de los edificios y en el cálculo de algunos índices de confort. 6 Temperatura de Globo El termómetro se introduce en una esfera de cobre de 150 mm de diámetro, pintada de negro mate La temperatura de globo se obtiene mediante un termómetro cuyo bulbo se encuentra dentro de una esfera de cobre de espesor fino, pintada de color negro humo para maximizar la absorción de radiación infrarroja. El valor obtenido con este dispositivo es una manifestación del balance entre el calor ganado o perdido por radiación y el calor ganado o perdido por convección. La temperatura de globo es entonces aquella en la que se logra el equilibrio entre las pérdidas y ganancias de calor. Si la velocidad relativa del aire es muy reducida la temperatura de globo tiende a ser similar a la temperatura radiante media. Cuando la diferencia entre la temperatura de globo y la temperatura de bulbo seco no es muy grande, es posible emplear la siguiente fórmula para calcular la temperatura radiante media: Donde: TRM = Temperatura radiante media (°C) Tg = Temperatura de globo (°C) Ta = Temperatura seca del aire (°C) V = Velocidad relativa del aire (m/s) Por ejemplo, si la temperatura de globo es de 29.2°C y la del aire de 26.3°C, dada una velocidad relativa del aire equivalente a 0.3 m/s, obtendremos una temperatura radiante media de 32.2°C. 7 Las condiciones higroscópicas se determinan con el cálculo de la TEMPERATURA GLOBO DE BULBO HÚMEDO TGBH= O,7 TBH + 0,2 TG + 0,1 TBS (EXTERIORES) TGBH= 0,7 TBH + 0,3 TG (INTERIORES) Siendo: TGBH= Temperatura globo de bulbo húmedo TBH= Temperatura de bulbo húmedo TG= Temperatura de globo TBS= Temperatura de bulbo seco Equipo Automático para Medición de Temperatutra de Globo 8 Temperatura Operativa En términos prácticos, la temperatura operativa representa el valor medio de la temperatura seca del aire y la temperatura radiante media dentro de un recinto. Este criterio es válido sobre todo si la velocidad relativa del aire es baja (< 0.2 m/s) o si la diferencia entre la temperatura seca del aire y la temperatura radiante media es reducida (< 4°C). Si se requiere un cálculo más detallado se puede emplear la siguiente fórmula: To = (A * ta) + [(1- A) * trm] Donde: To = Temperatura operativa. A = Valor que está en función de la velocidad relativa del aire: Cuando la velocidad relativa del aire < 0.2 m/s, A = 0.5 Cuando la velocidad relativa del aire > 0.2 m/s y < 0.6 m/s, A = 0.6 Cuando la velocidad relativa del aire > 0.6 m/s y < 1.0 m/s, A = 0.7 Ta = Temperatura del aire. TRM = Temperatura radiante media. La temperatura operativa no es un valor empleado para definir las condiciones meteorológicas o las características climáticas de un sitio, pero se usa frecuentemente en el análisis del desempeño térmico de los edificios y en el cálculo de algunos índices de confort. Suele representar de manera más fidedigna la temperatura "sentida" por una persona en el interior de un recinto. Este parámetro nos ayuda a entender, por ejemplo, porqué una persona ubicada dentro de un espacio cuyos cerramientos tienen una temperatura relativamente elevada se siente incómoda aun cuando la temperatura del aire sea la adecuada. 2. Estimación del Nivel Metabólico MET El metabolismo es el motor del cuerpo, y la cantidad de energía producida por el metabolismo depende de la actividad muscular. Normalmente toda la actividad muscular es convertida en calor en el cuerpo, pero durante trabajos físicos externos la proporción puede bajar al 75%. Como ejemploo, una persona subiendo una montaña, que genere un trabajo externo de 100 vatios (acumulado como energía potencial), puede necesitar generar una energía de 500W, de los cuales 400W se disiparán en forma de calor. El metabolismo se suele medir en Met, correspondiente al nivel de actividad de una persona sedentaria, y equivale a una pérdida de calor de 58 W/m2 de superficie corporal. Un adulto normal tiene una superficie de piel de 1.7 m2, de manera que una persona en reposo pierde aproximadamente 100 vatios. Nuestro metabolismo está al mínimo mientras dormidos (0.8 Met) y se incrementa al máximo durante actividades deportivas, pudiendo superar los 10 Met. Se suele emplear entre un nivel metabólico de 1.2 Met, correspondiente a un trabajo normal de oficina, mientras que el trabajo domestico es una actividad bastante intensa, con niveles de 2.5 a 2.9 Met. 9 Cuando se evalúa el nivel metabólico de una persona es importante calcular el valor medio durante la última hora como mínimo, ya que la capacidad térmica del cuerpo hace que éste cambie de temperatura muy lentamente, “recordando” el nivel de actividad durante una hora 2.1 Estimación del Calor Metabólico La composición del calor metabólico está determinada por la siguiente expresión: M=MB+MI+MII Siendo: M= Calor metabólico MB= Metabolismo Basal MI= Adición derivada de la posición del cuerpo MII= Adición derivada del tipo de trabajo MB= Metabolismo basal Se estima en 70 W. MI= Adición por la posición del cuerpo Posición MI (W) Acostado o sentado: 21 De pie 42 Caminando: 140 Subiendo pendiente: 210 Tipo de trabajo MII (W) Trabajo manual ligero: 28 Trabajo manual pesado: 63 Trabajo con un brazo ligero: 70 Trabajo con un brazo pesado: 126 Trabajo con ambos brazos ligero: 105 Trabajo con ambos brazos pesado: 175 Trabajo con el cuerpo liviano: 210 Trabajo con el cuerpo moderado: 350 Trabajo con el cuerpo pesado: 490 Trabajo con el cuerpo muy pesado: 630 DETERMINACIÓN DE PERIODOS DE TRABAJO Y DESCANS0 10 3. ESTRÉS TERMICO 11 12 13 Cuando hace calor, trabajar puede resultar bastante incómodo o incluso agobiante, especialmente si no corre el aire y si además, la humedad del ambiente es alta. En algunos procesos de trabajo que requieren o producen mucho calor (trabajos con hornos, fundiciones, etc.) o en actividades donde se realiza un esfuerzo físico importante, o donde es preciso llevar equipos de protección individual, las condiciones de trabajo pueden provocar algo más serio que la incomodidad por el excesivo calor y originar riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores. En ocasiones especialmente graves pueden llevar a la muerte. Con los fuertes calores del verano en nuestro país, especialmente al mediodía y teniendo en cuenta que se espera que aumenten las olas de calor debido al cambio climático, esta amenaza se extiende a muchos más tipos de trabajos y condiciones. Sobre todo se hace especialmente peligrosa en los trabajos al aire libre. El calor es un peligro para la salud porque nuestro cuerpo, para funcionar con normalidad, necesitamantener invariable la temperatura en su interior en torno a los 37 oC. Cuando la temperatura central del cuerpo supera los 38 oC ya se pueden producir daños a la salud y, a partir de los 40,5 oC, la muerte. El estrés térmico por calor es la carga de calor que los trabajadores reciben y acumulan en su cuerpo y que resulta de la interacción entre las condiciones ambientales del lugar donde trabajan, la actividad física que realizan y la ropa que llevan. Es decir, el estrés térmico por calor no es un efecto patológico que el calor puede originar en los trabajadores, sino la causa de los diversos efectos patológicos que se producen cuando se acumula excesivo calor en el cuerpo. Al trabajar en condiciones de estrés térmico, el cuerpo del individuo se altera. Sufre una sobrecarga fisiológica, debido a que, al aumentar su temperatura, los mecanismos fisiológicos de pérdida de calor (sudoración y vasodilatación periférica, fundamentalmente) tratan de que se pierda el exceso de calor. Si pese a todo, la temperatura central del cuerpo supera los 38 oC, se podrán producir distintos daños a la salud, cuya gravedad estará en consonancia con la cantidad de calor acumulado en el cuerpo. Los riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores originados al trabajar en condiciones calurosas, se deben a que puede producirse una acumulación excesiva de calor en el cuerpo, independientemente de que su causa sean las condiciones ambientales, el trabaja físico realizado o el uso de equipos de protección individual. 14 La intensidad del estrés térmico y la gravedad de sus efectos dependen de la intensidad de los tres factores que lo determinan y, lógicamente, será mayor cuando se sumen los tres, como puede ocurrir, sobre todo en verano, en algunos trabajos al aire libre (agricultura, construcción, etc.); también a lo largo de todo el año o gran parte del mismo en sitios cerrados o semicerrados, donde el calor y la humedad son inherentes al proceso de trabajo, como fundiciones, hornos, ladrilleras, conserveras, en los trabajos de emergencias en invernaderos, etc. El estrés térmico por calor genera varios tipos de riesgos que pueden originar diversos daños a la salud. En algunas ocasiones estos riesgos pueden presentarse muy rápidamente, de repente, y tener desenlaces rápidos e irreversibles. La mayoría de las veces las causas del estrés térmico son fácilmente reconocibles y la posibilidad de que se produzcan daños es igualmente fácilmente previsible. En otras circunstancias, en las que las condiciones ambientales no son extremas, el estrés térmico por calor puede pasar inadvertido y producir daños a los trabajadores. El exceso de calor corporal puede hacer que: Aumente la probabilidad de que se produzcan accidentes de trabajo, Se agraven dolencias previas (enfermedades cardiovasculares, respiratorias, renales, cutáneas, diabetes, etc.) Se produzcan las llamadas “enfermedades relacionadas con el calor”. Cuando trabajan en condiciones de estrés térmico por calor, la primera consecuencia indeseable de la acumulación de calor en el cuerpo que experimentan los trabajadores es la sensación molesta de “tener calor”. Para tratar de eliminar el exceso de calor, enseguida se ponen en marcha los mecanismos de termorregulación del propio cuerpo (termorregulación fisiológica): los trabajadores empiezan a sudar (al evaporarse el sudor de la piel, ésta se enfría) y, además, aumenta el flujo de la sangre hacia la piel (vasodilatación periférica) para llevar el calor del interior del cuerpo a su superficie y que desde allí pueda ser expulsado al exterior. Sobrecarga fisiológica por calor Daños a la salud 15 Si el estrés térmico es importante o, no siéndolo tanto, continúan trabajando mucho tiempo seguido sin hacer descansos, llega un momento en que tienen tanto calor que no pueden trabajar bien. Están muy incómodos, con apatía, con la capacidad de percepción, de atención y la memoria disminuidas, etc. En este estado, la probabilidad de que ocurran accidentes de trabajo aumenta mucho. Además en los trabajadores que tengan alguna enfermedad crónica, puede producirse un agravamiento de la misma. Si continúan esas condiciones de calor y los trabajadores siguen trabajando y acumulando calor, llegará un momento en que producirán diversos daños, incluidos en las llamadas enfermedades relacionadas con el calor, cuya gravedad es proporcional a la cantidad de calor acumulado. De ellas la más grave es el golpe de calor, que en muchas ocasiones provoca la muerte. Por otra parte, aunque cese el trabajo en condiciones de estrés térmico elevado y no se produzca una acumulación excesiva de calor en el cuerpo, los trabajadores también sufrirán daños si no reponen el agua y los electrolitos (sales) perdidos al sudar. En la tabla 1 se recogen las enfermedades relacionadas con el calor, con las causas que las originan, los síntomas que producen, los primeros auxilios que deben aplicarse ante las mismas y medidas para prevenirlas. ESPACIO EN BLANCO 16 Tabla 1- Enfermedades relacionadas con el calor: Causas, síntomas, primeros auxilios y prevención. ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL CALOR CAUSAS SÍNTOMAS PRIMEROS AUXILIOS (P. AUX.)/ PREVENCIÓN (PREV.) ERUPCIÓN CUTÁNEA Piel mojada debido a excesiva sudoración o a excesiva humedad ambiental. Erupción roja desigual en la piel. Puede infectarse. Picores intensos. Molestias que impiden o dificultan trabajar y descansar bien. P. AUX: Limpiar la piel y secarla. Cambiar la ropa húmeda por seca. PREV.: Ducharse regularmente, usar jabón sólido y secar bien la piel. Evitar la ropa que oprima. Evitar las infecciones. CALAMBRES Pérdida excesiva de sales, debido a que se suda mucho. Bebida de grandes cantidades de agua sin que se ingieran sales para reponer las perdidas con el sudor. Espasmos (movimientos involuntarios de los músculos) y dolores musculares en los brazos, piernas, abdomen, etc. Pueden aparecer durante el trabajo o después. P. AUX: Descansar en lugar fresco. Beber agua con sales o bebidas isotónicas. Hacer ejercicios suaves de estiramiento y frotar el músculo afectado. No realizar actividad física alguna hasta horas después de que desaparezcan. Llamar al médico si no desaparecen en 1 hora PREV.: Ingesta adecuada de sal con las comidas. Durante el periodo de aclimatación al calor, ingesta suplementaria de sal. SÍNCOPE POR CALOR Al estar de pie e inmóvil durante mucho tiempo en sitio caluroso, no llega suficiente sangre al cerebro. Pueden sufrirlo sobre todo los trabajadores no aclimatados al calor al principio de la exposición. Desvanecimiento, visión borrosa, mareo, debilidad, pulso débil. P. AUX: Mantener a la persona echada con las piernas levantadas en lugar fresco. PREV.: Aclimatación. Evitar estar inmóvil durante mucho rato, moverse o realizar alguna actividad para facilitar el retorno venoso al corazón. DESHIDRATACIÓN Pérdida excesiva de agua, debido a que se suda mucho y no se repone el agua perdida Sed, boca y mucosas secas, fatiga, aturdimiento, taquicardia, piel seca, acartonada, micciones menos frecuentes y de menor volumen, orina concentrada y oscura. P. AUX: Beber pequeñas cantidades de agua cada 30 minutos. PREV.: Beber abundante agua fresca con frecuencia, aunque no se tenga sed. Ingesta adecuada de sal con las comidas. AGOTAMIENTO POR CALOR En condiciones de estrés térmico por calor: trabajo continuado, sin descansar o perder calor y sin reponer el aguay las sales perdidas al sudar. Puede desembocar en golpe de calor. Debilidad y fatiga extremas, náuseas, malestar, mareos, taquicardia, dolor de cabeza, pérdida de conciencia, pero sin obnubilación. Piel pálida, fría y mojada por el sudor. La temperatura rectal puede superar los 39 oC. P. AUX: Llevar al afectado a un lugar fresco y tumbarlo con los pies levantados. Aflojarle o quitarle la ropa y refrescarle, rociándole con agua y abanicándole. Darle agua fría con sales o una bebida isotónica fresca. PREV.: Aclimatación. Ingesta adecuada de sal con las comidas y mayor durante la aclimatación. Beber agua abundante aunque no se tenga sed. GOLPE DE CALOR(*) En condiciones de estrés térmico por calor: trabajo continuado de trabajadores no aclimatados, mala forma física, susceptibilidad individual, enfermedad cardiovascular crónica, toma de ciertos medicamentos, obesidad, ingesta de alcohol, deshidratación, agotamiento por calor, etc. Puede aparecer de manera brusca y sin síntomas previos. Fallo del sistema de termorregulación fisiológica. Elevada temperatura central y daños en el sistema nervioso central, riñones, hígado, etc., con alto riesgo de muerte. Taquicardia, respiración rápida y débil, tensión arterial elevada o baja, disminución de la sudación, irritabilidad, confusión y desmayo. Alteraciones del sistema nervioso central Piel caliente y seca, con cese de sudoración. La temperatura rectal puede superar los 40,5 oC. PELIGRO DE MUERTE P. AUX: Lo más rápidamente posible, alejar al afectado del calor, empezar a enfriarlo y llamar urgentemente al médico: Tumbarle en un lugar fresco. Aflojarle o quitarle la ropa y envolverle en una manta o tela empapada en agua y abanicarle, o introducirle en una bañera de agua fría o similar. ¡ES UNA EMERGENCIA MÉDICA! PREV.: Vigilancia médica previa en trabajos en condiciones de estrés térmico por calor importante. Aclimatación. Atención especial en olas de calor y épocas calurosas. Cambios en los horarios de trabajo, en caso necesario. Beber agua frecuentemente. Ingesta adecuada de sal con las comidas. (*) En algunas publicaciones, al golpe de calor se le llama indebidamente “insolación”. Las insolaciones son el resultado de las exposiciones excesivas a los rayos del sol, y pueden abarcar desde molestias, en el mejor de los casos, hasta enfermedades más o menos graves, incluido el golpe de calor. 17 Además del estrés térmico por calor, intervienen: El tiempo de exposición (duración del trabajo): si es largo, aún cuando el estrés térmico no sea muy elevado, el trabajador puede acumular una cantidad de calor peligrosa. Factores personales: Falta de aclimatación al calor Falta de descanso Estado de salud Toma de medicamentos Obesidad Consumos de alcohol, drogas y exceso de cafeína Mal estado físico Haber sufrido algún trastorno relacionado con el calor La falta de aclimatación al calor es uno de los factores personales más importantes. Los trabajadores no aclimatados pueden sufrir daños en condiciones de estrés térmico por calor que no son dañinas para sus compañeros que llevan tiempo trabajando en esas condiciones. Ningún trabajador debería trabajar la jornada completa en condiciones de estrés térmico por calor sin estar aclimatado. La aclimatación al calor hace que el cuerpo sea capaz de tolerar mejor los efectos del calor, ya que favorece los mecanismos de termorregulación fisiológica: aumenta la producción del sudor y disminuye su contenido en sales, aumenta la vasodilatación periférica. Con ello la temperatura central del cuerpo no se eleva tanto. La aclimatación al calor no se consigue de forma inmediata. Es un proceso gradual que puede durar de 7 a 14 días. Durante el mismo, el cuerpo se va adaptando a realizar una determinada actividad física en condiciones ambientales calurosas. El primer día de trabajo sólo se debe trabajar en esas condiciones la mitad de la jornada; después cada día se irá aumentando un poco el tiempo de trabajo (10% de la jornada normal) hasta llegar a la jornada completa. Los aumentos de la actividad física del trabajo o del calor o la humedad ambientales requerirán otra aclimatación a las nuevas circunstancias. Cuando se deja de trabajar en esas condiciones durante 3 semanas, como, por ejemplo, en vacaciones o durante una baja prolongada, se puede perder la aclimatación al calor. Ello implica que es necesario volver a aclimatarse al incorporarse nuevamente al trabajo. También se necesitará una nueva aclimatación si la actividad, el calor o la humedad aumentan bruscamente o hay que empezar a usar EPI. 18 Los trabajadores con enfermedades cardiovasculares, respiratorias, diabetes, enfermedades de la piel, enfermedades de las glándulas sudoríparas, diabetes, insuficiencia renal, enfermedades gastrointestinales, epilepsia y enfermedades mentales son más vulnerables frente al estrés térmico por calor, por lo que no deberían trabajar en condiciones de calor extremo. La toma de ciertos medicamentos, tanto prescritos por el médico como los que no necesitan receta médica, incrementa los riesgos, por lo que es importante preguntar al médico. Algunos medicamentos actúan alterando la termorregulación natural del cuerpo (antihistamínicos, antidepresivos, tranquilizantes, etc.). Los diuréticos pueden facilitar la deshidratación. Trabajos donde puede ser peligroso el estrés térmico por calor Trabajos en sitios cerrados o semicerrados, Donde el calor y la humedad sean elevados debido al proceso de trabajo o a las condiciones climáticas de la zona y la ausencia de medios para reducirlos Acerías Fábricas de Ladrillos / Cerámicas / Conservas Fundiciones Lavanderías Panaderías / Restaurantes Invernaderos Minas Hornos Donde, aunque el calor y la humedad ambiental no sean elevados, se realice una actividad física intensa o los trabajadores lleven trajes o equipos de protección individual que impidan la eliminación del calor corporal. Trabajos al aire libre El estrés térmico y sus consecuencias pueden ser especialmente peligrosos en los trabajos al aire libre, como en la construcción, agricultura, etc., ya que en ellos, al tratarse de una situación peligrosa que fundamentalmente se da en los días más calurosos de verano, no suele haber programas de prevención de riesgos como en el caso de los trabajos donde el estrés por calor es un problema a lo largo de todo el año. 19 MEDIDAS PREVENTIVAS GENERALES Para todos los trabajos, en sitios cerrados o al aire libre, donde habitualmente haya estrés térmico por calor a. Informar a sus superiores de si están aclimatados o no al calor; de si han tenido alguna vez problemas con el calor; de enfermedades crónicas que puedan padecer; de si están tomando alguna medicación. b. Adaptar el ritmo de trabajo a su tolerancia al calor. c. Descansar en lugares frescos cuando tengan mucho calor. Si se sientan mal, cesar la actividad y descansar en lugar fresco hasta que se recuperen, pues continuar trabajando puede ser muy peligroso. Evitar conducir si no están completamente recuperados. d. Beber agua con frecuencia durante el trabajo aunque no tengan sed. También es preciso seguir bebiendo agua cuando se está fuera del trabajo. e. Evitar comer mucho y las comidas grasientas; comer fruta, verduras; tomar sal con las comidas. f. No tomar alcohol (cerveza, vino etc.) ni drogas. Evitar bebidas con cafeína (café, refrescos de cola, etc.) y también las bebidas muy azucaradas. g. Irbien descansados al trabajo. Ducharse y refrescarse al finalizar el trabajo. h. Usar ropa de verano, suelta, de tejidos frescos (algodón y lino) y colores claros que reflejen el calor radiante. Proteger la cabeza del sol (mejor con sombreros de ala ancha). Los trabajadores deben a. Informar y formar a los trabajadores sobre los riesgos, efectos y medidas preventivas. Adiestrarles en el reconocimiento de los primeros síntomas de las afecciones del calor en ellos mismos y en sus compañeros y en la aplicación de los primeros auxilios. b. Cuidar de que todos los trabajadores estén aclimatados al calor de acuerdo al esfuerzo físico que vayan a realizar. Permitirles adaptar los ritmos de trabajo a su tolerancia al calor. c. Disponer de sitios de descanso frescos, cubiertos o a la sombra, y permitir a los trabajadores descansar cuando lo necesiten, y especialmente en cuanto se sientan mal. d. Proporcionar agua fresca y aleccionar a los trabajadores para que la beban con frecuencia e. Modificar procesos de trabajo para eliminar o reducir la emisión de calor y humedad y el esfuerzo físico excesivo. Proporcionar ayuda mecánica para disminuir este último. f. Reducir la temperatura en interiores favoreciendo la ventilación natural, usando ventiladores, aire acondicionado, etc. g. Organizar el trabajo para reducir el tiempo o la intensidad de la exposición: establecer pausas fijas o mejor permitir las pausas según las necesidades de los trabajadores; adecuar los horarios de trabajo al calor del sol; disponer que las tareas de más esfuerzo se hagan en las horas de menor calor; establecer rotaciones de los trabajadores, etc. h. Garantizar una vigilancia de la salud específica a los trabajadores, ya que los trabajadores con problemas cardiovasculares, respiratorios, renales, diabetes, etc. son más sensibles a los efectos del estrés térmico. Los empresarios deben 20 Además de las MEDIDAS PREVENTIVAS GENERALES, señaladas en el apartado anterior, que deben cumplir empresarios y trabajadores, en los trabajos al aire libre, al no poderse actuar sobre las condiciones ambientales, los empresarios deben utilizar medidas de tipo organizativo para reducir los riesgos. Deben también fomentar el uso de pantalones largos y camisa de manga larga, no ajustados, de tejidos ligeros y color claro, así como el uso de sombreros de ala ancha para que los trabajadores se protejan de la radiación térmica solar y también de la ultravioleta, que puede provocar cánceres de piel. En trabajos al aire libre, además, los empresarios deben aplicar medidas organizativas, como: Estar atentos a las previsiones meteorológicas para planificar el trabajo diario y adoptar las medidas preventivas adecuadas. Además de la temperatura del aire, deben tenerse en cuenta la humedad del aire (el riesgo aumenta al aumentar la humedad del aire) y la radiación solar (si el día es despejado aumenta el riesgo). Los valores de temperatura a partir de los cuales los riesgos pueden ser inaceptables dependerán de si el trabajo es ligero (temperaturas más altas), moderado (temperaturas más bajas que en el caso de los ligeros) o pesados (temperaturas todavía más bajas). Para trabajos de tipo moderado, como los que frecuentemente se hacen en construcción y agricultura, los riesgos debidos al estrés térmico por calor pueden ser importantes, en un día cubierto y con una humedad relativa del 30%, cuando la temperatura alcanza los 33 oC. Cada aumento de la HR del 10%, produce un riesgo comparable a un aumento de la temperatura entre 2 oC y 3 oC. Si además el día está completamente despejado, el riesgo sería comparable al producido por un aumento de la temperatura de unos 7 oC, mientras que si está parcialmente cubierto, sería como el producido por un incremento de 3 oC. Procurar que el trabajo se haga en interiores o a la sombra. Disponer que las tareas de más esfuerzo físico se hagan en los momentos de menor calor de la jornada. El periodo más caluroso del día, al sol, en días despejados, es el comprendido entre las 2 de la tarde (las 12 de la mañana en hora solar) y las 5 y media de la tarde (las 3 y media de la tarde en hora solar). Durante las horas más calurosas del día evitar la realización de tareas pesadas, los trabajos especialmente peligrosos y el trabajo en solitario. En zonas donde el verano es caluroso, modificar los horarios de trabajo durante el verano para que, donde el proceso de trabajo lo permita, no se trabaje durante las horas de más calor del día. Establecer la rotación de trabajadores en las tareas donde puede haber mucho estrés térmico por calor. MEDIDAS PREVENTIVAS ADICIONALES PARA TRABAJOS AL AIRE LIBRE, EN VERANO Y ESPECIALMENTE EN DÍAS DE MUCHO CALOR 21 4. El Misterio de la Piel Una persona desnuda puede exponerse a temperaturas tan bajas como de 12°C o tan altas como de 60°C, con aire seco, y mantener una temperatura corporal interna casi constante. Los tejidos periféricos (piel, músculo y tejido subcutáneo) es donde, de manera general, se realizan mediciones más bajas que en el interior y están sujetas a amplias fluctuaciones, como por ejemplo, las debidas a variaciones de la temperatura ambiente. La piel arropada se sitúa en torno a los 29,5°C a 33,9°C y en reposo la temperatura interna varía durante el día, detectándose los valores más bajos en las primeras horas de la mañana y los más altos por la tarde. A modo de información, la temperatura del hígado, por ejemplo, es de alrededor de 37,8°C. En el gráfico adjunto (Fig. 1) podemos ver las diferencias existentes entre la piel y los órganos internos: un cuerpo desnudo, en reposo, sometido a una temperatura exterior de 15º, mantiene constantes los 36º interiores, mientras que la piel puede bajar hasta los 22º. El mismo ejemplo, con una temperatura exterior de 27º, arroja una medición en la epidermis de 34º, ascendiendo la interior a 37º. Ahora introducimos un patrón nuevo: la actividad física. Volvemos a tomar el ejemplo de los 27º de temperatura ambiente, un día soleado y actividad física moderada: la piel se mantiene a 34º y el interior asciende sólo un grado. El resumen de esta presentación, deliberadamente esquemática, nos lleva a precisar que, mientras las diferentes condiciones de exposición al medio han causado una extrapolación térmica externa de 12º, en nuestros órganos vitales sólo ha habido 2º de diferencia. ¿Porqué nuestro organismo reacciona de esta manera tan dispar en sus diferentes órganos? Intercambio de energía La piel es el órgano que ocupa una mayor superficie en el cuerpo humano y, al ser el que está situado en la porción más externa de nuestro cuerpo, es el responsable directo de regular la temperatura interior. Radiación: Más de la mitad de la pérdida de calor del cuerpo en una habitación a temperatura ambiente normal (22°C), es por radiación en forma de rayos infrarrojos. El cuerpo humano los emite en todas las direcciones, pero también las paredes y otros objetos irradian hacia el cuerpo. Si la temperatura corporal es mayor que la temperatura del medio que lo rodea, una mayor cantidad de calor es irradiada del cuerpo hacia el ambiente y viceversa. La transferencia de calor es proporcional al área del cuerpo. Este mecanismo está vinculado con el flujo sanguíneo de la piel. 22 Conducción: El flujo de calor desde un objeto hacia otro, con el cual está en contacto, se le llama conducción. El organismo pierde poco calor hacia los objetos por conducción directa (aproximadamente 10- 15%). Por ejemplo, cuando un ciclista se sienta, rápidamente el calor es conducido desde la piel hacia el sillín, lo mismo sucede con la suela de las zapatillas o las prendas de vestir cuando todavía noestán atemperadas al calor corporal. Al alcanzar la conducción un valor cercano a la temperatura superficial del individuo, actúa entonces como aislante y evita mayor pérdida de calor. Esta es la base en la que se apoyan las prendas térmicas para ofrecer un elevado grado de aislamiento. Convección: La cesión de calor desde el cuerpo por corriente de aire o líquido se le denomina pérdida de calor por convección. Debido a la tendencia del aire cercano a la piel a elevarse cuando se calienta, y ser sustituido por aire a menor temperatura, un individuo elimina entre un 12 y un 15% de calor por convección en una habitación a temperatura ambiente (a 22°C) y sin corriente de aire. Cuando el cuerpo es expuesto al viento, la capa de aire inmediata a la piel es reemplazada rápidamente por este fenómeno, aumentando la pérdida de calor adicional por conducción. Esta es la razón por la que nos quedemos congelados en pleno verano cuando descendemos un puerto, ya que el viento roza, de manera constante, contra nuestra piel. Evaporación: Por cada gramo de agua evaporada desde la superficie corporal se pierden 0,6 calorías. La pérdida insensible de agua (perspiración, respiración) determina una cesión de calor de 360 calorías por día. La pérdida de calor por evaporación, que es aproximadamente 25%, está principalmente regulada mediante la sudoración. En un ambiente húmedo, la evaporación puede estar disminuida debido a que el sudor permanece en estado líquido. La ausencia de movimiento de aire reduce la evaporación efectiva; el aire local queda saturado de vapor de agua y se limita la evaporación ulterior. También se produce evaporación de forma insensible a través de los pulmones. Respiración Cuando el ritmo cardiaco se acelera como consecuencia del ejercicio físico, una de las maneras que tiene nuestro organismo de intercambiar temperatura es incrementando la evaporación mediante la aceleración de la respiración. La Termorregulación Los números de la verdad Todos estos factores son imprescindibles para valorar cuando queremos pormenorizar sobre la cantidad de energía que genera o pierde nuestro cuerpo a través de la piel y no hay que cometer el error de despreciarlos ya que, por ejemplo, un cuerpo sometido a la radiación solar directa (a las 12 de la mañana en la línea del ecuador) puede recibir hasta 1 Kw/h (algo así como el calor que produce una estufa eléctrica de 1.000 vatios) por cada metro cuadrado de superficie que ocupe su piel (en un adulto de 1,80 de altura puede ser de unos 2 metros cuadrados). 23 En esas condiciones, manteniendo un ritmo deportivo moderado, podemos estar quemando unas 1.000 kilocalorías (Cal) cada hora, lo que supondrá una pérdida de líquido de alrededor de 1 litro de agua en una persona de unos 65 kilos de peso corporal. El ciclo de la termorregulación Desde un punto de vista práctico debemos identificar en nuestro propio cuerpo en qué fase de regulación térmica nos encontramos, ya que, actuando en consecuencia, podemos mejorar nuestra condición deportiva. Pongamos como ejemplo un ciclo de ejercicio extremo (Fig. 4), como es el caso de ascender un puerto con tiempo estable, sensación térmica agradable y cielo despejado. Si comenzamos a pedalear desde un estado de reposo total, el esfuerzo se va incrementando a medida que superamos cada metro de desnivel. La evolución de nuestro desplazamiento produce incremento de la temperatura debido al trabajo muscular, la sudoración no tarda en aparecer y, como el esfuerzo supera nuestro umbral aeróbico, producimos más cantidad de sudor del que podemos evaporar. La respiración es acelerada y perdemos gran cantidad de líquido. Al llegar a la cima el trabajo muscular pierde intensidad, el ritmo cardiaco y la respiración se estabilizan y cesa la sudoración. En este momento es de vital importancia que la radiación que produce nuestra piel esté equilibrada con una posible radiación solar, de manera que el balance se aproxime a una pretendida neutralidad, de lo contrario se produce un efecto de refrigeración cutánea que puede desembocar en un principio de hipotermia. Al iniciar el descenso se reduce, de manera notable, nuestro esfuerzo muscular, la refrigeración por convección es elevada y, al evaporar la humedad de nuestra piel de manera drástica. Es más que probable que, si no hemos elegido adecuadamente nuestra ropa de protección suframos un estado de hipotermia. El sudor De todos los mecanismos biológicos de regulación térmica corporal, el más espectacular es el de la sudoración. Es el camino más rápido que tenemos para regular la temperatura de los órganos internos, utilizando la superficie de la piel como panel de transferencia térmica. Cuando surge el trabajo muscular intenso, el incremento de la temperatura mecánica se dispara. En ese momento nuestro centro de control pone a funcionar las glándulas sudoríparas y nuestra piel se cubre de una capa de humedad. Ahora entran en juego la convección y la conducción: el aire que nos rodea tiene menos grado de humedad que nuestra piel y se produce la transferencia: el resultado térmico de este trasvase es el enfriamiento de la epidermis que, de manera instantánea se comunica con nuestros órganos internos. 24 Ropa y control de la temperatura La ropa atrapa el aire que está junto a la piel y en su tejido aumenta el espesor de aire próximo a nuestro cuerpo, disminuyendo el flujo de corrientes de aire de convección. Un equipamiento estándar de ciclismo puede reducir la pérdida de calor en, aproximadamente, un 50% en comparación con un cuerpo desnudo, mientras que la ropa térmica puede reducir esta pérdida a una sexta parte. La eficacia de la ropa para mantener la temperatura corporal se pierde casi por completo cuando se humedece, porque la alta conductividad del agua aumenta la transmisión de calor a través de la ropa hasta veinte veces. Uno de los mayores avances surgidos en el capítulo de los equipamientos deportivos es el de las membranas microporosas (Goretex, Windstopper... ) ya que, en determinados momentos, ofrecen un rendimiento inteligente. La textura del microporo impide que haya un intercambio perramente con el aire que choca contra nuestro cuerpo, reduciendo al máximo el efecto de la convección, pero esas diminutas ventanas, practicadas en una lámina que acompaña al tejido, permiten la evaporación del aire húmedo que hay sobre nuestra piel. De esta manera se cumple un ciclo biológico, relativamente artificial, que colabora a que nuestra termorregulación sea óptima. El mecanismo físico por el que el aire no penetra a través de la membrana microporosa y, sin embargo, el líquido que empapa nuestra piel sí lo haga, tiene su respuesta en otro principio físico: la presión. Cuando se produce sudoración intensa es porque hay un exceso de temperatura en la piel. El aire caliente ocupa más espacio en la atmósfera que el frío y tiende a elevarse: este es el fenómeno por el que una prenda microporosa permite la evaporación de la humedad excesiva de nuestra piel. Fisiología del Calor Podríamos dividir las fases de evolución de la termorregulación en diferentes estadios, para así comprender los mecanismos de que dispone nuestro organismo en aras de lograr una estabilidad total en nuestros órganos internos. En este primer ejemplo vamos a considerar que nos encontramos realizando un ejercicio de intensidad creciente en condiciones climáticas favorables (sol, menos de 30 grados, sin viento). No tendremos en cuenta los pormenores más críticos, considerando exclusivamente la mecánica del ejercicio: Fase de reposo La temperatura de la piel es estable, lo mismo que la de los órganos internos. Fase de calentamiento Los músculos combustionan nutrientes y se produce un incremento calor, la respuesta de nuestrosistema termorregulador es un incremento del riego sanguíneo (vasodilatación), lográndose en pocos minutos equilibrio térmico. Fase de actividad intensa Hay incremento de la temperatura debido al creciente trabajo muscular. Comienza la sudoración, se acelera la respiración (vaho) y se produce la refrigeración de los órganos internos. 25 Fase de peligro Al mantener durante periodos prolongados una actividad física intensa, sin momentos de descanso, la sudoración se muestra insuficiente y factores como la convección y la radiación ponen en peligro el mecanismo de equilibrio en el balance térmico. Se pierde la termorregulación y se corre el peligro de entrar en un "golpe de calor" (hipertermia). Fisiología del Frío Pero la termorregulación no sólo hay que tenerla en cuenta cuando los días son calurosos; también el frío puede afectar de manera grave a la regulación térmica de nuestros órganos internos, por lo que debemos valorar las alteraciones que se pudieran llegar a producir. Fase de reposo La temperatura de la piel es estable y hay balance neutro en la de los órganos internos. Fase de movimiento Un ciclista inicia un descenso, el cielo está nublado y la temperatura es inferior a 10 grados. Crece de manera exponencial el fenómeno de la convección: la masa de aire frío choca contra nuestras prendas de abrigo y las porciones de piel que hay descubiertas; se genera conducción entre nuestra piel y el tejido frío de las prendas de protección y a, ante la falta de sol, la radiación es escasa. Hay pérdida de temperatura en la piel. Para mantener el equilibrio de los órganos internos en cuerpo inicia una vasoconstricción capilar. Se consigue la termorregulación. Fase de enfriamiento El descenso en bicicleta se prolonga, hay muy poca actividad muscular, nula radiación solar y comienza a llover. El balance de calor en la piel vuelve a ser negativo. Se inicia un fenómeno de alerta máxima en nuestras células nerviosas y musculares: comenzamos a tiritar. Con ese movimiento acelerado involuntario de algunas de nuestras células, nuestro centro de la termorregulación consigue generar calor y logra compensar la temperatura de nuestros órganos internos. Fase de peligro El puerto que descendemos es muy largo, las condiciones climáticas no mejoran y llevamos un rato padeciendo una tiritona incontrolada. Comenzamos a sentir un estado de malestar generalizado, incluso perdemos la noción de la realidad. Entramos en un estado de hipotermia, nuestras constantes vitales se alteran y corre peligro nuestra vida. Intercambio térmico El balance energético en el que se basa nuestro mecanismo biológico de termorregulación se apoya en dos fenómenos orgánicos que permite la fisiología del cuerpo humano: la termogénesis (absorción de calor) y la termólisis (pérdida de calor). El calor corporal se produce de manera continua por la actividad metabólica; la producción de calor durante el sueño es mínima y aumenta por actividad muscular. 26 Para mantener una temperatura constante la cantidad de calor que se pierde debe ajustarse a la cantidad de calor que se produce ese es el equilibrio perfecto del mecanismo de nuestra termorregulación. Este proceso encuentra algunos inconvenientes debido a las variaciones térmicas del medio. Cuando la temperatura ambiental aumenta se reducen las pérdidas de calor, de la misma manera que una temperatura baja puede incrementar la cantidad de calor perdido, de tal forma que el metabolismo debe aumentar por medio de escalofríos para mantener el equilibrio. Termogénesis y termólisis Nuestro organismo produce calor en las estructuras más profundas (músculos y vísceras), que están aisladas del ambiente por la grasa subcutánea y la piel. Termogénesis Nuestra fuente permanente de calor es la actividad metabólica basal, al favorecer el temblor, la excitación simpática de producción de calor y la secreción de hormonas tiroideas. Durante los escalofríos la producción de calor puede aumentar 4 ó 5 veces por estimulación de la porción dorso medial del hipotálamo posterior, cerca de la pared del tercer ventrículo donde se encuentra el área llamada "centro motor primario del temblor". Las señales que provocan el temblor van por la médula espinal y a través de las motoneuronas anteriores llegan al músculo esquelético aumentando su tono; por encima de un nivel crítico comienza el temblor, probablemente resultado de oscilaciones por retroacción del mecanismo reflejo de estiramiento del huso muscular. Termogénesis química Este mecanismo biológico es muy simple, la noradrenalina y la adrenalina circulantes en sangre provocan un aumento del metabolismo celular, pero también el enfriamiento (acción sobre el área preóptica hipotalámica anterior) aumenta la producción de la hormona liberadora de TSH (hormona estimulante del tiroides). Esta, a su vez, estimula la producción de hormonas tiroideas, lo que aumenta el metabolismo celular de todo el cuerpo. Termogénesis física La estimulación de los centros simpáticos del hipotálamo posterior causan vasoconstricción cutánea. La vasoconstricción periférica favorece la conservación de la temperatura de la sangre circulante, al desplazarla a los tejidos más profundos. La "piloerección", (poner los pelos de punta) está causada por la estimulación simpática hace que se contraigan los músculos erectores del pelo unidos al folículo piloso, lo que hace que el pelo adopte una postura vertical; esto es un signo genético de nuestro pasado animal (a los animales de pelo largo les permite formar una capa gruesa de aire aislante reduciendo la transferencia de calor al entorno). Termólisis Para controlar la temperatura, nuestro organismo utiliza mecanismos físicos de disipación cuando el calor del cuerpo se eleva demasiado. Estos mecanismos pueden tener control fisiológico o no. 27 A través de la orina, las heces, el aire expirado y la ingesta de alimentos fríos podemos reducir la temperatura, pero nuestro metabolismo apenas intervendrá. Por el contrario, cuando nuestros centros de control activan nuestra fisiología, se produce vasodilatación: los vasos sanguíneos de la piel se dilatan intensamente. Una vasodilatación plena puede aumentar la transferencia de energía hacia la piel hasta 8 veces. Termólisis intensa Cuando la temperatura central del cuerpo aumenta por encima del nivel crítico, se produce un incremento de la pérdida de calor mediante evaporación (sudoración). Un aumento adicional de 1°C de la temperatura corporal provoca suficiente sudoración para eliminar 10 veces la producción basal de calor del cuerpo. Muchos animales inferiores tienen escasa capacidad de perder calor por su superficie corporal debido a que su superficie presenta un pelaje importante y porque la mayoría no presentan glándulas sudoríparas, lo que evita la mayor parte de la pérdida mediante la evaporación del calor en la piel, por lo tanto utilizan un mecanismo sustitutivo, el mecanismo del jadeo regulado por el centro del jadeo que produce un aumento de la frecuencia respiratoria con una respiración muy superficial que colabora con la rápida evaporación del agua de las superficies mucosas, especialmente la saliva en la lengua. 5. CLIMA El conocer el estado del tiempo es importante para la realización de todas las actividades de los seres humanos en nuestro planeta. Humedad Relativa y el Punto de Rocío. Estas variables condicionan la formación de nubes y la ocurrencia de precipitación en forma de lluvias, llovizna, nieve, aguanieve, granizo así como la condensación con la consecuente aparición de neblina y rocío. Medir la humedad atmosférica es de gran importancia porque el vapor de agua: 1.-- Afecta al balance de radiación (efecto invernadero) Se denomina efecto invernadero al fenómeno porel cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera planetaria, retienen parte de la energía que la superficie planetaria emite por haber sido calentada por la radiación estelar. 2.-- Comporta un almacenamiento y una transferencia de calor latente. El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización) 3.-- Es el origen de los fenómenos de condensación. Condensación, cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. y sublimación La sublimación (del latín sublimāre) o volatilización, es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido (nubes e hidrometeoros). 28 4.-- Es uno de los elementos que condicionan el confort climático. El aire de la atmósfera se considera normalmente como una mezcla de dos componentes: aire seco y agua. El agua es la única sustancia de la atmósfera que puede condensar (pasar de vapor a líquido) o evaporarse (pasar de líquido a vapor) en las condiciones ambientales que conocemos en la Tierra. Este hecho justifica la división del aire atmosférico en aire seco y agua La capacidad de la atmósfera para recibir vapor de agua se relaciona con los conceptos de humedad absoluta y humedad relativa: Humedad Absoluta Es la cantidad de agua presente en el aire por unidad de masa de aire seco. Humedad relativa Es el cociente en la humedad absoluta y la cantidad máxima de agua que admite el aire por unidad de volumen. Se mide en tantos por ciento y está normalizada de forma que la humedad relativa máxima posible es el 100%. El vapor de agua contenido en la atmósfera procede de: - La evaporación directa de los océanos, mares, ríos o lagos. - La evaporación del agua existente en el suelo en forma de rocío o escarcha. - La transpiración que las plantas realizan a través de las estomas(Abertura microscópica en la epidermis de las partes verdes de los vegetales superiores que permite el intercambio de gases y líquidos con el exterior) de las hojas. 29 ¿Qué es la Humedad Relativa? Para una masa dada de aire, que contiene una cantidad dada de vapor de agua (humedad absoluta), se dice que la humedad relativa es la proporción de vapor contenida en relación a la necesaria para llegar al punto de saturación, expresada en porcentaje. Cuando el aire se satura (humedad relativa igual al 100%) se llega al punto de rocío El estado de saturación se alcanza normalmente por enfriamiento del aire, ya que el aire frío se satura con menor cantidad de vapor de agua que el aire caliente. Así, por ejemplo, 1m³ de aire a 25 ºC de temperatura, cuyo contenido en vapor de agua sea de 11 g, no está saturado; pero los 11 g lo saturan a 10 ºC, y entonces la condensación ya es posible. Los núcleos de condensación (que permiten al vapor de agua recuperar su estado líquido), son minúsculas partículas en suspensión en el aire: partículas que proceden de los humos o de microscópicos cristales de sal que acompañan a la evaporización de las nieblas marinas. Así se forman las nubes. La pequeñez de las gotas y de los cristales les permite quedar en suspensión en el aire y ser desplazadas por los vientos. Se pueden contar 500 por cm³ y, sin embargo, 1 m³ de nube apenas contiene tres gramos de agua. Las nubes se resuelven en precipitaciones (lluvia, nieve, pedrisco y granizo) cuando las gotitas se hacen más gruesas y más pesadas. El fenómeno es muy complejo: las diferencias de carga eléctrica permiten a las gotitas atraerse; los «núcleos», que a menudo son pequeños cristales de hielo, facilitan la condensación. Así es como las descarga eléctricas se acompañan de violentas precipitaciones ¿Cómo se mide la humedad relativa? La forma más sencilla es medir lo que se conoce como temperatura de bulbo seco y temperatura de bulbo húmedo http://es.wikipedia.org/wiki/M%C2%B3 http://es.wikipedia.org/wiki/%C2%BAC http://es.wikipedia.org/wiki/Gramo http://es.wikipedia.org/wiki/Gramo http://es.wikipedia.org/wiki/%C2%BAC http://es.wikipedia.org/wiki/Cm%C2%B3 http://es.wikipedia.org/wiki/M%C2%B3 30 PSICOMETRO El psicrómetro es un instrumento con el cual se determina directamente la temperatura del aire (midiendo sobre el termómetro del bulbo seco), e indirectamente la humedad ambiente, con el auxilio de una tabla psicrométrica, en función de la temperatura del bulbo seco y la del bulbo húmedo. Este es un psicrómetro de aspiración forzada en base al principio de Assmann oportunamente perfeccionado, para obtener una mayor precisión en las mediciones Conociendo la temperatura del bulbo seco (temperatura normal) y la temperatura del bulbo húmedo podemos conocer las condiciones ambientales de humedad utilizando la tabla Psicrométrica que aparecen en las tablas útiles al navegante u otras publicaciones náuticas. Una vez que se han medido las temperaturas de bulbo seco y la del bulbo húmedo se introducen en las casillas correspondientes de la tabla, en una de ellas la temperatura del aire y en la otra la Depresión Psicométrica (Tº- Tºbh) En algunas tablas psicrométricas se ha preferido sustituir la temperatura del termómetro seco por la del húmedo. 31 TABLA PSICOMETRICA El punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha. Para una masa dada de aire, que contiene una cantidad dada de vapor de agua (humedad absoluta), se dice que la humedad relativa es la proporción de vapor contenida en relación a la necesaria para llegar al punto de saturación, expresada en porcentaje. Cuando el aire se satura (humedad relativa igual al 100%) se llega al punto de rocío. La saturación se produce por un aumento de humedad relativa con la misma temperatura, o por un descenso de temperatura con la misma humedad relativa. Existen varios métodos para determinar la temperatura del punto de rocío. 32 1 - Gráficamente La gráfica representada relaciona la temperatura, la humedad relativa y el punto de rocío. 2.- Por fórmula La fórmula utilizada para determinar el punto de rocío es la siguiente: Pr = T - ((100 - HR)/5) Pr = Punto de rocío. T = Temperatura en grados Celsius HR = Humedad relativa. La temperatura del punto de rocío también depende de la presión de la masa de aire, hecho que no se tiene en cuenta en las fórmulas anteriores. 3.- Por Tabla 33 Otra forma del cálculo del punto de rocío ¿Cuál es la correspondencia entre la temperatura, la humedad relativa y el punto de Rocío? Existe una correspondencia entre la temperatura del aire, la humedad relativa y el punto de rocío Por ejemplo, si en un tanque la humedad relativa es del 50% y la temperatura es de 16°C, el punto de rocío será de 5°C. En cambio, con la misma humedad relativa y una temperatura de 20°C, el punto de rocío subirá a los de 8,5°C aproximadamente. El punto de rocío depende de la concentración de vapor de agua presente, y por lo tanto de la h humedad relativa y de la temperatura del aire. Gracias a gráficos específicos, es posible determinar el valor de punto de rocío tomando como base los valores de HR y de temperatura medidos. Como alternativa a estos métodos, existen higrómetros que miden automáticamente el punto de rocío y lo visualiza en la pantalla El punto de rocío nos permite también saber a qué altura están las nubes, puesto que conociendo cuánto cae la temperatura a medida que subimos (supongamosque es , 6.5º por cada 1 km de altura), llegará un momento en que alcanzaremos el punto de rocío y por tanto el agua en el aire se condensará. Es por ello que normalmente las nubes son planas por su lado inferior y se suele referir a dicha altura como techo de nubes, ya que parece un techo blanco formado por las nubes. Con el ejemplo anterior de una temperatura en la superficie de 30º y un punto de rocío de 4º, el techo de nubes estará a (30-4)/6.5 = 4 km de altura. 34 El termohigrógrafo es utilizado para medir sobre una banda de papel la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa. Aumente la probabilidad de que se produzcan accidentes de trabajo, Se produzcan las llamadas “enfermedades relacionadas con el calor”. Factores personales: Falta de aclimatación al calor Falta de descanso Estado de salud Toma de medicamentos Obesidad Consumos de alcohol, drogas y exceso de cafeína Mal estado físico Haber sufrido algún trastorno relacionado con el calor Trabajos en sitios cerrados o semicerrados, Trabajos al aire libre En trabajos al aire libre, además, Procurar que el trabajo se haga en interiores o a la sombra. ¿Qué es la Humedad Relativa? ¿Cómo se mide la humedad relativa? Otra forma del cálculo del punto de rocío ¿Cuál es la correspondencia entre la temperatura, la humedad relativa y el punto de Rocío?
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