Jueves, 27 Octubre 2011 19: 47

Estudio de caso: Índices de calor: fórmulas y definiciones

Valora este artículo
(Vote 1)

I. Índice de estrés térmico (ITS)

El mejorado ecuación de balance de calor :

donde se requiere la evaporación para mantener el balance de calor,  es la carga solar y la producción de calor metabólico H se utiliza en lugar de la tasa metabólica para dar cuenta del trabajo externo. Una mejora importante es el reconocimiento de que no todo el sudor se evapora (p. ej., algunos goteos), por lo que la tasa de sudor requerida está relacionada con la tasa de evaporación requerida por:

donde NSC es la eficiencia de la sudoración.

En interiores, la transferencia de calor sensible se calcula a partir de:

Para condiciones exteriores con carga solar,  se reemplaza con y se tiene en cuenta la carga solar (RS ) por:

Las ecuaciones utilizadas se ajustan a los datos experimentales y no son estrictamente racionales.

Máxima pérdida de calor por evaporación :

y la eficiencia de la transpiración viene dada por:

pero

nsc = 1, если

y

nsc = 0.29, если

El índice de estrés térmico. (SU) en g/h viene dada por:

donde  es la tasa de evaporación requerida, 0.37 se convierte en g/h yNSC es la eficiencia de la transpiración (McIntyre 1980).

II. Tasa de sudor requerida

Similar a los otros índices racionales, se deriva de los seis parámetros básicos (temperatura del aire (), temperatura radiante ( ), humedad relativa velocidad del aire (v), aislamiento de ropa ( ), tasa metabólica (M) y trabajo externo (W)). También se requieren valores del área de radiación efectiva para la postura (sentado = 0.72, de pie = 0.77). A partir de esto, la evaporación requerida se calcula a partir de:

Se proporcionan ecuaciones para cada componente (ver tabla 8 y tabla 9). La temperatura media de la piel se calcula a partir de una ecuación de regresión lineal múltiple o se asume un valor de 36°C.

De la evaporación requerida (Ereg) y evaporación máxima (Emax) y eficiencia de sudoración (r), se calcula lo siguiente:

Humectación de la piel requerida 

Tasa de sudor requerida 

tercero Tasa de sudor prevista de 4 horas (P4SR)

Trámites realizados para obtener la P4SR McIntyre (1980) resume el valor del índice de la siguiente manera:

If , aumente la temperatura de bulbo húmedo en .

Si la tasa metabólica M > 63 , aumente la temperatura de bulbo húmedo en la cantidad indicada en la tabla (consulte la figura 6).

Si los hombres están vestidos, aumente la temperatura de bulbo húmedo en .

Las modificaciones son aditivas.

El (P4SR) se determina a partir de la figura 6. El P4SR es entonces:

IV. Ritmo cardiaco

donde M es la tasa metabólica, es la temperatura del aire en °C y Pa es la presión de vapor en Mb.

Givoni y Goldman (1973) proporcionan ecuaciones para predecir el ritmo cardíaco de personas (soldados) en ambientes calurosos. Definen un índice para la frecuencia cardíaca (RSI) de una modificación de la temperatura rectal de equilibrio predicha,

RSI es entonces:

donde M = tasa metabólica (vatios), = trabajo mecánico (vatios), clo = aislamiento térmico de la ropa,  = temperatura del aire = carga total de calor metabólico y ambiental (vatios), = capacidad de enfriamiento por evaporación para la ropa y el medio ambiente (vatios).

La frecuencia cardíaca de equilibrio (en latidos por minuto) viene dada por:

para el RSI 225

es decir, una relación lineal (entre la temperatura rectal y la frecuencia cardíaca) para frecuencias cardíacas de hasta aproximadamente 150 latidos por minuto. Para RSI > 225:

es decir, una relación exponencial a medida que la frecuencia cardíaca se acerca al máximo, donde:

= frecuencia cardíaca de equilibrio (lpm),

65 = frecuencia cardíaca en reposo asumida en condiciones cómodas (lpm), y t = tiempo en horas.

V. Índice de temperatura de globo y bulbo húmedo (WBGT)

La temperatura del globo de bulbo húmedo viene dada por:

para condiciones con radiación solar, y:

para condiciones interiores sin radiación solar, donde Tnwb= temperatura de un termómetro de bulbo húmedo con ventilación natural, Ta = temperatura del aire, y Tg = temperatura de un termómetro de globo negro de 150 mm de diámetro.

 

Atrás

Leer 11474 veces Ultima modificacion el Lunes, noviembre 07 2011 23: 57

" EXENCIÓN DE RESPONSABILIDAD: La OIT no se responsabiliza por el contenido presentado en este portal web que se presente en un idioma que no sea el inglés, que es el idioma utilizado para la producción inicial y la revisión por pares del contenido original. Ciertas estadísticas no se han actualizado desde la producción de la 4ª edición de la Enciclopedia (1998)."

Contenido

Referencias de calor y frío

ACGIH (Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales). 1990. Valores límite de umbral e índices de exposición biológica para 1989–1990. Nueva York: ACGIH.

—. 1992. Estrés por frío. En Valores Límite Umbral para Agentes Físicos en el Ambiente de Trabajo. Nueva York: ACGIH.

Bedford, T. 1940. El calor ambiental y su medición. Memorándum de investigación médica n.° 17. Londres: Oficina de papelería de Su Majestad.

Escotilla Belding, HS y TF. 1955. Índice para evaluar el estrés por calor en términos de tensión fisiológica resultante. Tubería de calefacción Aire acondicionado 27:129–136.

Bitel, JHM. 1987. La deuda de calor como índice de adaptación al frío en los hombres. J Appl Physiol 62(4):1627–1634.

Bittel, JHM, C Nonotte-Varly, GH Livecchi-Gonnot, GLM Savourey y AM Hanniquet. 1988. Aptitud física y reacciones termorreguladoras en un ambiente frío en hombres. J Appl Physiol 65:1984-1989.

Bittel, JHM, GH Livecchi-Gonnot, AM Hanniquet y JL Etienne. 1989. Cambios térmicos observados antes y después del viaje de JL Etienne al Polo Norte. Eur J Appl Physiol 58:646–651.

Bligh, J y KG Johnson. 1973. Glosario de términos de fisiología térmica. J Appl Physiol 35(6):941–961.

Botsford, JH. 1971. Un termómetro de globo húmedo para medir el calor ambiental. Am Ind Hyg J 32:1–10.

Boutelier, C. 1979. Survie et protection des équipages en cas d'immersion accidentelle en eau froide. Neuilly-sur-Seine: AGARD AG 211.

Brouha, L. 1960. Fisiología en la Industria. Nueva York: Pergamon Press.

Burton, AC y OG Edholm. 1955. Hombre en un Ambiente Frío. Londres: Edward Arnold.

Chen, F, H Nilsson y RI Holmér. 1994. Respuestas de enfriamiento de la yema del dedo en contacto con una superficie de aluminio. Am Ind Hyg Assoc J 55(3):218-22.

Comité Europeo de Normalización (CEN). 1992. EN 344. Ropa de Protección Contra el Frío. Bruselas: CEN.

—. 1993. EN 511. Guantes de Protección Contra el Frío. Bruselas: CEN.

Comisión de las Comunidades Europeas (CEC). 1988. Actas de un seminario sobre índices de estrés por calor. Luxemburgo: CEC, Dirección de Salud y Seguridad.

Daanen, HAM. 1993. Deterioro del rendimiento manual en condiciones de frío y viento. AGARD, OTAN, CP-540.

Dasler, AR. 1974. Ventilación y estrés térmico, en tierra y a flote. En el Capítulo 3, Manual de Medicina Preventiva Naval. Washington, DC: Departamento de Marina, Oficina de Medicina y Cirugía.

—. 1977. Estrés por calor, funciones laborales y límites fisiológicos de exposición al calor en el hombre. En Análisis Térmico—Confort Humano—Ambientes Interiores. NBS Special Publication 491. Washington, DC: Departamento de Comercio de EE. UU.

Deutsches Institut für Normierung (DIN) 7943-2. 1992. Schlafsäcke, Thermophysiologische Prufung. Berlín: DIN.

Dubois, D y EF Dubois. 1916. Calorimetría clínica X: una fórmula para estimar el área de superficie adecuada si se conocen la altura y el peso. Arco Int Med 17: 863–871.

Eagan, CJ. 1963. Introducción y terminología. Fed Proc 22:930–933.

Edwards, JSA, DE Roberts y SH Mutter. 1992. Relaciones para uso en ambiente frío. J Vida Silvestre Med 3:27–47.

Enander, A. 1987. Reacciones sensoriales y rendimiento en frío moderado. Tesis doctoral. Solna: Instituto Nacional de Salud Ocupacional.

Fuller, FH y L Brouha. 1966. Nuevos métodos de ingeniería para evaluar el entorno laboral. ASHRAE J 8(1):39–52.

Fuller, FH y PE Smith. 1980. La eficacia de los procedimientos de trabajo preventivo en un taller caliente. En FN Dukes-Dobos y A Henschel (eds.). Actas de un taller de NIOSH sobre las normas recomendadas para el estrés por calor. Washington DC: publicación n.° 81-108 del DHSS (NIOSH).

—. 1981. Evaluación del estrés por calor en un taller caluroso mediante mediciones fisiológicas. Am Ind Hyg Assoc J 42:32–37.

Gagge, AP, AP Fobelets y LG Berglund. 1986. Un índice predictivo estándar de la respuesta humana al ambiente térmico. ASHRAE Trans 92:709–731.

Gisolfi, CV y ​​CB Wenger. 1984. Regulación de la temperatura durante el ejercicio: Viejos conceptos, nuevas ideas. Ejercicio Deporte Sci Rev 12:339–372.

Givoni, B. 1963. Un nuevo método para evaluar la exposición al calor industrial y la carga de trabajo máxima permisible. Documento presentado al Congreso Biometeorológico Internacional en París, Francia, septiembre de 1963.

—. 1976. Hombre, Clima y Arquitectura, 2ª ed. Londres: Ciencias Aplicadas.

Givoni, B y RF Goldman. 1972. Predicción de la respuesta de la temperatura rectal al trabajo, el medio ambiente y la ropa. J Appl Physiol 2(6):812–822.

—. 1973. Predicción de la respuesta del ritmo cardíaco al trabajo, el entorno y la ropa. J Appl Physiol 34(2):201–204.

Goldman, RF. 1988. Normas para la exposición humana al calor. En Ergonomía Ambiental, editado por IB Mekjavic, EW Banister y JB Morrison. Londres: Taylor & Francis.

Hales, JRS y DAB Richards. 1987. Estrés por calor. Ámsterdam, Nueva York: Oxford Excerpta Medica.

Hammel, HT. 1963. Resumen de patrones térmicos comparativos en el hombre. Fed Proc 22: 846–847.

Havenith, G, R Heus y WA Lotens. 1990. Índice de ventilación, resistencia al vapor y permeabilidad de la ropa: Cambios debido a la postura, el movimiento y el viento. Ergonomía 33:989–1005.

Hayes. 1988. En Ergonomía Ambiental, editado por IB Mekjavic, EW Banister y JB Morrison. Londres: Taylor & Francis.

Holmér, I. 1988. Evaluación del estrés por frío en términos del aislamiento de ropa requerido—IREQ. Int J Ind Erg 3:159–166.

—. 1993. Trabajar en el frío. Revisión de métodos para la evaluación del estrés por frío. Int Arch Occ Env Health 65:147–155.

—. 1994. Estrés por frío: Parte 1—Pautas para el profesional. Int J Ind Erg 14:1–10.

—. 1994. Estrés por frío: Parte 2—La base científica (base de conocimientos) para la guía. Int J Ind Erg 14:1–9.

Houghton, FC y CP Yagoglou. 1923. Determinación de líneas de igual comodidad. JASHVE 29:165–176.

Organización Internacional de Normalización (ISO). 1985. ISO 7726. Ambientes térmicos: instrumentos y métodos para medir cantidades físicas. Ginebra: ISO.

—. 1989a. ISO 7243. Ambientes cálidos: estimación del estrés por calor en el trabajador, basado en el índice WBGT (temperatura de globo de bulbo húmedo). Ginebra: ISO.

—. 1989b. ISO 7933. Ambientes cálidos: determinación e interpretación analíticas del estrés térmico mediante el cálculo de la tasa de sudoración requerida. Ginebra: ISO.

—. 1989c. ISO DIS 9886. Ergonomía: evaluación de la tensión térmica mediante mediciones fisiológicas. Ginebra: ISO.

—. 1990. ISO 8996. Ergonomía: determinación de la producción de calor metabólico. Ginebra: ISO.

—. 1992. ISO 9886. Evaluación de la Deformación Térmica por Mediciones Fisiológicas. Ginebra: ISO.

—. 1993. Valoración de la Influencia del Ambiente Térmico mediante Escalas de Juicio Subjetivo. Ginebra: ISO.

—. 1993. ISO CD 12894. Ergonomía del entorno térmico: supervisión médica de personas expuestas a entornos cálidos o fríos. Ginebra: ISO.

—. 1993. ISO TR 11079 Evaluación de ambientes fríos—Determinación del aislamiento de ropa requerido, IREQ. Ginebra: ISO. (Reporte técnico)

—. 1994. ISO 9920. Ergonomía—Estimación de las características térmicas de un conjunto de ropa. Ginebra: ISO.

—. 1994. ISO 7730. Ambientes Térmicos Moderados—Determinación de los Índices PMV y PPD y Especificación de las Condiciones para el Confort Térmico. Ginebra: ISO.

—. 1995. ISO DIS 11933. Ergonomía del Ambiente Térmico. Principios y Aplicación de Normas Internacionales. Ginebra: ISO.

Kenneth, W, P Sathasivam, AL Vallerand y TB Graham. 1990. Influencia de la cafeína en las respuestas metabólicas de los hombres en reposo a 28 y 5C. J Appl Physiol 68(5):1889–1895.

Kenney, WL y SR Fowler. 1988. Densidad y producción de glándulas sudoríparas ecrinas activadas por metilcolina en función de la edad. J Appl Physiol 65:1082–1086.

Kerslake, DMck. 1972. El estrés de los ambientes cálidos. Cambridge: Prensa de la Universidad de Cambridge.

LeBlanc, J. 1975. Hombre en el frío. Springfield, IL, EE. UU.: Charles C Thomas Publ.

Leithead, CA y AR Lind. 1964. Estrés por calor y trastornos de la cabeza. Londres: Cassell.

Lind, AR. 1957. Un criterio fisiológico para establecer límites ambientales térmicos para el trabajo de todos. J Appl Physiol 18:51–56.

Loten, WA. 1989. El aislamiento real de la ropa multicapa. Scand J Work Environ Health 15 Supl. 1:66–75.

—. 1993. Transferencia de calor de humanos usando ropa. Tesis, Universidad Técnica. Delft, Países Bajos. (ISBN 90-6743-231-8).

Lotens, WA y G Havenith. 1991. Cálculo de aislamiento de ropa y resistencia al vapor. Ergonomía 34:233–254.

Maclean, D y D Emslie-Smith. 1977. Hipotermia accidental. Oxford, Londres, Edimburgo, Melbourne: Blackwell Scientific Publication.

Macpherson, RK. 1960. Respuestas fisiológicas a ambientes calientes. Serie de Informes Especiales del Consejo de Investigación Médica No. 298. Londres: HMSO.

Martineau, L y I Jacob. 1988. Utilización de glucógeno muscular durante la termogénesis por escalofríos en humanos. J Appl Physiol 56:2046–2050.

Maughan, RJ. 1991. Pérdida y reemplazo de líquidos y electrolitos en el ejercicio. J Sport Sci 9: 117–142.

McArdle, B, W Dunham, HE Halling, WSS Ladell, JW Scalt, ML Thomson y JS Weiner. 1947. La predicción de los efectos fisiológicos de ambientes cálidos y cálidos. Consejo de Investigación Médica Rep 47/391. Londres: RNP.

McCullough, EA, BW Jones y PEJ Huck. 1985. Una base de datos completa para estimar el aislamiento de la ropa. ASHRAE Trans 91:29–47.

McCullough, EA, BW Jones y T Tamura. 1989. Una base de datos para determinar la resistencia a la evaporación de la ropa. ASHRAE Trans 95:316–328.

McIntyre, DA. 1980. Clima interior. Londres: Applied Science Publishers Ltd.

Mekjavic, IB, EW Banister y JB Morrison (eds.). 1988. Ergonomía Ambiental. Filadelfia: Taylor & Francis.

Nielsen, B. 1984. Deshidratación, rehidratación y termorregulación. En E Jokl y M Hebbelinck (eds.). Medicina y Ciencias del Deporte. Basilea: S. Karger.

—. 1994. Estrés por calor y aclimatación. Ergonomía 37(1):49–58.

Nielsen, R, BW Olesen y PO Fanger. 1985. Efecto de la actividad física y la velocidad del aire sobre el aislamiento térmico de la ropa. Ergonomía 28:1617–1632.

Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH). 1972. Exposición ocupacional a ambientes calientes. HSM 72-10269. Washington, DC: Departamento de Educación para la Salud y Bienestar de EE. UU.

—. 1986. Exposición ocupacional a ambientes calientes. Publicación NIOSH No. 86-113. Washington, DC: NIOSH.

Nishi, Y y AP Gagge. 1977. Escala de temperatura efectiva utilizada para ambientes hipobáricos e hiperbáricos. Espacio de aviación y Envir Med 48: 97–107.

Olesen, BW. 1985. Estrés por calor. En Bruel and Kjaer Technical Review No. 2. Dinamarca: Bruel and Kjaer.

Olesen, BW, E Sliwinska, TL Madsen y PO Fanger. 1982. Efecto de la postura corporal y la actividad en el aislamiento térmico de la ropa: Mediciones por un maniquí térmico móvil. ASHRAE Trans 88:791–805.

Pandolf, KB, BS Cadarette, MN Sawka, AJ Young, RP Francesconi y RR Gonzales. 1988. J Appl Physiol 65(1):65–71.

Parsons, KC. 1993. Ambientes Térmicos Humanos. Hampshire, Reino Unido: Taylor & Francis.

Reed, HL, D Brice, KMM Shakir, KD Burman, MM D'Alesandro y JT O'Brian. 1990. Fracción libre disminuida de hormonas tiroideas después de una residencia prolongada en la Antártida. J Appl Physiol 69:1467–1472.

Rowell, LB. 1983. Aspectos cardiovasculares de la termorregulación humana. Circ. Res. 52:367–379.

—. 1986. Regulación de la circulación humana durante el estrés físico. Oxford: OUP.

Sato, K y F Sato. 1983. Variaciones individuales en la estructura y función de la glándula sudorípara ecrina humana. Soy J Physiol 245:R203–R208.

Savourey, G, AL Vallerand y J Bittel. 1992. Adaptación general y local después de un viaje de esquí en un entorno ártico severo. Eur J Appl Physiol 64:99–105.

Savourey, G, JP Caravel, B Barnavol y J Bittel. 1994. Cambios en la hormona tiroidea en un ambiente de aire frío después de la aclimatación local al frío. J Appl Physiol 76(5):1963–1967.

Savourey, G, B Barnavol, JP Caravel, C Feuerstein y J Bittel. 1996. Adaptación hipotérmica al frío general inducida por la aclimatación al frío local. Eur J Appl Physiol 73:237–244.

Vallerand, AL, I Jacob y MF Kavanagh. 1989. Mecanismo de tolerancia al frío mejorada por una mezcla de efedrina/cafeína en humanos. J Appl Physiol 67:438–444.

van Dilla, MA, R Day y PA Siple. 1949. Problemas especiales de las manos. En Physiology of Heat Regulation, editado por R Newburgh. Filadelfia: Saunders.

Vellar, OD. 1969. Pérdidas de nutrientes a través del sudor. Oslo: Universitetsforlaget.

Vogt, JJ, V Candas, JP Libert and F Daull. 1981. Tasa de sudor requerida como índice de tensión térmica en la industria. En Bioingeniería, fisiología térmica y comodidad, editado por K Cena y JA Clark. Ámsterdam: Elsevier. 99–110.

Wang, LCH, SFP Man y AN Bel Castro. 1987. Respuestas metabólicas y hormonales en la resistencia al frío aumentada por teofilina en los hombres. J Appl Physiol 63:589–596.

Organización Mundial de la Salud (OMS). 1969. Factores de salud implicados en el trabajo en condiciones de estrés por calor. Informe técnico 412. Ginebra: OMS.

Wissler, EH. 1988. Una revisión de los modelos térmicos humanos. En Ergonomía Ambiental, editado por IB Mekjavic, EW Banister y JB Morrison. Londres: Taylor & Francis.

Woodcock, AH. 1962. Transferencia de humedad en sistemas textiles. Parte I. Textil Res J 32:628–633.

Yaglou, CP y D Minard. 1957. Control de bajas por calor en centros de instrucción militar. Am Med Assoc Arch Ind Health 16:302–316 y 405.