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Jueves, 27 Octubre 2011 19: 47

Estudio de caso: Índices de calor: fórmulas y definiciones

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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.

 

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Leer 11526 veces Ultima modificacion el Lunes, noviembre 07 2011 23: 57