Quinta-feira, 27 Outubro 2011 19: 47

Estudo de Caso: Índices de Calor: Fórmulas e Definições

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I. Índice de estresse térmico (ITS)

A melhoria equação de balanço de calor é:

onde é a evaporação necessária para manter o equilíbrio térmico,  é a carga solar e a produção de calor metabólico H é usado em vez da taxa metabólica para contabilizar o trabalho externo. Uma melhoria importante é o reconhecimento de que nem todo suor evapora (por exemplo, algumas gotas), portanto, a taxa de suor necessária está relacionada à taxa de evaporação necessária por:

onde nsc é a eficiência da transpiração.

Usado em ambientes fechados, a transferência de calor sensível é calculada a partir de:

Para condições externas com carga solar,  é substituído e permitido para carga solar (RS ) de:

As equações utilizadas são ajustadas a dados experimentais e não são estritamente racionais.

Máxima perda de calor por evaporação é:

e a eficiência da transpiração é dada por:

mas a

nsc = 1, exceto

e

nsc = 0.29, exceto

O índice de estresse térmico (IST) em g/h é dado por:

onde  é a taxa de evaporação necessária, 0.37 converte em g/h ensc é a eficiência da transpiração (McIntyre 1980).

II. Taxa de suor necessária

Semelhante aos outros índices racionais, é derivado dos seis parâmetros básicos (temperatura do ar (), temperatura radiante ( ), umidade relativa velocidade do ar (v), isolamento de roupas ( ), taxa metabólica (M) e trabalho externo (W)). Valores efetivos de área de radiação para postura (sentado = 0.72, em pé = 0.77) também são necessários. A partir disso, a evaporação necessária é calculada a partir de:

As equações são fornecidas para cada componente (consulte a tabela 8 e a tabela 9). A temperatura média da pele é calculada a partir de uma equação de regressão linear múltipla ou assume-se um valor de 36°C.

Da evaporação necessária (Ereg) e evaporação máxima (Emax) e eficiência da transpiração (r), são calculados:

Umectação necessária da pele 

Taxa de suor necessária 

III. Taxa de suor prevista em 4 horas (P4SR)

Medidas tomadas para obter o P4SR valor do índice são resumidos por McIntyre (1980) da seguinte forma:

If , aumentar a temperatura de bulbo úmido em .

Se a taxa metabólica M > 63 , aumente a temperatura de bulbo úmido no valor indicado na tabela (ver figura 6).

Se os homens estiverem vestidos, aumente a temperatura do bulbo úmido em .

As modificações são aditivas.

O (P4SR) é determinado a partir da figura 6. O P4SR é então:

XNUMX. Frequência cardíaca

onde M é a taxa metabólica, é a temperatura do ar em °C e Pa é a pressão de vapor em Mb.

Givoni e Goldman (1973) fornecem equações para prever a freqüência cardíaca de pessoas (soldados) em ambientes quentes. Eles definem um índice para a frequência cardíaca (RSI) de uma modificação da temperatura retal de equilíbrio prevista,

IHR é então:

onde M = taxa metabólica (watts), = trabalho mecânico (watts), clo = isolamento térmico da roupa,  = temperatura do ar = carga total de calor metabólico e ambiental (watts), = capacidade de resfriamento evaporativo para roupas e ambiente (watts).

A frequência cardíaca de equilíbrio (em batimentos por minuto) é então dado por:

para RSI 225

isto é, uma relação linear (entre a temperatura retal e a frequência cardíaca) para frequências cardíacas de até cerca de 150 batimentos por minuto. Para IHR > 225:

ou seja, uma relação exponencial à medida que a frequência cardíaca se aproxima do máximo, onde:

= frequência cardíaca de equilíbrio (bpm),

65 = frequência cardíaca de repouso assumida em condições confortáveis ​​(bpm) e t = tempo em horas.

V. Índice de temperatura do bulbo úmido (WBGT)

A temperatura de globo de bulbo úmido é dada por:

para condições com radiação solar, e:

para condições internas sem radiação solar, onde TNWB= temperatura de um termômetro de bulbo úmido naturalmente ventilado, Ta = temperatura do ar, e Tg = temperatura de um termômetro de globo negro de 150 mm de diâmetro.

 

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Referências de calor e frio

ACGIH (Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais). 1990. Valores Limite e Índices de Exposição Biológica para 1989–1990. Nova York: ACGIH.

—. 1992. Estresse frio. In Limite de Valores Limite para Agentes Físicos no Ambiente de Trabalho. Nova York: ACGIH.

Bedford, T. 1940. Calor ambiental e sua medição. Memorando de Pesquisa Médica nº 17. Londres: Her Majesty's Stationery Office.

Belding, HS e TF Hatch. 1955. Índice para avaliar o estresse térmico em termos de tensão fisiológica resultante. Tubulação de aquecimento Ar condicionado 27:129–136.

Bittel, JHM. 1987. Débito de calor como um índice de adaptação ao frio em homens. J Appl Physiol 62(4):1627–1634.

Bittel, JHM, C Nonotte-Varly, GH Livecchi-Gonnot, GLM Savourey e AM Hanniquet. 1988. Aptidão física e reações termorreguladoras em um ambiente frio em homens. J Appl Physiol 65:1984-1989.

Bittel, JHM, GH Livecchi-Gonnot, AM Hanniquet e JL Etienne. 1989. Mudanças térmicas observadas antes e depois da viagem de JL Etienne ao Pólo Norte. Eur J Appl Physiol 58:646–651.

Bligh, J e KG Johnson. 1973. Glossário de termos para fisiologia térmica. J Appl Physiol 35(6):941–961.

Botford, JH. 1971. Um termômetro de globo úmido para medição de calor ambiental. Am Ind Hyg J 32:1–10.

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

Brouha, L. 1960. Fisiologia na Indústria. Nova York: Pergamon Press.

Burton, AC e OG Edholm. 1955. Homem em um ambiente frio. Londres: Edward Arnold.

Chen, F, H Nilsson e RI Holmér. 1994. Respostas de resfriamento da almofada do dedo em contato com uma superfície de alumínio. Am Ind Hyg Assoc J 55(3):218-22.

Comité Europeu de Normalização (CEN). 1992. EN 344. Vestuário de protecção contra o frio. Bruxelas: CEN.

—. 1993. EN 511. Luvas de proteção contra o frio. Bruxelas: CEN.

Comissão das Comunidades Europeias (CEC). 1988. Anais de um seminário sobre índices de estresse térmico. Luxemburgo: CEC, Direcção de Saúde e Segurança.

Daanen, HAM. 1993. Deterioração do desempenho manual em condições de frio e vento. AGARD, OTAN, CP-540.

Dasler, AR. 1974. Ventilação e stress térmico, em terra e à tona. No Capítulo 3, Manual de Medicina Preventiva Naval. Washington, DC: Departamento da Marinha, Departamento de Medicina e Cirurgia.

—. 1977. Estresse térmico, funções de trabalho e limites fisiológicos de exposição ao calor no homem. Em Análise Térmica—Conforto Humano—Ambientes Internos. NBS Special Publication 491. Washington, DC: Departamento de Comércio dos Estados Unidos.

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

Dubois, D e EF Dubois. 1916. Clinical calorimetry X: Uma fórmula para estimar a área de superfície apropriada se a altura e o peso forem conhecidos. Arch Int Med 17:863–871.

Eagan, CJ. 1963. Introdução e terminologia. Fed Proc 22:930–933.

Edwards, JSA, DE Roberts e SH Mutter. 1992. Relações para uso em ambiente frio. J Vida Selvagem Med 3:27–47.

Enander, A. 1987. Reações sensoriais e desempenho em frio moderado. Tese de doutorado. Solna: Instituto Nacional de Saúde Ocupacional.

Fuller, FH e L Brouha. 1966. Novos métodos de engenharia para avaliar o ambiente de trabalho. ASHRAE J 8(1):39–52.

Fuller, FH e PE Smith. 1980. A eficácia dos procedimentos de trabalho preventivos em uma oficina quente. Em FN Dukes-Dobos e A Henschel (eds.). Anais de um Workshop NIOSH sobre Padrões de Estresse por Calor Recomendado. Washington DC: publicação DHSS (NIOSH) No. 81-108.

—. 1981. Avaliação do estresse térmico em uma oficina quente por medições fisiológicas. Associação Am Ind Hyg J 42:32–37.

Gagge, AP, AP Fobelets e LG Berglund. 1986. Um índice preditivo padrão da resposta humana ao ambiente térmico. ASHRAE Trans 92:709–731.

Gisolfi, CV e CB Wenger. 1984. Regulação da temperatura durante o exercício: velhos conceitos, novas ideias. Exercise Sport Sci Rev 12:339–372.

Givoni, B. 1963. Um novo método para avaliar a exposição ao calor industrial e carga de trabalho máxima permitida. Trabalho submetido ao Congresso Internacional de Biometeorologia em Paris, França, setembro de 1963.

—. 1976. Homem, Clima e Arquitectura, 2ª ed. Londres: Ciência Aplicada.

Givoni, B e RF Goldman. 1972. Prevendo a resposta da temperatura retal ao trabalho, ambiente e roupas. J Appl Physiol 2(6):812–822.

—. 1973. Prevendo a resposta da frequência cardíaca ao trabalho, ambiente e roupas. J Appl Physiol 34(2):201–204.

Goldman, RF. 1988. Padrões para exposição humana ao calor. Em Environmental Ergonomics, editado por IB Mekjavic, EW Banister e JB Morrison. Londres: Taylor & Francis.

Hales, JRS e DAB Richards. 1987. Estresse térmico. Amsterdã, Nova York: Oxford Excerpta Medica.

Hammel, HT. 1963. Resumo de padrões térmicos comparativos no homem. Fed Proc 22:846–847.

Havenith, G, R Heus e WA Lotens. 1990. Ventilação do vestuário, resistência ao vapor e índice de permeabilidade: Alterações devido à postura, movimento e vento. Ergonomia 33:989–1005.

Hayes. 1988. Em Environmental Ergonomics, editado por IB Mekjavic, EW Banister e JB Morrison. Londres: Taylor & Francis.

Holmér, I. 1988. Avaliação do estresse pelo frio em termos de isolamento necessário para roupas - IREQ. Int J Ind Erg 3:159–166.

—. 1993. Trabalhe no frio. Revisão de métodos para avaliação do estresse pelo frio. Int Arch Occ Env Health 65:147–155.

—. 1994. Estresse frio: Parte 1—Diretrizes para o praticante. Int J Ind Erg 14:1–10.

—. 1994. Estresse frio: Parte 2—A base científica (base de conhecimento) para o guia. Int J Ind Erg 14:1–9.

Houghton, FC e CP Yagoglou. 1923. Determinando linhas iguais de conforto. J ASHVE 29:165–176.

Organização Internacional de Normalização (ISO). 1985. ISO 7726. Ambientes Térmicos—Instrumentos e Métodos para Medir Quantidades Físicas. Genebra: ISO.

—. 1989a. ISO 7243. Ambientes Quentes—Estimativa do Estresse Térmico no Trabalhador, Baseado no Índice WBGT (Temperatura Globo de Bulbo Úmido). Genebra: ISO.

—. 1989b. ISO 7933. Ambientes quentes — Determinação analítica e interpretação do estresse térmico usando o cálculo da taxa de suor necessária. Genebra: ISO.

—. 1989c. ISO DIS 9886. Ergonomia—Avaliação da Deformação Térmica por Medidas Fisiológicas. Genebra: ISO.

—. 1990. ISO 8996. Ergonomia—Determinação da Produção de Calor Metabólico. Genebra: ISO.

—. 1992. ISO 9886. Avaliação da Deformação Térmica por Medidas Fisiológicas. Genebra: ISO.

—. 1993. Avaliação da Influência do Ambiente Térmico usando Escalas de Julgamento Subjetivo. Genebra: ISO.

—. 1993. ISO CD 12894. Ergonomia do Ambiente Térmico—Supervisão Médica de Indivíduos Expostos a Ambientes Quentes ou Frios. Genebra: ISO.

—. 1993. ISO TR 11079 Avaliação de Ambientes Frios—Determinação do Isolamento de Vestuário Requerido, IREQ. Genebra: ISO. (Relatório técnico)

—. 1994. ISO 9920. Ergonomia—Estimativa das características térmicas de um conjunto de roupas. Genebra: ISO.

—. 1994. ISO 7730. Ambientes Térmicos Moderados – Determinação dos Índices PMV e PPD e Especificação das Condições de Conforto Térmico. Genebra: ISO.

—. 1995. ISO DIS 11933. Ergonomia do Ambiente Térmico. Princípios e Aplicação de Normas Internacionais. Genebra: ISO.

Kenneth, W, P Sathasivam, AL Vallerand e TB Graham. 1990. Influência da cafeína nas respostas metabólicas de homens em repouso a 28 e 5C. J Appl Physiol 68(5):1889–1895.

Kenney, WL e SR Fowler. 1988. Densidade e produção de glândulas sudoríparas écrinas ativadas por metilcolina em função da idade. J Appl Physiol 65:1082–1086.

Kerslake, DMcK. 1972. O Estresse de Ambientes Quentes. Cambridge: Cambridge University Press.

LeBlanc, J. 1975. Man in the Cold. Springfield, IL, EUA: Charles C Thomas Publ.

Leithead, CA e AR Lind. 1964. Estresse por Calor e Distúrbios da Cabeça. Londres: Cassill.

Lindo, AR. 1957. Um critério fisiológico para estabelecer limites ambientais térmicos para o trabalho de todos. J Appl Physiol 18:51–56.

Lotens, WA. 1989. O isolamento real de roupas multicamadas. Scand J Work Environ Health 15 Supl. 1:66–75.

—. 1993. Transferência de calor de humanos vestindo roupas. Tese, Universidade Técnica. Delft, Holanda. (ISBN 90-6743-231-8).

Lotens, WA e G Havenith. 1991. Cálculo de isolamento de roupas e resistência ao vapor. Ergonomia 34:233–254.

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

Macpherson, RK. 1960. Respostas fisiológicas a ambientes quentes. Medical Research Council Special Report Series No. 298. Londres: HMSO.

Martineau, L e I Jacob. 1988. Utilização de glicogênio muscular durante a termogênese do tremor em humanos. J Appl Physiol 56:2046–2050.

Maughan, RJ. 1991. Perda e reposição de fluidos e eletrólitos no exercício. J Sport Sci 9:117–142.

McArdle, B, W Dunham, HE Halling, WSS Ladell, JW Scalt, ML Thomson e JS Weiner. 1947. A previsão dos efeitos fisiológicos de ambientes mornos e quentes. Conselho de Pesquisa Médica Rep 47/391. Londres: RNP.

McCullough, EA, BW Jones e PEJ Huck. 1985. Um banco de dados abrangente para estimar o isolamento de roupas. ASHRAE Trans 91:29–47.

McCullough, EA, BW Jones e T Tamura. 1989. Um banco de dados para determinar a resistência evaporativa de roupas. ASHRAE Trans 95:316–328.

McIntyre, DA. 1980. Climatização Interior. Londres: Applied Science Publishers Ltd.

Mekjavic, IB, EW Banister e JB Morrison (eds.). 1988. Ergonomia Ambiental. Filadélfia: Taylor & Francis.

Nielsen, B. 1984. Desidratação, reidratação e termorregulação. Em E Jokl e M Hebbelinck (eds.). Medicina e Ciências do Esporte. Basel: S. Karger.

—. 1994. Estresse térmico e aclimatação. Ergonomia 37(1):49–58.

Nielsen, R, BW Olesen e PO Fanger. 1985. Efeito da atividade física e da velocidade do ar no isolamento térmico do vestuário. Ergonomia 28:1617-1632.

Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH). 1972. Exposição ocupacional a ambientes quentes. HSM 72-10269. Washington, DC: Departamento de Educação em Saúde e Bem-Estar dos EUA.

—. 1986. Exposição ocupacional a ambientes quentes. Publicação NIOSH No. 86-113. Washington, DC: NIOSH.

Nishi, Y e AP Gagge. 1977. Escala de temperatura efetiva usada para ambientes hipo e hiperbáricos. Aviation Space and Envir Med 48:97–107.

OLESEN, BW. 1985. Estresse térmico. Em Bruel and Kjaer Technical Review No. 2. Dinamarca: Bruel and Kjaer.

Olesen, BW, E Sliwinska, TL Madsen e PO Fanger. 1982. Efeito da postura corporal e da atividade no isolamento térmico da roupa: Medições por um manequim térmico móvel. ASHRAE Trans 88:791–805.

Pandolf, KB, BS Cadarette, MN Sawka, AJ Young, RP Francesconi e 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 e JT O'Brian. 1990. Diminuição da fração livre de hormônios tireoidianos após residência prolongada na Antártica. J Appl Physiol 69:1467–1472.

Rowell, LB. 1983. Aspectos cardiovasculares da termorregulação humana. Circ Res 52:367–379.

—. 1986. Regulação da Circulação Humana Durante Estresse Físico. Oxford: OUP.

Sato, K e F Sato. 1983. Variações individuais na estrutura e função da glândula sudorípara écrina humana. Am J Physiol 245:R203–R208.

Savourey, G, AL Vallerand e J Bittel. 1992. Adaptação geral e local após uma jornada de esqui em um ambiente ártico severo. Eur J Appl Physiol 64:99–105.

Savourey, G, JP Caravel, B Barnavol e J Bittel. 1994. Alterações do hormônio tireoidiano em um ambiente de ar frio após aclimatação local ao frio. J Appl Physiol 76(5):1963–1967.

Savourey, G, B Barnavol, JP Caravel, C Feuerstein e J Bittel. 1996. Adaptação geral hipotérmica ao frio induzida por aclimatação local ao frio. Eur J Appl Physiol 73:237–244.

Vallerand, AL, I Jacob e MF Kavanagh. 1989. Mecanismo de tolerância ao frio aumentada por uma mistura de efedrina/cafeína em humanos. J Appl Physiol 67:438–444.

van Dilla, MA, R Day e PA Siple. 1949. Problemas especiais das mãos. Em Physiology of Heat Regulation, editado por R Newburgh. Filadélfia: Saunders.

Velar, OD. 1969. Perdas de nutrientes através da transpiração. Oslo: Universitetsforlaget.

Vogt, JJ, V Candas, JP Libert e F Daull. 1981. Taxa de suor necessária como um índice de tensão térmica na indústria. Em Bioengineering, Thermal Physiology and Comfort, editado por K Cena e JA Clark. Amsterdã: Elsevier. 99–110.

Wang, LCH, SFP Man e AN Bel Castro. 1987. Respostas metabólicas e hormonais na resistência ao frio aumentada pela teofilina em homens. J Appl Physiol 63:589–596.

Organização Mundial da Saúde (OMS). 1969. Fatores de saúde envolvidos no trabalho sob condições de estresse térmico. Relatório Técnico 412. Genebra: OMS.

Wissler, EH. 1988. Uma revisão de modelos térmicos humanos. Em Environmental Ergonomics, editado por IB Mekjavic, EW Banister e JB Morrison. Londres: Taylor & Francis.

Woodcock, AH. 1962. Transferência de umidade em sistemas têxteis. Parte I. Textile Res J 32:628–633.

Yaglou, CP e D. Minard. 1957. Controle de baixas de calor em centros de treinamento militar. Am Med Assoc Arch Ind Health 16:302–316 e 405.