Ambiente Térmico

Ambiente Térmico
Intercambio de Calor en el Sistema Hombre-Ambiente
El ser humano para su supervivencia necesita que su temperatura interna se mantenga entre
unos límites determinados. Es por ello que el organismo humano dispone de un sistema
termorregulador, que le permite mantener un equilibrio térmico, incluso en condiciones
térmicas ambientales muy adversas. De este equilibrio térmico del cuerpo humano
depende la sensación de frío o calor.
Situaciones que se pueden generar:
 Confort térmico
 Disconfort
 Estrés térmico
Balance Térmico
El intercambio de calor entre el cuerpo y el medio se lleva a cabo a través de cuatro
mecanismos:




Convección
Radiación
Evaporación
Conducción
El Metabolismo
El metabolismo es una de las variables que hay que considerar a la hora de determinar el
riesgo térmico al que se encuentra expuesto un trabajador.
El metabolismo mide el gasto energético muscular, puede venir expresado en unidades de:
Energía




Kilocalorías
(kcal).
Julios (J).
1 julio = 0.24
calorías.
1caloría = 4.184
julios.




Unidades de Medida
Potencia
Potencia por unidad de superficie
 Vatios por superficie cutánea
Kcal/hora
(w/m2)
Vatios (w).
 MET
 Kcal·h-1·m-2
Equivalencias
1 Kcal/hora =
1,16 watios.

1 w = 0.860

Kcal/h.
1 MET = 58.2 W/m2.
1 MET = 50 Kcal·h-1·m-2.
Metabolismo total= Metabolismo basal + Metabolismo de trabajo
Metabolismo Basal
Es el metabolismo generado por el organismo humano para mantener sus funciones
vitales. Representa el gasto energético necesario para mantener las funciones vegetativas
(respiración, circulación, etc.).
El metabolismo basal no será igual para todos los individuos dependen de:




Edad.
Peso.
Estatura.
Sexo.
Los valores del metabolismo en función de la edad y el sexo se presentan en forma de
tabla.
Metabolismo del Trabajo
Es el calor producido por la actividad desarrollada durante el trabajo.
El valor del metabolismo del trabajo depende de dos factores:


Posición del cuerpo.
Movimientos e intensidad del esfuerzo aportado por las distintas partes del cuerpo.
Evaluación del Riesgo de Estrés Térmico: Índice WBGT
El índice WBGT permite discriminar fácilmente, si una situación de estrés térmico es
o no admisible, y establecer unos periodos de trabajo-descanso en función de la carga
física que hay que desarrollar.
Existen una serie de premisas que se han de conocer a la hora de aplicar este método:



Se aplica en ambientes con riesgo térmico severo.
Trabajadores aclimatados y vestidos con uniforme de trabajo de verano. Existen
factores de corrección.
Efecto control: la temperatura corporal interior del trabajador no supere los 38ºC.
Cálculo del Índice WBGT
En el cálculo del índice de WBGT se deben de distinguir dos situaciones:
 Interiores o exteriores sin radiación solar:
WBGT=0,7thn+0,3tg
Siendo:
 Th: temperatura húmeda natural del termómetro de bulbo húmedo, sin ventilación y
sin apantallamiento de las posibles radiaciones que reciba.
 Tg: temperatura del termómetro de globo.
 Exteriores con radiación solar:
WBGT=0,7thn+0,2tg+0,1ts
Siendo:
 Ts: temperatura seca, termómetro de bulbo seco.
En ambientes heterogéneos, por tanto, se deben realizar tres mediciones a diferentes alturas
y niveles, que dependerán de la posición del trabajador:
Siendo el índice WBGT un promedio de los WBGT calculados para cada zona:
WBGT=
1
WBGT cabeza  2 xWBGT abdomen  WBGT tobillos 
4
Factores de Corrección
Durante la jornada se pueden producir variaciones y se pueden dar situaciones en las que
no se cumplan las premisas en las que se basa su aplicación que habrá que tener en cuenta:
Trabajadores no aclimatados
En dicho casos se pueden utilizar tablas que dan los valores tanto para trabajadores
aclimatados como no aclimatados en función del metabolismo total calculado.
Variaciones en la actividad
A lo largo de la jornada laboral las condiciones ambientales o el consumo metabólico
pueden verse modificados. En estos casos se debe calcular el índice WBGT o el consumo
metabólico, ponderados en el tiempo:
n
 WBGT xt
WBGTmedio=
i
i 1
i 1
n
, siendo siempre
n
t
i
  60
i 1
i
n
 M xt
Mmedio=
i
i 1
n
 ti
i 1
i
n
siendo siempre
t
i 1
i
 60s
Corrección según vestimenta
Se suma el factor de corrección al índice WBGT calculado previamente.
En aquellos casos en los que exista riesgo de estrés térmico, puede establecerse un ciclo
trabajo-descanso que permita al organismo restablecer el balance térmico.
ft=





A  B
x60
C  D    A  B 
(minutos/hora) siendo
ƒt: fracción de tiempo de trabajo respecto al total. Minutos a trabajar en cada hora.
A: WBGT límite en el descanso (M < 100 Kcal/h).
B: WBGT en la zona de descanso.
C: WBGT en la zona de trabajo.
D: WBGT límite en el trabajo.
Cuando la zona de descanso sea distinta a la de trabajo habrá que calcular también el
WBGT en la zona de descanso.
Si B=C
 Persona que permanece en el lugar de trabajo durante la pausa.
 La expresión se simplifica en:
ft=
 A  B  ·60
A  D
(minutos/hora) siendo
Si B ≥A
 Las ecuaciones anteriores no son aplicables.
 Indice WBGT tan alto, que ni siquiera con un índice de actividad relativo al
descanso (<100Kcal/hora) se ofrece seguridad.
 Se debe de adecuar un lugar más fresco para el descanso, de manera que se cumpla
que B<A.
Evaluación del Confort Térmico: Método de Fanger
El método Fanger permite conocer el nivel de confort térmico, teniendo en cuenta todas las
variables que contribuyen a la sensación de confort:
 Características de la vestimenta: aislamiento , area total del mismo.
 Características del tipo de trabajo: carga térmica metabólica, velocidad del aire.
 Características del ambiente: temperatura seca, temperatura radiante media, presión
parcial del vapor de agua en el aire, velocidad del aire.
Índice de Valoración Medio
El índice de valoración medio, IVM, se puede definir como el promedio de las
calificaciones atribuidas por un conjunto de individuos expuestos a una determinada
situación, teniendo en cuenta la siguiente escala:
Para que el índice IMV sea útil, y permita cuantificar el grado de confort de una situación
determinada, se debe comparar su valor, con el porcentaje de personas que para dicho
valor expresan su conformidad o disconformidad con el ambiente en estudio.
En la siguiente figura se puede ver representado el porcentaje de personas que se sienten
insatisfechas para cada valor de IMV, utilizando los datos obtenidos en un estudio
estadístico realizado con 1296 personas expuestas durante un periodo de tres horas a un
ambiente determinado.