Ambiente térmico (calor y frío)

Prevención
Ambiente térmico
(calor y frío)
Dirección de Seguridad e Higiene, junio de 2005
© ASEPEYO
Mutua de Accidentes de Trabajo
y Enfermedades Profesionales de la Seguridad Social nº 151
Dirección de Seguridad e Higiene de ASEPEYO, junio de 2005
Área de Higiene de Agentes Físicos
Para la reproducción total o parcial de esta publicación se precisará la autorización de la
Dirección de Seguridad e Higiene de ASEPEYO
MUTUA DE ACCIDENTES DE TRABAJO
Y ENFERMEDADES PROFESIONALES
DE LA SEGURIDAD SOCIAL Nº 151
Prevención
AMBIENTE TÉMICO (CALOR Y FRÍO)
1. MECANISMOS DE INTERCAMBIO TERMICO CON EL AMBIENTE
Los procesos de intercambio térmico entre el hombre y el medio ambiente se llevan a
cabo mediante convección de masas de aire, radiación de objetos y evaporación del sudor
principalmente, aunque en algunos casos el mecanismo de la conducción juega un importante
papel.
El calor tiende a pasar desde los puntos en los que la temperatura es alta hacia aquéllos
en los que es inferior, y la magnitud del calor intercambiado es tanto mayor cuanto más
diferencia de temperatura hay entre ambos puntos.
Cuando la transferencia de calor se realiza a través de sólidos o fluidos que no están en
movimiento, el proceso recibe el nombre de conducción, y cuando ocurre a través de fluidos en
movimiento, el de convección. Así, el cuerpo pierde calor por convección cuando la temperatura
de la piel es superior a la del aire y lo gana cuando es inferior (mecanismo bidireccional). En la
magnitud del calor intercambiado por convección también influye la velocidad del aire.
El calor puede ser también transferido de un cuerpo a otro sin soporte material alguno
por el proceso llamado radiación, que no es más que el intercambio de calor en forma de rayos
infrarrojos entre la piel y los objetos que rodean el cuerpo. El cuerpo pierde calor por radiación
cuando la temperatura de la piel es superior a la temperatura media de las superficies u objetos
que rodean al cuerpo (temperatura radiante media), y lo gana en caso contrario (mecanismo
bidireccional). En la magnitud del calor intercambiado por radiación no influye la temperatura del
aire.
Una cuarta vía de gran importancia en fisiología es la evaporación. En condiciones
industriales normales, la evaporación es siempre un mecanismo de pérdida de calor del
organismo, o sea unidireccional. La magnitud del calor perdido por evaporación a través del
sudor es mayor cuanto más elevada es la velocidad del aire y cuanto más baja es la humedad
del mismo.
Por último conviene asimismo mencionar las transferencias de calor por la respiración,
que pueden ser ganancias o pérdidas de calor. Así, el intercambio de calor a través de la
respiración es un mecanismo bidireccional.
Puesto que los mecanismos de termorregulación del organismo tienen como finalidad
esencial el mantenimiento de una temperatura interna constante (37 ºC), es evidente que ha de
existir un equilibrio entre la cantidad de calor generado
en el cuerpo y su transmisión al medio ambiente. La ecuación que describe tal estado de
equilibrio se denomina balance térmico y se escribe:
M + W+(-)R+(-)C+(-)V - E = S
donde se observa claramente la bidireccionalidad o unidireccionalidad de los procesos
según los signos que les afecten.
 ASEPEYO. Dirección de Seguridad e Higiene
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M = Producción metabólica basal de calor
W= Metabolismo asociado a la actividad física o trabajo que se realice
R= Pérdida o ganancia de calor por radiación
C= Pérdida o ganancia de calor por convección
V= Pérdida o ganancia de calor a través de la respiración
E= Pérdida de calor por evaporación
S= Incremento o decremento de calor con respecto al cuerpo
Si esta ecuación de balance térmico la concretizamos para entornos térmicos de
temperatura inferior a la del cuerpo humano (ambiente frío) la ecuación nos quedaría:
M+W-V-E=R+C
y la simplificamos incorporando el término W a la M (ahora será la producción
metabólica total) y la V a la E (ciertos términos del balance son despreciables frente a otros, lo
que permite simplificar notablemente el análisis), nos quedará la ecuación simplificada del
balance térmico como sigue:
M-E=R+C
Emisión de calor Kcal / h
140
120
PÉRDIDA TOTAL DE CALOR
100
80
EVAPORACIÓN
60
CONVECCIÓN
40
20
10
RADIACIÓN
14
18
22
26
30
34
38
Temperatura del aire en ºC
Figura en la que se expone la emisión de calor del hombre vestido
normal sin actividad corporal ni corrientes de aire
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1.1- Parámetros que determinan el balance térmico
La cantidad de calor eliminado por evaporación puede calcularse por la fórmula:
E = K2 Vm (Pp – Pa) W
E = Calor intercambiado por unidad de tiempo.
K2 = Coeficiente que depende del sistema de unidades empleado.
V = Velocidad del aire.
m = Coeficiente que varía de 0,37 a 0,63.
Pp y Pa = Presión de vapor de agua a la temperatura de la piel y del aire
respectivamente.
W = Superficie de la piel humedecida por el sudor.
El calor perdido por radiación se estima en base a la siguiente ecuación:
R = F∈δ(Tp4 − TRM 4 )
F∈ = Factor de emisividad.
δ = Constante de Boltzman 5,67 x 10-8 Watt/m2 ºK4
Tp = Temperatura de la piel.
TRM = Temperatura radiante media.
En general, la determinación de la cantidad de calor perdido por convección por el
organismo humano puede obtenerse de la siguiente forma:
C = K1 Vn (Tp – Ta)
C = Calor intercambiado por unidad de tiempo.
K1 = Coeficiente cuyo valor depende del sistema de unidades empleado.
V = Velocidad del aire.
Ta = Temperatura seca del aire.
Tp = Temperatura de la piel.
n = coeficiente cuyo valor varía entre 0,5 y 0,6 según distintos autores.
Si en la ecuación simplificada del balance térmico:
M-E=R+C
sustituimos cada uno de los términos por el valor que se ha calculado, se llega a:
4
M – K2 Vm (Pp - Pa) W = A x F∈ x δ (Tp – TRM4) + K1 Vn (Tp - Ta)
donde A es el área de piel que interviene en el intercambio térmico por radiación, y los
otros símbolos tienen el significado definido anteriormente.
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El análisis de las variables que intervienen en esta ecuación pone de manifiesto que
éstas pueden dividirse en dos grupos:
a) Variables que definen el estado térmico del ambiente:
-
Velocidad del aire, V.
Presión parcial del vapor del agua en el aire, Pa.
Temperatura seca, T.
Emisividad en los focos radiantes del local F∈ (supone que la emisividad de la piel es
fija).
b) Variables que definen el estado y posición de cuerpo:
- Producción metabólica de calor, M.
- Posición del cuerpo respecto a los focos radiantes, A.
Como hemos dicho, el cuerpo humano debe mantener su temperatura interna centrada
alrededor de los 37 ºC. La sensación de calor o de frío es el resultado de la respuesta de nuestro
cuerpo a la influencia que sobre él ejercen un conjunto de variables térmicas que tienden a
modificarla. La temperatura del aire y su velocidad, así como su humedad relativa y la presencia
de objetos radiantes alrededor del trabajador, actúan de manera interrelacionada creando en su
entorno un ambiente microclimático tolerable o agresivo.
1.2- Principales efectos de la variación de temperatura sobre el organismo
A través de la evolución, el cuerpo humano ha desarrollado un sistema termorregulador
capaz de contrarrestar, en cierta medida, los cambios exteriores de temperatura. El sistema
termorregulador consta, de forma resumida, de dos elementos, siendo el primero de ellos el
núcleo central, constituido por órganos vitales como el cerebro, el corazón, los pulmones y el
sistema digestivo, mientras que el segundo elemento sería la cáscara periférica determinada por
músculos, una capa de grasa y la piel.
Para que todo funcione correctamente, la temperatura de la cáscara mencionada no
tiene que estar a más de 1ºC de diferencia con respecto a los 37 ºC del núcleo. La
termorregulación humana existe para asegurar ésto, suponiendo que no nos encontramos frente
a temperaturas extremas.
Temperaturas altas
Cuando el calor cedido por el organismo al medio ambiente es inferior al calor recibido o
producido por el metabolismo basal más el metabolismo de trabajo, el organismo tiende a
aumentar su temperatura, y para evitar esta hipertermia (aumento de la temperatura del cuerpo),
pone en marcha múltiples mecanismos, entre los cuales podemos citar:
-
Vasodilatación sanguínea: aumento del intercambio de calor.
-
Activación de los glándulas sudoríparas: aumento del intercambio de calor por
cambio de estado del sudor de líquido a vapor (Existen unas 2.5 millones de
glándulas sudoríparas que pueden llegar a perder 1.5 litros/hora).
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-
Por cada gramo de sudor que es evaporado de la piel, el cuerpo se beneficia de un
enfriamiento equivalente a 600 calorías.
-
Aumento de la circulación sanguínea periférica: Puede llegar a ser de 2.6
litros/min/m2.
-
Cambio electrolítico de sudor: La pérdida de ClNa puede llegar a 15 gr/litro.
CONSECUENCIAS DE LA HIPERTERMIA. TRANSTORNOS
PSICONEURÓTICOS
CALAMBRE
POR CALOR
SISTEMÁTICOS
AGOTAMIENTO
POR CALOR
GOLPE
DE CALOR
EN LA PIEL
ERUPCIÓN
QUEMADURAS
DESHIDRATACIÓN
DESALINIZACIÓN
DEFICIENCIA
CIRCULATORIA
Temperaturas bajas
Cuando el calor cedido al medio ambiente es superior al calor recibido o producido por
medio del metabolismo basal y del trabajo, el organismo tiende a enfriarse, y para evitar esta
hipotermia (descenso de la temperatura del cuerpo) pone en marcha otros tantos mecanismos,
entre los cuales podemos citar:
-
Vasoconstricción sanguínea: disminuir la cesión de calor al exterior.
-
Desactivación de las glándulas sudoríparas.
-
Disminución de la circulación sanguínea periférica.
-
Tiritona: producción calor (transformación química mecánica a térmica)
-
Autofagia de las grasas almacenadas: transformación química de lípidos (grasas
almacenadas) a glúcidos de metabolización directa.
-
Encogimiento: presentar la mínima superficie de piel en contacto con el exterior.
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CONSECUENCIAS DE LA HIPOTERMIA
COMPORTAMIENTO
EXTRAVAGANTE
DISMINUCIÓN DE LA
DESTREZA MANUAL
REDUCCIÓN DE LA
SENSIBILIDAD TÁCTIL
CONGELACIÓN DE
LOS MIEMBROS
ANQUILOSAMIENTO DE
LAS ARTICULACIONES
* Por lo general, la muerte se produce cuando la temperatura interior es inferior a 28 ºC
por fallo cardíaco (hay casos de supervivencia a temperaturas muy inferiores a la
mencionada).
2.- VARIABLES QUE DEFINEN EL AMBIENTE TERMICO
2.1.- Medida de la temperatura seca del aire
El nombre de temperatura seca se refiere, simplemente, a la temperatura del aire, el
adjetivo seca es para distinguirla de otra medición de temperatura que se realiza en condiciones
especiales, y que se identifica con el nombre de temperatura húmeda.
La temperatura es una variable que no se puede medir directamente, y debemos
basarnos en medir otra propiedad, que esté directamente relacionada con ella. Los instrumentos
de medidas se pueden clasificar en tres grupos: termómetros de bulbo, termopares y
termoresistencias y termistores.
Termómetros de bulbo
Se basan en el fenómeno físico de la dilatación que sufren los cuerpos al aumentar su
temperatura. Prácticamente se presentan en forma de un depósito (bulbo) prolongado por un
tubo capilar cerrado, construido en vidrio transparente, conteniendo una cierta cantidad de un
líquido (generalmente mercurio o alcohol). La dilatación del líquido se manifiesta en una variación
de la longitud de la columna contenida en el capilar. El capilar lleva grabada una escala de
temperaturas sobre la que se lee la temperatura del líquido del termómetro.
Es este un instrumento muy sencillo y muy barato, que está muy extendido, y quizá por
ello se utiliza sin el cuidado necesario para que el resultado de una lectura sea realmente el valor
de la temperatura del aire.
Como se ha indicado, la temperatura leída es exactamente la del fluido termométrico,
por lo tanto es necesario un tiempo de contacto suficiente entre el bulbo y el aire para que aquél
alcance la temperatura del aire que es la que realmente se quiere medir. Este tiempo puede
acortarse haciendo circular el aire mediante un ventilador.
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La justificación de este hecho es que la circulación forzada de aire aumenta la velocidad
de transferencia de calor entre el aire y el bulbo, disminuyendo por tanto el tiempo necesario
para que el bulbo alcance la temperatura del aire.
Otro fenómeno que casi nunca se previene, y que puede falsear la medida de forma
importante, es la radiación. En efecto, un bulbo de termómetros (especialmente si es de
mercurio) es un elemento con grandes facilidades para el transporte de calor por radiación ya
que su absorbancia es apreciable. Si un termómetro desnudo se sitúa en las proximidades de un
foco de radiación (una superficie caliente) el líquido termométrico, además de recibir calor por el
mecanismo de convección desde el aire en contacto con él, y que resultaría en la lectura de una
temperatura igual a la del aire, recibirá calor por radiación desde la superficie caliente, lo que se
traducirá en un aumento de la temperatura del fluido termométrico por encima de la temperatura
del aire, falseando la medida.
En resumen, para que la lectura de la temperatura del aire con un termómetro de bulbo
sea correcta es necesario:
a) Utilizar un termómetro bien calibrado.
b) Esperar el tiempo necesario para que se estabilice la columna o crear una
corriente de aire alrededor del bulbo.
c) Apantallar el bulbo contra las radiaciones evitando que el apantallamiento impida
el buen contacto necesario entre el bulbo y el aire.
Existen aparatos comercializados que son diseños de aproximación a estas condiciones.
Termopares
Estos instrumentos se basan en el efecto Seebeck que es la generación de una
diferencia de potencial eléctrico entre dos metales distintos cuando la unión entre ambos está
sometida a diferentes temperaturas. En su forma más usual, el medidor de temperaturas por
termopares consiste en dos uniones activas, una de ellas sumergida en un medio a temperatura
constante y conocida (hielo fundente, por ejemplo) y la otra es la punta de prueba que se sitúa en
el ambiente, ambas uniones se conectan en serie, de forma que el potencial eléctrico que
aparece en los bornes del sistema es proporcional a la diferencia de temperaturas. El aparato de
medida no es más que un potenciómetro cuya escala de lectura está dividida en grados.
Las precauciones mencionadas en los termómetros de bulbo también son válidas en
este caso, pero su importancia es menor, ya que al ser termopar un elemento metálico la
velocidad de transferencia de calor por convección es muy elevada, y al ser de poca superficie,
el intercambio de radiación es poco importante.
Además de estas ventajas, sobre el termómetro de bulbo, presenta otras como pueden
ser la posibilidad de conectar un registrador, o de efectuar una lectura remota, y el gran margen
de utilización disponible con sólo sustituir los termopares.
Los inconvenientes principales son: precio elevado del potenciómetro (los termopares
son baratos), necesidad de calibración del instrumento cada vez que se sustituyen los
termopares y necesidad de un sistema para fijar la temperatura de referencia.
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Termorresistencias y termistores
Ambos se basan en la variación de la resistencia eléctrica con la temperatura, los
primeros se refieren a la resistencia de los cuerpos conductores de la electricidad, y los
segundos a la resistencia de un cierto tipo de semiconductores.
El aparato de medida puede ser un medidor de resistencia (puente de Weasthone) o un
medidor de la intensidad que circula por la termorresistencia, o el termistor, cuando se conecta a
una diferencia de potencial conocida.
La medida también se verá afectada por los fenómenos expuestos en el caso del
termómetro de bulbo, por tanto, se deberá proteger el elemento sensible de las radiaciones, pero
en el caso de las termorresistencias existe otro fenómeno que puede causar errores. Al circular
una corriente por el hilo, éste se calienta por efecto de JOULE, y la lectura será superior a la
temperatura ambiente, para evitarlo es necesario activar la transferencia de calor entre la
termorresistencia y el ambiente haciendo circular el aire alrededor de la misma, ya sea moviendo
ésta o forzando el paso del aire con un ventilador.
Un medidor por termorresistencias permite la conexión de un registrador y la lectura
remota, y no necesita de temperatura de referencia. Por el contrario su precio es más elevado.
2.2.- Medida de la humedad del aire
La humedad del aire es un concepto directamente relacionado con la cantidad de vapor
de agua contenida en una determinada cantidad de aire. Su medida no está normalizada, y se
utilizan varias magnitudes relacionadas con dicho contenido como medida de la humedad. La
utilización de estas magnitudes en cada caso es función del aspecto particular de la humedad
que interese en un problema. Algunas de estas magnitudes son:
Presión parcial del vapor
Presión que ejercería el vapor de agua si estuviese el sólo ocupando todo el volumen
considerado. Se mide en unidades de presión, y está relacionada con la presión total y el
porcentaje, en volumen, de vapor de agua en el aire según:
PA = PT
ψ
100
donde:
PA = Presión parcial del vapor de agua (mm de Hg).
PT = Presión total (mm de Hg).
ψ = Porcentaje, en volumen, de vapor de agua en el aire.
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Humedad absoluta
Masa de vapor de agua contenido en la unidad de masa de aire seco, es función única
de la presión parcial del vapor:
H = 0,622
PA
700 − PA
donde:
H = Humedad absoluta (kg vapor / kg aire seco).
PA = Presión parcial (mm de Hg).
Humedad relativa
Cociente entre presión parcial del vapor de agua en el aire y la presión de saturación del
vapor de agua a la misma temperatura, expresado en porcentaje. Es función de la presión parcial
del vapor, y de la temperatura del aire.
Punto de rocío
Temperatura a la cual el vapor de agua contenido en el aire se satura. Es función de la
presión parcial del vapor exclusivamente.
Temperatura húmeda
Temperatura estacionaria, que alcanza una pequeña masa de agua sumergida en
condiciones adibáticas en una corriente de aire. Depende de la presión parcial del vapor, y de la
temperatura seca del aire.
Los valores de estas magnitudes para el aire húmedo se resumen gráficamente en el
siguiente diagrama psicométrico, que ha sido trazado para una presión total de 760 mm de Hg
(presión atmosférica).
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100 90 80
70
60
50
25
25
DIAGRAMA
PSICOMÉTRICO
20
15
20
PUNTO DE ROCIO ºC
20
30%
TE
MP
ER
AT
UR
A
HU
ME
DA
ºC
40%
15
15
HUMEDAD ABSOLUTA gr/Kg AIRE SECO
HUMEDAD RELATIVA (%)
T. SECA ºC
10
20%
10
10
5
5
5
10%
0
0
3
-5
T. SECA ºC
-5
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
En este diagrama las líneas de temperatura seca constante son verticales. La escala de
temperatura seca se encuentra sobre el eje de abscisas. Las líneas de temperatura húmeda
constante son inclinadas, la escala correspondiente se encuentra sobre la línea curva de
saturación (100 por 100 de humedad relativa). Las líneas curvas corresponden a humedad
relativa constante. Las líneas horizontales son las de punto de rocío constante y se leen sobre el
eje de ordenadas, y la humedad absoluta se lee en la paralela al eje de ordenadas.
Los instrumentos para medir la humedad son también muy variados, y de hecho miden
una de las magnitudes anteriores, lo que, juntamente con la temperatura seca, nos permite
caracterizar perfectamente la mezcla aire - vapor de agua.
Los instrumentos más utilizados son: el termómetro húmedo, que mide la temperatura
húmeda, la célula higroscópica, que mide la humedad absoluta.
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El termómetro húmedo
Es un termómetro de bulbo, termopar o termorresistencia, cuyo elemento sensible está
recubierto de una muselina limpia que se mantiene empapada en agua destilada.
Si el aire se hace circular forzadamente alrededor de la muselina y ésta se protege
convenientemente de la radiación de los alrededores, la lectura del termómetro es la temperatura
húmeda tal como se ha definido anteriormente, y se puede caracterizar mejor aún llamándola
temperatura húmeda sicométrica.
Es necesario insistir en las condiciones de la medición, ya que en ocasiones se llama
temperatura húmeda a los resultado de las mediciones no realizadas con las precauciones
indicadas que son :
- Muselina limpia.
- Reposición de agua destilada a la temperatura húmeda.
- Circulación forzada del aire.
- Protección contra la radiación.
Las medidas realizadas en otras condiciones son útiles para el estudio de otros
fenómenos, pero no son adecuadas para medir la temperatura húmeda sicométrica y, por tanto,
no se pueden introducir en un diagrama sicométrico para calcular otras magnitudes, a menos
que el diagrama haya sido modificado convenientemente.
Más adelante se estudia una temperatura húmeda, medida sin forzar la circulación del
aire, y sin protección contra la radiación, que se utiliza como dato para el cálculo de un índice de
medida del estrés térmico.
En cuanto a las ventajas en inconvenientes de utilizar como soporte de la muselina un
termómetro de bulbo, un termopar o un termistor o termorresistencia, es aplicable lo expuesto a
tratar de la medida de la temperatura seca, ya que estos elementos son los mismos.
La célula higroscópica
Este aparato mide, mediante una termorresistencia, el punto de rocío de una sal muy
higroscópica (generalmente el cloruro de litio), que está directamente relacionado con la
humedad absoluta del aire en contacto con la sal.
Generalmente los instrumentos de este tipo incorporan además una termorresistencia
que mide la temperatura del aire, pudiendo seleccionar la lectura de la humedad absoluta, la
temperatura seca o la humedad relativa.
En las medidas de humedad absoluta se debe proteger a la célula de la radiación de los
alrededores, y esperar el tiempo necesario para que se alcance el equilibrio y la lectura sea
correcta, este tiempo es función de la forma en que se construya la célula y los fabricantes dan
las instrucciones oportunas.
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2.3.- Medida de la velocidad del aire
Existen gran variedad de instrumentos para la medida de la velocidad del aire. Los
instrumentos de tipo direccional, muy útiles en ingeniería o meteorología, no son prácticos para
la evaluación del estrés térmico, no obstante, se utilizan tomando la precaución de realizar las
mediciones en la dirección del movimiento del aire.
Los aparatos para medir la velocidad del aire se pueden clasificar en tres grupos, según
el sistema utilizado para obtener la medida: anemómetros mecánicos, termoanemómetros y
velómetros, basados en medidas de presión diferencial.
Anemómetros mecánicos
Se basan en aprovechar la energía cinética del aire en movimiento para mover o
desplazar elementos mecánicos, tales como hélices de paso conocido, palancas contrapesadas
con muelles, etc., midiendo el movimiento o el desplazamiento por medios eléctricos o
mecánicos.
Son aparatos muy simples y que apenas necesitan mantenimiento, aunque su
construcción es muy delicada si se desea obtener una buena precisión en la medida. Son
direccionales y, por tanto, debe cuidarse la posición del aparato en el momento de realizar la
medición.
Termoanemómetros
Están constituidos por el acoplamiento de dos termopares o termorresistencias, uno de
ellos se calienta artificialmente mediante una corriente eléctrica. La temperatura que alcanza este
elemento es función de la temperatura y la velocidad del aire en contacto con él. El termopar o
termorresistencia no calentado sirve de referencia, ya que se encuentra a la temperatura del aire,
por tanto, la diferencia entre la señales eléctricas dadas por cada elemento es proporcional a la
velocidad del aire.
Son aparatos muy sensibles y precisos, aunque bastante delicados. Se construyen
modelos direccionales y no direccionales.
Velómetros basados en medidas de presión diferencial.
Consisten en un orificio que se sitúa en el camino del viento. Antes y después del mismo
están instaladas sendas tomas de presión.
La velocidad del aire está relacionada con la diferencia de las presiones que existen en
ambos puntos, por lo que se puede deducir dicha velocidad a partir de la presión diferencial.
Generalmente el instrumento lleva la escala graduada directamente en velocidades.
Son instrumentos más sólidos que los anteriores, aunque su precisión para medir
velocidades bajas (inferiores a 0,5 m/s) no es muy buena. Son direccionales.
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2.4.- Medida de la temperatura radiante media
Sólo se utiliza, en Higiene Industrial, el termómetro de globo, que consiste en un
termómetro corriente de bulbo, termorresistencia o termopar cuyo elemento sensible se sitúa en
el centro de una esfera hueca metálica (preferiblemente de cobre) pintada exterior e
interiormente de color negro mate, y de 15 cm de diámetro.
El resultado de la lectura se conoce con el nombre de temperatura de globo. La
temperatura radiante media está relacionada con la temperatura de globo, la temperatura seca
del aire y la velocidad del aire, según una ecuación de forma:
4
 Tg 
 + 2,48 V (Tg − Ta )
TRM = 100 4 
100


donde:
TRM = Temperatura radiante media (ºK).
V = Velocidad del aire (m/s).
Tg = Temperatura de globo (ºK).
Ta = Temperatura seca del aire (ºK).
La siguiente figura muestra el esquema de montaje del termómetro de globo, bulbo
húmedo y temperatura seca.
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Ambiente térmico (calor y frío)
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3.- ESTIMACIÓN DEL CONSUMO METABÓLICO
3.1.- Cálculo del metabolismo basal
Existen multitud de correlaciones para estimar el consumo metabólico basal, obtenidas
por métodos estadísticos; una de las que suele dar resultados más aproximados es la de
BOOTHBY, BERKSON y DUNN (1936), que dan los siguientes valores del consumo metabólico
por unidad de superficie corporal en función de la edad y el sexo.
Consumo metabólico por unidad de superficie corporal
en función de la edad y del sexo
VARONES
Años de edad
Kcal/m2 /h
6,00
7,00
8,00
8,50
9,00
9,50
10,00
10,50
11,00
12,00
13-15
16,00
16,50
17,00
17,50
18,00
18,50
19,00
19,50
20-21
22-23
24-27
28-29
30-34
35-39
40-44
45-49
50-54
55-59
60-64
65-69
53,00
52,45
51,78
51,20
50,54
49,42
48,50
47,71
47,18
46,75
46,35
45,72
45,30
44,80
44,03
43,25
42,70
42,32
42,00
41,43
40,82
40,24
39,81
39,34
38,68
38,00
37,37
36,73
36,10
35,48
34,80
Ambiente térmico (calor y frío)
MUJERES
Años de edad
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
8,50
9-10
11,00
11,50
12,00
12,50
13,00
13,50
14,00
14,50
15,00
15,50
16,00
16,50
17,00
17,50
18-19
20-24
25-44
45-49
50-54
55-59
60-64
65-69
Kcal/m2/h
50,62
50,23
49,12
47,84
47,00
46,50
45,90
45,26
44,80
44,28
43,58
42,90
42,10
41,45
40,74
40,10
39,40
38,85
38,30
37,82
37,40
36,74
36,18
35,70
34,94
33,96
33,18
32,61
32,30
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Prevención
Para calcular el valor global del metabolismo basal es preciso estimar el valor de la
superficie cutánea; la fórmula más conocida para ello es la de DU BOIS y DU BOIS (1916), por la
que:
S = P0,425 x T0,725 x 71,84
donde:
S = Superficie cutánea, cm2.
P = Peso en kg.
T = talla en cm.
El cálculo se simplifica con el empleo del siguiente nomograma
Nomograma para el cálculo de la superficie cutánea
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También se puede obtener el metabolismo basal de una forma más sencilla a partir de la
siguiente figura según BENEDICT & HARRIS
1800
Kcal / día
1600
1400
1200
1000
800
600
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Peso del cuerpo en Kg
3.2.- Cálculo de la carga de trabajo
En la bibliografía existen muchos datos experimentales acerca de los consumos
energéticos y cargas térmicas de diversos tipos de trabajo; una de las recopilaciones más
extensas es la de LEHMAN (Fisiología práctica del trabajo, Aguilar, Madrid, 1960), que se
menciona para información del alumno.
Puede asimismo emplearse los valores estimativos recomendados por la A.C.G.I.H.;
según este método la carga térmica del trabajo de calcula como adición de dos sumandos: el
sumando A es función de la posición y el movimiento del cuerpo y el sumando B es función del
tipo de trabajo.
Los valores recomendados por la A.C.G.I.H. para ambos parámetros son:
A) Posición y movimiento del cuerpo
Sentado
De pie
Andando en terreno llano
Andando en cuestas (plano inclinado)
Ambiente térmico (calor y frío)
Kcal / min
0,3
0,6
2,0-3,0
añadir 0,8 por metro
de desnivel
19
Prevención
B) Clase de trabajo
Valores medios
Kcal / min
Valores límites
Kcal / min
Trabajo manual: ligero
Trabajo manual : pesado
0,4
0,9
0,2-1,2
Trabajo con un brazo: ligero
Trabajo con un brazo: pesado
1,0
1,8
0,7-2,5
Trabajo con ambos brazos: ligero
Trabajo con ambos brazos: pesado
1,5
2,5
1,0-3,5
Trabajo con el cuerpo: ligero
Trabajo con el cuerpo: moderado
Trabajo con el cuerpo: pesado
Trabajo con el cuerpo: muy pesado
3,5
5,0
7,0
9,0
2,5-15,0
Ejemplos de actividades:
•
•
•
•
•
•
Trabajo manual ligero: escribir a mano, trabajos manuales.
Trabajo manual pesado: escribir a máquina.
Trabajo pesado con un brazo: clavar clavos con un martillo (zapatero, tapicero)
Trabajo ligero con ambos brazos: apilar planchas, rastrillar un jardín, cepillar
madera.
Trabajo moderado con el cuerpo: fregar el suelo, sacudir una alfombra.
Trabajo pesado con el cuerpo: descortezar troncos, aserrar, colocar raíles de
ferrocarril, cavar, etc.
La carga térmica total se calcula como suma del metabolismo basal y de los términos A
y B, como se indica en el siguiente caso:
Ejemplo de cálculo:
Trabajo consistente en utilizar una herramienta pesada en una cadena de montaje.
Suponiendo que el metabolismo basal consume 1 kcal/min tendremos:
Metabolismo basal
.................................
Caminar a lo largo de la cadena
..............
Manejo de la herramienta (valor intermedio
entre trabajo pesado con los dos brazos y
trabajo ligero con el cuerpo) ......................
Consumo metabólico total
Ambiente térmico (calor y frío)
........
1 kcal/min
2 kcal/min
3 kcal/min
--------------6 kcal/min
20
Prevención
3.3.- Determinación del consumo metabólico mediante tablas
El R.D.486/97 de Lugares de Trabajo, desarrollado técnicamente en la correspondiente
Guía Técnica del INSHT, indica que para valorar situaciones de estrés por calor se debe evaluar
el riesgo de estrés térmico por calor de acuerdo con el índice WBGT contenido en la norma UNE
EN 27243.
Dicha norma UNE incluye la tabla 1 “Clasificación de los niveles de consumo
metabólico”, procedente de la norma UNE EN 28996 “Ergonomía. Determinación de la
producción de calor metabólico”, en la que se establece entre otras cosas la Clase de consumo
metabólico (Descanso, Consumo metabólico bajo, moderado, alto y muy alto), el Rango de
consumo metabólico relativo a un área superficial de piel unidad (W/m 2), y unos ejemplos de
ayuda que nos permiten seleccionar rápidamente el consumo metabólico en función del tipo de
trabajo que se esté desarrollando.
La tabla mencionada nos simplifica la estimación del consumo metabólico y su
utilización es habitual para valorar dicha variable.
4.- INDICES PARA LA EVALUACION DEL ESTRES TERMICO POR CALOR
Mencionaremos un par de índices que tratan de establecer los límites en los cuales el
intercambio térmico entre el organismo y el medio ambiente externo no suponga peligro o riesgo
para las personas:
- Indice W.B.G.T. (Wet Bulb Globe Thermometer)
- Indice de Stress Térmico o Tensión Térmica (I.S.T.)
4.1 Indice W.B.G.T.
El índice WBGT consiste en la ponderación fraccionada de las temperaturas húmeda, de
globo y a veces temperatura seca. Las principales fórmulas que lo definen son:
* En exteriores con exposición solar:
WBGT= 0.7 Th + 0.2 Tg + 0.1 Ta
* En interiores o exteriores sin exposición solar (a la sombra):
WBGT= 0.7 Th + 0.3 Tg
en donde:
Ambiente térmico (calor y frío)
21
Prevención
WBGT = temperatura de bulbo húmedo y globo según fórmula ºC
Th = temperatura natural de bulbo húmedo ºC
Ta = temperatura de bulbo seco ºC
Tg = temperatura de termómetro de globo ºC
Estas temperaturas WBGT halladas para unas condiciones, se comparan con la
temperatura WBGT máxima admisible para unas condiciones de trabajo dadas. Profundizaremos
más este punto cuando hablemos de las recomendaciones de la ACGIH.
Es básico tener presente cuando se aplica el método del índice WBGT que el tiempo de
valoración que se debe tomar es de 1 hora, la hora de máximo estrés térmico por calor a la que
está sometido el trabajador.
Para el caso en el que la exposición al calor y el esfuerzo de trabajo sean intermitentes
(regímenes de trabajo-descanso), el promedio ponderado en el tiempo WBGT se determina
mediante la ecuación (de acuerdo con lo establecido en la norma UNE EN 27243):
WBGTmedio =
WBGT1 ⋅ t 1 + WBGT2 ⋅ t 2 + ..... + WBGTn ⋅ t n
t 1 + t 2 + ..... + t n
WBGT1..n : Valores calculados de WBGT para las diferentes áreas de trabajo y descanso
ocupadas durante el período total
T1..n : Tiempos transcurridos en minutos pasados en las áreas de trabajo
correspondientes.
Para el caso en el que se quiera valorar la influencia de la velocidad del aire, el comité
asesor de la OSHA introduce variaciones al índice WBGT en función de la velocidad del aire,
considerando baja velocidad para 90 m/min o menos, y alta velocidad para más de 90 m/min. Se
puede considerar que en promedio, los índices suben 2,5 ºC si el trabajador está en situación de
alta velocidad del aire.
4.2 Indice de estrés térmico
El índice de estrés térmico equivale a un balance energético que se establece por la
relación entre la cantidad de energía en forma de calor que se necesita eliminar en unas
condiciones ambientales dadas y la energía máxima que es posible eliminar (a través de la
evaporación del sudor) en esas condiciones. Es evidente que, si se necesita eliminar más
energía, se da un situación de acumulación y por tanto, perjudicial para el organismo.
La fórmula de aplicación es:
IST =
Ambiente térmico (calor y frío)
E req
E máx
⋅ 100
22
Prevención
siendo:
Ereq (Evaporación requerida) = M ± R ± C
M = metabolismo total en kcal/hora
R = energía radiante (balance) en kcal/hora
C = energía intercambiada por convección en kcal/hora
Aplicando las fórmulas reflejadas en el balance térmico y dando el valor de 0,6 a m y n,
exponentes de v.
Convección (kcal/hora) C = Kc v0,6 (Ta - Ts)
Radiación (kcal/hora) R = Kr (TRM - Ts)
Emáx (Evaporación máxima, kcal/hora) = Ke v0,6 (Pws - Pwa)
v = Velocidad del aire (m/minuto)
Ta = Temperatura seca del aire (ºC)
Ts = Temperatura de la piel (usualmente 35 ºC)
TRM = Temperatura radiante media (ºC) (*)
Pws = Tensión de vapor a la temperatura de la piel (usualmente 42 mm Hg)
Pwa = Presión de vapor en el aire (mm Hg)
(*) La temperatura radiante media, se relaciona con la de globo (Tg) por la expresión.
4
 Tg 
 + 2,48 V (Tg − Ta )
TRM = 100 4 
100


Las temperaturas vienen dadas en grados Kelvin. La velocidad del aire en
metros/segundo.
Valor particular del coeficiente - K
Semidesnudo
Ropa ligera
Ropa de trabajo
Kc Convección
1,00
0.7
0.6
Kr Radiación
Ke Evaporación
máxima
11,00
7.9
6.6
2,00
1.4
1.2
Hombre semidesnudo: con un pantalón corto y torso desnudo.
Hombre con ropa ligera: con camisa y pantalón ligeros.
Hombre con ropa de trabajo: con mono de trabajo.
Ambiente térmico (calor y frío)
23
Prevención
A fin de simplificar el cálculo y hacer el valor del índice independientemente de las
respuesta individuales del sujeto, todos los cálculos pueden basarse en una temperatura de la
piel de 35 ºC y un área corporal de 1.86 m2, despreciándose el intercambio que tiene lugar en las
vías respiratorias.
Por último, se detalla en la siguiente tabla las implicaciones higiénicas y fisiológicas de los
diferentes índices de estrés térmico para exposiciones diarias de 8 horas
Traducción fisiológica de los diferentes valores del índice de estrés térmico (IST)
Valor del IST
Implicaciones higiénicas y fisiológicas de la exposición diaria
durante 8 horas
-20
-10
Suave estrés frío. Es condición frecuente en áreas donde los
hombres se recuperan de la exposición al calor.
0,00
Situación neutra. Ausencia de estrés.
+10
20
30
Estrés térmico suave a moderado. Si el trabajo exige funciones
intelectuales, destreza o especial atención puede esperarse una
reducción entre moderada y sustancial en la calidad o
rendimiento del trabajo. En trabajos físicamente pesados puede
esperarse un ligero descenso del rendimiento respecto a
condiciones térmicamente neutras.
40
50
60
Estrés térmico severo. Solamente un pequeño porcentaje de la
población está cualificado para estos físicamente adecuados.
Son necesarios períodos de descenso para hombres no
aclimatados previamente. Debe esperarse una reducción en el
rendimiento del trabajo físico. Es deseable la selección médica
del personal eliminando para estos trabajos a aquéllos que
tengan problemas cardiovasculares respiratorios o dermatitis
crónicas. Condiciones inadecuadas cuando el esfuerzo mental
exigido por el trabajo es apreciable
80
90
Es el máximo estrés tolerable diariamente por hombres jóvenes
físicamente adecuados y previamente aclimatados.
100,00
Es el máximo estrés tolerable diariamente por hombres jóvenes
físicamente adecuados y previamente aclimatados.
Ambiente térmico (calor y frío)
24
Prevención
5.- INDICES PARA LA EVALUACION DEL ESTRES TERMICO POR FRIO
Por analogía con los ambientes calientes, puede determinarse el balance térmico y
deducir el aumento del metabolismo que permita equilibrarlo.
Todos los índices de estrés por frío tienen limitaciones pero en condiciones adecuadas
proporcionan una información útil. El grado de estrés debe calcularse teniendo en cuenta la
exposición de las extremidades al frío, estando el resto del cuerpo perfectamente protegido.
5.1"Wind chill index " (W.C.I.)
La evaluación de los efectos de los ambientes fríos sobre el hombre, puede efectuarse
por el "Wind chill index" (W.C.I.). Este índice valora la pérdida de calor de un recipiente de agua.
El flujo de calor perdido, puede calcularse por la ecuación:
WCI =
( 100 ⋅ Va + 10,45 − Va )⋅ (33 − Ta )
WCI = Wind chill index (kcal h-1 m-2)
Va = Velocidad del aire (m s-1)
Ta = Temperatura del aire (ºC)
Conviene no sobrepasar un valor WCI de 1100 a 1400 kcal h-1 m-2 para que las partes
descubiertas no corran ningún riesgo debido a los ambientes fríos.
5.2 Indice de estrés térmico para el frío
Aplicando el índice de estrés térmico IST explicado en el apartado de ambientes
calurosos en el supuesto de temperaturas bajas, obtenemos valores negativos, cuyo significado
se recoge en la siguiente tabla de indicaciones higiénicas y fisiológicas de los diferentes índices
de estrés térmico.
Traducción fisiológica de los valores del Indice de Stress Térmico (IST)
Valor IST
Indicaciones higiénicas y fisiológicas de la exposición diaria
durante 8 horas
30
20
10
Estrés de calor suave a moderado. Si el trabajo exige funciones
intelectuales, destreza o especial atención, puede esperarse una
reducción entre moderada y sustancial en la calidad o
rendimiento del trabajo. En trabajos físicamente pesados puede
esperarse un ligero descenso del rendimiento respecto a
condiciones térmicamente neutras.
Ambiente térmico (calor y frío)
25
Prevención
10
0
-10
Situación neutra.
-10
-20
-30
Suave estrés de frío. Es condición frecuente en áreas donde los
hombres se recuperan de la exposición al calor.
-30
-40
-50
Estrés de frío moderado. Si el trabajo es de tipo ligero, exige
funciones intelectuales, destreza o especial atención, puede
esperarse una pequeña reducción en el rendimiento o calidad del
trabajo, no así en trabajos moderados o pesados. Se precisa
ropa adicional.
-50
-60
-70
Estrés de frío severo. Debe esperarse una reducción en el
rendimiento del trabajo físico. Es deseable la selección médica
del personal. Condiciones inadecuadas cuando el esfuerzo
mental exigido por el trabajo es apreciable. Se precisa ropa
adicional especial.
También mencionaremos los límites máximos diarios de tiempo para exposición a
temperaturas bajas recomendados según datos estadísticos
Ambito de
temperatura ºC
Exposición máxima diaria
0 a -18
Sin límites siempre que la persona esté vestida adecuadamente.
-18 a -34
Tiempo total de trabajo: 4 horas, alternando 1 hora dentro y 1
hora fuera del área de baja temperatura.
-34 a -57
Dos períodos de 30 minutos cada uno, con intervalos por lo
menos de 4 horas. Tiempo total de trabajo a baja temperatura
permitido: 1 hora. (Tener en cuenta que existe cierta diferencia
individual: un informe recomienda periodos de 15 minutos y no
más de 4 períodos por jornadas de 8 horas; otro limita a
períodos de 1 hora de cada cuarto con un factor de enfriamiento
bajo, i.e., sin viento; un tercero dice que la operación continua 3
hora s a -53 ha sido probada sin que se produjeran efectos
nocivos).
-57 a -73
Tiempo máximo permisible de trabajo: 5 minutos durante un día
de 8 horas de trabajo. Para estas temperaturas extremas se
recomienda el uso de cascos herméticos que cubran totalmente
la cabeza, equipados con un tubo respirador que pase por
debajo de la ropa hasta la pierna para calentar el aire.
Ambiente térmico (calor y frío)
26
Prevención
5.3.- Índice IREQ del aislamiento mínimo requerido de la vestimenta
Es un método analítico de evaluación e interpretación del estrés térmico por frío (UNE
ENV ISO 11079). El método requiere seguir los siguientes pasos:
-
Mediciones de los parámetros térmicos del ambiente (temperatura y velocidad del
aire)
Determinación del nivel de actividad (consumo metabólico)
Cálculo del aislamiento de la vestimenta mínimo requerido (IREQmin)
Comparación con el aislamiento proporcionado por la ropa que se usa (Icl)
Evaluación de las condiciones para el equilibrio térmico y cálculo del tiempo de
exposición máximo recomendado (Tmax), si hay peligro higiénico de estrés térmico
por frío.
6.- CRITERIOS DE REFERENCIA
6.1 Reglamento sobre disposiciones mínimas de Seguridad y Salud en los
Lugares de Trabajo (R.D 486/1997)
La norma legal vigente en España en la que se definen los intervalos de temperatura
exigibles para locales cerrados viene reflejada en el Reglamento de lugares de trabajo, en su
Anexo III "Condiciones ambientales de los lugares de trabajo", punto3, donde fija los siguientes
requisitos:
En los lugares de trabajo cerrados deberán cumplirse, en particular , las siguentes
condiciones:
a) La temperatura de los locales donde se realicen trabajos sedentarios propios de
oficinas o similares estará comprendida entre 17 y 27 ºC.
La temperatura de los locales donde se realicen trabajos ligeros estará comprendida
entre 14 y 25 ºC.
Además, en su punto C, se refiere al estrés térmico afirmando que los límites de
velocidad para corrientes de aire que se establecen para las actividades generales no se
aplicarán a las corrientes de aire expresamente utilizadas para evitar el estrés en exposiciones
intensas al calor.
Aunque hacer una valoración del estrés térmico solamente a partir de los valores de la
temperatura del aire es incompleto, se deben conocer estos valores ya que es un factor más a
tener en cuenta.
La Guía Técnica del INSHT que desarrolla el mencionado R.D.486/97 indica que cuando
la temperatura exceda los valores mencionados y/o el trabajo sea de tipo medio o pesado, se
deberá evaluar el riesgo de estrés térmico por calor proponiendo el método de evaluación que
figura en la norma UNE EN 27243.
Ambiente térmico (calor y frío)
27
Prevención
La Guía Técnica también indica que cuando la temperatura de los lugares de trabajo en
ambientes fríos sea inferior a 10 º C, se recomienda evaluar el riesgo de estrés térmico por frío
mediante el método descrito en la UNE ENV ISO 11079.
6.2.- Norma técnica UNE EN 27243. Estimación del estrés térmico del hombre
en el trabajo basado en el índice WBGT
El criterio de referencia técnico tomado para valorar las posibles situaciones de estrés
térmico es el de la UNE-EN 27243, de Enero de 1995, que recoge la metodología del índice
WBGT (Índice de Temperatura Globo y Bulbo Húmedo) para estimar el estrés térmico del
hombre en el trabajo.
Se aplica para la evaluación del efecto medio del calor sobre un hombre durante un
período representativo de su actividad pero no se aplica para la evaluación del estrés térmico
sufrido durante períodos muy cortos, ni para la evaluación del estrés térmico en ambientes
calurosos próximos a las zonas de confort.
Los límites que se establecen en la mencionada norma UNE representan las condiciones
bajo las cuales se cree que casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente
día tras día sin efectos adversos. Debido a las amplias variaciones en la susceptibilidad
individual o a patologías previas, la exposición de un individuo ocasional dentro o incluso por
debajo del límite umbral puede no evitar la aparición de molestias, agravamiento de una
condición ya existente o un daño fisiológico.
Para el estrés térmico, la norma UNE propone la medición de factores ambientales que
estén correlacionados con la temperatura interna del cuerpo como indicador de la carga calórica
que sufre el trabajador. Para medir los factores ambientales se utiliza el Índice de Temperatura
de Globo y Bulbo Húmedo WBGT, y luego se compara el WBGT obtenido con una gráfica o una
tabla de doble entrada (Carga de trabajo y Régimen de trabajo-descanso) que especifica los
WBGT límites para cada situación concreta.
Estos WBGT límites están basados en el supuesto de que casi todos los trabajadores
aclimatados, vestidos con ropa de verano (pantalones y camisas ligeras, que corresponden a un
índice de aislamiento térmico de la ropa de 0,6 Clo, siendo la unidad Clo le resistencia térmica
vestimentaria equivalente a 0,155 m2 *ºC/W ) y con la suficiente ingesta de agua y sal deberían
poder trabajar de forma efectiva bajo las condiciones de trabajo dadas, sin sobrepasar una
temperatura interna del cuerpo de 38 ºC.
Así, los dos parámetros que definen de forma inequívoca las condiciones térmicas del
puesto de trabajo son el Índice WBGT y el Consumo metabólico.
Se obtiene a partir del metabolismo basal (consumo mínimo de energía necesario para
mantener el cuerpo en funcionamiento) y de la carga de trabajo. En lo que se refiere a la carga
de trabajo se tendrá en cuenta también el régimen de trabajo-descanso.
En la Tabla 1 de la norma UNE EN 27243 se clasifican de forma resumida los niveles de
consumo metabólico relacionados con actividades laborales usuales, a través de diversos
ejemplos.
Ambiente térmico (calor y frío)
28
Prevención
En el Anexo B de la norma UNE EN 27243 "Curvas de los valores de referencia de
WBGT y método de aclimatación al calor", se valora el riesgo higiénico de estrés térmico a través
del índice WBGT teniendo en cuenta los regímenes de trabajo-descanso que se pueden dar.
Este Anexo B tiene su traducción en forma de tabla en el Anexo A "Tabla de los valores
de referencia del WBGT", aunque con pequeñas diferencias, ya que en el Anexo A en vez de
definir distintos regímenes clasifican en personas aclimatadas al calor o sin aclimatar. Se adjunta
a continuación fotocopia de la Tabla1, Anexo A y Anexo B.
6.3.- Norma técnica UNE ENV ISO 11079: Evaluación de ambientes fríos.
Determinación del aislamiento requerido para la vestimenta.
De acuerdo con lo mencionado anteriormente, el estrés por frío se puede valorar de
acuerdo con la establecido en la UNE ENV ISO 11079, que desarrolla el método del IREQ y
permite calcular el tiempo máximo de permanencia Tmax para mantener el equilibrio térmico.
El IREQmin es el valor del aislamiento de la vestimenta que se require. Por tanto sirve
como pauta para seleccionar la ropa apropiada de entre los conjuntos de ropa con valores
conocidos de aislamiento. El valor del IREQmin se compara con el del aislamiento de la
vestimenta resultante Icl para valorar las condiciones de equilibrio térmico.
6.4.- Recomendaciones de la ACGIH. Criterios TLV (2003)
Estrés térmico por calor
Los criterios TLV para estrés térmico por calor toman por referencia los índices WBGT
anteriormente comentados. Están basados en el supuesto de que casi todos los trabajadores
aclimatados, completamente vestidos con pantalones y camisas ligeras y con suficiente ingesta
de agua y sal deberían poder laborar de forma efectiva bajo las condiciones de trabajo dadas, sin
sobrepasar una temperatura interna del cuerpo de 38 ºC.
En la siguiente tabla se relacionan los valores WBGT en ºC con el régimen trabajodescanso al que está sometido el trabajador.
Ambiente térmico (calor y frío)
29
Prevención
VALORES LIMITES UMBRAL PERMISIBLES DE EXPOSICION AL CALOR
(Valores en ºC WBGT)
Carga de trabajo
Régimen Trabajo Descanso
Trabajo continuo
75% Trabajo 25% Descanso, cada hora
50% Trabajo 50% Descanso, cada hora
25% Trabajo 75% Descanso, cada hora
Ligera
Moderada
Pesada
30
26,7
25
30,6
28
25,9
31,4
29,4
27,9
32,2
31,1
30
La anterior relación de valores nos puede venir expresada de forma parecida por medio
de un gráfico en el que se relacionan los índices WBGT (ºC) en ordenadas, el consumo
metabólico total (Kcal/min) en abscisas, y distintas curvas para los diferentes regímenes trabajodescanso según norma ISO7243. El consumo metabólico total equivaldría a la carga de trabajo.
35
25% trabajo - 75% descanso
WBGT, ºC
30
50% trabajo - 50% descanso
75% trabajo - 25% descanso
25
Trabajo contínuo
20
0
77
155
232
309
0
2
4
6
8
CONSUMO
386 W/m 2
METABÓLICO
10 Kcal/min
Donde se requiera una protección contra otras sustancias dañinas en el ambiente de trabajo y se
utilicen ropas y equipo adicional de protección personal, se aplica una corrección al valor TLV
para el índice WBGT, según se indica en la siguiente tabla.
Ambiente térmico (calor y frío)
30
Prevención
FACTORES DE TLV WBGT DE CORRECCION PARA ROPA
Uniforme de trabajo de verano
Valor
Clo*
0,60
Corrección
WBGT
0,00
Batas de algodón
1,00
-2,00
Uniforme de trabajo de invierno
1,40
-4,00
Protección antihumedad, permeable
1,20
Tipo de ropa
-6,00
2
Clo*: Valor de aislamiento de la ropa. Una unidad Clo = 5,55 kcal/m / h de intercambio de calor por
radiación y convección por cada ºC de diferencia de temperatura entre la piel y la temperatura
ajustada del bulbo seco.
Cuando el trabajador se encuentre en condiciones calóricas desfavorables, se debe
poner agua potable a disposición de los trabajadores de tal manera que se vean estimulados a
beber con frecuencia pequeñas cantidades de agua fresca, así como animarles a que consuman
abundante sal con la comida. Si los trabajadores no están aclimatados, se debe poner a su
disposición agua potable salada en una concentración de 0.1 % (1 gr de NaCl totalmente disuelto
en 1 ltr de agua).
CARGA METABÓLICA AMBIENTAL - WBGT
La aclimatación al calor conlleva una serie de ajustes fisiológicos y psicológicos que se
producen en el individuo durante la primera semana de exposición a condiciones ambientales de
calor. Los TLV para el estrés de calor recomendados son válidos para operadores aclimatados y
en buen estado físico. Se debe proceder con mayor precaución cuando hay que exponer a
condiciones de estrés de calor a trabajadores no aclimatados, según se indica en el siguiente
gráfico.
ºF
ºC
113
45
104
40
95
35
86
30
77
25
60 min/h Aclimatado
68
20
60 min/h Sin aclimatar
100
200
400
800
116
233
300
400
500
1200 1600 2000
349
465
580
Kcal / h
Btu / h
wat
CARGA TÉRMICA METABÓLICA
TLVs de exposición permisible al calor para
trabajadores aclimatados y sin aclimatar
Ambiente térmico (calor y frío)
31
Prevención
Estrés térmico por frío
El objetivo de estos valores TLV es impedir que la temperatura interna del cuerpo
descienda por debajo de los 36 ºC. y prevenir las lesiones por frío en las extremidades del
cuerpo. En la tabla 1 se indican los síntomas clínicos que presentan las víctimas de
hipotermia.
TABLA 1
Situaciones clínicas progresivas de la hipotermia
Temperatura interna
ºC
ºF
Síntomas clínicos
37,6
99,6
Temperatura rectal "normal"
37
98,6
Temperatura oral "normal"
36
96,8
La relación metabólica aumenta en un intento de compensar la
pérdida de calor
35
95
34
93,2
La víctima se encuentra consciente y responde; tiene la presión
arterial normal
33
91,4
Fuerte hipotermia por debajo de esta temperatura
32
31
89,6
87,8
30
29
86
84,2
Consciencia disminuida; la tensión arterial se hace difícil de
determinar; las pupilas están dilatadas, aunque reaccionan a la
luz; se deja de tiritar
Pérdida progresiva de la consciencia; aumenta la rigidez
muscular; resulta difícil determinar el pulso y la presión arterial;
disminuye la frecuencia respiratoria
28
27
82,4
80,6
Posible fibrilación ventricular con irritabilidad miocárdica
Cesa el movimiento voluntario; las pupilas no reaccionan a la
luz; ausencia de reflejos tendinosos profundos y superficiales
26
78,8
La víctima está consciente en pocos momentos
25
77
24
22
21
75,2
71,6
69,8
20
68
18
64,4
Hipotermia accidental más baja para recuperar a la víctima
17
62,6
Electroencefalograma isoeléctrico
9
48,2
Hipotermia más baja simulada por enfriamiento para recuperar al
paciente
Tiritones de intensidad máxima
Se puede producir fibrilación ventricular espontáneamente
Edema pulmonar
Riesgo máximo de fibrilación ventricular
Parada cardíaca
Ambiente térmico (calor y frío)
32
Prevención
Se incluye en estos TLV una segunda tabla en la que se relaciona el poder de
enfriamiento del viento sobre el cuerpo expuesto expresado como temperatura equivalente
(en condiciones de calma)
PODER DE ENFRIAMIENTO DEL VIENTO SOBRE EL CUERPO EXPUESTO
EXPRESADO COMO TEMPERATURA EQUIVALENTE
(EN CONDICIONES DE CALMA)
Lectura de la temperatura real (ºC)
Velocidad estimada
del viento (Km/h)
10
en calma
10
4
-1
-7
-12
-18
-23
-29
-34
-40
-46
-51
8
9
3
-3
-9
-14
-21
-26
-32
-38
-44
-49
-56
16
4
-2
-9
-16
-23
-31
-36
-43
-50
-57
-64
-71
24
2
-6
-13
-21
-28
-36
-43
-50
-58
-65
-73
-80
32
0
-8
-16
-23
-32
-39
-47
-55
-63
-71
-79
-85
40
-1
-9
-18
-26
-34
-42
-51
-59
-67
-76
-83
-92
48
-2
-11
-19
-28
-36
-44
-53
-61
-70
-78
-87
-96
56
-3
-12
-20
-29
-37
-46
-55
-63
-72
-81
-89
-98
64
-3
-12
-21
-29
4
-1
-7
-12
-18
-23
-29
-34
-40
-46
-51
TEMPERATURA EQUIVALENTE DE ENFRIAMIENTO (ºC)
(Las velocidades del viento
superiores a 64 Km/h tienen
pocos efectos adicionales)
-38 -47 -56 -65 -73 -82 -91 -100
PELIGRO
POCO PELIGROSO CRECIENTE
GRAN PELIGRO
En < horas con la piel Peligro de que
El cuerpo se puede congelar
seca. Peligro máximo el cuerpo
expuesto se
en 30 segundos
de falsa sensación
congele en un
de seguridad.
minuto.
En cualquier punto de este gráfico se pueden producir el pié de
trinchera y el pié de inmersión.
Se incluye asimismo una tercera tabla relacionada con la anterior, en la que se dan
los TLV para distintos períodos de trabajo/calentamiento o recuperación en función de la
velocidad del aire, y para turnos de cuatro horas (por interrupciones normales se entiende
períodos de reanimación de diez minutos por lo general).
TLVs PARA EL PLAN DE TRABAJO/CALENTAMIENTO
PARA UN TURNO DE CUATRO HORAS
Temperatura del aire
Cielo despejado
Sin viento
apreciable
Viento de
8 km/h
Viento de
16 km/h
Viento de
24 km/h
Viento de
32 km/h
ºC (aprox.)
ºF (aprox.)
Período de
trabajo máximo
Nº de
interrupciones
Período de
trabajo máximo
Nº de
interrupciones
Período de
trabajo máximo
Nº de
interrupciones
Período de
trabajo máximo
Nº de
interrupciones
Período de
trabajo máximo
Nº de
interrupciones
De -26º a -28º
De -15º a -19º
(interrupciones
normales)
1
(interrupciones
normales)
1
75 minutos
2
55 minutos
3
40 minutos
4
De -20º a -24º
(interrupciones
normales)
1
75 minutos
2
55 minutos
3
40 minutos
4
30 minutos
5
De -29º a -31º
De -32º a -34º
De -35º a -37º
De -38º a -39º
De -25º a -29º
De -30º a -34º
De -35º a -39º
De -40º a -42º
De -40º a -44º
-43º e inferior
-45º e inferior
75 minutos
55 minutos
40 minutos
30 minutos
2
3
4
5
55 minutos
40 minutos
30 minutos
3
4
5
40 minutos
30 minutos
4
5
30 minutos
5
El trabajo que no sea de
emergencia, deberá cesar.
El trabajo que no sea de
emergencia, deberá cesar.
El trabajo que no sea de
emergencia, deberá cesar.
El trabajo que no sea de
emergencia, deberá cesar.
El trabajo que no sea de
emergencia, deberá cesar.
Ambiente térmico (calor y frío)
33
Prevención
Además, estos TLV para el estrés por frío están basados en bastantes
recomendaciones prácticas que se expondrán seguidamente de forma resumida.
-
No se debe permitir una exposición continua de la piel cuando la velocidad del
viento y la temperatura den por resultado una temperatura equivalente de
enfriamiento de -32 ºC
-
Para conservar la destreza manual para prevenir accidentes, se requiere una
protección especial de manos:
* Si hay que realizar trabajos de precisión durante más de 20 minutos
por debajo de los 16 ºC, se tomarán medidas especiales para que los
trabajadores puedan mantener las manos calientes
* Los mangos metálicos de las herramientas y las barras de control se
recubrirán de material aislante térmico por debajo de -1ºC
-
Si la temperatura del aire desciende por debajo de los 16 ºC para trabajo
sedentario, 4 ºC para trabajo ligero y -7 ºC para trabajo moderado, sin que se
requiera destreza manual, los trabajadores usarán guantes
-
Los trabajadores deben llevar guantes anticontacto para impedir la congelación
por contacto con superficies muy frías ( a partir de los -17.5 ºC de temperatura
del aire)
-
Si el trabajo se realiza por debajo de los 4 ºC, hay que proveer protección
corporal total adicional
-
Si el trabajo se realiza a la intemperie de manera continuada a una temperatura
equivalente de enfriamiento inferior a -7 ºC, en las proximidades se dispondrán
refugios de calentamiento provistos de calefacción para ser usados a intervalos
regulares
-
Para los trabajos a una temperatura equivalente de enfriamiento de -12 ºC se
aplicará, entre otras cosas:
‰
El trabajador estará constantemente en observación a efectos de
protección
‰
El ritmo de trabajo no debe ser tan elevado que haga sudar fuertemente,
lo que daría lugar a que la ropa se humedeciera. Para trabajos pesados,
se establecerán períodos de descanso
‰
El trabajo se dispondrá de tal manera que la permanencia de pie o
sentado quieto se reduzca al mínimo
Ambiente térmico (calor y frío)
34
Prevención
•
Se instruirá a los trabajadores en los procedimientos de seguridad
- En las cámaras frigoríficas, la velocidad del aire se debe minimizar cuanto sea
posible, no sobrepasando el valor de 1 mt/sg. en el lugar de trabajo
- A los trabajadores que realicen su trabajo a la intemperie en terreno cubierto de
nieve o hielo se les proporcionará protección para los ojos
- En todo lugar de trabajo en el que la temperatura ambiental esté por debajo de los
16 ºC se deberá disponer de termometría adecuada, y si desciende por debajo de 1ºC se deberá medir y registrar. También se deberá registrar la velocidad del viento
en exteriores para las condiciones anteriormente mencionadas (-1 ºC)
- Se excluirán a los empleados que padezcan enfermedades o estén tomando
medicinas que entorpezcan la regulación normal de la temperatura corporal, de
exposiciones a temperaturas inferiores a -1 ºC
 ASEPEYO. Dirección de Seguridad e Higiene
35
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