Riesgos físicos III (2da edición) 9789586489737

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Segunda edición

Riesgos:  Temperaturas  extremas y ventilación

Fernando Henao Robledo

Digiprint Calle 63 bis n. 70-49. 

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Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

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Tabla de Contenido

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Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

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La  American Industrial  Higienist Association, AIHA, define a  la  higiene  industrial  como:  “La  ciencia y  el  arte  dedicada al  reconocimiento, evaluación  y  control  de  aquellos factores ambientales originados en o por el lugar de trabajo, que pueden  ocasionar enfermedades, menoscabo de la salud y bienestar o importante malestar  e ineficiencia entre los trabajadores o entre los ciudadanos de una comunidad”. Además, en el Artículo 9° del Decreto 614 de 1984, del Ministerio de la Protección  Social  se define como: “El conjunto de actividades  destinadas a la identificación,  evaluación  y  al  control  de  los  agentes  y  factores  del  ambiente  de  trabajo  que  pueden afectar la salud de los trabajadores”. Uno de los capítulos de esta ciencia es sobre los factores de riesgo que en la “Guía  técnica  para  el  análisis  de  exposición  a  factores de  riesgo  ocupacionales  para  el  proceso  de evaluación en la calificación  de origen de enfermedad”, elaborada por  el Ministerio de la Protección Social, plantea que los factores de riesgo se clasifican  desde  el punto  de vista del  origen  y  no  del  efecto, definiendo  a  los  factores  de  riesgo físico como: “Los factores ambientales de naturaleza física, considerando a  esta como la energía que se desplaza en el medio, que cuando entren en contacto  con las personas pueden tener efectos nocivos sobre la salud dependiendo de su  intensidad, exposición y concentración de los mismos”. También se pueden definir  como, cualquier forma de energía presente en el medio ambiente de trabajo que  puede lesionar al trabajador expuesto.

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Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Con esta obra se pretende  presentar, las bases  teóricas para que  las personas se  motiven en  el  estudio del  tema de temperaturas extremas,  ventilación industrial  con  sus  riesgos asociados  y  posteriormente,  poder dedicarse  a  realizar estudios  más profundos con el fin de poder diseñar sistemas de control, tanto en la fuente  como en el medio, y como última instancia en el receptor. No es el objetivo escribir  un manual que recopile todo lo escrito y estudiado sobre tan complejos temas. Se  plantean  las  definiciones  básicas,  clasificación,  fuentes  generadoras,  los  problemas de salud generada por exposición al riesgo, instrumentos de medición,  los  límites  máximos  permisibles  establecidos  en  Colombia  y  los  métodos  de  control, comúnmente utilizados para atenuarlos en los ambientes de trabajo. Toda  la  legislación  colombiana  nombrada  en  el  presente  documento  puede  ser  consultada en Sistema de Información en Línea, SIL, de Ecoe Ediciones.

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Primera parte

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Dentro de la clasificación general de factores de riesgo físico, aparece el riesgo de  temperaturas extremas que  afecta a  gran cantidad de trabajadores, y a  pesar de  existir el “Reglamento técnico colombiano para evaluación y control de sobrecarga  térmica  en  los  centros  y  puestos  de  trabajo”,  la  gran  mayoría  de  las  empresa  y  trabajadores  lo  desconocen;  y  por  lo  tanto,  no  se  aplican  controles  efectivos  con  el  fin  de eliminar  el  riesgo y  cuando  esto no  es  posible,  se hace  muy  poco  por  minimizar sus  efectos sobre la población  trabajadora  y no  se cuantifican las  pérdidas ocasionadas. En esta edición se presenta la fundamentación teórica para  poder enfrentar el riesgo de manera técnica y concreta, con los elementos básicos  para  su  control.  Además, se  presenta  la  teoría  básica  para  comprender  el  tema  de  ventilación  industrial  sin  pretender  crear  un  manual  técnico  sobre  el  tema,  debiéndose  comprender  que  la  ventilación  como  tal,  no  es  un  riesgo  sino  un  sistema  para el  control de riesgo de ambiente térmico y el  mejor sistema actual,  para el control del factor de riesgo químico. Según  lo  planteado  en  el  documento  “Evaluación  de  la  sobrecarga  térmica  en  el  ambiente  de  trabajo”  por  parte  de  la  Organización  Mundial  de  la  Salud,  contrariamente a  lo que ocurre con otros agentes ambientales, el  calor no actúa  en  forma  específica  sobre  algún  tejido  o  función  determinada  de  la  persona  expuesta  sino que  actúa en  forma compleja,  sus  variaciones afectan la fisiología  total del organismo. El  hombre  como  ser  homeotermo  posee  los  mecanismos  compensatorios  adecuados para mantener una constancia relativa de la temperatura interna, aún  cuando varíen  las  condiciones climáticas  exteriores que  podrían potencialmente  modificarla.  El hombre  es un animal  de temperatura  constante; ello  implica que 

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la biología  humana  no  tolera  variaciones  apreciables de  temperatura de ciertos  órganos críticos, cerebro, hígado, etc.; siendo por lo tanto, de gran interés estudiar  las  relaciones  entre  el  hombre  y  las  características  térmicas  del  ambiente  que  podrían  modificar  la  temperatura  de  los  órganos  y  poner  en  peligro  la  vida  e  integridad física de la persona expuesta. Los  procesos físicos  y  químicos  que  constituyen  la  vida  son  muy  susceptibles  a  las  variaciones  de  la  temperatura.  Pequeños  cambios  en  la  temperatura  de  los  tejidos  (del  orden  de  un  grado  centígrado),  tienden  a  producir  desequilibrios  funcionales. Cambios mayores  pueden alterar  de tal  modo, procesos  esenciales,  colocando la vida en peligro. El mantenimiento de la constancia de la temperatura  proporciona  una  ventaja  especial  al  hombre.  Sus  respuestas,  resultantes  de  la  acción de mecanismos  receptores,  integradores  y efectores son  independientes,  dentro de amplios límites de las condiciones ambientales, lo cual les permiten fijar  libremente su propia actividad. Se denomina “temperatura del cuerpo”  a un  valor promedio de la temperatura  de  la  masa  subyacente  por  debajo  de  la  piel,  excluidas  las  extremidades,  que  representa  entre  el  70  y  80  por  ciento  de  la  masa  total.  La  temperatura  del  cuerpo varía cíclicamente durante las horas del día y de acuerdo con la actividad  física. En un momento dado, los distintos órganos tienen temperaturas diferentes  según su nivel de actividad metabólica y  el régimen  de remoción del calor por  la corriente sanguínea. La “temperatura del cuerpo” resulta del equilibrio dinámico entre la producción  de  calor  y  el  intercambio  calórico  con  el  ambiente,  por  intermedio  de  las  distintas  vías  posibles.  El  mantenimiento  de  un  adecuado  balance  térmico  es  una necesidad fisiológica para el bienestar y la salud. El sitio más indicado para  la  medición  de  la  temperatura  del  cuerpo,  en  trabajos  de  investigación,  es  el  canal auditivo, lo más próximo posible al tímpano. Otra medición más frecuente  es la temperatura  rectal. La  “temperatura  superficial”  varía  dentro  de  límites  relativamente  amplios,  puesto  que  la  piel  actúa  como  interfase  entre  el  núcleo  del  cuerpo  y  el  ambiente. En condiciones habituales, la temperatura media de la piel es de 3 a  5 grados centígrados (°C) menor  que la del  cuerpo. En ambientes fríos puede  descender hasta 20  oC. El  organismo  humano  solo  aprovecha  una  parte  de  la  energía  consumida  transformándola en trabajo útil; el resto se transforma en calor, que es acumulado  en  el  propio  cuerpo, el  cual  contribuye  a  aumentar  la  temperatura,  siendo  una  amenaza para  la  vida. El  mantener  constante la  temperatura  interna del  cuerpo  es de gran importancia para la vida del hombre, habiendo desarrollado potentes  medios de regulación que le permiten mantener bajo control dicha temperatura,  aún en condiciones muy desfavorables.

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Dentro  de  la “Guía  técnica para  el  análisis de  exposición  a  factores  de  riesgo  ocupacional  para  el  proceso  de  evaluación  en  la  calificación  de  origen  de  enfermedad”, elaborado por el Ministerio de la Protección Social, se presentan  “temperaturas altas-calor: cuando el calor cedido por el organismo al ambiente  es  inferior  al  calor  recibido  o  producido  por  el  metabolismo  (metabolismo  basal y  el de trabajo). La  exposición  a  calor  intenso  presenta,  en  comparación  con  la  mayoría  de  los  restantes  contaminantes  que  podemos  encontrar  en  el  medio  ambiente  de  trabajo, dos características  diferenciales importantes: 1)  La primera de ellas consiste en que es el único contaminante generado  por  el  hombre,  al  menos  parcialmente,  por  el  propio  organismo  humano;  en  efecto  el  cuerpo  humano  como  cualquier  otra  máquina,  solo aprovecha una parte de la energía consumida transformándola en  trabajo útil; el resto, la energía no aprovechada se transforma en calor  que queda acumulado en el propio cuerpo contribuyendo a aumentar  su temperatura y convirtiéndose por tanto, en una amenaza potencial  para  la  vida.  En  la  mayor  parte  de  las  actividades  usuales  el  trabajo  útil realizado es prácticamente despreciable, por lo que puede decirse  que en la práctica, la totalidad de la energía consumida (que proviene  de los alimentos)  se convierte en calor. La agresión  térmica no es solo  la  consecuencia  de  un  medio  ambiente  hostil  sino  que  también  se  origina en el propio organismo humano, debido a la actividad física del  mismo; muchas veces esta segunda causa (interna) es más importante  que la primera. 2)  La  segunda  característica, peculiar  de  la  exposición  al  calor,  es la  gran  resistencia  frente  al  mismo  que  posee  el  organismo  humano,  si  se  compara  con su  pequeña capacidad  para  enfrentarse a  otro  punto  de  vista biológico; ello no tiene nada de extraño, en efecto, si como hemos  visto,  la  constancia  de  la  temperatura  interna  del  cuerpo  es  de  gran  importancia para la  vida, es lógico que el organismo humano  haya ido  desarrollando potentes medios de regulación que le permiten mantener  bajo control dicha temperatura, aún en condiciones muy desfavorables.  Ello  ha  sido  posible, porque  la  exposición  intensa al  calor es  “natural”,  a  diferencia  de  lo  que  ocurre  con  otras  presentes  solamente  en  el  ambiente de trabajo. Hay  dos  tipos  de  exposición  al  calor  que  son  el  calor  seco  y  el  calor  húmedo,  respectivamente,  se  tiene  que  el  calor  seco  es  el  que  se  observa  en  las  siderúrgicas,  la industria del vidrio y cerámica. El calor  húmedo es el encontrado  en lavanderías, tintorerías, textiles y minas. En el calor seco, la temperatura del aire  y  la  temperatura radiante son  altas;  en  el  calor  húmedo,  la  humedad relativa  es 

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mayor que la humedad; en el calor seco, se puede elevar la temperatura de 65 ºC  por cortos períodos; en cambio, en el calor  húmedo las temperaturas superiores  a 32 ºC son insoportables.

Del  “Manual  de  fundamentos  de  higiene  industrial” se  extracta  la  siguiente  información:  “(…)  miles  de  personas  trabajan  expuestas  a  bajas  temperaturas  en  plantas  de  frío,  carnicerías,  fincas  en  los  polos,  buceadores  y  muchas  otras  actividades realizadas en el ambiente exterior”. El hombre es un ser homeotermo (característica de animales  de sangre caliente),  debiendo mantener su cuerpo caliente. Si se está lo suficientemente protegido en  ambientes fríos, los hombres  pueden trabajar  eficientemente en climas naturales  y en ambientes artificiales. La temperatura en el interior del organismo es notablemente constante, cambiando  en menos  de 0.5  ºC día  tras día,  salvo  en  caso de  enfermedad febril.  De  hecho,  un  individuo  desnudo  puede  quedar  expuesto  a  temperaturas  bajas,  del  orden  de  12  ºC,  o  relativamente  altas,  por  ejemplo  60  ºC,  conservando  sin  embargo,  una temperatura  interna  casi  constante.  Resulta  evidente  que  el  mecanismo  de  regulación de la temperatura corporal es un sistema de control admirable.  Cuando  se  habla  de  regulación  de  la  temperatura  corporal  suele  referirse  a  la  interior,  llamada  temperatura  central,  y  no  a  la  de  la  piel  ni  de  los  tejidos  inmediatamente  subyacentes  a  esta.  En contraste  con  la  temperatura central, la  superficial aumenta y  disminuye con  la del  medio  ambiente y es la  temperatura  importante cuando nos referimos a la capacidad de la piel para perder calor hacia  el ambiente circundante.

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Solo  los  grupos superiores  del  mundo  animal,  los  pájaros,  los  mamíferos  y  con  ellos el  hombre, son  homeotermos; es decir, que  su temperatura se establece en  cierto nivel y permanece casi constante. El  hombre  es  una  criatura  de  sangre  caliente,  lo  cual  significa  que,  independientemente  de las  condiciones externas, el sistema termorregulador  del organismo lo mantiene a una temperatura interna regularmente constante.  El cuerpo  produce calor  metabólico quemando combustible.  Disipa el exceso  de calor mediante dos métodos básicos: variando el ritmo y la magnitud de la  circulación sanguínea y eliminando el agua a través de la piel y de las glándulas  sudoríparas. La temperatura en el interior del organismo es notablemente constante, cambiando  en  menos  de  0.5  °C  día  tras  día,  salvo  en  casos  de  enfermedad  febril.  Resulta,  pues, evidente que el mecanismo de regulación de la temperatura corporal es un  sistema de control admirable. En contraste con la temperatura central,  la temperatura superficial aumenta  y  disminuye  con  la  del  medio  ambiente  y  es  la  temperatura  importante  cuando se hace  referencia a  la capacidad de la  piel, para  perder calor hacia  el  ambiente circundante. No  hay  una  temperatura  determinada  que  pueda  considerarse  normal.  La  temperatura  media  suele  considerarse  que  es  de  36.8  ° C  medida  en  la  boca  y  aproximadamente 0.6  ° C mayor si es medida en el recto. El  ser  humano  controla  su  balance  térmico  a  través  del  hipotálamo,  que  actúa  como  un  termostato  y  que  recibe  la  información  acerca  de  las  condiciones  de  temperatura  externas  e  internas  mediante  los  termorreceptores  que  se  hayan  distribuidos  por  la  piel  y,  probablemente,  en  los  músculos,  pulmones  y  médula  espinal. Las personas pueden soportar grandes diferencias de temperatura entre  el  exterior y su organismo,  mientras que  la temperatura interna del cuerpo varía  entre los 36 °C y los 38 °C. Cuando  la  temperatura  del  cuerpo  supera  los  37  °C,  el  hipotálamo  envía  instrucciones para “enfriar las cosas”.  El  corazón  bombea  con  mayor  rapidez  y  se dilatan  una  gran  cantidad de  vasos  capilares  que  se  encuentran  distribuidos  en  las  capas  superiores  de  la  piel.  Es  aquí donde  empieza  el enfriamiento. La sangre  circula cerca de la  superficie del  1. De Joseph la Dou en su libro “Medicina Laboral”; Guyton, A.C. en su “Tratado de fisiología  médica”;  de P.  Sanz,  en  su “Manual de Salud Laboral” y  de Dalcame, en  su obra “Sistema  termorregulatorio”, se han extractado estos conceptos. 5

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cuerpo  y  el  exceso  de  calor  que  lleva  esta  se  disipa  en  la  atmósfera  que  está  más fría. A  la vez, una transpiración imperceptible se difunde por la piel.  Se dice  que  es  imperceptible  porque  no  es  posible  verla  ni  sentirla,  ya  que  se  evapora  con  demasiada  rapidez  como  para  acumularse  en  la  superficie  de  la  piel.  Esta  transpiración, sin embargo, produce un efecto de enfriamiento. Estos ajustes  son comparativamente  leves y  en condiciones  moderadas, estando  el cuerpo en reposo son suficientes como para mantener el cuerpo refrigerado. Empero,  si  el  hipotálamo  continúa  recibiendo  calor  en  exceso,  los  millones  de  glándulas sudoríparas que están distribuidas por toda la piel, empiezan a funcionar  y estas a  transpirar sensiblemente. La piel puede derramar  una enorme cantidad  de agua sobre su superficie. Entre las transpiraciones insensibles y sensibles, la piel  debe hacerse cargo del 90% de la tarea de disipación del calor del organismo. Estas  tareas  se  vuelven  mucho  más  difíciles  cuando  la  temperatura  del  aire  se  acerca  a  la  temperatura  normal  del  cuerpo.  Por  otra parte,  la  sangre  que  se  ha  aproximado a la superficie del cuerpo no puede disipar su calor si la temperatura  del  aire  es  tan  elevada  como  la  de  la  sangre  o  incluso  más  elevada.  En  razón  de  esto,  a  pesar  de  que  la  sangre  continúa  circulando  cerca  de  la  periferia,  la  pérdida  de agua  a  través  de la  piel  y  de las  glándulas  sudoríparas  se convierte,  virtualmente, en  el  único medio  eficaz de mantener  una temperatura  constante  dentro del cuerpo. Sin embargo,  si  la  humedad  del  aire  es  elevada,  este  proceso  también  se  hace  más  difícil.  Nada  puede  hacer  el  sudor  para  refrigerar  el  cuerpo,  a  menos  que  la  evaporación  elimine  la  humedad  de  la  piel.  La  humedad  elevada  retarda  la  evaporación.  En  condiciones  calurosas  y  húmedas  el  ejercicio  físico  agrava  el  problema,  ya  que  mientras  el  sistema  termorregulador  se  está  esforzando  por  bajar  la  temperatura  corporal,  el  organismo  está  produciendo  un  calor  metabólico  extra.  Todo  esto  tiene  una  influencia  enorme  sobre  la  persona  que  debe trabajar en un ambiente caluroso y sobre su rendimiento en el trabajo. Con  tanta  sangre  que  va  hacia  la  periferia  del  cuerpo,  hay  menos  sangre  disponible  para  los  músculos  activos.  Declina  la  fuerza.  La  fatiga  sobreviene  más  pronto.  También  se  pueden  presentar  efectos  sicológicos.  Los  trabajadores  que  deben  realizar trabajos  delicados o  en  detalle pueden  descubrir que  han declinado  las  habilidades de compresión y retención. Un ejercicio  intenso  eleva  la  temperatura corporal  que,  por  períodos cortos  de  tiempo, no  provoca daños  y  permite  ser  más  eficiente en  las  actividades  físicas  al acelerar el  metabolismo. Como  toda  o casi  toda  la  energía física se convierte  en  calor,  se  necesita  un  ambiente  que  compense  las  excesivas  ganancias  de  temperatura, por lo que los trabajos físicos intensos necesitan un ambiente fresco,  mientras  que  los  trabajos  ligeros  requieren  entornos  más  cálidos.  La  eficiencia  mecánica de las personas oscila entre  cero y el  25%, dependiendo este valor  de  si  el trabajo  es estático  o dinámico, siendo  estos valores  extremos  para trabajos  estáticos y para trabajos muy dinámicos, respectivamente.  6

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La  sobrecarga  térmica  es  la  condición  objetiva  (independiente  del  sujeto)  que  resulta  de  la  interrelación  de  los  factores  microclimáticos  (temperatura  del  aire,  velocidad del  aire, humedad y temperatura radiante media) y que  provoca en  el  hombre  lo que  se denomina tensión térmica (conjunto de alteraciones causadas  en  el  organismo  por  la  sobrecarga  térmica),  que  se  manifiesta  en  el  sujeto  de  forma muy variable, pues, depende de diversos factores  individuales: sexo, edad,  condiciones  físicas  y  estado emotivo,  entre  otras.  Un  sujeto  aclimatado  al  calor  soportará mejor la sobrecarga térmica que uno que no lo está.

Figura 1. Mecanismo del sistema  de termorregulación (Fuente: Aubertin)

Figura 2. Temperatura de la cabeza (°C)2

2. Tomado de Guyton A.C. 7

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Un ambiente térmico inadecuado causa reducciones de los rendimientos físico  y mental, irritabilidad, incremento  de la agresividad, de las distracciones, de  los errores, incomodidad por sudar, disminución del ritmo cardíaco e incluso  la muerte. Efecto de la temperatura hipotalámica: sobre la pérdida de calor corporal por  evaporación y sobre la producción de calor causada primariamente por actividad  muscular  y  escalofrío.  La  figura  muestra  el  nivel  extraordinariamente  crítico  de  temperatura en el cual empieza a aumentar la pérdida y se interrumpe el aumento  de producción de calor (Según Benzinger, Kitzinger y Pratt). No  hay  temperatura  determinada  que  pueda  considerase  normal,  pues  las  mediciones  en  diversas  personas  normales  han  demostrado  una  amplitud  de  temperaturas  normales  desde  aproximadamente,  36.1  °C  a  más  de  37.2  °C.  Medida en  el  recto,  los valores  son  aproximadamente  mayores  en  medio  grado  que los de la temperatura bucal. La temperatura media normal suele considerarse  que es de 36.8 °C medida en la boca. La  temperatura  corporal  varía  con  el  ejercicio  y  con  la  temperatura  del  medio  ambiente,  pues  los  mecanismos  reguladores  no  son  100%  eficaces.  Cuando  el  cuerpo, por  un ejercicio  intenso,  produce  exceso de  calor,  la  temperatura rectal  puede alcanzar entre 38 y 40 °C. Por otra parte, cuando el cuerpo queda expuesto  a  un ambiente extremadamente  frío,  la temperatura rectal  muchas  veces puede  caer hasta valores considerablemente inferiores a 36.5 °C.

La piel,  los tejidos  subcutáneos y  la grasa de los  mismos son un aislante  térmico  para  el  organismo.  La  grasa  es  especialmente  importante,  porque  su  facilidad  para conducir es solo un tercio que la de los  demás tejidos. Cuando la sangre de  los órganos internos calientes confluye hacia la piel, las propiedades aislantes del  cuerpo  normal  del  varón  equivalen  casi  a  tres  cuartas  partes  de  las  cualidades  aislantes  de  las  ropas  usuales.  En  las  mujeres  este  aislamiento  es  incluso  mejor.  Obviamente,  el  grado  de  aislamiento  varía  de  una  persona  a  otra  según  la  cantidad  de  tejido  adiposo,  porque  la  mayor  parte  del  calor  del  organismo  se  produce  en  sus  regiones  más  profundas; el  aislamiento  debajo  de  la  piel  es  un  medio eficaz para conservar normales las temperaturas internas, aunque permite  que la temperatura de la piel se aproxime a la del medio ambiente.

En  el  cuerpo  constantemente  se  produce  calor  como  producto  secundario  de  las  reacciones metabólicas,  y  se pierde  continuamente  calor,  que  pasa al  medio  ambiente.  Cuando  la  cantidad  del  calor  producido  es  exactamente  igual  a  la  8

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cantidad de calor perdido, se dice que el individuo se halla en equilibrio calórico.  Pero, cuando deja de existir el equilibrio es evidente que empieza a subir o bajar  tanto el calor, que contiene el cuerpo como la temperatura del organismo. Los  principales factores  que  desempeñan papeles  importantes en  la  producción  de calor son:  1)  Metabolismo basal de todas las células del organismo  2)  Aumento del  metabolismo por la actividad  muscular, incluyendo el  caso  del temblor 3)  Aumento del metabolismo por efecto de la tiroxina sobre las células 4)  Aumento del metabolismo por efecto de la noradrenalina y la estimulación  simpática y  5)  Aumento  del  metabolismo  por  mayor  temperatura  de  las  células  corporales Una  de  las  formas  en  que  el  organismo  percibe  frío  es  al  disminuir  los  ritmos  de  descarga  de  las  neuronas  sensibles  al  calor  que  hay  en  el  área  próptica.  Sin  embargo,  cuando  la  temperatura  interna  del  organismo  ha  disminuido  unas  décimas  o  un  grado  de  lo  normal,  estas  neuronas  generalmente  ya  se  han  inactivado  por completo, de tal forma que  su señal no puede disminuir más. Por  lo  tanto,  la  detección  del  frío  en  el  organismo depende  de  otros  receptores  de  temperatura; principalmente, los receptores de frío de la piel, pero en cierto grado  de los que asimismo en  la médula espinal, el  abdomen y quizá, otras estructuras  internas del organismo. Es importante decir que la piel tiene receptores para frío y calor; sin embargo, los  primeros se encuentran en  mayor número que  los  últimos, de hecho,  hasta diez  veces  más en algunas  partes del  organismo. Por  lo tanto, la  detección periférica  de la temperatura se relaciona principalmente con la detección  del enfriamiento  y el frío, más que con la del calor. Cuando se enfría la piel de todo el organismo se despiertan de inmediato reflejos  que aumentan la temperatura de diversas formas:  1)  Proporcionando un estímulo energético para  provocar estremecimiento,  con  el  consiguiente  aumento  del  ritmo  de  producción  de  calor  en  el  cuerpo;  2)  inhibiendo el proceso de sudoración si está ocurriendo y  3)  promoviendo  vasoconstricción  en  la  piel  para  disminuir  la  pérdida  de  calor del organismo hacia la piel. 9

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

El sistema termostático utiliza  tres mecanismos importantes para reducir  el calor  corporal cuando la  temperatura se  eleva considerablemente en su  libro  Higiene  IV, Roberto Jairo Mejía Velásquez,  plantea los siguientes conceptos: 1.  En  casi  todas  las  áreas  del  organismo  se  dilatan  intensamente  los  vasos  sanguíneos  de  la  piel.  Este  fenómeno  es  causado  por  inhibición de los centros simpáticos localizados en el hipotálamo  posterior  que  causan  vasoconstricción.  La  vasodilatación  total  puede  aumentar hasta  ocho  veces  el  índice de  transferencia de  calor a la piel. 2.  Se estimula  energéticamente la  sudoración. Este  efecto  muestra  un  aumento  brusco  de  la  pérdida  de  calor  por  evaporación  debido  a  la  sudoración  cuando  la  temperatura  central  del  organismo  aumenta  por  arriba  del  nivel  crítico  de  37  °C.  El  aumento  de  un  grado  de  la  temperatura  del  organismo  causa  suficiente sudoración para  eliminar diez veces el  índice basal de  producción de calor del organismo. 3.  Se inhibe  intensamente  la  producción de calor  por mecanismos  como el estremecimiento y la termogénesis química. Mecanismos  para  aumentar  el  calor  en  el  organismo  cuando  la  temperatura es muy baja Cuando  hace  frío,  el  mecanismo  termostático  actúa  exactamente  en  forma opuesta: Vasoconstricción  de  la  piel  de  todo organismo  por  estimulación  de  los  centros simpáticos del hipotálamo posterior.

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Piloerección, es decir, los vellos “se ponen de punta”. Obviamente  este  efecto  no  es  importante  en  el  ser  humano,  pero  en  los  animales  inferiores la  posición vertical del  pelo  atrapa una  capa  más  gruesa  de  aire  aislante  cerca  de  la  piel,  de  tal  forma  que  disminuye mucho la pérdida de calor al medio ambiente.

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Aumento de  la producción  de calor  por: a)  estremecimiento; b)  excitación simpática de la producción de calor  y c) secreción  de  tiroxina.

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Absortividad: es la fracción de calor  que absorbe una superficie de la  radiación  incidente total. Aclimatación:  aumento  de  la  tolerancia  al  calor,  por  adaptaciones  fisiológicas,  adquirido en el transcurso del trabajo realizado en ambientes calurosos. Actividad metabólica: cambios  de sustancia y transformaciones de energía que  tienen lugar en los seres vivos. Suma de todas las reacciones químicas de todas las  células, que se mide por la cantidad de calor producido durante dichas reacciones. Ambientes  térmicos:  se  consideran  los  aspectos  relacionados  con  calor  y  frío  como agentes susceptibles de provocar riesgo. Barrera: valla que impide el paso del calor. Calor:  forma  de  energía  debida  a  la  agitación  térmica  de  las  moléculas  que  componen  un  cuerpo,  que  se  manifiesta  por  la  variación  de  la  temperatura,  cambios  de  estado y  de volumen  de  los  mismos  y  que  se  transmite  de  unos  a  otros como consecuencia de una diferencia de temperaturas. Condiciones termohigrométricas: en término general, aplicado a la variación de  temperatura la cual involucra la humedad. Confort  térmico: son  las  condiciones  ambientales  que  dependen  del  calor  producido  por  el  cuerpo  y  de  los  intercambios  térmicos  entre  el  hombre  y  el  medio  ambiente.  Manifestación  subjetiva  de  satisfacción  con  el  ambiente  térmico existente. Convección: intercambio de calor entre la piel y el aire que la rodea.  Evaporación: intercambio de calor entre la piel y el aire que la rodea debido a la  evaporación del sudor. Estrés térmico: agresiones intensas por calor al organismo humano.

Índice  de  temperatura  efectiva:  cualquier  combinación  de  temperatura,  3. Extractado por el autor de diferentes documentos referenciados en la bibliografía. Para  las definiciones y conceptos sobre el calor y sus diferentes formas se tuvieron en cuenta los  documentos: “Evaluación de la  sobrecarga térmica  en el ambiente de trabajo” de la OMS;  el “Reglamento técnico colombiano para la evaluación y control de sobrecarga  térmica en  los centros de trabajo” del Ministerio de la Protección Social; “Ergonomía 2. Confort y estrés  térmico” de Alfaomega Editores y de CIAS el “Manual de fundamentos de higiene industrial”. 11

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

humedad  y  movimiento  del  aire  que  produce  la  misma  sensación  de frío  o  de  calor que daría un lugar quieto y saturado a la temperatura indicada. Índice  TGBH:  se  refiere  a  condiciones  de  calor  bajo  las  cuales  casi  todos  los  trabajadores  se  pueden  exponer  repetidamente  sin  esperarse  efecto  adverso  sobre su salud. Metabolismo basal: metabolismo mínimo necesario para mantener el funcionamiento normal del cuerpo humano. Radiación: intercambio de calor entre la piel y las superficies que la rodean. Reflectividad:  es  la  fracción  de  calor  que  refleja  una  superficie  de  la  radiación  incidente total. Temperatura del  aire:  es la  temperatura del  aire  que  rodea  al  cuerpo humano  y que es representativa  de las  condiciones del  entorno respecto al  flujo de calor  entre  el  cuerpo  humano  y  el  aire.  La  temperatura  del  aire  a  gran  distancia  del  cuerpo no  es necesariamente significativa en  la determinación del  flujo de calor  entre  el  cuerpo  y  el  ambiente.  Asimismo,  la  temperatura  del  aire  muy  cercana  al cuerpo humano  tampoco será  representativa pues  estará influenciada  por las  condiciones del contorno del cuerpo humano. Temperatura de bulbo húmedo: es la temperatura obtenida con un termómetro  de mercurio cuyo bulbo está recubierto por una muselina que siempre ha de estar  empapada con agua destilada y apantallado de las fuentes de radiación. Temperatura corporal: es la medida ponderada del valor parcial de la temperatura  de todos los tejidos del cuerpo humano. Temperatura  de  globo:  es  la  temperatura  de  un  globo  consistente  en  una  esfera de cobre hueca, pintada de negro mate, en cuyo centro se ha colocado un  captador de temperatura tal  como  el  bulbo de un  termómetro  de mercurio,  un  termopar o una sonda de resistencia. Temperatura radiante media: es la temperatura uniforme de una esfera de gran  diámetro, negra  y mate, en  la cual  los intercambios por  radiación con el  cuerpo  humano son iguales a los intercambios por radiación en el ambiente real. Velocidad del aire: es la intensidad media de velocidad del aire integrada sobre  todas las direcciones.

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Transferencia  de  energía de  una  parte  a  otra  de  un  cuerpo, o  entre  diferentes  cuerpos,  en  virtud  de  una  diferencia  de  temperatura.  El  calor  es  energía  en  tránsito;  siempre  fluye  de  una  zona  de  mayor  temperatura  a  una  de  menor  temperatura,  con  lo  que  eleva  la  temperatura  de  la  segunda  y  reduce  la  de  la  primera,  siempre  que  el  volumen  de  los  cuerpos  se  mantenga  constante.  La  energía  no  fluye  desde  un  objeto  de  temperatura  baja  a  un  objeto  de  temperatura alta si no se realiza trabajo. Hasta  principios  del  siglo  XIX,  el  efecto  del  calor  sobre  la  temperatura  de  un  cuerpo  se  explicaba  postulando  la  existencia  de  una  sustancia  o  forma  de  materia invisible, denominada calórico. Según la teoría del calórico, un cuerpo de  temperatura alta contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero  cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos cuerpos, con lo  que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y disminuye la suya propia. Aunque  la teoría del calórico explicaba algunos fenómenos de la transferencia de calor, las  pruebas experimentales  presentadas por el físico británico, Benjamín Thompson,  en 1798 y por el químico británico, Humphry Davy en 1799, sugerían que el calor,  igual  que  el  trabajo,  corresponde a  energía en  tránsito  (proceso de intercambio  de  energía).  Entre  1840 y  1849,  el  físico  británico,  James  Prescott  Joule, en  una  serie de experimentos muy precisos, demostró de forma concluyente que el calor  es  una transferencia  de energía  y  que  puede  causar  los  mismos  cambios  en  un  cuerpo que el trabajo. Para  realizar  un  estudio  del  ambiente  térmico  es  imprescindible  analizar  el  intercambio  térmico  que  se  efectúa,  básicamente,  de  cuatro  maneras  entre  el  hombre y el medio donde realiza sus actividades.

Una  forma  simple  de  transferencia  del  mismo,  denominada  conducción,  será  la  comunicación  directa  de  la  energía  molecular  a  través  de  una  sustancia  por  medio  de  colisiones  entre  sus  moléculas,  este  tipo  de  transmisión  ocurre  intermolecularmente,  pasando  de  molécula  a  molécula,  debido  al  contacto  de  estas, de las calientes a las frías. 

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Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Figura 3. Conducción4

Los  metales  contienen  electrones  “libres”,  que  hacen  de  ellos  buenos  conductores  de  la  electricidad;  estos  electrones  contribuyen  también  poderosamente a la conducción del calor, por esto, los metales son magníficos  conductores  térmicos.  Cuando  el  calor  se  propaga  sin  transporte  real  de  la  sustancia  que  forma  el  sistema,  por  medio  de  intercambios  energéticos  (choques) entre sus partículas integrantes (átomos,  moléculas, electrones),  se  dice que se ha transmitido por conducción. La cantidad  de calor que  fluye a  través de un  cuerpo por  conducción depende  del tiempo, del área a través de la cual fluye, del gradiente de temperatura y de  la clase de material.

Donde k es la conductividad térmica del material, al área normal a la dirección  del  flujo  de  calor,  t el  tiempo  y  D  T/D  L es  el  gradiente  de  temperatura.  El  símbolo  D  T representa  la  diferencia  de  temperatura  entre  dos  superficies  paralelas  distantes  entre  sí  D  L.  Existen  grandes  diferencias  de  conductividad  térmica para distintos materiales. Los  gases  tienen  una  conductividad  muy  pequeña.  Igualmente,  los  líquidos  son  en general  malos  conductores.  En  el  caso  de  los  sólidos,  la  conductividad  térmica  varía de  una  forma  extraordinaria  desde  valores bajísimos,  como  en el  caso de las fibras de amianto (asbesto),  hasta  valores muy altos para el caso de  4. Ibid. 14

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los  metales. Los materiales fibrosos, como el fieltro o el amianto, son muy malos  conductores (buenos aislantes) cuando están secos; si se humedecen, conducen el  calor bastante bien. Una de las dificultades para el uso de estos materiales como  aisladores es el mantenerlos secos.

Puesto  que  el  calor  es  la  energía  de  la  actividad  molecular,  la  convección  es  una  forma de transmisión de un  lugar a otro,  transportado de un sitio  caliente  a  otro  frío  por  las  masas  del  fluido  que  se  han  calentado  en  el  primero.  Es  el  intercambio  de calor entre  la  piel y  el aire que lo rodea. El  cuerpo pierde calor  por  convección,  cuando la  temperatura  de  la  piel es  superior a  la  del  aire y  lo  gana cuando es inferior. La magnitud del calor intercambiado (ganado o perdido), es tanto mayor cuanto  más  elevada  es  la  velocidad  del  aire  y  cuanto más  alta  es  la  diferencia  entre  la  temperatura  de  la  piel  y  del  aire.  Cuando  el  calor  se  transmite  por  medio  de  un  movimiento  real  de  la  materia  que  forma  el  sistema,  se  dice  que  hay  una  propagación  de  calor  por  convección.  Un  ejemplo  son:  los  radiadores  de agua  caliente y las estufas de aire.

Figura 4. Convección5

La transferencia de calor por corrientes de convección, en un líquido o en un gas,  está  asociada con  cambios  de presión, debido  comúnmente  a  cambios  locales  de  densidad.  Un  aumento  de  temperatura  en  un  fluido  va  acompañado  por  un  descenso de su  densidad. Si  aplicamos  calor en la  base  de un  recipiente, el  fluido, menos denso en esta parte debido al calentamiento, será continuamente  desplazado  por  el fluido más  denso de  la parte  superior. Este movimiento  que  acompaña  a  la  transmisión  del  calor  se  denomina  convección  libre.  Ejemplos  clásicos  de  convección  son:  el  movimiento  del  viento  sobre  la  tierra  y  la  circulación  del  agua  en  un  sistema  de  calefacción  doméstico.  Algunas  veces,  las  diferencias  de  presión  se  producen  mecánicamente  mediante  una  bomba  o  un  ventilador;  en  tal  caso,  se  dice  que  la  conducción  del  calor  ocurre  por  convección  forzada.  En  ambos  casos,  el  calor  pasa  hacia  dentro  o  fuera  de  la  corriente a lo largo del recorrido. 5. OP.  cit. 15

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

El  método  de  las  corrientes  de  convección  es  uno  de  los  más  eficaces  de  transferencia de  calor  y  debe tenerse  en  cuenta,  cuando se  diseñe  o  construya  un sistema de aislamiento. Si se dejan en una casa grandes  espacios sin paredes,  se  forman  muy  fácilmente  corrientes  de  convección,  produciéndose  pérdidas  de calor.  Sin embargo,  si  los  espacios  se  rompen  en  pequeños  recintos,  no  son  posibles  las  corrientes  de  convección  y  las  pérdidas  de  calor  por  este  método  son muy pequeñas. Por esta razón, los materiales aislantes usados en las paredes  de  refrigeradores  o  en  las  paredes  de  las  casas  son  porosos:  viruta  de  corcho,  corcho prensado, lana de vidrio u otros materiales similares.  Estos, no  solamente  son malos conductores por sí mismos sino que dejan además, pequeños espacios  de aire  que son  muy  malos conductores  y,  al  mismo tiempo,  lo suficientemente  pequeños para que no se produzcan corrientes de convección.

En la  radiación,  la  energía térmica se  transforma en  energía  radiante,  similar en  su  naturaleza  a  la  luz.  En  realidad,  una  parte  de  esta radiación  es  luminosa.  En  esta  forma,  la  energía  radiante  puede  atravesar  distancias  enormes  antes  de  ser absorbida  por  un cuerpo  y transformada  de  nuevo  en  calor.  Por ejemplo,  la  energía radiante  procedente  del  sol  se  convierte  en  calor  en  la  superficie  de la  tierra ocho minutos después de su salida. Es el tipo de transmisión de calor por medio de ondas electromagnéticas de gran  magnitud. La longitud de onda depende mucho de la temperatura del cuerpo y la  naturaleza de su superficie. Este fenómeno no necesita medio físico de transmisión  o sea que puede transportarse a través del vacío.  El cuerpo pierde calor por radiación cuando la temperatura de la piel es superior  a  la  temperatura  media  de  las  superficies  (objetos)  que  rodean  al  cuerpo  (temperatura radiante media) y lo gana en caso contrario.

Figura 5. Radiación6

6. Tomado de valuación de sobrecarga térmica en el ambiente de trabajo, OMS. 16

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La  magnitud del  calor  intercambiado  es  tanto  mayor,  cuanto  más  elevada es  la  diferencia  entre  la temperatura  de la  piel  y  la temperatura  radiante media;  y  es  independiente de la temperatura del aire (e incluso de la presencia de este). Además  de  los  procesos  descritos  convección  y  conducción,  un  sistema  puede  transmitir  energía  mediante  la  transmisión  de  ondas  electromagnéticas.  Un  segundo cuerpo puede absorber estas ondas y con ello aumentar su temperatura.  Entre los dos cuerpos se registra un cambio de temperatura, se dice que ha habido  una propagación del calor por radiación. La  transferencia  de  calor  por  radiación  no  requiere  ningún  medio  material  intermedio en  el proceso. La energía se traslada  desde la superficie del  sol hasta  la tierra, donde es absorbida y convertida en energía calorífica. La energía emitida  por un filamento de lámpara eléctrica atraviesa el espacio entre filamento y bulbo  aunque no tenga ningún gas en su interior. La energía de esta naturaleza la emiten  todos los  cuerpos. Un cuerpo que  absorbe esta energía radiante la  convierte en  calor como resultado de un aumento de su velocidad molecular. Todos  los  cuerpos  calientes  emiten  energía  radiante.  Una  estufa,  por  ejemplo,  emite  energía radiante hasta que encuentra cualquier  objeto donde, en general,  es  parcialmente  reflejada,  parcialmente  absorbida  y  parcialmente  transmitida.  Sucede  lo  mismo que  con  la luz,  excepto que  no  produce  sensación en  la vista.  La energía radiante calorífica difiere de la luz únicamente en la longitud de onda. Hay grandes diferencias en la transparencia de las diversas sustancias a la radiación  calorífica. Algunos materiales tales como el caucho duro, óxido de níquel, vidrios  especiales o una disolución de sulfuro de carbono y yodo, opacos a la luz, son casi  transparentes  a las  radiaciones caloríficas.  Los vidrios de ventana  ordinarios, casi  completamente transparentes a la luz, absorben radiaciones caloríficas. El tejado de vidrio de un invernadero es transparente a las radiaciones visibles y al  infrarrojo próximo procedente  del sol. Esta energía se convierte en calor  cuando  es absorbida  por los  objetos  que  están dentro  del  invernadero.  Estos  objetos  se  calientan y radian energía, pero, dado que su temperatura no es alta, la radiación  calorífica  que  emiten  no  es  idéntica  a  la  que  recibieron.  El  vidrio  no  transmite  esta energía calorífica  y,  por tanto, la energía radiada  por los cuerpos que  están  dentro  del  invernadero  no  puede  salir.  Un  invernadero  actúa,  por  tanto,  como  una trampa para energía, y dado que  las pérdidas por radiación y convección se  previenen en alto  grado, la temperatura interior  puede ser muy superior a  la del  exterior, siempre que reciba energía solar directa.

Intercambio de calor entre  la piel y el aire que la rodea  mediante la evaporación  del  sudor.  En  condiciones  industriales  normales,  la  evaporación  es  siempre  un  mecanismo de pérdida de calor del organismo. 17

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

La magnitud de la  evaporación posible  del  sudor es mayor  cuanto más  elevada  sea la velocidad del aire y más baja la humedad del mismo. Cuando la temperatura  del medio es mayor que la de la piel, en lugar de perder calor, el cuerpo lo gana  por radiación y conducción procedente del medio vecino. 

Mecanismos de pérdida de calor por el cuerpo Figura 6. Evaporación 7

Las fuentes de calor que constituyen carga térmica son: 1.  El calor generado en los procesos metabólicos, y 2.  El calor proveniente del ambiente, o carga térmica ambiental. Las reacciones metabólicas son esencialmente exotérmicas. Los diversos principios  alimenticios portadores de energía, proteínas, grasas e hidratos de carbono, que  forman los alimentos, están constituidos por moléculas relativamente complejas,  que al ser degradadas en el interior de los tejidos originan productos más simples,  tales como anhídrido carbónico, agua y urea, con liberación de calor. La  carga  térmica  ambiental  condiciona  el  régimen  de  intercambio  de  calor  entre el individuo y el ambiente, y en consecuencia, determina juntamente con  el calor metabólico, la facilidad  o dificultad con  que el  cuerpo  puede regular  su temperatura. Se considera que existe carga térmica toda vez que deben entrar en funcionamiento  los  mecanismos  fisiológicos  destinados  a  posibilitar  la  pérdida  de  calor,  como  consecuencia de la demanda impuesta sobre el organismo. 7. OP. cit. 18

Fernando Henao Robledo

En  los  trópicos,  el  trabajador  ha  de  superar  los  efectos  combinados  del  calor  industrial  y  del  calor  climático.  El  problema  se  agrava  si,  como  suele  ocurrir,  la  alimentación del trabajador no es la que conviene a esas condiciones excepcionales. La seguridad y la productividad dependen, en  distinto grado, de las  alteraciones  que sufren los sistemas sicomotores, que afectan a la percepción, a la vigilancia, a  la capacidad de trabajo y a la motricidad del individuo. El confort en un ambiente dado y desde un punto de vista térmico es una sensación  subjetiva que, sin  embargo, tiene efectos fisiológicos  medibles. Los factores  que  configuran determinada sensación térmica son: •

Calor metabólico (menos gasto energético consiguiente al trabajo).

•

La temperatura del aire.

•

La velocidad de movimiento del aire.

•

Contenido de humedad del aire.

•

Temperatura radiante de los sólidos vecinos.

Estos  parámetros deben  medirse siempre simultáneamente  y en el  mismo lugar.  Los puntos de toma de muestras deben ser representativos de la exposición a que  están sometidos los trabajadores.  Cualquiera  de  estos  factores,  que  sean  capaces  de  combinarse  y  producir  un  esfuerzo  fisiológico  anormal  sobre  los  mecanismos  humanos para  mantener  su  balance térmico constituyen un problema higiénico. Las  variables  que  determinan  el  ambiente  térmico  se  pueden  agrupar  en:  a)  climatología ambiental y b) condiciones de trabajo. La  climatología  ambiental de  una  determinada  zona  es  dependiente  de  las  condiciones geográficas como son: la altitud, la latitud, y la orografía de la región.  Como  consecuencia  de  los  intercambios  caloríficos  por radiación  entre  la  tierra  y  el sol, sus  posiciones relativas, los  intercambios de calor y  humedad dentro  de  la atmósfera y los  movimientos de las masas de aire se producen los fenómenos  climatológicos  que determinan las variables definidas del  clima: temperatura del  aire,  presión barométrica, humedad relativa y velocidad del aire. La característica  esencial  de  estos  parámetros  es  su  variabilidad  constante,  tanto  horaria  como  diaria y mensual. También  las  variables climáticas  afectan  al  microclima  de los  locales de  trabajo,  puesto  que  las  variables  termohigrométricas  industriales  tienden  a  variar,  siguiendo los cambios de clima. 19

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

El microclima industrial  se ve fundamentalmente influenciado  por las  características  térmicas  y  de  humedad  del  proceso  laboral,  pudiendo  crearse  unas  condiciones climáticas muy diferentes a las ambientales, lo que origina problemas  de interrelación  pues  el  individuo  estará  sometido a  dos climas  muy  diferentes  dentro y fuera del trabajo, que le supondrán un sobreesfuerzo de adaptación. El edificio es el entorno  que  separa el  clima ambiental del  microclima industrial.  Sus características constructivas  determinan en un  grado importante la  mayor o  menor dependencia de las condiciones termohigrométricas del puesto de trabajo  con la climatología exterior.  El  análisis  de  los  siguientes  parámetros  fue  tomado  de  las  Notas  Técnicas  de  Prevención 175 y 626 del INSHT, y del documento Aplicación del método LEST.

A medida que la temperatura del aire aumenta, la carga impuesta sobre el hombre  es mayor. Muy alta •

Efectos: el cuerpo no puede disipar el calor del aire circundante.

•

Consecuencia: aumento  de  la  temperatura  del  cuerpo  y  de  la  frecuencia  cardíaca. Reducción de la eficiencia; más errores cometidos, somnolencia.

•

Corrección: aumentar ventilación.

Muy baja •

Efectos: el cuerpo pierde demasiado calor, cediéndolo al aire circundante.

•

Consecuencias: endurecimiento  de  los  músculos.  Disminución  de  la  capacidad de concentración.

•

Corrección: calentar el aire.

Condiciones óptimas Trabajo de oficina liviano 

18-24 °C

Trabajo fabril liviano 

17-22 °C

Trabajo fabril normal 

15-21 °C

Trabajo fabril pesado 

12-18 °C

A medida que aumenta la velocidad de movimiento del aire aumenta la transmisión  de calor por convección, pero también aumenta la rata de evaporación del sudor.  20

Fernando Henao Robledo

Si  el movimiento  del  aire  es de la  fuente caliente al cuerpo,  este gana calor  por  convección.  Si  el  movimiento  es  del  cuerpo  a  la  fuente,  aquel  tendría  mayor  capacidad  de  evaporación.  Esta  capacidad  se  aumenta  a  medida  que  el  aire  se  hace más frío (por debajo de 35 ° C). Muy alta •

Efectos: enfriamiento localizado en la piel.

•

Consecuencias: dolores musculares.

•

Corrección: buscar y eliminar las causas.

Muy baja •

Efectos: la evaporación de la transpiración es reducida y por lo  tanto, lo  es  la disipación de calor del cuerpo.

•

Consecuencias: piel pegajosa, quejas acerca del aire viciado.

•

Corrección: instalar ventiladores: inyectar aire.

Condiciones óptimas Oficinas de montaje 

= 0.1 m/seg.

Trabajo de pie o caminando 

= 0.1 a 0.2 m/seg.

A  medida  que  aumenta  la  humedad  del  aire,  el  hombre  tendrá  que  un  mayor  esfuerzo para evaporar el sudor de la superficie de la piel. Muy alta •

Efectos: la evaporación de la transpiración se impide.

•

Consecuencia: disminución de la resistencia a las altas temperaturas.

•

Corrección: mejorar la ventilación.

Muy baja •

Efectos: evaporación excesiva.

•

Consecuencia: sequedad en las mucosas (nariz y boca).

•

Corrección: aumentar artificialmente la humedad.

Condiciones óptimas Humedad relativa entre 20 y 70 %. 21

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

A  medida  que  aumenta  la  temperatura  de  los  sólidos  vecinos  y  aumenta  su  capacidad de irradiar calor, aumenta la carga de calor impuesta sobre el hombre. Muy alta •

Efecto: el cuerpo absorbe demasiado calor desde la fuente.

•

Consecuencias: aumento de  la  temperatura del  cuerpo y  de la  frecuencia  cardíaca. Reducción de la eficiencia; más errores cometidos, somnolencia.

•

Corrección: interceptar la radiación. Reducir la temperatura del aire.

Muy baja •

Efectos:  el cuerpo  pierde  demasiado calor,  por  ejemplo, hacia  paredes  frías o ventanas.

•

Consecuencias: endurecimiento  de  los  músculos.  Disminución  de  la  capacidad de concentración.

•

Corrección: aumentar la temperatura del aire.

Condiciones óptimas En general,  temperatura  radiante igual  o ligeramente  superior a  la  temperatura  del aire óptima. Tabla 1. Valores óptimos de temperatura, humedad y velocidad del aire según el tipo de trabajo

Tipo de trabajo efectuado

Temperatura óptima ( oC)

Grado  de humedad

Velocidad del aire (m/ seg.)

Trabajo intelectual o trabajo físico ligero en posición sentado

18 a 24

40% a 70%

0.1

Trabajo medio en posición de pie

17 a 22

40% a 70%

0.1 a 0.2

Trabajo duro

15 a 21

30% a 65%

0.4 a 0.5

Trabajo muy duro

12 a 18

20% a 60%

1.0 a 1.5

Cuando  la  temperatura  del  aire  y  de  las  paredes  circundantes  del  ambiente  es  inferior a  las  de la  piel,  el  cuerpo pierde  calor  por convección  y radiación.  En el  caso  opuesto  se  gana  calor.  Cuando  el  calor  pasa  del  ambiente  al  cuerpo  por 

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Fernando Henao Robledo

convección  y  radiación,  la  cantidad  recibida  más  el  calor  metabólico  debe  ser  eliminada por evaporación. Si  las  condiciones  térmicas  del  ambiente  permiten  la  eliminación  del  calor  metabólico  por  convección  y  radiación,  no  se produce  sudoración sensible  y  la  piel  permanece  relativamente  seca.  Cuando  la  temperatura  ambiental  se  eleva  se  inicia  la  sudoración;  la  aparición  de esta  se  halla  ligada  a  la  temperatura  de  la  superficie  del  cuerpo (que  a  su  vez  depende  del  ambiente) y  el  régimen  del  metabolismo. Cuanto mayor es la actividad física, menor es la temperatura de la  piel requerida para el comienzo de la sudoración. Mientras la temperatura del aire es inferior a la de la piel, el  movimiento del aire  facilita  la  pérdida  de  calor  por  convección  y  evaporación,  pero  cuando  excede  la  de  la  piel,  si  bien  el  movimiento  del  aire  facilita  la  pérdida  por  evaporación  aumenta al mismo tiempo el calor ganado por conducción-convección. Para cada  caso en que la temperatura del aire excede a la de la piel, existe un movimiento de  aire  óptimo;  velocidades  menores producen  acumulación de  sudor, velocidades  mayores,  al  producirse  una  ganancia  de  calor  por  convección  superior  al  incremento  de  la  pérdida  por  evaporación,  imponen  una  carga  adicional  y  demandan un aumento de sudor compensatorio.

Fisiológicamente se define el estado calórico como cuerpos calientes y cuerpos  fríos. Si el objeto está caliente al contacto con el cuerpo humano produce una  sensación de alta temperatura, y si está frío al contacto con el cuerpo humano,  producirá  así  mismo  una  sensación  de  temperatura  baja.  Sintezando  una  sustancia se encontrará fría  o caliente cuando se encuentre por encima o por  debajo de la temperatura corporal, 37 °C aproximadamente. Desde  el  punto  de  vista  físico,  estos  dos  conceptos  tienden  a  confundirse  debido a  que cualquier sustancia siempre tiene una cantidad de calor definida.  Se puede entonces, afirmar que un cuerpo se encuentra frío cuando se compara  con  otro que  está  más caliente,  pero  esto  no implica que el primero  esté  libre  de calor.  Debido a esta  razón, no existe una medida de la  cantidad de frío sino  únicamente de calor. Las unidades  de  calor más  comunes y  tomadas  de la “Enciclopedia de medicina,  higiene y seguridad del trabajo” del Instituto Nacional de Previsión de España son:  Caloría, Kilocaloría y BTU. Caloría: es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo  de agua de 14 a 15 °C. 23

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Kilocaloría: cantidad  de  calor  necesaria  para  elevar  la  temperatura  de  un  kilogramo de agua de 14 a 15 °C o sea  Kilocaloría = 1.000 calorías. BTU (Unidad Térmica Británica): es la cantidad de calor necesaria para elevar la  temperatura de una libra de agua de 58 a 59 °F. Conversiones - 1 Kilocaloría = 1.000 calorías - 1 Caloría = 0.00.97 BTU - 1 BTU = 252 calorías.

Se  entiende  por  sobrecarga  térmica a  la  cantidad  de  calor  que  el  organismo  puede intercambiar con el ambiente y que ha de disiparse para mantener constante  la  temperatura  interna.  Es  la  carga  de  calor  neta  a  la  que  están  expuestos  los  trabajadores por la contribución combinada de calor metabólico y de los factores  ambientales externos:  temperatura  del  aire,  humedad,  calor  radiante,  velocidad  de movimiento del aire y el efecto de la vestimenta. Una  sobrecarga  térmica  baja  o  moderada  puede  afectar  el  bienestar,  el  rendimiento o  la  seguridad sin causar  daño a  la  salud. En  la  medida  en que la  sobrecarga  se  aproxime  a  los  límites  de  tolerancia  se  incrementa  el  riesgo  de  trastornos por calor. Al trabajar en un ambiente a elevada temperatura se requiere un mayor esfuerzo  para mantener la temperatura del cuerpo a su nivel normal. Si el organismo fracasa  en su esfuerzo, la temperatura del cuerpo sube y el equilibrio puede restablecerse  a un nivel superior.  El trabajo en  estas condiciones  se realiza con  incomodidad  y  dificultad creciente.

Es  el  conjunto  de  modificaciones  fisiológicas  o  alteraciones  patológicas  consiguientes a la sobrecarga térmica, por ejemplo: aumento de la frecuencia del  pulso  y  de la  temperatura  corporal,  sudoración  etc.  Corresponde  a  los  posibles  efectos en el organismo causados por la sobrecarga térmica.

Los  límites  de  calor  extremo  que  pueden  resistirse  dependen  casi  totalmente  de  si  dicho  calor  es  seco  o  húmedo.  Si  el  aire  está  completamente  seco  y  hay  8. Tomado  de: Joseph La Dou en  “Medicina laboral”; de Roberto Jairo Mejía V.  en “Higiene  IV”; de Guyton A. C. en el “Tratado de fisiología médica” y de la OMS en la “Evaluación de la  sobrecarga térmica en el ambiente de trabajo”. 24

Fernando Henao Robledo

suficientes  corrientes  aéreas  de  convección  para  facilitar  la  rápida  evaporación  del  cuerpo,  una  persona  puede  resistir  durante  varias  horas  una  temperatura  aérea  de 65  °C  sin efectos perjudiciales manifiestos. Por otra parte,  si  el aire  está  humedecido al  100% y la evaporación  es imposible, o si  el cuerpo se halla en  el  agua, la temperatura corporal empieza a elevarse siempre que la temperatura del  medio aumente aproximadamente por encima de 34.5 °C. Cuando la temperatura corporal aumenta, más allá de un nivel crítico, entre  41.1  y 42.2 °C es posible que la persona tenga un golpe de calor. Si  el  sistema  termorregulador  se  ve  afectado  por  una  sobrecarga  térmica  excesiva,  la  temperatura  profunda  aumenta  continuamente,  se  menoscaba  la  función  cerebral  y  se  produce  una  perturbación  de  los  mecanismos  de  disipación  del  calor,  en  particular  la  cesación  de  la  sudoración.  A  veces  se  producen  síntomas tales como: colapso, convulsiones, delirio, alucinaciones y  coma sin aviso previo. Puede ocurrir cuando se realizan tareas físicas pesadas en condiciones de extremo  calor,  cuando  no  hay  aclimatación  y  cuando  existen  ciertas  enfermedades  (diabetes mellitus, enfermedades  cardiovasculares y cutáneas)  o particularidades  constitucionales (obesidad,  secreción de sudor menoscabada).  Cuando la fuente  de calor es el sol, la condición suele llamarse insolación. Primeros  auxilios: obtener  atención  médica  y  disminuir  rápidamente  la  temperatura profunda  mediante enfriamiento  inmediato, lo  cual puede lograrse  mediante enfriamiento de la piel con baño de esponja.

Es  el  resultado de la  tensión excesiva  del  sistema  circulatorio con síntomas  tales  como: mareos, palidez, piel sudorosa y dolor de cabeza. Primeros  auxilios: descansar  en  posición  supina  (boca  arriba)  en  un  lugar  fresco,  con  el cuerpo  extendido con  el fin  de  aumentar la superficie corporal  de  evaporación.  El  enfriamiento  no  debe  ser  demasiado  rápido,  obtener  atención médica.

Si  el  agua  eliminada  mediante  la  sudoración  no  es  reemplazada  con  el  insumo  de líquidos, el contenido de agua del cuerpo disminuirá. Una pérdida de líquidos  superior  al 1.5  %  del  peso  corporal dará como resultado  una  disminución en  la  tolerancia al calor manifestada  en frecuencias de pulso más altas y temperaturas  corporales también  más elevadas,  pudiéndose disminuir la capacidad mental,  lo  que  ocasiona una  mala estimación  de los  peligros,  decisiones  erróneas, pérdida  de habilidad y mayor tiempo de reacción.

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Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Se  produce  si  el  insumo  de  sal  es  insuficiente  para  reemplazar  las  pérdidas  de  cloruro  de  sodio  causadas  por  la  sudoración.  Los  síntomas  característicos  son:  fatiga,  mareos,  anorexia  (falta  de  apetito),  náuseas,  vómitos  y  calambres  musculares.  Los  dolores  de  cabeza  y  la  constipación  o  la  diarrea  son  bastante  comunes y el síncope no es raro.

En particular los músculos abdominales, los muslos y los músculos sobre los que la  demanda física han sido más intensos. Se producen en trabajadores no aclimatados  que sudan intensamente y beben al mismo tiempo grandes cantidades de líquidos  sin sal. Primeros  auxilios: la  víctima  debe  descansar  en  un  lugar  fresco  y  beber  un  vaso de solución  salina al  1% (suero fisiológico).  Los casos más graves requieren  atención médica.

En  situaciones  particulares  los  conductos  de  las  glándulas  sudoríparas  pueden  obstruirse y/o las glándulas sudoríparas de ciertas zonas del cuerpo pueden dejar  de producir sudor. Esta condición está con frecuencia asociada con una erupción  cutánea llamada miliaria. Dado que  la sudoración disminuye, los trabajadores se hacen menos  tolerante al  calor, el trabajador debe recibir  tratamiento dermatológico y cambiado de oficio  a tareas donde no se requiera sudoración para mantener el equilibrio térmico.

Es también conocida como fatiga tropical, desconociéndose su etiología.

Consiste en la hinchazón de las extremidades, en particular los pies y los tobillos.  Es importante mantener un equilibrio adecuado de la sal y el agua para prevenir  esta condición; si se logra la aclimatación, el edema se resuelve por sí solo.

a) Aumento de la susceptibilidad a otras enfermedades Aunque  se  ha  observado  que  el  calor  puede  influir  en  los  efectos  tóxicos  de  algunos productos químicos se necesitan más estudios al respecto. Puede también  producirse un aumento en  la absorción por vía  cutánea en ambientes calurosos,  así  como una  mayor susceptibilidad  a  las  dermatosis, principalmente,  debido  al  menoscabo en la protección cutánea natural causada por la sudoración excesiva. 26

Fernando Henao Robledo

b) Deterioro de la capacidad de rendimiento En  situaciones de alta  sobrecarga térmica hay  una tendencia  natural a  disminuir  el  ritmo de trabajo reduciendo así la  carga de trabajo y la  demanda impuesta al  sistema  cardiovascular.  Estudios  experimentales  sobre  el  desempeño  en  tareas  calificadas sugieren que el deterioro de la producción guarda más relación con la  temperatura corporal profunda que con el calor ambiental. c) Cataratas Son  un proceso degenerativo  del  cristalino del  ojo  que  se desarrolla en  la  vejez  en  muchas  personas  y  que  interfiere  con  la  visión.  Se  ha  observado  que  los  trabajadores cuya labor exige que miren con frecuencia materiales incandescentes  desarrollan  cataratas  con  más  frecuencia.  Esto  se  debe  a  la  intensa  radiación  infrarroja, emanada de las fuentes, que se absorbe en el cristalino. d) Efectos a largo plazo en la salud No es fácil distinguir entre los procesos degenerativos normales del envejecimiento  y  los  daños  crónicos  a  la  salud  producidos  por  la  tensión  sostenida,  por  lo  tanto, se hace  necesario realizar  estudios médicos sobre este  tema para llegar  a  conclusiones satisfactorias.

En la “Guía técnica para el análisis de exposición a factores de riesgo ocupacional  para  el  proceso  de  evaluación  de  la  calificación  de  origen  de  enfermedad”, elaborado por el Ministerio de la Protección Social, se plantea que el “objetivo de  la evaluación de estrés térmico-calor es la de determinar la exposición ocupacional  a  altas  temperaturas,  debiéndose  evaluar  a  todas  las  áreas,  secciones  y  cargos  con  exposición  a  altas  temperaturas,  aplicando  el  método  WBGT  y  los  criterios  establecidos en las normas ACGIH, OSHA y la ISO 7243.

Se  puede  expresar  en  grados  centígrados  o  Celsius  ( °C)  y  medirse  mediante  termómetros  de  vidrio  con  líquido,  pares  termoeléctricos,  termistores  y  termómetros  de  resistencia.  Los  termómetros  de  mercurio  son  los  que  más  se  usan. Cuando hay fuentes de radiación infrarroja, el bulbo o elemento sensor del  medidor de temperatura debe estar  debidamente protegido  con algún  material  reflector de la radiación. Se  debe  tener  en  cuenta  que  el  tiempo  de  medición  debe  ser  mayor  que  el  requerido para la estabilización del equipo, el rango de medición del termómetro  27

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

debe ser adecuado al ambiente a evaluar, el equipo se debe ubicar en un sitio que  refleje las condiciones del puesto de trabajo.

Se entiende la humedad como la cantidad de vapor de agua en un espacio dado  y es importante evaluarla, debido a su efecto en el intercambio térmico hombreambiente.  En  ambientes  secos,  hay  mayor  evaporación  del  sudor  y  es  posible  expulsar  más  rápido,  mayores  cantidades  de  calor  del  organismo  humano.  Se  mide en forma directa con un girómetro o indirectamente con sicrómetro.

El  movimiento  del  aire  afecta  el  intercambio  de calor  convectivo  y  evaporativo,  entre el cuerpo humano y el ambiente. Todos los instrumentos para medir velocidad  del aire  o viento se llaman  anemómetros (velómetro y  termoanemómetro). Solo  se  consideran  los  instrumentos  para  medir  la  velocidad  del  aire  que  puedan  utilizarse para evaluar las condiciones térmicas. Termoanemómetro: este instrumento  mide  la velocidad del  aire por  medio del  poder  refrigerante  del  aire  en  movimiento.  El  termoanemómetro  Alnor  se  basa  en el principio de que la resistencia de un hilo metálico varía con la temperatura.  Cuando  el  hilo  calentado  se  enfría  de  algún  modo,  su  resistencia  varía.  Si  el  alambre se monta  como  parte de un  puente de Wheaststone,  la variación de la  resistencia puede medirse eléctricamente. El Alnor tiene una sonda que es un par  termoeléctrico  calentado  cuya  tasa  de  enfriamiento  puede  relacionarse  con  el  movimiento del aire (direccional o no). La velocidad del  aire  determina  la  rapidez  con  que el  par  termoeléctrico pierde  calor, lo que afecta la electricidad que produce. La electricidad medida en un dial  calibrado apropiadamente permite determinar directamente la velocidad del aire.

La temperatura radiante ambiental promedio no se mide sino que se calcula.  Los datos para este cálculo son: la temperatura de bulbo seco, la temperatura  radiante y la velocidad de movimiento del aire.

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Fernando Henao Robledo

Figura 7. Termómetro de globo de Vernon9

Los instrumentos usados para medir el flujo de calor radiante se llaman radiómetros.  Los sensores  de calor  radiante consisten en una esfera de cobre delgado con un  diámetro de 4.2 centímetros y color negro mate con un factor de miscibilidad de  0.95 y un termómetro interno que refleja la temperatura de globo (Termómetro  de globo de Vernon, recomendado por la NIOSH) y termómetro de bulbo seco. El  termómetro  de  globo  mide  el  intercambio  de  calor  con  el  ambiente  por  radiación,  convección  y  conducción  y  se estabiliza  cuando se  iguala  el  valor  de  radiación con la suma de convección y conducción. Cuando se alcanza el equilibrio  térmico, lo  que tarda por lo general unos 25 minutos, se mide en el  termómetro  la temperatura de globo.

9. Tomado de OMS, evaluación de la sobrecarga térmica en el ambiente de trabajo. 29

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Este instrumento consiste de un termómetro de vidrio con mercurio cuyo bulbo está  envuelto en una manga de tela muy absorbente. Mientras funciona el instrumento,  la manga debe permanecer humedecida, manteniendo para ello su extremo libre  sumergido  en  agua  destilada  o  en  agua  desmineralizada.  La  manga  debe  ser  de algodón.  Debe  cubrir  el  bulbo  y  una  porción del  vástago  aproximadamente  igual al largo del bulbo; el extremo libre debe ser lo suficientemente largo como  para quedar sumergido en el agua destilada o desmineralizada mantenida en un  recipiente colocado en la parte inferior. El  termómetro se expone al movimiento  natural  del  aire.  A  diferencia  del  “termómetro  de  bulbo  húmedo”  no  hay  movimiento artificial del aire sobre el bulbo, el que además, no está protegido del  calor  radiante.  En la  figura adjunta  se  muestra una  disposición  adecuada de los  instrumentos utilizados para evaluar condiciones ambientales.

Figura 8. Disposición de los equipos para muestreo ambiental de ambiente térmico, OMS.

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Fernando Henao Robledo

En  Colombia  existe  el  “Reglamento  Técnico  Colombiano  para  Evaluación  y  Control de Sobrecarga Térmica en los  centros y  puestos de trabajo”,  emitido por  el Ministerio de la Protección Social, el cual debe ser consultado por los lectores  en  el  Sistema  de  Información  en  Línea,  SIL,  de  Ecoe  Ediciones  y  del  cual  se  extractaron algunos apartes. El objetivo de esta norma es la de estandarizar criterios, métodos y técnicas para  la  identificación,  evaluación  con  métodos  generales  de  control  de  exposición  ocupacional a altas temperaturas en sitios de trabajo, donde se pueden presentar  condiciones  que  afecten  la  salud  o  la  eficiencia  de  los  trabajadores  y  prevenir  los  efectos  adversos  relacionados  con  sobrecarga  térmica.  Dicha  norma  se  aplica  a  todos  los  centros de  trabajo  y  todos los  trabajadores  expuestos  a  altas  temperaturas sean de origen ambiental u ocupacional.

Visita inicial para determinar: •

Actividad  económica,  materias  primas,  productos,  tipo  de  edificación  y  materiales constructivos.

•

Condiciones de exposición por condición ambiental o efectos personales.

•

Acciones para mejorar situaciones.

•

Fuentes potenciales de calor.

•

Experiencias de trabajadores y problemas por altas temperaturas.

•

Conocimiento del evaluador con el mayor detalle posible de las actividades  de la empresa, actividades de los trabajadores (sitios de trabajo, jornada  laboral, alimentación, aclimatación, sitios de descanso).

•

Establecer  los  sitios  de  medición  y  ubicar  en  un  plano  las  fuentes  de  radiación puntuales, como hornos, calderas y estufas. 

•

La información debe recolectarse y registrarse en el Formato N° 1, anexo.  De datos generales de la empresa,  Descripción del proceso de trabajo;  Descripción de los puestos de trabajo;  Número de trabajadores por área de trabajo Tiempo de exposición por jornada de trabajo en horas  Número de puntos y número de muestras por punto.

Después de realizar la visita inicial es necesario desarrollar la estrategia de muestreo  para los oficios de las áreas de exposición a calor,  de la siguiente manera: 31

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

•

Para  oficios  iguales,  similares  o  grupos  homogéneos  se  selecciona  el  número de puntos siguiendo un procedimiento estadístico (raíz cuadrada  del universo).

•

Si los oficios son diferentes se estudia cada uno de los oficios.

•

Si la exposición no es continua, la exposición debe ser evaluada en cada  área y para cada nivel de calor. 

•

El  número  de  muestras  por  punto  dependerá  de  las  condiciones  de  ejecución del oficio (fijo o con desplazamientos por otras zonas) y de las  condiciones del proceso (continuo o intermitente o por ciclos). 

Entonces  el  número  de  muestras  por  punto  dependerá  de  las  combinaciones  posibles así: •

Exposición  continua  en  el  oficio  (sin  desplazamientos),  donde  no  hay  variación en  la  temperatura del  proceso y  el  operario permanece  en  el  oficio  durante  la  jornada  de  trabajo,  mínimo  se  realizan  4  mediciones  de 15 minutos cada  medición, es decir, una hora  continua  (60 minutos),  evaluadas  en  dos  momentos  diferentes  de  la  jornada  laboral;  cuando  en  los  oficios  evaluados  inciden  las  condiciones  ambientales  externas,  es  preferible  evaluar  entre  las  10:00  a.m.  y  3:00  p.m.  en  caso  contrario  (cuando las condiciones  ambientales externas  no inciden en  el proceso),  los dos momentos de una hora se pueden seleccionar en cualquier hora  de evaluación la jornada. 

•

Exposición  continua  en  el  oficio  con  desplazamiento  a  otras  áreas  o  sitios de trabajo que  presentan exposiciones a calor:  se debe realizar las  evaluaciones en cada área con el procedimiento anteriormente explicado,  4 mediciones de 15 minutos en una hora; mínimo una hora en cada área. 

•

Exposición  variable en  el  oficio  debido a  cambios  de temperatura en  el  proceso: deberá medirse para cada nivel de calor al cual el trabajador se  encuentra expuesto, con la misma metodología.

Con  la  anterior  metodología  se  podrá,  posteriormente,  realizar  el  análisis  de  determinar un  apropiado régimen de trabajo descanso. Para  cada  punto (oficio)  se debe evaluar: Tbs, Tbh, Tg, humedad relativa, velocidad del  aire, movimientos  y esfuerzos durante la jornada laboral. 

Todos los  equipos para  medir  calor  se  llaman  termómetros, los  termómetros se  clasifican de acuerdo con las características y propiedades del elemento sensor. Los  tipos principales son: líquido en vidrio, bimetálico, de resistencia y termocuplas. Se  debe tener en cuenta que el tiempo de medición debe ser mayor que el requerido  32

Fernando Henao Robledo

para la estabilización del equipo, el rango de medición del  termómetro debe ser  adecuado al ambiente a  evaluar, el equipo se debe ubicar en  un sitio que refleje  las condiciones del puesto de trabajo. Existen de vidrio, bimetálico, de resistencia,  termocuplas.

Se entiende la humedad como la cantidad de vapor de agua en un espacio dado  y es importante evaluarla, debido a su efecto en el intercambio térmico hombreambiente.  En  ambientes  secos  hay  mayor  evaporación  del  sudor  y  es  posible  expulsar  más  rápido,  mayores  cantidades  de  calor  del  organismo  humano.  Se  mide en forma directa con un girómetro o indirectamente con sicrómetro.

El movimiento del aire afecta el intercambio de calor convectivo y evaporativo entre  el cuerpo humano y el ambiente. Todos los instrumentos para medir velocidad del  aire o viento se llaman anemómetro (velómetro y termoanemómetro).

Los instrumentos usados para medir el flujo de calor radiante se llaman radiómetros.  Los  sensores  de calor  radiante consiste  en  una  esfera de cobre  delgado con  un  diámetro de 4.2 centímetros y color negro mate con un factor de miscibilidad de  0.95, y un termómetro  interno que refleja la temperatura de globo  (Termómetro  de globo de Vernon  - recomendado por la NIOSH) y termómetro de bulbo seco.  La temperatura radiante se puede estimar  con base en  la temperatura del  aire y  la temperatura de globo, así: 

{ (

)(

Tr = T g + 1.8 *V 8 * Tg - Ta

)} ( C ) 

El  termómetro  de  globo  mide  el  intercambio  de  calor  con  el  ambiente  por  radiación,  convección y  conducción; y  se estabiliza  cuando se  iguala  el  valor  de  radiación con la suma de convección y conducción.

Se pueden usar equipos manuales o electrónicos. Equipo manual: consiste en tres termómetros,  de bulbo seco, bulbo  húmedo  y  globo,  montados  en  un soporte metálico,  a  diferentes  alturas  y  posiciones  sobre el soporte y que permite hacer la lectura de los termómetros directamente  (Ver Figura  8). Equipo electrónico: consiste en un equipo integrador que tiene tres sensores, de  bulbo seco, bulbo húmedo y globo  por cada módulo. Actualmente, se utiliza un  equipo con tres módulos montados en un trípode que permite ubicar el módulo  33

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

uno a  la  altura  de la  parte media  del  cuerpo del  trabajador,  el  módulo  dos a  la  altura  de  la  frente  y  el  módulo  tres,  a  la  altura  del  tobillo.  El  equipo  de  estrés  calórico se encarga de integrar los tres valores y entrega adicionalmente el TGBH,  permite medir velocidad del aire y humedad.

Figura 9. Equipo electrónico para  la evaluación de calor 10

Es necesario apantallar el termómetro de bulbo seco con el fin de protegerlo de la  radiación del  sol y demás superficies radiantes, pero sin restringir el movimiento  del aire alrededor de él. En el  mercado nacional  se puede  adquirir  un  equipo  para  la  medición  de calor  llamado “Termómetro Botsball”, el cual formalmente es llamado el termómetro  de  globo  húmedo  y  combina  la  temperatura  del  aire,  humedad,  velocidad  de  movimiento  del  aire  y  radiación  térmica  en  un  sencillo  aparato  de  medida  graduado  a  las  respuestas  humanas  de  manera  significativa.  Consiste  en  una  esfera hueca  de cobre  de  6.03 cm  (2 3/8”)  de diámetro  la  cual  está pintada  de  negro y cubierta con doble capa de hilo. La cobertura de hilo está continuamente  mojada por el agua destilada o desmineralizada que sale del depósito tubular de  aluminio unido al  globo. El tallo  del  termómetro  en forma de  dial pasa a  través  de un  tubo plástico  a lo  largo de la línea  central del  depósito  tubular de agua  y  en el interior del globo. Principio de operación  Cuando  es  colocado  en  un  área  caliente,  el  globo  es  calentado  por  el  aire  circundante  y  por  el  calor  radiado  de superficies  calientes,  también  es  enfriado  por  la  evaporación  de  acuerdo  con  la  velocidad  de  movimiento  del  aire  y  la  humedad.  El  globo  húmedo  alcanza  una  temperatura de  equilibrio,  cuando los  efectos  de  calentamiento  y  enfriamiento  llegan  a  un  balance.  La  temperatura  Botsball indicada por el dial da una medida física directa del ambiente térmico. 10. Tomado de Higt-Tec, manual de instrucciones. 34

Fernando Henao Robledo

Cualquier cambio en la temperatura del aire, humedad, velocidad de movimiento  del aire o radiación térmica causa que la temperatura del Botsball se eleve cuando  se incrementa  el  disconfort o estrés humano.  Contrariamente, cualquier  cambio  en  estas  condiciones  que  hagan  descender  la  temperatura  Botsball  aliviará  el  disconfort  o  estrés.  Después  de  cinco  minutos  el  termómetro  Botsball  alcanza  un  equilibrio,  el  cual  da  una medida  física  directa  del  ambiente  térmico.  Se  ha  encontrado muy buena correlación con los índices utilizados para determinaciones  de calor en diferentes ambientes. Dos de los índices más comúnmente utilizados para el estrés por calor son, el de  temperatura efectiva (ET) y el TGBH (bulbo húmedo- temperatura de globo). Las  relaciones  de  estos índices con  el Botsball,  con base  en estudios realizados  en  lugares de trabajo de acuerdo con la NIOSH, se expresan mediante las siguientes  ecuaciones: ET: 1.25 B – 17.4 (°F) ET: 1.25 B - 5.2 (°C) TGBH: 0.0118 B ² - 0.560 B + 54.9 (°F) TGBH: 0.0212 B ² + 0.192 B + 9.5 (°C) 

Figura 10. Termómetro BOTSBALL 11

Medidas  de  campo:  se  deben  de  llevar  a  cabo  las  mediciones  de  Tbs,  Tbh,  Tg,  humedad  relativa  consignando  los  resultados  en  un  formato  previamente diseñado. 11. Tomado de Geo-met Instruments Inc. 35

Riesgos: temperaturas extremas y ventilación

Cálculos Para establecer la exposición ocupacional a sobrecarga térmica se aplica el índice  de temperatura de globo  y bulbo húmedo  (TGBH)  y para  definir los  criterios de  diseño  de  sistemas  de  control  se  utiliza  el  índice  de  tensión  térmica  (ITT),  de  acuerdo con lo establecido en el parágrafo del Artículo 64 de la Resolución 2400  de 1979, emanada del Ministerio de la Protección Social. Según lo planteado por Pedro R. Mondelo et alter, en el documento Ergonomía 2,  se analizan los siguientes factores de exposición a temperaturas extremas: La sobrecarga  térmica es  el  resultado de  factores ambientales  y  físicos  que  determinan  el  calor  total  que  soporta  el  cuerpo.  Los  datos  requeridos  son:  temperatura del  aire,  presión de  vapor  de agua,  calor radiante  y  movimiento  del  aire.  El  intercambio  calórico  se  mide  en  kilocalorías/hora  o  en  Watts  (1  Watt = 0.8626 Kcal/h). La ecuación  de balance térmico es la base  para entender el  intercambio térmico  entre  el  ambiente  y  el  cuerpo  humano.  Obviando  el  intercambio  de  calor  por  conducción  y  el  intercambio  de  calor  por  la  respiración,  por  ser  generalmente  poco significativos, la ecuación de balance térmico se expresa: M ± R ± C - E = S Donde: M =  R =  C =  E =  S = 

Ganancia de calor por el metabolismo. La ganancia o pérdida de calor por radiación. La ganancia o pérdida de calor por convección. La pérdida de calor por evaporación del sudor. Almacenamiento o pérdida de calor en el organismo.

Partiendo de las  posibilidades  reales  del  organismo y  del  ambiente, la  ecuación  del balance térmico puede expresar las cuatro situaciones siguientes: M ± R ± C = 0 Lo que significa que existe un balance entre los diferentes intercambios térmicos.  En  este caso,  el  sujeto  no  necesita  evaporar  sudor  para  lograr  el  equilibrio  con  el  medio,  por  lo  que  las  condiciones  se  denominan  de  confort  o  de  bienestar  térmico u óptimo. En  caso  de  que  el  sujeto  requiera  sudar  y  lograr  el  balance  entre  los  diversos  factores de intercambio térmico,  porque no  son suficientes  los  intercambios por  radiación y por convección, la ecuación adopta la siguiente forma: M ± R ± C - E = 0

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En este caso, el cuerpo se encuentra bajo condiciones climáticas permisibles. Hay  balance  térmico,  pero  existe  tensión  térmica,  pues  el  sujeto  para  que  el  calor  acumulado no se incremente en su cuerpo, tiene que apelar a la evaporación del  sudor y así lograr el equilibrio térmico. Sin  embargo,  los  mecanismos  termorreguladores  no  siempre  son  capaces  de  impedir  que  la ganancia de calor  sobrepase la  pérdida. En  esta tercera situación  resulta  imposible  el  balance  térmico  y el  organismo  comienza  a  incrementar  su  temperatura por almacenamiento de calor. Por eso la ecuación adoptaría la forma: M ± R ± C - E > 0 Que expresa las condiciones críticas por calor a que el sujeto está sometido. Una cuarta situación sería la que obliga al hombre a perder calor por encima de  sus posibilidades, provocando un desbalance por fío, por lo que la temperatura  del  cuerpo  descendería  mientras  las  condiciones  se  mantengan.  Esta  cuarta  forma sería:  M ± R ± C - E