OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

El método de la sobrecarga térmica estimada, establecido en la norma UNE-EN ISO 7933:2004, permite valorar el riesgo de estrés térmico que experimenta un individuo en un ambiente caluroso, y se basa en la estimación de la tasa de sudoración y la temperatura interna que el cuerpo humano alcanzará en respuesta a las condiciones de trabajo.

PRINCIPIOS DEL MÉTODO DE EVALUACIÓN

El método de evaluación parte del cálculo del balance térmico del cuerpo humano en base a:

a) Los parámetros del ambiente térmico (estimados o medidos de acuerdo con la UNE-EN ISO 7726): temperatura del aire (t_a), temperatura radiante media (t_rm), presión parcial de vapor (p_a) y velocidad del aire (v_a)

b) Las características medias de los individuos expuestos: tasa metabólica (M), estimada de acuerdo con la ISO 8996, y características térmicas de la ropa, estimadas de acuerdo con la UNE-EN ISO 9920

ETAPAS PRINCIPALES DEL CÁLCULO

En la ecuación del balance térmico del cuerpo humano se consideran distintos intercambios de calor y puede expresarse como:

M – W = C_res + E_res + K + C + R + E + S

Siendo:

M = tasa metabólica
W = potencia mecánica efectiva
C_res = intercambios de calor que se producen en el tracto respiratorio mediante convección
E_res = intercambios de calor que se producen en el tracto respiratorio mediante evaporación
K= intercambios de calor que se producen en la piel mediante conducción
C = intercambios de calor que se producen en la piel mediante convección
R = intercambios de calor que se producen en la piel mediante radiación
E = intercambios de calor que se producen en la piel mediante evaporación
S = almacenamiento de calor en el cuerpo

La metodología compara los valores de la humedad de la piel y de la producción de sudor que se precisan en unas determinadas condiciones de trabajo, con los valores fisiológicamente posibles de esas variables. Para ello se siguen tres fases:

a) Cálculo de la evaporación requerida (E_req)

El flujo de calor por conducción (K) que aparece en la ecuación del balance térmico puede ser despreciado debido a lo pequeñas que resultan las superficies del cuerpo que están en contacto con objetos sólidos respecto a la superficie corporal, al aislamiento que suponen las prendas de vestir y a que, en general, cuando las superficies de contacto están a una temperatura muy diferente de la de la piel, éstas suelen estar aisladas.

Además, K puede, en general, estar incorporada cuantitativamente por los intercambios de calor por convección (C) y radiación (R) que habría si las superficies no estuvieran en contacto con la piel.

De esta forma, K no es considerado de una manera directa y la ecuación general del balance térmico puede ser descrita como:

E + S = M - W - C_res - E_res - C - R

El flujo de calor por evaporación requerido (E_req) es el necesario para mantener el equilibrio térmico del cuerpo y, por tanto, para que el almacenamiento de calor (S) sea igual a 0. Viene dado por la expresión:

E_req = M - W - C_res - E_res - C - R - dS_eq

Siendo dS_eq el almacenamiento de calor debido al incremento de la temperatura interna asociado a la tasa metabólica.

b) Determinación de la evaporación máxima permitida (E_max) por las condiciones ambientales

El flujo máximo de calor por evaporación en la superficie de la piel viene dado por:

Siendo:

P_sk,s = presión de vapor de agua saturado a la temperatura de la piel
R_tdyn = resistencia dinámica total a la evaporación de la ropa y la capa límite de aire

c) Estimación de la tasa de sudoración requerida (Sw_req) y de la mojadura de la piel requerida (W_req)

La mojadura de la piel requerida (W_req) se obtiene a partir de la siguiente relación:

La tasa de sudoración requerida (SW_req), en W/m², viene dada por:

 Siendo:

 r_req = fracción de sudor que gotea debido a variaciones pronunciadas de la humedad local de la piel

VALORACIÓN DE LOS RESULTADOS

La interpretación de los valores calculados mediate el método está basada en:

Dos criterios de estrés:

    a) La mojadura máxima de la piel (W_max)

    b) La tasa de sudoración máxima que puede alcanzar el individuo (Sw_max)

Estos valores máximos dependen de la aclimatación del individuo y se debe cumplir que w_req = w_max y que Sw_req = Sw_max

 Dos criterios de sobrecarga:

    a) La temperatura rectal máxima (t_re,max)

    b) La perdida de agua máxima (D_max)

Estos valores se deben comparar con los valores de referencia establecidos en la UNE-EN ISO 7933 (ver la tabla siguiente), que son distintos para individuos aclimatados y no aclimatados, y también varían en función del grado de protección deseado (nivel para proteger a individuos considerados tipo medio o nivel de alarma para proteger al 95% de la población trabajadora).

A_Du = área de la superficie de Du Bois del cuerpo

A_Du = 0,202 x (peso en Kg)^0,425 x (altura en m)^0,725

Sw_max debe estar comprendida entre 250 y 400 W/m²

ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN DE TRABAJO

Los intercambios de calor se calculan, para el instante t_i, a partir de las condiciones del cuerpo en el instante de la computación anterior y en función de las condiciones ambientales y metabólicas existentes durante el incremento de tiempo.

1º. Se calcula E_req, w_req y Sw_req.

2º. Se estiman los valores previsibles de la mojadura de la piel (w_p), la evaporación del sudor (E_p) y de la sudoración (Sw_p), teniendo en cuenta las limitaciones del cuerpo (w_max y Sw_max) y la respuesta exponencial del sistema de sudoración.

3º. Se estima la tasa de almacenamiento de calor (dS_eq) a partir de la diferencia entre los flujos de calor por evaporación requerido (E_req) y previsto (E_p). Este calor contribuye a incrementar o disminuir las temperaturas de la piel y el cuerpo.

4º. Se estiman las temperaturas siguientes: de la piel, del cuerpo y rectal.

5º. Se calculan los intercambios de calor que se producen durante el siguiente incremento de tiempo.

De esta manera, las evoluciones de Sw_p y t_re se calculan iterativamente.

Este procedimiento hace posible el considerar no sólo condiciones de trabajo continuo, sino también cualesquiera condiciones con parámetros climáticos o cargas de trabajo características que varíen con el tiempo.

DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE EXPOSICIÓN MÁXIMO PERMISIBLE

El tiempo de exposición máximo permisible (D_lim) se alcanza cuando bien la temperatura rectal o bien la pérdida acumulada de agua llegan a sus correspondientes valores máximos.

La adopción de medidas de precaución especiales y la vigilancia fisiológica directa e individual de los trabajadores serán necesarias en aquellas situaciones laborales en las que:

- el flujo máximo de calor por evaporación en la superficie de la piel (E_max) < 0, lo que da lugar a la condensación de agua sobre la piel, o

- el tiempo de exposición permisible estimado < 30 min, de manera que el fenómeno de inicio de la sudoración cumple una función fundamental en la pérdida de agua por evaporación del individuo.

ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO EN CONDICIONES DE CALOR

A la vista de los resultados es posible:

- Determinar qué parámetros físicos del ambiente conviene modificar, y hasta qué punto, con el fin de reducir el riesgo de sobrecargas fisiológicas.

- Comparar distintas formas de organizar el trabajo y programar los descansos, si son necesarios.

Para realizar los cálculos de sobrecarga térmica estimada, haga clic en SIGUIENTE.