DIRECCIÓN GENERAL DE ASISTENCIA TÉCNICA - DGAT UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA SEDE VIÑA DEL MAR
MÓDULO HIGIENE INDUSTRIAL Agentes Físicos Tema: Ambiente con sobrecarga térmica
Profesor: Ing. Carlos Gómez S. Diciembre de 2014 - Enero de 2015
Agentes Físicos – Estrés térmico – Calor y Frío
MÓDULO HIGIENE INDUSTRIAL
Ambiente con sobrecarga térmica 1 1 EL AMBIENTE TÉMICO Y EL ORGANISMO HUMANO El vínculo entre el hombre y los aspectos térmicos del medio ambiente laboral Página | 2 puede estructurarse esquemáticamente, teniendo en cuenta que el cuerpo humano es un depósito al que llega un fluido (el calor) a través de una serie de mecanismos, y a la vez, éstos son evacuados a través de otros otros (ver figura 1). Del binomio de estos mecanismos de aporte y eliminación del calor, se obtiene el “nivel térmico” del organismo que se fija a
una cota concreta. Por otro lado, las relaciones entre el hombre y el ambiente térmico del entorno, difieren de las que se fijan en el resto de tipos de agresiones ambientales, en al menos tres aspectos primordiales: a) Es necesario para su supervivencia que la temperatura interna del cuerpo se mantenga dentro de límites muy reducidos. De tal forma, que cuenta con unos mecanismos de regulación muy activos que le habilitan para que esa temperatura interna permanezca prácticamente constante incluso en condiciones ambientales muy extremas. b) La actividad física del hombre origina un calor que el propio organismo almacena y que puede ser muy trascendente cuando el individuo desarrolle una actividad física intensa. Este calor de origen interno tiene la misma capacidad de agredir al organismo que aquel que proviene del entorno. Por tal motivo, en una evaluación técnica debo de considerar tanto las características térmicas del ambiente (agresividad térmica ambiental) como la intensidad de trabajo efectuado. c) El tercer aspecto se halla en el campo de las consecuencias. La exposición excesiva al calor no implica un deterioro lento y paulatino de ninguna función vital, sino que las consecuencias se manifiestan bruscamente, como puede ser un desmayo. Esto mismo puede indicarse para las agresiones por frío, en las que el riesgo fundamental es la congelación El hombre es homeotermo (ver figura 2) pues su temperatura se mantiene constante: -Temperatura corporal ± 1,5 °C. -Temperatura de la piel, varía (más caliente la cabeza, tronco y después manos y pies) 35°C. -Temperatura media= 0,7 T Rectal + 0,3 T EPIT. (Piel) (Puede varia 35 °C + 3°C o 2 °C). A instancias del calor externo o el producido internamente, el cuerpo dispone de termorregulación ubicado en el hipotálamo, descifra las señales provenientes de los nervios sensibles al calor, poniendo en marcha si es preciso , una serie de mecanismos: a) Circulación sanguínea de la piel: por este mecanismo y a través de la constricción o dilatación de los vasos sanguíneos periféricos, dependiendo de que la temperatura ambiental sea fría o calurosa, la sangre se asentará en la piel, siéndole fácil disipar calor o por otro lado se distanciará de ésta, edificando una 1
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Ambiente con sobrecarga térmica 1 1 EL AMBIENTE TÉMICO Y EL ORGANISMO HUMANO El vínculo entre el hombre y los aspectos térmicos del medio ambiente laboral Página | 2 puede estructurarse esquemáticamente, teniendo en cuenta que el cuerpo humano es un depósito al que llega un fluido (el calor) a través de una serie de mecanismos, y a la vez, éstos son evacuados a través de otros otros (ver figura 1). Del binomio de estos mecanismos de aporte y eliminación del calor, se obtiene el “nivel térmico” del organismo que se fija a
una cota concreta. Por otro lado, las relaciones entre el hombre y el ambiente térmico del entorno, difieren de las que se fijan en el resto de tipos de agresiones ambientales, en al menos tres aspectos primordiales: a) Es necesario para su supervivencia que la temperatura interna del cuerpo se mantenga dentro de límites muy reducidos. De tal forma, que cuenta con unos mecanismos de regulación muy activos que le habilitan para que esa temperatura interna permanezca prácticamente constante incluso en condiciones ambientales muy extremas. b) La actividad física del hombre origina un calor que el propio organismo almacena y que puede ser muy trascendente cuando el individuo desarrolle una actividad física intensa. Este calor de origen interno tiene la misma capacidad de agredir al organismo que aquel que proviene del entorno. Por tal motivo, en una evaluación técnica debo de considerar tanto las características térmicas del ambiente (agresividad térmica ambiental) como la intensidad de trabajo efectuado. c) El tercer aspecto se halla en el campo de las consecuencias. La exposición excesiva al calor no implica un deterioro lento y paulatino de ninguna función vital, sino que las consecuencias se manifiestan bruscamente, como puede ser un desmayo. Esto mismo puede indicarse para las agresiones por frío, en las que el riesgo fundamental es la congelación El hombre es homeotermo (ver figura 2) pues su temperatura se mantiene constante: -Temperatura corporal ± 1,5 °C. -Temperatura de la piel, varía (más caliente la cabeza, tronco y después manos y pies) 35°C. -Temperatura media= 0,7 T Rectal + 0,3 T EPIT. (Piel) (Puede varia 35 °C + 3°C o 2 °C). A instancias del calor externo o el producido internamente, el cuerpo dispone de termorregulación ubicado en el hipotálamo, descifra las señales provenientes de los nervios sensibles al calor, poniendo en marcha si es preciso , una serie de mecanismos: a) Circulación sanguínea de la piel: por este mecanismo y a través de la constricción o dilatación de los vasos sanguíneos periféricos, dependiendo de que la temperatura ambiental sea fría o calurosa, la sangre se asentará en la piel, siéndole fácil disipar calor o por otro lado se distanciará de ésta, edificando una 1
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barrera grasa que perturbará las mermas de calor. Así habrá dos temperaturas de piel diferentes. b) Sudoración: el propio hipotálamo también regula la transpiración. En un ambiente neutro donde se desarrollen trabajos sedentarios se puede generar un litro de sudor, si bien una vez superados los 34 °C de temperatura, en el aire se origina la emisión de relevantes cantidades cantidades de este líquido líquido desde el entorno de dos millones Página | 3 y medio de glándulas sudoríparas de la piel. BALANCE DE CALOR: ACUMULACION = METABOLISMO – PÉRDIDAS Para que no se produzca acumulación: METABOLISMO=PÉRDIDAS Analizaremos aquí, cuáles son las circunstancias en las que una agresión térmica, ya sea por calor o por frío, puede ser peligrosa para las personas expuestas a ella.
Calor
Sistema de termorregulación del organismo Frío
Aumento circulación sanguínea periférica.
Vasoconstricción sanguínea en la piel.
Hasta 2,6 l/min/m2
Disminuye la cesión de calor al exterior al reducir la superficie de radiación.
Evaporación del sudor generado.
Reducción de la superficie corporal o encogimiento (“carne de gallina”).
Cambio electrolítico del mismo (perdida de CINa hasta 15g/l) Activación (apertura) de las glándulas sudoríparass (más de dos millones), sudorípara desprendimiento líquido con electrolitos.
Escalofrío (actividad (actividad involuntaria) involuntaria) y aumento de la actividad muscular (voluntaria). Tiritona generadora de calor. Temblores
Vasodilatación sanguínea en la piel: aumento de intercambio de calor.
Desactivación (cierre),de las glándulas sudoríparas.
Reducción de la actividad.
Merma de la circulación sanguínea periférica.____________________________ Autofagia de las grasas acumuladas.
Empezaremos por indicar que el ambiente térmico es un conjunto de variables que definen el estado térmico del ambiente (temperatura, humedad, velocidad del aire, presión parcial del vapor de agua en el aire, intercambio de calor radiante, radiante, emisividad de los focos radiantes del local, etc.), así como de variables que definen el estado y posición del cuerpo (actividad del trabajo, producción metabólica de calor, posición del cuerpo respecto a los focos radiantes, ropa, etc.) que determina los diversos puestos de trabajo y que el valor integrado de estos factores ocasiona diferentes grados de aceptab ilidad de los ambientes. El ambiente térmico puede dar lugar a un riesgo a corto plazo, cuando las condiciones son extremas (ambientes muy calorosos o muy fríos),si bien en la mayoría de los casos, originan disconfort térmico. Comenzamos por analizar los mecanismos mediante los cuales el cuerpo humano recepciona o cede calor al medio ambiente, las formas de evaluación y determinación del riesgo, las condiciones ambientales ue debe reunir los lugares de trabajo según el Real Decreto 486/1997 y las principales medidas de control para el estrés térmico y las temperaturas bajas.
Ya hemos visto que el hombre necesita mantener la temperatura de sus órganos vitales dentro de unos límites muy reducidos, a causa de las múltiples y complejas reacciones metabólicas que se patentan en su organismo, y de las que depende su vida. La temperatura interna media de nuestro cuerpo puede estimarse entorno a los 36,8 °C (Ver figura 3). Cuando la temperatura se encuentra por debajo de 35 °C hablaremos de hipotermia, pudiendo alcanzarse una situación letal a temperaturas de 25 °C. La situación opuesta se originaría cuando Página | 4 la temperatura central está alrededor de 40 °C hipotermia, llegándose al riesgo de muerte si la temperatura rectal esta sobre 43 °C. Decir también, que no toda la masa corporal del hombre tiene la misma temperatura. De hecho las zonas internas del cuerpo oscilan entre valores próximos a 37 °C , y la piel, en torno a los 33 °C, con algunas variaciones sujetas a la temperatura ambiente y a la vestimenta que Figura 3. Medicion oral de la temperatura en 36,8 °C lleve. Estas diferencias de la temperatura corporal sirven de amortiguación si se patentan variaciones rápidas de la temperatura ambiente. Por otro lado, siempre que hablamos de temperatura del cuerpo humano nos referimos a la temperatura media que se halla con el promedio de la temperatura rectal (que representa la temperatura interna) y de la temperatura superficial (tomada en varias partes del cuerpo). A su vez, se admite por estrés térmico la presión que se ejerce sobre una persona al estar expuesta a temperaturas extremas y que, a igualdad de valores de temperatura, humedad y velocidad del aire (confort), presenta para cada persona una respuesta diferente sobre la base de la susceptibilidad individual y de su aclimatación. A través de la actividad física, el ser humano genera calor (es el único contaminante que puede ser generado por el hombre), y hay que recordar que cuanto más intensa sea la actividad física del trabajador, mayor será también la cantidad de calor que deberá disipar para que el equilibrio térmico pueda conservarse. De tal forma, que el cuerpo humano está continuamente recibiendo cediendo calor al medio ambiente por medio de diferentes mecanismos. La forma de liberar este calor se produce a través de tres mecanismos: la evaporación del sudor, la convección y la radiación; no obstante hay que considerar que en situaciones muy calurosas sólo es posible liberar calor por medio de la evaporación del sudor. De forma resumida podemos decir que cuando la transferencia de calor se efectúa a través de sólidos o fluidos que no están en movimiento, el proceso se denomina “conducción”, si ocurre a través de fluidos en movimiento “convección”. A su vez, el calor
puede ser igualmente transferido de un cuerpo a otro sin soporte material alguno y entonces hablamos de “radiación”. Por otro lado, podemos ganar calor por condensación o perderlo por evaporación, sin necesidad de haber diferencia de temperatura para el desarrollo del proceso, que es lo que ocurre en la “evaporación del sudor”, donde el calor
transferido se denomina calor latente, divergente del que se transmite como consecuencia de cambios de temperatura (calor sensible).No obstante, vamos a pasar a desarrollar todos estos medios de transferencia calorífica más en detalle: La evaporación del sudor (E) La evaporación no es otra cosa que la transición de un elemento de líquido a gas mediante el aporte de una cierta cantidad de calor, llamado calor latente de vaporización. Si la temperatura del cuerpo aumenta, las glándulas sudoríparas segregan el sudor, el cual se deposita sobre la piel (ver figura 4). La composición del sudor es básicamente agua, por lo que su calor latente de vaporización se considera el de ésta, es decir, 560 cal/g (a unos 20 °C). Este calor se obtiene del exceso de calor corporal acumulado, por lo que su uso como energía de vaporización hace que el cuerpo se refrigere. Naturalmente, este
mecanismo de “termoeliminación”, será efectivo siempre y cuando el sudor segregado se
evapore. Emax=Ke x V0,6 x (Pws-Pwa) Por tanto, la evaporación del sudor se trata de un mecanismo de eliminación de calor, dado que éste , para evaporarse, adquiere de la piel con la que está en contacto el calor preciso para el tránsito del estado líquido a vapor, de esta forma se desprende del calor que le sobra. Hay que indicar que la eliminación de calor sólo se origina si el sudor se Página | 5 evapora y no por el mero hecho de sudar. De esta forma, en un medio laboral muy húmedo donde se pueda sudar y no se evapora éste, prácticamente queda anulado el efecto protector de la sudoración. La cantidad de sudor que puede evaporarse por unidad de tiempo varía en función de dos variables ambientales: la humedad relativa y la velocidad del aire. Cuanto mayor es la primera, más complicado es evaporar el sudor, por el contrario, cuanto mayor es la segunda, tanto mayor es el flujo de sudor que es factible evaporar. De esta forma, la capacidad protectora de la sudoración puede quedar anulada por unas condiciones ambientales adversas. Por otro lado, debemos de comentar que dicho mecanismo es únicamente de eliminación de calor y por tanto no es bidireccional como pueda ocurrir con otros (únicamente perdemos calor, nunca lo ganamos). En procesos de intercambio, el calor transmitido por sudoración representa aproximadamente el 25% del total. Indicar también que el sudor tiene un elevado calor específico, con lo cual para evaporarlo (transformar agua en gas) precisa consumir importantes cantidades de calor Figura 4. El sudor y su evaporación. corporal. Ante esfuerzos importantes y prolongados, con alta humedad exterior o si la hidratación es inadecuada, la evaporación puede verse reducida por el propio organismo. Por último, indicar que la sudoración no sólo es necesaria para lograr un equilibrio térmico, sino como un sistema disipador de residuos metabólicos y acondicionador de la piel. La convección (C) La convección es el fenómeno a través del cual se genera un trasvase de calor por intercambio de masas o fluidos de aire caliente por masas de aire frío, trasvase que se materializa por el gradiente de temperatura entre dichas masas (diferencia de temperatura entre éstas), y que se constata en una divergencia de densidades, y por tanto, en un movimiento convectivo. Generalmente se aplica entre sólidos y fluidos donde esto es muy patente .Depende del coeficiente convectivo (calculado por las propiedades del fluido y de la superficie por la que se pasa), de la velocidad del aire y la diferencia de temperatura entre los medios de transferencia. , C= K c x (Ta – Ts ) =8,7 x V0,6 x (Ta – Ts),si va > 1 m/s, cuando es v a≤ 1 m/s Kc= 3,5 + 5,2 V a. Nuestro organismo puede ganar o perder calor por convección. La convección se trata de un mecanismo mediante el cual la piel da o cede calor al aire que la rodea y por tanto intercambiar con el mismo, cuando las temperaturas de ambos son divergentes. Si la temperatura de la piel es superior a la del aire, aquella cede calor a éste, y cuando la temperatura del aire rebasa a la de la piel, es la última la que acoge calor del primero. Al variar poco la temperatura de la piel (se considera situaciones de agresión térmica intensa cuando la temperatura es de 35 °C), esto implica, que la proporción del intercambio que se generará por convección dependerá principalmente de la temperatura del aire. Por otro lado, es patente que esta proporción es tanto mayor cuanto más alta es la velocidad del aire.
En todos los procesos de intercambio, el calor recibido o transmitido por convección básicamente representa de forma aproximada el 12% del total.
La radiación (R) Se trata de un fenómeno de intercambio térmico que se origina entre dos cuerpos sólidos a distinta temperatura y que se encuentran uno en las proximidades del otro, sin Página | 6 estar en contacto mutuo (Ver figura 5). El origen de este fenómeno obedece al hecho de que cualquier objeto emite rayos infrarrojos de onda larga y por tanto energía, en cantidad tanta mayor cuanto más alta sea su temperatura; al mismo tiempo, absorbe una porción de la radiación infrarroja que le llega de otros objetos del entorno que le rodean y refleja el resto. A través de este mecanismo, el sol calienta la tierra y a todo lo que ésta contiene por trasmisión de los rayos infrarrojos (incluso en el vacío).La radiación se aditiva de manera relevante si un trabajador está en las cercanías de fuentes (no aisladas) cuya superficie tiene una temperatura significativamente más elevada que la de su piel (hornos, baños térmicos, etc.). En estas circunstancias, la radiación puede ser lo suficientemente alta como para convertirse en un factor vital de riesgo. Resumiendo, todo cuerpo sólido emite radiación infrarroja de forma constante (a razón de su temperatura) y a la vez recibe rayos infrarrojos emitidos por los objetos que le rodean. Dependiendo de que la temperatura del cuerpo sea mayor o menor que la temperatura media de los objetos de su entorno, el efecto final será una ganancia o una pérdida de calor del cuerpo evaluado. A la temperatura media de los objetos que rodean al cuerpo se le denomina temperatura radiante media ponderada con la superficie de los diferentes objetos y su distancia al cuerpo. La radiación depende de la emisividad de la superficie (capacidad de emisión de la radiación de la superficie), del área de la superficie emisora y diferencia a la cuarta potencia entre temperaturas del cuerpo y ambiente. R=Kr x T 4p- T4RM), donde Kr=f eff f cloɛσ (f eff =factor de área de radiación efectiva postural, f clo =factor superficie persona vestida y no vestida, ɛ = emisividad y σ=Cte. De Boltzman).
Recordar, que a diferencia del resto de los mecanismos de transmisión de calor la radiación electromagnética (ondas) en este caso no precisa de ningún medio material para propagarse, lo que significa que no se verá afectada en su transmisión por variables ambientales, como la velocidad del aire o su humedad relativa, En este caso sólo depende de las temperaturas de emisión. A través del mecanismo de la Figura5. Mecanismos de convección y radiación se intercambia aproximadamente un 60% del calor radiación total. Por otro lado, si el sujeto estuviera en contacto con una superficie solida debería d considerarse la conducción: La conducción (K) El intercambio de calor por conducción se patenta a través del contacto físico de dos cuerpos (sólidos o fluidos) a diferente temperatura, y su valor es función, por un lado de la superficie efectiva de contacto y por otro de los incrementos de temperatura y coeficientes de conductividad térmica de los materiales implicados. La transferencia depende de la conductividad térmica de los materiales, sección de flujo y gradiente de temperatura entre los puntos de contacto.
K = -λ = (t1-t2)
Donde K (o Q x) es la tasa de flujo de calor que atraviesa el área A en la dirección, “x” la constante de proporcionalidad “λ” se llama conductividad térmica y “e” el espesor
del conductor. Por tanto, se trata del paso de calor desde los objetos (más calientes) hasta la superficie corporal (más fría) que se halla en contacto con los mismos. Pasará calor desde el objeto hacia el cuerpo cuando aquél se halla más caliente y al contrario cuando está Página | 7 más frío. En la práctica, este mecanismo es poco relevante, salvo si se trata de trabajadores habitualmente sumergidos en agua o en contacto esporádico con elementos a gran temperatura. Por la respiración (L) Mediante la respiración se genera igualmente una pequeña pérdida de calor, dado que en el interior de los pulmones también se presenta el proceso de evaporación, aunque sea menor, donde median los mismos parámetros ya mencionados. La transferencia de calor a través de los procesos precedentes (conducción y respiración) tienen menor relevancia que los anteriores, pues sólo suponen un 3% del calor total transferido. Por último, podemos destacar el mecanismo de transmisión del calor que es: A través del metabolismo (M) El cuerpo humano genera calor permanentemente, como consecuencia de la actividad que él mismo efectúa para mantener las constantes vitales. Esta cantidad de calor viene fijada por el metabolismo basal (proceso por el que organismo produce la energía necesaria para desarrollar sus funciones vitales básicas ) y por el calor generado cuando desarrollamos alguna actividad física , como hablar, andar etc. Factores en la Metabolismo Convección Radiación Evaporación 4 4 0,6 Evaluación de Basal y de C=Kc x V x R=Kr x T p –T RM) Emax=KeV0,6 x (Ta-Ts) (Pws – Pwa) un ambiente Trabajo térmico Individuo
X
Ropa trabajo
de
Tipo de trabajo Temperatura seca
X
X
X
X
X
X
X
X
Humedad relativa Velocidad aire
del
Temperatura de globo
X
X
X
X
1.1 AMBIENTES TÉRMICOS EXTREMOS. SU CLASIFICACIÓN El cuerpo humano se ve alterado y afectado tanto por las altas temperaturas como por las bajas, ocasionando lo que se conoce como estrés térmico, si bien por lo general los ambientes de altas temperaturas son mucho más peligroso que los fríos, pues normalmente resulta más fácil protegerse del frío que del calor.
Las relaciones entre el ser humano y el ambiente térmico establecen una escala de sensaciones que varía del calor al frío, pasando por una zona que se puede calificar como térmicamente confortable o de bienestar. Esta escala tiene sus límites bien acotados, de modo que rebasarlos en cualquiera de los extremos, puede ocasionar la muerte. Página | 8
Tipos de ambiente térmicos para el ser humano Crítico por Calor
Confort o Bienestar
Permisible
Crítico por Frío
Por otra parte, la exposición al ambiente térmico hace que se genere una serie de efectos en los trabajadores que, en las situaciones más hostiles, repercuten seriamente en su salud, en otros crean malestar o disconfort y afectan negativamente a la ejecución de las tareas, tanto en las operaciones manuales como mentales, ya que el calor altera y produce confusión. En todo caso las condiciones de trabajo calurosas y más en concreto el exceso de calor corporal, hacen aumentar el número de accidentes (su probabilidad), se agravan las dolencias previas (enfermedades respiratorias, cardiovasculares, cutáneas, renales, diabetes, etc.) así como provoca las denominadas “enfermedades vinculadas al calor”.
Los daños que acarrea la exposición al calor o al frio intenso aparecen bruscamente (de repente). Es decir, el trabajo en condiciones de calor o frío importantes genera trastornos de forma inmediata y por tanto desenlaces rápido e irreversibles. En el mayor número de casos, las causas del estrés térmico son reconocibles de forma sencilla y la posibilidad de que se generen daños es también fácilmente previsible. En otros supuestos donde las condiciones ambientales no están al límite, el estrés térmico por calor puede pasar inadvertido y ocasionar daños a los trabajadores. Los efectos negativos para la salud toman presencia cuando se ven desarbolados tanto en los mecanismos naturales del individuo en la generación de calor para mitigar el frío, como en la expulsión del calor para eludir el repunte al alza de la temperatura interna. Una determinada situación térmica es tolerable, cuando trasponer en juego todos los mecanismos de regulación, el calor que se produce es igual al que se libera, alcanzando el denominado equilibrio térmico. Cuando se acumula más calor del que se disipa podemos sufrir una hipertermia (Aumento excesivo de la temperatura interna) y si liberamos más calor del que producimos hay riesgo de sufrir una hipotermia (disminución elevada de la temperatura interna).Ambas situaciones son muy peligrosas, pudiendo llegar a ser una emergencia médica, que en ocasiones de lugar a la muerte. La hipotermia y la hipertermia son situaciones críticas; no obstante entre estos límites y el equilibrio térmico existen una serie de puntos intermedios, que pasamos a comentar: a) Situación de neutralidad, cuando la generación de calor se compensa con las perdidas pasivas o pérdidas de calor del organismo en condiciones de normalidad térmica, ocasionadas por convección, conducción y radiación, siendo la sensación general de confort térmico. b) Ambiente caluroso, cuando las pérdidas pasivas son inferiores a la producción interna de calor, por lo cual será necesario que el organismo genere calor para alcanzar el equilibrio térmico. c) Ambiente frío, cuando las pérdidas pasivas rebasan a la producción interna de calor. para alcanzar el equilibrio el balance térmico se necesita un aumento voluntario (actividad muscular) o involuntario (escalofríos) del metabolismo.
d) Si los ambientes calurosos o fríos, ocasionan una pequeña variación en la temperatura central (< 0,5 °C), nos encontramos en una situación de disconfort térmico, que puede ser más o menos incómoda, pero nunca entraña un riesgo para la salud. e) Si la situación genera incrementos superiores a la temperatura central, o una fatiga excesiva en el sujeto por sobrecarga de los mecanismos fisiológicos de Página | 9 regulación estamos ante un caso de estrés térmico, lo que significa que nos encontramos frente a un riesgo potencial para la salud de las personas expuestas, como consecuencia de la carga de calor que los trabajadores reciben y acumulan en su cuerpo. No obstante, antes de entrar en detalles sería conveniente ampliar el significado higiénico del término de “estrés térmico” para eludir falsas denominaciones. Este concepto de origen anglosajón “termal stress” es una situación ocasionada por tres variables fundamentales: las condiciones ambientales, la actividad realizada y la ropa que se lleve, que pueden generar en el trabajador daños. Por tanto, podemos deducir que en realidad es la carga térmica que reciben los trabajadores expuestos y que se evidencia tras la interacción con las condiciones ambientales, el calor metabólico del trabajo y la vestimenta , no tratándose por tanto de un efecto que ocasionen las condiciones
ambientales extremas en los operarios, sino la causa de los diversos efectos patológicos que se producen cuando se acumula excesivo calor en el cuerpo. Como vamos a comentar, el estrés térmico se puede presentar en condiciones de trabajo calurosas y de frío, generando una respuesta fisiológica del cuerpo humano, denominada Tensión Térmica o Fisiológica (termal strain),que implica disfunciones o alteraciones del cuerpo humano eclosionando múltiples estados patológicos. Por tanto, todo ambiente térmico que genere tensiones en una persona que activen sus mecanismos de defensa naturales para mantener la temperatura interna dentro de su intervalo natural, constituye una sobrecarga. Las sobrecargas térmicas (por calor o frío) ocasionan en el ser humano tensiones térmicas (por calor o frío). Es por ello, que definiremos como “sobrecarga calórica ” (Heat Stress) a la causa que ocasiona en el individuo el efecto sicofisiológico que se denomina “ tensión calórica”(Heat Strain) ,mientras que la sobrecarga por frío (Cold Stress) es la causa que ocasiona en el hombre el efecto sicofisiológico que se denomina “tensión por frío” (Cold
Strain).
1.2. REACCIÓN DEL CUERPO AL ESTRÉS POR BAJAS TEMPERATURAS El frío puede ocasionar disfunciones de salud muy relevantes, incluida la muerte, molestias o el disconfort, así como dificultar la realización de las tareas, ya que reduce notablemente la destreza manual (incluso aunque se lleven guantes) y produce obnubilación. Por otra parte, el frío intenso provoca sensación de dolor en las extremidades. Además, puede facilitar el inicio o el agravamiento de síntomas asociados con ciertas enfermedades, sobre todo respiratorias, cardiovasculares y del denominado fenómeno de Raynaud. El cuerpo humano, de sangre caliente, reacciona cuando se le expone ante un ambiente Térmico de frío intenso (contacto con agua muy fría, trabajos en cámaras frigoríficas industriales, actividades a la intemperie, etc.), cediendo al medio ambiente un calor superior al recibido o producido Figura 6. Congelación de manos, nariz mejilla y labios
por el metabolismo, originándose la hipotermia (descenso de a temperatura central del cuerpo y por tanto perdida de calor corporal, < 35° C), patente por una contracción de los vasos sanguíneos de la piel al objeto de eludir la pérdida de la temperatura basal. Ante tal circunstancia, los órganos más alejados del corazón, como las extremidades, son los primeros en verse afectados por la falta de riego sanguíneo, de la misma manera otros síntomas posteriores a la exposición prolongada al frío a destacar son: La dificultad en el habla, la confusión, la torpeza, la pérdida de memoria o concentración (debido a la Página | 10 hipotermia de la sangre del cerebro), la perdida de la destreza manual o sensibilidad, fatiga, náuseas, la piel se vuelve pálida y fría, arritmias, disminución de la presión sanguínea, respiración lenta y superficial, perdida de la conciencia, el shock e incluso la muerte. TRASTORNOS SISTEMÁTICOS En primer término aparecen síntomas de: a) Malestar general. b) Torpeza manual por anquilosamiento de las articulaciones. c) Merma de la sensibilidad. Elevación del umbral táctil. En una segunda etapa: a) Enfriamiento a frigore (reumatismo, bronquitis, conjuntivitis, otitis, enfermedad pulmonar, etc.). b) La congelación. Las zonas más alejadas del corazón (orejas, nariz, mejillas), las cuales acusan la falta de riesgo sanguíneo, son las que patentan la posible congelación. Al principio presentan un dolor punzante para luego insensibilidad de la zona afectada. Dichas congelaciones, en su caso extremo, pueden dar lugar a la muerte por fallo respiratorio, parada cardiaca o fibrilación. En las congelaciones, el tejido superficial se queda inservible, provocando la aparición de escozores. La piel presenta diversos aspectos, en función del nivel de congelación: Nivel cero: Congelación superficial. Presenta manchas blanquecinas que desparecen con rapidez al calentar la zona. Primer nivel: La zona afectada está tumefacta, roja y provoca dolor. Segundo nivel: Toman forma las ampollas. Se forman cristales de hielo que cuando se derriten la piel enrojece y se hincha. Ver figura 6. Tercer nivel: Acaece la necrosis de los tejidos (gangrena). c) Eritema, pernio o sabañón. Se trata de una lesión que ocasiona picores, junto con edemas y vesículas, que pueden derivar en hemorragias o úlceras con mala cicatrización. d) Pie de trinchera, también llamado pie de inmersión (por permanecer de forma prolongada los pies mojados e inmóviles), es una daño generado por la exposición reiterada a temperaturas muy bajas (pero > a 0° C) con humedad elevada, o al estar en contacto con el agua, agravándose con el uso de calzado ajustado. Los síntomas son de hinchazón y edema, entumecimiento y pérdida de
sensibilidad. Inicialmente el color es rojo, después pálido y puede llegar a ser cianótico. La aparición de temblores involuntarios, es una defensa del cuerpo para producir calor. Si esta pérdida sigue acrecentándose pueden aparecer cuadros clínicos más severos; El cerebro se ve afectado con signos de confusión y desorientación (dificultad en el habla), Página | 11 torpeza, pérdida de memoria de coordinación, y de destreza manual. Por ultimo al descender la temperatura interna por debajo de 33-34° C aparece: a) Hipotermia (ya tratada con anterioridad). Intensa sensación dolora de frío, tiriteo, palidez, taquicardia y tensión arterial excesivamente alta. b) Cuando la temperatura es inferior a 33 hasta 27 °C se presenta bradipnea, bradicardia, hipotensión, somnolencia, embotamiento sensorial, etc. c) Para terminar con situaciones donde si la temperatura rectal es inferior a 27 °C se pierde la conciencia totalmente, los músculos se relajan, se desencadena una fibrilación ventricular y sobreviene el paro cardiaco o desaparecen totalmente los reflejos y cesa la función respiratoria. Las arritmias, el shock y el coma y finalmente la muerte acaece por parada cardiaca, siempre que la temperatura inferior sea inferior a 26°C. Otras alteraciones: a) Psíquicas: mutismo, mal humor, apatía alucinaciones, distorsión de la realidad; b) Psicológicas, como son las molestias, apatía, merma de la capacidad de percepción y la memoria obnubilación. En el caso de que la temperatura interior sea inferior a 28°C, existen unos valores indicativos para los tiempos de trabajo, que en todo caso son orientativos y susceptibles de un estudio más profundo: A partir de cero grados (0 a – 18 °C): no se fijan umbrales cuando se utilizan ropas apropiadas. Entre – 18 y -34 °C : un máximo de 4 horas diarias ,alternando una exposición y una de recuperación; y siempre con trajes adecuados. Ente -34 °C y -57°C : dos periodos de hora separados cada 4 horas, que
hacen un total de 1 hora. Temperaturas
Tiempos de permanencia
0 a -18 °C No se establecen límites, si se usan ropas adecuadas. -18 a -34 °C Máximo 4h/día, alternando 1 hora de exposición con una hora de recuperación -34 a -57 °C 2 periodos de 30 minutos, separados cada 4 horas -57 a -73 °C Máximo 5 minutos durante 8 horas de la jornada, con fuertes medidas de seguridad.
Existen valores más detallados descritos por la ACGIH, que incluyen además la velocidad del viento y que analizaremos posteriormente Un punto relevante a considerar lo forma la elección de la ropa de trabajo adecuada, dado que en general las ropas voluminosas entorpecen el movimiento, debiendo considerar la evacuación de calor generado a lo largo de la jornada laboral y las condiciones de viento y humedad relativa que generalmente acompañan a los ambientes Página | 12 fríos.
1.3 REACCIÓN DEL CUERPO AL ESTRÉS TÉRMICO POR CALOR. La reacción de una persona ante un ambiente térmico no presenta una respuesta homogénea en todas las situaciones, dado que para unos puede significar una simple molestia y para otros unas manifestaciones concretas y características al estrés térmico. Cuando las personas se exponen a un calor excesivo, el calor cedido por el organismo al medio ambiente es inferior al recibido o generado por el metabolismo; en este caso el organismo aumenta su temperatura desencadenando mecanismos de defensa frente a la hipertermia, mediante la vasodilatación sanguínea, activación de las glándulas sudoríparas o aumentando la circulación periférica. Así, se presentan diversas afecciones o patologías clínicamente diferenciadas, consecuencia de la hipertermia. TRASTORNOS SISTEMÁTICOS A) Agotamiento por calor . El agotamiento por calor resulta de la pérdida de grandes cantidades de líquido por la transpiración, a veces con una pérdida excesiva de sal, generalmente después de varios días tras trabajar en el calor. Es una forma benigna de patología que remite rápidamente si se trata pronto, trasladando al afectado a un ambiente más frío para que repose, tumbado con las rodillas dobladas o sentado con la cabeza baja. Suele estar acompañada por un aumento brusco de la temperatura del cuerpo, lo que genera una vasodilatación periférica con aumento de la frecuencia cardiaca y posible fallo de la presión arterial. De seguir trabajando, la persona puede sufrir: dolor de cabeza, náuseas, vértigo, fatiga física, taquicardia, debilidad, sed y aturdimiento. En casos más graves, la víctima puede vomitar o perder la conciencia, pero sin obnubilación. La piel está húmeda y mojada, el aspecto es pálido o rojo, así como fría; la sudoración es profusa, y la temperatura del cuerpo está normal o solarmente poco elevada. B) Calambres por calor. Son espasmos (movimientos voluntarios en los músculos) dolorosos atribuibles a la continua pérdida de sal a través del sudor (sudoración profusa), acompañada por una abundante ingestión de agua sin una adecuada reposición salina. Los músculos afectados pueden ser de los brazos, las piernas, o el vientre. Pero los músculos “cansados” (los que se usan para trabajar son normalmente los que son más propensos a los calambres. Los calambres pueden ocurrir durante o después de las horas de trabajo, siendo a menudo una etapa temprana del agotamiento de calor, que pueden ser aliviados bebiendo líquidos salados o bebidas isotónicas. C) Golpe de calor. Cuando las cargas de calor ambiental y trabajo son tan altas que los aportes al organismo superan ampliamente las pérdidas, se patenta una acumulación de calor excesiva sobre el organismo y con ello un incremento de la temperatura central, que puede perturbar con peligro el funcionamiento del sistema nervioso central (SNC), dado que están fallando los mecanismos de control de la temperatura del organismo. Bajo esta alteración tan importante del sistema nervioso central que se presenta en personas aparentemente normales, generadora de inconsciencia, desorientación, vértigo, delirio, agitación o convulsiones, etc., junto con síntomas como ausencia de sudoración (anhidrosis) y rápida elevación de la temperatura corporal superior a 40-43 °C (la piel está caliente, seca y roja), estamos ante un accidente conocido como golpe de calor (ver figura 7). Es una emergencia médica, de aparición rápida que puede llegar a la muerte, por lo que cualquier procedimiento que sirva para enfriar al paciente mejora el pronóstico. De esta forma aflojarle o quitarle la ropa, envolverle una manta, tela o compresa empapada
en agua, abanicarle o utilizar un ventilador, e incluso introducirle en una bañera de agua fría o similar pueden ser pautas de actuación para su mejora. Afecta principalmente a los no aclimatados, obesos, mal capacitados para el trabajo, con forma física deficiente, con vestimenta inadecuada, consumidores de alcohol o ciertos medicamentos y a los afectados por trastornos cardiovasculares. Su causa aparentemente obedece a trastornos a los centros de termorregulación encefálicos y junto con los daños en el SNC también Página | 13 afecta a riñones e hígado entre otros, con alto riesgo de fallecimiento. En algunas publicaciones, al golpe de calor equivocadamente, se le denomina “insolación”. Las insolaciones son el fruto de las exposiciones desmesuradas a rayos
solares, y pueden englobar desde meras molestias, en el mejor de los supuestos, hasta enfermedades más o menos graves, golpe de calor incluido. D) Hiperpirexia. A diferencia del golpe de calor el sujeto está consciente, donde persiste la sudoración y aunque la temperatura rectal rebasa los 40°C, tiene una mayor tendencia a disminuir que el golpe de calor.
Figura 7. Causas y reacciones del cuerpo humano ante el estrés térmico por calor. Golpe de calor. Pautas de actuación para su mejora.
E) Síncope térmico. Se trata de una situación subjetiva de aturdimiento o fatiga física (desmayo o pérdida de conocimiento repentino), desmayo o visión borrosa, que se manifiesta al estar expuesto al calor de pie e inmóviles durante un largo tiempo, fruto de una insuficiencia circulatoria, que hace que no llegue suficiente sangre al cerebro, ocasionada por éxtasis sanguíneo en los vasos de la piel dilatados o por hipotensión. De aparición muy frecuente se manifiesta cuando no hay hidratación y déficit salino. Sus síntomas son la cefalea, mareos y vómitos, no aumenta la temperatura corporal apenas la piel se haya húmeda y fresca, así como el pulso débil y rápido. Acaece en sujetos no aclimatados y la recuperación es rápida habitualmente (va desde unos segundos hasta 1 o 2 minutos). La prolongación en el tiempo del incremento de la temperatura corporal interna y las exposiciones crónicas acotadas elevadas de estrés térmico, se vinculan a otras alteraciones como la infertilidad temporal (masculina y femenina), pulso cardiaco alto, fatiga, irritabilidad y trastorno del sueño. Durante los primeros 90 días de embarazo no conviene mantener una temperatura corporal por encima de 39°C, al afectar significativamente al feto. TRASTORNOS EN LA PIEL Erupciones cutáneas y quemaduras. Suele tratarse de un sarpullido por el calor (fiebre millar), ocurre con más frecuencia en ambientes calurosos y húmedos, donde la transpiración no se elimina muy fácilmente y la piel queda mojada la mayor parte del tiempo. Las erupciones se presentan en forma de pápulas rojas, de forma desigual y
usualmente en áreas de la piel cubierta por la ropa y producen una sensación de picazón, especialmente cuando se incrementa la sudoración. Se produce así, un enrojecimiento en la piel permanentemente cubierta de sudor sin evaporar, aparentemente por que las capas queratinosas de la piel absorben agua, se inflaman y obstruyen mecánicamente los conductos sudoríparos. Las pápulas pueden infectarse si no reciben tratamiento. Las quemaduras se producen cuando el aporte de calor hace que se sobrepase la temperatura máxima cutánea en una zona determinada. En esta situación, la Página | 14 termorregulación no ha tenido tiempo de activarse o en todo caso no ha sido capaz de eliminar con efectividad el aporte de calor radiante en la zona afectada. DESHIDRATACIÓN Pérdida excesiva de agua corporal (agua perdida por el sudor mayor que el agua ingerida).Con una pérdida del 5% se deteriora la capacidad física y mental, un 10% es el límite para realizar trabajos y un 15% da lugar al fallecimiento. Según el déficit global de agua se puede hablar de tres grados de deshidratación: a) Ligero: si hay un aproximadamente un 2 % de déficit de agua sobre el peso corporal. b) Severo: si hay un aproximadamente 6 % de déficit de agua sobre el peso corporal. c) Muy severo: si hay un aproximadamente 7 % de déficit de agua sobre el peso corporal. En general se observan síntomas como sed, boca y mucosas secas, fatiga, aturdimiento, taquicardia, piel seca, acartonada ,micciones menos frecuentes y de menor volumen, así como orina concentrada y oscura. DESALINIZACIÓN Déficit del nivel de cloruro sódico, que acarrea calambres, en los músculos que realizan el trabajo. Se debe reducir la sudoración, e ingerir bebidas salinas (Ver figura 8). Según “Marrito” clínicamente se pueden presentar tres grados:
a) Ligero: si hay un déficit de 0,5 g de sal/kg de peso corporal. b) Moderadamente severo: si hay un déficit de 0,5 a 0,75 g de sal/kg de peso corporal. c) Muy severo si hay un déficit mayor de 0,75g de sal/kg de Figura 1. El agua ligeramente salina compensa del déficit de peso corporal. cloruro sódico. ANHIDROSIS Déficit de sudor, que acaece cuando una superficie apreciable del cuerpo no traspira. El trabajador siente calor y agotamiento, empeorando su estado al menor esfuerzo físico del sujeto. OTROS FACTORES Cansancio fugaz por el calor El cansancio fugaz por el calor es un estado temporal de incomodidad y tensión mental o psicológica causado por una exposición prolongada al calor. Los trabajadores que no están acostumbrados al calor están especialmente propensos y pueden sufrir distintos grados de una disminución de rendimiento, coordinación y de su capacidad de estar alerta. La severidad del cansancio fugaz por el calor se reducirá con un periodo de adaptación al ambiente caluroso (aclimatación al calor). Además trastornos psiconeuróticos, pérdida de fuerza, deficiencia respiratoria, trastornos emocionales (explosiones de ira y llanto incontrolable), etc.
Accidentes
Problemática de la Termorregulación Trastornos
Quemaduras
Déficit salino acompañado de la fatiga, vómitos, náuseas o vértigos y desorientación.
Golpe de calor
Afecciones cutáneas
Hiperpirexia
Sincope térmico circulatoria
Página | 15
por
inestabilidad
Anhidrosis o deficiencia de sudor Deshidratación Cardiovasculares: hipotensión, lividez , dolor de cabeza ,taquicardias, etc. Intervalo de temperaturas del cuerpo humano Escala de temperatura y efecto característico 44 °C
Límite superior de supervivencia
43 °C
Golpe de calor
42 °C
Convulsiones, coma
41 °C
Piel caliente y seca
40 °C
Hiperpirexia
38 a 36 °C
Temperatura normal, sin efectos críticos
34 °C
Sensación de frío intensa
33 °C
Hipotermia
32 °C
Braquicardia, hipotensión
30 °C
Somnolencia, apatía, respiratoria reducida
28 °C
Musculatura rígida , cesa el movimiento voluntario
26 °C
Límite inferior de supervivencia (fibrilación),la parada cardiaca a 20°C
frecuencia
1.4. EVALUACIÓN DE LAS EXPOSICIONES AL CALOR Como consecuencia de que el organismo produce calor existe una diferencia sustancial con los demás contaminantes del mundo laboral, en el que el agente físico agresivo tiene su génesis en el medio ambiente donde el trabajador se encuentra sumido. Si se proyecta evaluar el riesgo para la salud de un trabajador motivado por una circunstancia térmicamente agresiva, la evaluación debe considerar tanto las peculiaridades térmicas del entorno (agresividad térmica ambiental, mostrada en la figura
9) como la intensidad del trabajo desarrollado por el individuo. Podríamos incluso afirmar que en cierto modo el propio individuo es uno de los focos de la contaminación. Otro matiz relevante que distingue las agresiones térmicas de los restantes tipos de Página | 16 contaminación se halla en el entorno de las consecuencias. Para la mayor parte de las agresiones ambientales, los efectos se patentan a largo plazo, de una forma Figura 9. Ambiente térmico agresivo lenta y paulatina, y generalmente reversible característico cortesía de Duro Felguera , S.A. cuando se interrumpe la exposición; situación característica de las enfermedades profesionales. Por el contrario, en el caso del calor, las cosas acaecen de una forma divergente. La exposición extrema al calor no implica un deterioro lento y paulatino de ninguna función vital (no se conocen “enfermedades profesionales”) sino que las c onsecuencias aparecen súbitamente, como si se tratasen de “accidentes biológicos”, así podemos contemplar el
desmayo de trabajadores en las proximidades de un horno de fundición o a un socorrista tras largas horas expuesto al sol. Por tanto, la característica que marca específicamente al ambiente térmico frente a otros contaminantes laborales, es que los síntomas que ocasiona, son reversibles y pueden aparecer y desaparecer en espacios cortos de tiempo, a diferencia de otras enfermedades profesionales, cuya aparición obedece a largos y prolongados periodos de exposición, siendo su eliminación lenta y a veces inviable. No obstante, la evaluación del problema de exposición al calor en el medio laboral es algo más complejo que efectuar unas mediciones ambientales y tomar medidas en relación a los datos obtenidos. A su vez, indicar que las variables que establecen la interrelación entre la persona y el ambiente térmico son seis, cuatro de ellas aportadas por el entorno y dos por la persona: La temperatura del aire. La temperatura radiante. La velocidad del aire. La humedad del aire. La actividad que desarrolla. La ropa o vestimenta.
1.5 FACTORES PERSONALES DE TOLERANCIA AL CALOR Entre los factores personales que intervienen en los riesgos y daños por calor hay que destacar: a la falta de aclimatación al calor, la obesidad, la edad, el estado de salud, la toma de medicamentos, la mala forma física, la falta de descanso, el consumo de alcohol, drogas y exceso de cafeína o haber sufrido con anterioridad algún trastorno relacionado con el calor. ACLIMATACIÓN La exposición repetida y gradual (progresiva) a las condiciones de trabajo calurosas hace que se desarrollen mecanismos fisiológicos de adaptación que favorecen la tolerancia del organismo a la sobrecarga térmica, Figura 10. Aclimatación
manteniendo su temperatura interna en el rango normal, sin presentar acumulación de calor al interior del organismo. Estos mecanismos fisiológicos son: Aumento de la sudoración: parte de un repunte en la producción de sudor, se generan cambios en su composición, de manera que merma la salinidad. A su vez, la persona aclimatada comienza a sudar a temperaturas más bajas.
La frecuencia cardiaca y la temperatura interna se mantienen en niveles Página | 17 aceptables, ya que el organismo pierde calor principalmente a través de la
evaporación del sudor. El hombre tiene la capacidad de adaptarse a un amplio rango de condiciones ambientales, de forma natural (aclimatamiento) o de forma artificial (aclimatación), ver figura 10.
Cuando personas no aclimatadas se exponen por primera vez a ambientes con sobrecarga térmica, experimentan elevaciones en la frecuencia cardiaca, aumentos de la temperatura rectal, baja perdida de sudor, molestias y sensación de angustia que se compensan en días sucesivos de exposición por efecto de ajustes fisiológicos y psicológicos (fundamentalmente durante los primeros 4 – 7 días ). Por tanto, es preciso que los operarios que se incorporen a un puesto de trabajo cuya temperatura sea muy alta o muy baja pasen con anterioridad por una etapa de aclimatación, al objeto de acomodarse al esfuerzo y a las temperaturas adscritas a dicho puesto. La exposición tanto al calor como al frio debe materializarse, en un principio, durante periodos muy cortos de tiempo, que deberán ir incrementándose paulatinamente, alcanzando así una buena adaptación. Un método practico y simple para lograr la aclimatación se basa en indicar que, el primer día de trabajo, la exposición del trabajador sea la mitad, o lo que es igual que solo se someta a la mitad de la carga física y a la mitad de la carga térmica. A partir de este primer día, de forma progresiva y durante unos cuantos días más se pueden ir sumando ambas cargas, con lo que la aclimatación se logra en pocos días. De esta forma, puede plantearse que durante la primera jornada laboral el operario trabaje durante la mitad del tiempo; en el segundo día, puede añadírsele una hora, y así consecutivamente hasta completar la totalidad de la jornada laboral. Con ello, logramos que los mecanismos termorreguladores del organismo del operario vayan adaptándose de forma gradual. La OSHA ya en 1986 propone dos esquemas para el proceso de aclimatación: Dependiendo si el trabajador es la primera vez que se expone a los puestos de calor: 20% de la jornada el primer día e incrementos de 20% cada día hasta completar el 100%. Si cuenta ya con experiencia en este tipo de trabajo: 50% el primer día, 60% al segundo, 80% el tercer día y 100% el cuarto día.
Se puede hablar de aclimatación total al cabo de dos o tres semanas de exposición al calor, empezando en gran parte a desarrollarse en los 4 o 6 primeros días. Esta adaptación a la exposición al calor se basa fundamentalmente en una mejora progresiva de la circulación central (mejora la capacidad de abastecer de sangre a los capilares de la piel), de esta forma al calor es transportado con mayor facilidad hacia la piel, y se aumenta la producción de sudor, incluso con cambios en la composición del sudor excretado. En individuos aclimatados el sudor no sólo es más abundante, sino más diluido, el cloruro sódico llega a niveles de 1 a 2 gr/Kg sudor. La aclimatación no es permanente ,se pierde cuando un operario deja de estar expuesto al calor por un periodo similar al precisado para conseguirla, en realidad se empieza a perder cuando la actividad en esas condiciones de estrés térmico es discontinua, estando atenuados después de 4 días y siendo casi total cuando la ausencia dura tres semanas. De hecho la ausencia en el trabajo durante varios días (vacaciones, enfermedad, cambio de puesto de trabajo, etc.)
conlleva ir perdiendo la aclimatación, con lo que los trabajadores necesitan volver a aclimatarse al reincorporarse al trabajo. Se estima que por cada día de descanso se pierde medio día de aclimatación. A su vez, expresar que la aclimatación es siempre relativa y específica, es decir, los trabajadores se aclimatan a unas condiciones de calor y humedad, carga física de trabajo determinadas y uso de EPI’s concretos. Los incrementos de la actividad o de la carga
térmica ambiental, así como de empezar a usar un EPI nuevo requieren por tanto, que los Página | 18 operarios se aclimaten a esas nuevas condiciones. Por último, indicar que se estima que, en la exposición al frío, no se considera en general el fenómeno de aclimatación general del cuerpo, salvo excepciones (hombres foca o buzos) donde la aclimatación en casos poco extremos puede evidenciarse en una semana, pero en casos límite puede durar meses e incluso años. Por otra parte se admite que pueda haber aclimatación local de la cara y las extremidades. En estos últimos casos, el cambio fisiológico es un repunte del flujo sanguíneo de los dedos, lo que favorece trabajar mejor con las manos. CONSTITUCIÓN CORPORAL No cabe duda, que las características físicas del operario tienen un influjo en el desarrollo de su tarea bajo ambientes con temperaturas extremas. La relación entre el área de la piel y el peso es relevante, dado que cuanto mayor sea el área de la piel, más superficie de contacto existe con el fin de ceder calor al exterior. Para entender esta cuestión nada mejor que buscar el símil del ratón y el elefante (constituciones corporales límite), frente a los dos extremos (calor y frío), donde los ratones generalmente mueren y padecen por el frio para lo que precisan comer continuamente y así mantener una alta producción de calor metabólico y no fallecer por este, mientras que los elefantes sufren por el calor para lo que deben ducharse con frecuencia y así disipar su exceso de calor por evaporación del agua. Es por esto que las personas corpulentas están en general en desventaja en ambientes calurosos pero en ventaja en los fríos respecto a personas poco corpulentas, dado que la generación de calor de un cuerpo es proporcional a su volumen (W/m³), mientras que la disipación es proporcional a su superficie (W/m²), de esta forma a medida que aumentamos el tamaño corporal la relación superficie-volumen disminuye cada vez más, pues la superficie crece con el cuadro de sus medidas y el Figura 11. Personas obesas volumen al cubo. No obstante un operario corpulento esta en ventaja si , sin que le requieran esfuerzos importantes temporales, se ve expuesto a significativos cambios térmicos para temperaturas extremas, actuando únicamente durante un tiempo relativamente breve, por el efecto amortiguador del cuerpo que es superior cuanto menor sea la relación superficie /volumen. Por tanto, en el caso de individuos obesos (Ver figura 11), la relación entre la superficie corporal o área de la piel y peso es más baja. Dado que la producción de calor es función del peso y la disipación función de la superficie, el hombre corpulento está en desventaja, dado que la relación entre área y volumen corporal es menor en él. Además, las personas obesas suelen tener peor funcionamiento del aparato circulatorio, que es quien transporta el calor al exterior de la capa subcutánea. Por tanto, el peso corporal nos indica que el nivel metabólico es mayor, y esto en personas corpulentas es patente, pues ya indicamos que la relación área de la piel-peso es pequeña, lo que significaría mayores problemas para disipar la carga calorífica acumulada. En este círculo de personas repuntan las obesas, cuya capacidad cardiovascular es inferior
a la normal, lo que se traduce igualmente en individuos más susceptibles de sufrir síncopes térmicos o con mayor frecuencia. En contraposición, los operarios corpulentos poseen la ventaja frente al resto, de precisar una menor capacidad de esfuerzo para ejecutar tareas arduas, y además su pequeña relación entre piel- peso corporal les concede aplacar con mayor efectividad los cambios térmicos súbitos, soportando mejor el frio, mientras que por el contrario, las Página | 19 personas de baja constitución toleran mejor el calor. EDAD Y APTITUDES FÍSICAS En general, las personas adultas se aclimatan bien, no obstante, durante el trabajo pesado en ambientes calurosos se comete al sistema cardiovascular a una doble carga, ya que se implica la necesidad de incrementar el flujo sanguíneo hacia la piel y hacia los músculos que trabajan, a su vez, la capacidad cardiovascular disminuye con la edad, con lo que se merma la tolerancia a este tipo de situaciones. Además, los individuos más veteranos disipan con más dificultad el calor por sudoración que los noveles, debido principalmente a una menor capacidad de generación de sudor, Con la edad los mecanismos termorreguladores del organismo se hacen menos eficientes (más lentos, menor capacidad de disipación). A su vez, cada trabajador suele fijar inconscientemente su propio ritmo de trabajo, de forma que él mismo regula su capacidad de esfuerzo. Los trabajadores de edad mas avanzada, por tanto más expertos, tienen perfectamente asumidas sus capacidades de esfuerzo, por lo que emplean dicha experiencia en eludir los esfuerzos corporales acusados. En contraposición, y a diferencia de los precedentes, los trabajadores más jóvenes e inexpertos reemplazan su falta de experiencia ejerciendo un exceso de capacidad física, lo que ocasiona en ciertos casos, la aparición de golpes de calor y síncopes .Indicar también que los jóvenes se suelen aclimatar con mayor facilidad debido a que su organismo no sufre todavía los desgastes propios del paso del tiempo y su salud suele ser mayor. Un operario en buenas condiciones físicas se aclimata mejor en gran parte a su mayor capacidad cardiovascular, que junto con otros factores (ritmo cardiaco, incremento de VO2 máx., denominado volumen máximo de oxígeno, etc.) le dan un amplio margen de seguridad. EL SEXO Y LA ETNIA En principio, dado que la capacidad de sudoración es semejante entre hombres y mujeres aclimatados/as (ligeramente inferior en mujeres), la diferencia de sexo no representa una causa limitadora de exposición. No obstante, en el caso de la mujer, la aclimatación se patenta con mayor dificultad como consecuencia de algunas diferencias fisiológicas, pues su capacidad cardiovascular es menor que la del hombre, así como su capacidad aeróbica. Generalmente, las mujeres soportan el calor peor que los hombres, y máxime cuando están embarazadas. Su temperatura de la piel, su metabolismo y su capacidad evaporativa son ligeramente inferiores a la de los hombres. En cuanto a las diferentes etnias, decir que frente al calor son muy sutiles y no se ha comprobado que el color de la piel tenga efectos relevantes en la absorción de las radiaciones infrarrojas. Las diferencias se deben más a problemas de aclimatación. LA VESTIMENTA La ropa altera los intercambios de calor entre la persona y el ambiente, modificando la interrelación entre el organismo y el medio, al formar una frontera de transición entre ambos que amortigua o incrementa ara cada situación los efectos sobre el individuo expuesto. Estos intercambios básicamente dependen del espesor y del material de los tejidos (Ver figura 12). Pese a que es complejo, estimar la influencia de la ropa; la perdida de calor por evaporación merma de forma muy acusada, así como la evacuación por convección y radiación, que también se ve disminuida, si bien está sujeta en mayor
grado a la composición de la ropa y de su espesor, así como de su ajuste al cuerpo. Al contrario, la ropa igualmente puede obstaculizar o apantallar el aporte de calor al organismo mediante estos dos últimos mecanismos. En base a estos principios, contamos con Página | 20 prendas especiales de gran cantidad de aislamiento térmico, así como recubiertas de materiales metálicos (aluminio, cobre, acero, etc.) que favorecen la reflexión de la radiación. Es el caso de los trajes de bomberos o fundidores. Figura 12. Ropa de diversos materiales y confecciones. De esta forma, indicar que cuanto más ropa lleve una persona, mayor será su aislamiento térmico excepto en las situaciones donde la radiación térmica es muy alta, donde la ropa merma la capacidad de expulsar el calor corporal, por lo que es un factor que agrava las condiciones térmicas de trabajo, al obstaculizar la evaporación del sudor. Un claro ejemplo lo tenemos en ambientes donde existe calor seco (desiertos) donde la ropa presenta no solo un apantallamiento frente a la radiación calórica sino que es una necesidad perentoria para evitar la deshidratación del cuerpo ante una excesiva sudoración (el aire seco ávido de agua, absorbe el sudor de forma muy prolija y rauda). Por el contrario en ambientes de calor húmedo (tropicales) donde el aire tiene una carga de humedad muy significativa nos encontraremos con problemas en la evaporación y la ropa frena aún más este fenómeno, por lo que se precisa una vestimenta ligera (o inexistente). En cuanto al frio, la ropa forma un colchón de aire caliente (calentado por el cuerpo) entre el aire frío y la piel, acotando la velocidad de aire frío sobre la epidermis. A su vez, indicar que los operarios con enfermedades respiratorias, cardiovasculares, diabetes, enfermedades de la piel, enfermedades de las glándulas sudoríparas, enfermedades gastrointestinales, insuficiencia renal, epilepsia y enfermedades mentales son más vulnerables frente al estrés térmico por calor, por lo que no deberían trabajar en condiciones de calor extremo. Por último, la toma de ciertos medicamentos, tanto bajo receta médica como sin ser rescritos por éste, incrementa los riesgos, por lo que es fundamental preguntar al médico. De hecho, ciertos medicamentos (tranquilizantes, antihistamínicos, antidepresivos, etc.)Actúan modificando la termorregulación natural del cuerpo, otros como los diuréticos pueden facilitar la deshidratación.
1.6. PRODUCCIÓN METABÓLICA DE CALOR Las unidades clásicas de medida de energía térmica ya sean calorías y/o kilocalorías, no están incluidas en el sistema internacional de unidades de uso legal en España, siendo la unidad oficial de energía o calor el “joule” (J) equivalente a 0,239
calorías. Respecto al flujo térmico se medirá en watts (W) o kilowatts (kW), equivalente a 861 kcal/h. En los estudios de higiene industrial (también en fisiología) se maneja el flujo térmico por unidad de superficie corporal, que se medirá en W/m 2, o kW/m2. Ciertos estudios manejan la unidad “met” que se deduce al contemplar el flujo térmico
equivalente a la generación media de calor de una persona en reposo (104 W o 90 kcal/h), a través de la superficie corporal media (1,8 m 2), y que equivale a un flujo térmico de 58 W/m2 (o 50 kcal h-1 m-2). El consumo metabólico o tasa metabólica es la energía que el organismo necesita para realizar el trabajo. Está energía la obtiene de la oxidación de las sustancias alimenticias que ingiere. Por tanto, se dice que es la medida de conversión de la energía química de los alimentos en energía mecánica (o trabajo útil), necesaria para el funcionamiento de los órganos del cuerpo y el trabajo muscular, y en energía térmica.
Ya hemos visto, que la actividad física del cuerpo humano produce, como subproducto, calor que se acumula en el propio cuerpo. Se puede considerar al organismo, como cualquier otra máquina térmica, que solo convierte en trabajo útil una pequeña parte de la energía que utiliza (entre el 0 y 25%), determinando un rendimiento energético global muy pequeño, disipando el resto en forma de calor (entre 75 y 100 %). La fuente de energía, en este caso, la constituyen las diversas sustancias químicas que el cuerpo obtiene de los alimentos y que almacena a modo de “reservas energéticas” (hidratos de carbono,
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Figura 3.Reresentación gráfica del índice WBGT respecto al calor metabólico
lípidos, proteínas, etc.) Alrededor del 50 % de la energía de los alimentos ya desde el comienzo del proceso se transforma en calor y el otro 50 % en tritosfato de adenosina (ATP). De tal manera, que el organismo genera la energía necesaria mediante procesos de oxidación para mantener sus funciones vitales y realizar trabajos: mecánico (movimiento de las partes del cuerpo o bombeo del corazón), osmótico (producción de orina con presión osmótica superior a la de la sangre), eléctrico (potenciales eléctricos en partes del cuerpo), químico (síntesis de glucógeno a partir de la glucosa), biológico (mantenimiento de la estructura vida de las células y tejidos). Por tanto, en el organismo aún en reposo, se genera calor dada la degradación de la energía necesaria para mantener las funciones vegetativas (respiración, circulación, etc.), denominándolo metabolismo basal. A su vez, el cuerpo al moverse y realizar una labor presenta una producción metabólica extra que se presenta finalmente en forma de calor , después que las proteínas contráctiles (componentes principales del tejido muscular) obtienen energía para realizar su función. Con el trabajo corporal, el gasto energético total se incrementa de forma apreciable. La producción de calor en el trabajo es la suma del metabolismo basal y del metabolismo o la carga térmica del trabajo, y se denomina “Carga Térmica Total o Producción Metabólica de Calor”. Mediante esta carga metabólica total podremos concretar una temperatura
máxima de exposición que se compara con un índice, como el que refleja la figura 13. En base a todo ello, existen dos tipos de metabolismo: METABOLISMO BASAL, calor generado por el cuerpo humano en su interior, por procesos energéticos celulares y de su actividad , para mantener su organismo vivo, cuando está en reposo , y el cual depende de la edad ,peso , estatura, sexo, pudiendo ser modificado por trastornos patológicos individuales (generalmente entre 65 y 80 watts de calor ). En general para el hombre se estima en ≅ 44 W/m2 y para la mujer ≅ W/m2. METABOLISMO DE TRABAJO .Calor generado por el cuerpo cuando está sometido a esfuerzos musculares, y que dependerá del tipo de tarea. METABOLISMO TOTAL = METABOLISMO BASAL + METABOLISMO DE TRABAJO Normalmente el Mbasal suele estimarse entre valores de 1-1,2 Kcal/min y el M trabajo ponderado para una jornada de trabajo rara vez supera las 350 Kcal/hora. Incluso Du Bois y Du Bois proponen un cálculo basado en conocer estimativamente la superficie cutánea, de forma que: S = P 0.425 x T0, 725 x 71,84, siendo “S” la superficie cutánea en cm2, “P” el peso en kg y “T” la talla en cm.
Otros desarrollan unas tablas como las que vemos a continuación del consumo metabólico por unidad de superficie en función de sexo y la edad:
Metabolismo Basal según Boothby-Berkson-Dunn Hombres Mujeres EDAD en años
Kcal/m2/h
EDAD en años
Kcal/m2/h
18-19
43,25 a 42,32
17-18
37,82 a 36,74
19-20
42,32 a 41,43
18-19
36,74
20-23
41,43 a 40,82
20-24
36,18
24-39
40,24 a 38,68
25-44
35,7
40-49
38 a 37,37
45-49
34,94
50-54
36,73
50-54
33,96
55-59
36,1
55-59
33,18
60-64
35,48
60-64
32,61
La máxima capacidad del organismo para eliminar calor, por evaporación del sudor en las condiciones más favorables, es de unas 600 Kcal/hora, es decir, evaporar un litro de sudor por hora. Otros índices fisiológicos límites de esfuerzo en ambientes calurosos pueden ser: el volumen de oxígeno quemado en el aire respirado, la presión sanguínea (n° máximo pulsaciones /min = 165) o la recuperación del latido normal del corazón, en un minuto una vez cesado el ejercicio, y por último la temperatura rectal (límite aceptable 38°C).
1.7 ESTIMACIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO La estimación del consumo energético a través de tablas es la forma más sencilla de obtener esta información y puede ser de gran ayuda y practicidad cuando se maneja con rigor. Existen distintos tipos de tablas que permiten estimar el metabolismo por el tipo de actividad, profesión, componentes de la actividad, tareas, etc. Por otro lado, dado que el rendimiento mecánico del cuerpo humano es escaso, o bien la energía consumida no se emplea apenas en realizar útil, el resto se manifiesta en calor. Salvo en algunos casos como subir escaleras que se logran rendimientos del orden del 20%, en el resto de las actividades cotidianas o laborales, el rendimiento es casi irrelevante, llegando a ser nulo, como sucede con el trabajo estático. En general, cuando más intensa sea la actividad física del individuo, mayor será también la cantidad de calor, que en principio, deberá disiparse para que el equilibrio térmico pueda conservarse a la larga. El calor se expresa en kilocalorías (kcal); siendo una kilocaloría la cantidad de calor necesaria para elevar un grado centígrado la temperatura de un kilogramo de agua. En las actividades laborales cotidianas que conlleve trabajar de pie y con una actividad física moderada (una cadena de montaje, por ejemplo) la cantidad de calor aportada al organismo debido a la actividad física o carga térmica metabólica es del orden de 200 kcal/h. En individuos con reposo absoluto la mera actividad biológica produce entorno a 60kcal/hora. A su vez, en las actividades laborales corrientes, las cargas térmicas metabólicas suelen estar por debajo de 330 kcal/h y puntualmente pueden superarse al realizar un esfuerzo importante o en el caso de las actividades deportivas (ver figura 14). No obstante, existen diversos métodos que se diferencian por la exactitud y el grado de dificultad para su aplicación, pudiendo cometer errores superiores a un 15% según metodología aplicada:
Página | 22
Método del consumo de oxígeno: de alta precisión, no suele aplicarse por interferir de forma muy marcada en el proceso de trabajo. Es imprescindible y necesaria una inspección del proceso de trabajo, incorporando el factor tiempo. Método de la frecuencia cardiaca: de precisión media, sobrestima el consumo metabólico, aunque dado que interfiere en el proceso de trabajo tiene escasa aplicación. No requiere inspección del Página | 23 proceso de trabajo, incorporando el factor tiempo. Método de tablas: de escasa precisión, aunque depende de la tabla manejada, suele tener una implantación alta y se aplicará cada tabla en base a la evaluación elegida para desarrollar. De aplicarse con Figura 14. Actividad deportiva, con carga tablas sencillas no es preciso una térmica alta. inspección del proceso de trabajo, cuestión que cambia si son tablas de mayor precisión.
Como norma y en la medida de lo posible, siempre que no interfiera en el trabajo, es aconsejable utilizar el más exacto. A) ESTIMACIÓN DEL CONSUMO METABÓLICO MEDIANTE TABLAS Desde el punto de vista práctico es el método más utilizado en el ámbito laboral, pese a que conlleva errores que pueden ser importantes. Conviene saber que cuando se usan tablas, los resultados se ven influenciados por la experiencia y la pericia de las personas que realizan la estimación. La estimación del consumo metabólico mediante tablas implica aceptar unos valores estandarizados para diversos tipos de actividad, esfuerzo, movimiento, etc., y suponer, tanto que nuestra población motivo de estudio se ajusta a la que se sirvió de base para la confección de las tablas, como que las acciones generadoras de un gasto energético son en nuestro caso, idénticas que las expresadas en las mismas. Estos dos factores constituyen las desviaciones más significativas respecto a la realidad y ocasionan que los métodos basados en estimación de consumo metabólico mediante tablas ofrezcan menor precisión que los métodos basados en mediciones de parámetros fisiológicos, si bien como hemos comentado son más fáciles de aplicar. La norma UNE-EN-28996:1995 contiene diversas tablas que se manejan en la determinación del consumo o calor metabólico. Los valores que se muestran se han fijado para personas estándar y que desarrollan su trabajo en condiciones ambientales moderadas. Algunas de las tablas para calcular el consumo metabólico describen de una manera genérica la actividad para la que expresan sus valores, y mediante las cuales nos permiten calcular el calor metabólico generado en la situación de trabajo real por similitud entre las actividades. Estas tablas inducen a bastantes errores. No obstante, existen otras que disponen de descripciones al detalle del trabajo, u descomponen el consumo metabólico, para cada una de las tareas. En este caso, para estimar el calor metabólico de la situación real de trabajo tenemos que estimar el tiempo para cada una de las tareas que lo forman. Finalmente se aditivan los diversos consumos metabólicos indicados en las tablas para esas tareas. Métodos básicos:
1) Tablas para la estimación del consumo metabólico a partir de una clasificación del mismo basada en “casos o tipos de actividades” Nos indican valores aproximados, basados en informaciones imprecisas con riesgo de errores relevantes, pero en todo caso válidos para ser manejados en ciertos métodos de evaluación de los riesgos derivados del ambiente térmico, como puede ser el método para evaluar el riesgo por estrés térmico debido al calor mediante el índice Página | 24 WBGT. CLASES Valor para el Ejemplos cálculo del consumo metabólico medio (W/m2) W* 0
65
115
Descanso
100
180
Sentado cómodamente: a) trabajo manual ligero como escribir ,escribir a máquina ,coser ,contabilidad; b)trabajo con manos y brazos como operar en un banco pequeño de herramientas ,inspección, reunión o clasificación de materiales ligeros ; c) trabajos con brazos y piernas como conducir un vehículo en condiciones normales, operar con interruptores de pie o pedal.
Reposo 1 Consumo metabólico bajo
Estar de pie: taladrar (pequeñas partes), máquinas de moler (pequeñas partes); bobinado de bobinas o pequeñas herramientas, trabajo con herramientas de baja potencia, paseos ocasionales (velocidad hasta 3,5 km/h).
2
165
295
a) trabajo sostenido con manos y brazos como llenado y martilleado. B) trabajo con brazos y tronco; como operar con martillos neumáticos, enyesado, recolección de fruta; c) trabajo con brazos y piernas, como maniobras con vehículos; d)empujar o tirar carretas ligeras o carretillas ; e) Caminar a velocidad superior a 5km/h.
230
415
a) Trabajo intenso de brazos y tronco; transporte de material pesado; manejo de pala ,serrar ,tallado de madera dura; siega a mano, excavado ,caminar a una velocidad de 5,5 km/h a 7km/h.
Consumo metabólico moderado 3 Consumo metabólico alto 4 Consumo metabólico muy alto
b) empujar o tirar carretas o carretillas cargadas con cargas muy pesadas, vaciar moldes de gravilla; tendido de bloque de hormigón.
290
520
Actividad muy intensa realizada con un ritmo forzado; trabajo con un hacha ;manejo de palao cavado intenso; subir escaleras, rampas, escalar; caminar rápidamente con pequeños pesos, correr, caminar a velocidad superior a 7 km/h.
*Nota: (W/m2) equivalente a (W) para personas estándar de superficie corporal de 1,8 m 2. 2) Tablas para la estimación del consumo metabólico mediante valores propuestos para “profesiones o tipos de trabajos” Método de aproximación a la evaluación del riesgo con poca precisión, basado en la información sobre el equipamiento técnico y la organización. Los valores que expresan incorporan el tiempo de trabajo y los tiempos muertos, excepto los de larga duración, como puede ser la comida. Tenemos que tener presente que puede haber diferencias muy significativas entre las condiciones de trabajo reales y aquellas en las que se fundamenta
la tabla, como consecuencia del uso de tecnologías diversas, divergente organización de trabajo, etc. Ocupación Ocupación Consumo Consumo 2 metabólico (W/ m ) metabólico (W/ m 2) Profesión gráfica
Agricultura
Delineante
70 a 95
Jardinero
Encuadernador
75 a 100
Conductor tractores
Artesano
115 a 190 de 85 a 110
Industria minera
Albañil
110 a 160
Picador
140 a 240
Carpintero
110 a 175
Fogonero
115 a 175
Panadero
110 a 140
70 a 85
Relojero
55 a 70
Operador transporte
Vidriero
90 a 125
Pintor
100 a 130
Carnicero
105 a 140
Ocupación
Consumo metabólico (W/m 2)
Ocupación
Consumo metabólico (W/m 2)
Industria hierro y acero Operador alto horno Fundidor Operador eléctrico
Ind. Hierro y trabajo mental 170 a 220 140 a 240
horno
75 a 125
Tornero
75 a 125
125 a 145
Operador máquina 80 a 140 precisión
140 a 240
Mecánico precisión
Moldeador a mano
Tráfico
Conductor coche
Soldador
de 70 a 110
Diversas profesiones 70 a 90
Ayudante laboratorio
85 a 100
Profesor Conductor autobús
75 a 125
Conductor carretilla 80 a 125 eléctrica
Dependienta
85 a 100 100 a 120
Página | 25
de 80 a 125
Conductor tranvía Conductor grúa
Secretaria
70 85
65 a 145
3) Tablas para la estimación del consumo metabólico a través del consumo metabólico Página | 26 de cada “componente de la actividad o tarea” De todos los métodos propuestos por la norma UNE EN 28996, este es el más práctico y utilizado, ya que nos permite dar un valor muy aproximado al real, mediante un desarrollo práctico simple. Para implantarlas es preciso realizar una inspección del puesto de trabajo, observar y cronometrar los movimientos o esfuerzos fundamentales implícitos en las tareas, (se precisa analizar los tiempos). El consumo metabólico se obtiene sumando los correspondientes a cada componente de la actividad. Así debemos sumar: 1) El componente de la postura del cuerpo, M p 2) El componente del movimiento del cuerpo (hay que tener en cuenta la velocidad), MM.C. 3) El componente del tipo de trabajo (con las manos, con un brazo, con dos brazos o con el tronco), M T.t. 4) El consumo metabólico basal (consumo metabólico de una persona tumbada y descansando), M B. M= M p + M M.C. + M T.t + M b
Respecto al último sumando, el consume metabólico basal para el hombre estándar se ha estimado en 44 W/m 2 , siendo este consumo el de una persona tumbada, descansando baja unas determinadas condiciones ; se calcula en función del peso, altura, edad y sexo del individuo, aunque estos no signifiquen cambios importantes en los valores anteriormente fijados. En todo caso el consumo metabólico se debe circunscribir para un ciclo de trabajo determinado a partir de su gasto metabólico según actividad y duración de la misma, todo ello ponderado. TABLA I: Postura Postura del cuerpo Postura del cuerpo Consumo Consumo metabólico metabólico (W/m2)
(W/m2)
Sentado
10
De pie
25
De rodillas
20
Agachado
20
De pie inclinado
30
TABLA II: Tipo de trabajo Tipo de trabajo
Consumo Metabólico
Tipo de trabajo
(W/m2) Valor
Consumo metabólico(W/m ) Valor medio
Rango
Rango
Medio Trabajo con las manos
Ligero
15
<20
Medio
30
20 a 35
Pesado
40
>35
Trabajo con dos brazos
Ligero
65
<75
Medio
85
75 a 95
Pesado
105
>65
Trabajo con el tronco
Ligero
125
<155
Medio
190
155 a 230
Pesado
280
230 a 330
Muy Pesado
390
>330
Trabajo con un brazo
Ligero
35
<45
Medio
55
45 a 65
Pesado
75
>65
Página | 27
TABLA III: Movimiento del cuerpo Tipo de Trabajo Consumo metabólico 2 -1 (W/m )/ (m.s ) Velocidad del trabajo Subir relacionada con la altura Bajar Subir escalera sin peso
1725 480 1660
TABLA IV VALORACIÓN DE LA CARGA DE TRABAJO VALORES MEDIOS DE LA CARGA TÉRMICA METABÓLICA DURANTE LA REALIZACIÓN DE DISTINTAS ACTIVIDADES Kcal/minuto
A. Postura y movimientos corporales
Sentado De pie Andando Subida de una pendiente andando
0,3 0,6 2,0 – 3,0 Añadir 0,8 por metro de subida
B. Tipo de trabajo Trabajo manual Trabajo con un brazo Trabajo con dos brazos Trabajo con el cuerpo
C. Metabolismo Basal
Media Kcal/minuto Ligero
0,4
Pesado
0,9
Ligero
1,0
Pesado
1,7
Ligero
1,5
Pesado
2,5
Ligero
3,5
Moderado
5,0
Pesado
7,0
Muy pesado
9,0 1Kcal/min
Nota: el metabolismo de trabajo se determina como la suma de dos componentes , una correspondiente a la posición y movimiento general del cuerpo (A), y a otra función del tiempo de trabajo (B): ( A + B). Estas tablas , no deben aplicarse en aquellos casos donde el trabajo tiene una secuencia intermitente que se basa en periodos de actividad muy cortos seguidos de descansos más prolongados más prolongados (un ritmo de trabajo de 2 minutos de actividad y 16 Página | 28 minutos trabajando). 4) Tablas del consumo metabólico de ciertas actividades típicas Para el uso de este método no es preciso realizar ningún estudio del puesto de trabajo. Los valores de esta tabla han sido propuestos como consecuencia de los datos obtenidos en mediciones de las actividades reseñadas, tiene poca precisión y se utilizan como primera estimación y clasificación de aquellas actividades que pueden suponer un mayor índice de riesgo, además no deben aplicarse en aquellos casos donde el trabajo tiene una secuencia intermitente. CALOR PRODUCIDO POR EL CUERPO REALIZANDO DIVERSAS TAREAS Actividad
CALOR(Kcal/h)
DORMIR
62
DESCANSAR DE PIE O SENTADO
85
SENTADO SIN HACER NADA
100
DESATORNILLAR
155
TRABAJO DE OFICINA SENTADO
125
SENTADO Y CONDUCIENDO O TOCANDO EL 150 PIANO DE PIE, TRABAJO LIGERO DE BANCO SIN 175 ANDAR LIMAR HIERRO A 42 golpes de lima/minuto
155
A 60 golpes de lima/minuto
294
TRABAJAR EN CARPINTERIA Serrado manual
340
Serrado a máquina
155
Cepillado manual
465
TRABAJAR EN MÁQUINA HERRAMIENTA Trabajo ligero (ajustar, montar)
155
Trabajo moderado (montar)
140
Trabajo pesado
210
Caminar de 2 a 5 km/h Caminar cuesta abajo a 5 km/h, sin carga
170
Inclinación 5°
135
Inclinación 15°
216
Inclinación 25°
280
Caminar cuesta arriba (camino liso y suelo firme), sin carga Inclinación 5°, a 4 km/h. Inclinación 15°; a 3 km/h. Inclinación 25°; a 3 km/h.
Página | 29
278 325 465
Caminar con carga a la espalda a 4 km/h Carga de 10 kg.
195
Carga de 30 kg.
290
Carga de 50 kg.
440
COCINAR (DE PIE)
210
PONER LADRILLOS
260
LIMAR a 60 golpes/minuto
270
CAVAR UNA ZANJA
290
LAVAR EL COCHE
300
HACER LA CAMA
360
Subir escalera de 70° de inclinación a velocidad 11,2 m/min. Sin carga Con carga de 20 kg BAILAR UN VALS
450 560 460
Nota: para una persona estándar (superficie = 1,8 m 2):
Nota: (W= J/s)
Tabla de Niveles Metabólicos – en unidades Met y/o W/m 2 Met Niveles Metabólicos (M) de las siguientes W/m2 Tareas o Actividades: Acostado
46
0,8
Sentado o relajado
58
1,0
Trabajo de relojero
65
1,1
De pié, relajado
70
1,2
Actividad sedentaria: oficina, vivienda, 70 escuela
1,2
Conduciendo un automóvil
80
1,4
Profesión gráfica, encuadernador
85
1,5
De pié, actividad ligera: comprando, 93 industria ligera
1,6
Profesor
1,6
95 lavarse, 100
1,7
Caminando horizontal 2 Km/h
110
1,9
De pié, actividad media : vendedor, trabajo doméstico
116
2,0
Construcción, colocando bloques de 15 Kg
125
2,2
De pié, lavando platos
145
2,5
Trabajo doméstico rastrillando hojas sobre 170 el césped
2,9
Trabajo doméstico: lavando a mano y planchando. (120- 220 W/ m 2)
170
2,9
Construcción: hormigonando vibrador neumático
175
3,0
Construcción: encofrando
180
3,1
Caminando al horizonte a 5 Km/h
200
3,4
Forestal: cortando monte con una sierra mecánica
205
3,5
Agricultura: arando con un tiro de animales
235
4,0
Construcción: cargando una carretilla con 275 piedras
4,7
Deporte: patinando sobre hielo a 18 Km/h
360
6,2
Agricultura: cavando con una pala (24
380
6,5
Trabajo doméstico: vestirse
afeitarse,
con
un
Página | 30
golpes/minuto) Deporte: esquiando en horizontal a 9 Km/h
405
7,0
Forestal: trabajando con un hacha de 2 Kg (33 golpes / minuto)
500
8,6
Deporte: corriendo a 15 Km/h
550
9,5
Página | 31
Nota: 1 Met ≅ 58.2 W/m2 Por ultimo indicar que también existen otros métodos de valoración de la carga física, DENOMINADOS FISIOLÓGICOS, entre los que se puede destacar: Evaluación de la carga física mediante el consumo de oxígeno. Evaluación de la carga física mediante la frecuencia cardiaca.
Evaluación de la carga física mediante el control de alimentos.
Figura 15. Medición de consumo de oxígeno con el OXYLOG que expresa minuto a minuto los litros de oxígeno consumido.
Tradicionalmente la medida del gasto energético se efectuó mediante el cálculo medida del consumo de oxígeno durante su actividad laboral (ver figura 15), dada la linealidad obtenida entre el volumen de aire respirado y el consumo metabólico (1 litro de O 2 ≅ a 4,85 Kcal), siempre a través de uso de equipos portátiles como los espirómetros o por medio de la estimación según los registros de frecuencia cardiaca (pues con el esfuerzo físico se incrementa la frecuencia cardiaca) patentados en el lugar de trabajo con cierta fiabilidad (precisión del ± 5 %), manejando los “Holter” o con cardiofrecuencímetros y con criterios como los de “Chamoux” y/o “Frimat”, donde en
general, el aumento de la frecuencia cardiaca durante la actividad frente a la de reposo no debe rebasar los 40 latidos/minuto y donde nunca durante el trabajo se rebasara la frecuencia cardiaca en 130/135 ciclos/min (la OMS habla de 160 pulsos/min como límite puntual y de 110 pulsos/min como límite de la jornada laboral). Ver en la tabla la tasa de recuperación según frecuencia cardiaca: “Tasa de recuperación de la frecuencia cardiaca” Recuperación de la frecuencia cardiaca
Pulsaciones medidas después de 2,5 min
Pulsaciones medidas después de 30 segundos
Recuperación satisfactoria
<90
-
Elevada recuperación (puede plantear estudio posterior)
90
10
Sin recuperación (Alto riesgo)
90
<10
El uso del segundo método en la valoración del primero obliga a una determinación personalizada frente al consumo de oxígeno medido directamente a lo largo del trabajo tipo efectuado en un laboratorio de fisiología (inconveniente práctico). Por otro lado los registros de frecuencia cardiaca tienen que utilizarse con múltiples Figura 16. Unidad telemétrica para medir recuencia cardiaca. La señal se transmite en frecuencia modulada y se puede contar con un equipo estéreo personal
acotaciones, pues factores como la forma física, temperatura ambiental, tamaño de masa muscular activa o incluso los factores psicológicos pueden afectar sensiblemente. De esta forma las determinaciones de la frecuencia cardiaca pueden sobredimensionar el consumo de oxígeno y estos infravalorar la respuesta fisiológica (frecuencias respiratoria y cardiaca, tensión arterial, etc.), al plasmar únicamente los requisitos energéticos o físicos. Ver figura 16. Un criterio muy utilizado es la carga de trabajo relativa que se establece como el Página | 32 tanto por ciento de consumo de oxigeno del operario, medido a lo largo de su trabajo, en base al consumo de oxigeno máximo medido en el laboratorio. De contar sólo con la frecuencia cardiaca (F c), se podría determinar aproximadamente la carga de trabajo relativa, por medio del cálculo de porcentaje de frecuencia cardiaca desplazada, a través de la fórmula de Karvonen. Limites % Fc =
x 100
El consumo de oxigeno máximo se calcula con un ergociclómetro o con una cinta sinfín, de eficiencia mecánica alta (20- 25%). Si la masa muscular activa es pequeña o elevada la variable estática, el consumo de oxígeno máximo y la eficacia mecánica serán menores que cuando se trate de un ejercicio efectuado por grupos de músculos grandes. A su vez, y aunque no sea fácil, si se trata de determinar el consumo de oxígeno en su máximo valor, debemos de considerar una tarea tan real como se pueda. Para “Astrand” la carga de trabajo relativa nunca debe rebasar el 50% (tanto en
hombres como en mujeres) en una jornada laboral tipo de 8 horas, indicando que al 50 % de la carga de trabajo merma el peso corporal, la frecuencia cardiaca no logra un estado de uniformidad y la incomodidad subjetiva crece a lo largo del día. Diversos autores hablan de un 30 a 35% como valor recomendado para toda la jornada de trabajo. El gasto energético total incluyendo el metabolismo basal (GE total) se determina mediante la fórmula: [GEtotal = VO2 x vcO2 ] en kJ/min, Donde VO2 es el volumen de oxigeno que se ha consumido en l/min y vcO 2 el valor calórico del O2 en kJ/l.De tal forma que si un hombre ha gastado 5 l de oxigeno por minuto durante una actividad que presenta un valor calórico vcO 2 de 21 kJ/l , su gasto energético total es de 101 kJ/min y el de la actividad es de 96,6 kJ/min [101 kJ/min menos el metabolismo basal (4,4 en kJ/min)] o lo que es igual a 1385,2 W. Igualmente el valor calórico o equivalente energético del oxígeno puede calcularse a través del cociente respiratorio (CR) o relación entre dióxido de carbono generado por la combustión de los alimentos durante el trabajo y el oxígeno consumido en el lo. [GEtotal= (0,23 x CR +0,77)5,88] en Wh/l. Donde CR = (CO 2producido/O 2consumido) ambos en litros en condiciones normalizadas (0°C y 760 mmHg). VO2=(20,9-[O2])VP STPD/100, Donde 20,9 es el % de oxígeno en aire fresco y VP STPD la ventilación pulmonar o volumen de aire expirado en condiciones normalizadas: 0°C y 760 mmHg (en litros de aire por minuto) medido por un gasómetro al hacerle pasar el total de aire expirado contenido en una bolsa. La determinación por ejemplo de consumo de oxigeno puede efectuarse por medio del uso de la bolsa o saco de Douglas para la recolección del aire espirado. A destacar el tubo de salida del saco desde donde se extrae una muestra después de recolectado el aire para medir el porcentaje de oxígeno y el volumen (Ver figura 17). Por último, indicar que el método del control de alimentos, se basa en anotar los alimentos que consume un operario en un tiempo relativamente largo, conociendo el valor especifico de estos y así saber
Figura 17. Determinación del consumo de oxigeno mediante el uso de la bolsa de Douglas (recogida del aire espirado)
cuántas calorías se almacenan en su cuerpo y cuantas se han invertido en sus actividades. Este método obliga a una cuantificación muy estricta de todas las actividades (laborales y extralaborales), que ejecuta el trabajador en unos días, de los alimentos que consume y su peso. Se trata por tanto de un método lento, laborioso y tedioso que además por complejo se suele descartar. Página | 33 B) CÁLCULO DEL CONSUMO METABÓLICO DE UN CICLO DE TRABAJO Cuando el trabajo se compone de un ciclo con diversas actividades es preciso desarrollar un estudio de tiempos para calcular el consumo metabólico medio. En este caso es preciso desarrollar un análisis pormenorizado del trabajo, realizar una descripción detallada del mismo, clasificar cada actividad y considerar factores como el tiempo de cada actividad las distancias recorridas, los pesos manipulados, las alturas subidas o bajadas , etc., de tal forma que:
dónde: M = Consumo metabólico medio del ciclo de trabajo (W/m2) o (Kcal/min). T = Duración del ciclo de trabajo (s) o (min). = Consumo metabólico medio de cada actividad (W/m 2) o (Kcal/min). t = Duración de cada actividad (s) o (min). Por tanto, el consumo metabólico medio de un ciclo de trabajo es la medida ponderada en el tiempo de cada actividad, y se determina en base al consumo metabólico de cada actividad y de su duración respectiva.
1.8. METABOLISMO DE TRABAJO Scherrer y Grandjea admiten como límite, en relación con el consumo de energía para una actividad física profesional repetida durante varios años, que el metabolismo de trabajo no debería de pasar los 2000-2500 Kcal/día. Teniendo en cuenta que los valores calculados se expresan para valores medios, calculados para grandes periodos en tiempo (prácticamente toda la vida laboral en un hombre adulto medio y sano) y admitiendo que se puedan alcanzar valores más altos en determinados momentos, podemos clasificar las actividades según su nivel de exigencia según la tabla. NIVEL DE ACTIVIDAD
METABOLISMO DE TRABAJO Kcal/jornada
Trabajo ligero
<1600
(Trabajo de oficina, control de máquinas de pie o sentado, etc.) Trabajo medio
1600-2000
(caminar con peso moderado, empujando o sosteniendo) Trabajo pesado (Trabajo con pico y pala)
>2000
En general, para un HOMBRE, medio, el consumo del trabajo profesional no debe superar las 2000 Kcal/jornada, considerando para una actividad media profesional 1600 Kcal/jornada. Y esto para una MUJER, el consumo de trabajo profesional no debe superar las 1600 Kcal/jornada, considerando para una actividad media profesional 1000Kcal/jornada. Página | 34
1.9. VALORACION DEL CONSUMO ENERGÉTICO Una forma de valorar el consumo energético es utilizar tablas donde puedo valorar la carga estática de trabajo para diferentes posturas, así como su carga dinámica a razón de sus desplazamientos, esfuerzo muscular y manejo de cargas: Carga estática Carga dinámica
CARGA ESTÁTICA Posturas que no incluyen ni metabolismo de base ni de reposo. POSTURA (1) (2) (3) Duración postura por hora (en min)
N° de horas trabajo/día
Consumo Kcal por minuto
(4) (1x2x3) Consumo Kcal/día
SENTADO
Normal Curvado Brazos por encima de los hombros
0,06
Normal Brazos por encima de hombros Curvado Fuertemente curvado
0,16
+0,09 +0,10
De pie
+0,14
+0,21 +0,40 ARRODILLADO
Normal Curvado Brazos por encima de hombros
0,27 +0,04 +0,09
TUMBADO
Brazos elevados
0,06
EN CUCLILLAS
0,26
Normal Brazos por encima de hombros
+0,01 TOTAL CARGA ESTÁTICA____________________
CARGA DINÁMICA a) Desplazamientos (1)
(2)
(3)
(4)
N°
N° horas día
Consumo Kcal/metro
(1x2x3)
metros /hora VERTICALES
Total
Consumo kcal/día
0,048 0,73 (SUBIR)
HORIZONTALES
0,20 (BAJAR)
CARGA DINÁMICA b) Esfuerzos musculares (1) Musculo Intensidad empleado del esfuerzo Duración del esfuerzo en min/día
(2)
(3)
(4)
N° horas trabajo (día)
Consumo Kcal por minuto
(1x2x3) Consumo Kcal/día
MANOS
1 BRAZO
2 BRAZOS
1 PIERNA
Ligero
0,5
Medio
0,8
Pesado
1,0
Ligero
0,9
Medio
1,4
Pesado
2,0
Ligero
1,7
Medio
2,2
Pesado
2,8
Ligero
0,7
Medio
1,1
Pesado
1,5
Página | 35
CUERPO
Ligero
3,2
Medio
5,0
Pesado
7,2 TOTAL
Página | 36
CARGA DINÁMICA c) Manejo de cargas A)transporte de cargas 1 Peso carga Kg
2 N° Transportes hora
3 N° metros cargados cada recorrido
4 Consumo Kcal/hora TABLA Spitzer
5 Consumo Kcal/hora 1x2x3
B)elevación cargas 6 Consumo Kcal/día
7 altura elevación
8 Consumo Kcal/m TABLA spitzer
9 Consumo Kcal/h 2x7x8
10 Consumo Kcal/día
TOTAL (A+B)
Se utiliza la fórmula propuesta por Spitzer y Hettinger, modificada por F.Guelaud. E= n [L (K llevar de ida + K llevar de vuelta) + H 1 (K levantar + K bajar) + H 2 (K subir + K descender)] Siendo: E= consumo de energía en Kcal/hora. n= N° de veces que se realiza una operación. L= Longitud del recorrido. H1= altura total en metros del levantamiento o bajada. H2= desnivel vertical en metros a subir o descender por recorrido. TABLA Cuadro de consumo según la importancia de la carga desplazada en Kcal/metro ideado por Spitzer y Hettiner. 18.1.10 ANÁLISIS DEL BALANCE O EQUILIBRIO TÉRMICO
Cuando la cantidad de calor que se genera en el cuerpo por el metabolismo es igual a la que el cuerpo intercambiar con el medio ambiente, se dice que está en situación de equilibrio térmico, es decir y como muestra la figura 18, cuando la temperatura interna del cuerpo permanece constante, las ganancias y pérdidas de calor en el organismo deben equipararse. Cuando la cantidad de calor generada es mayor que la que intercambia con el medio ambiente, se origina un incremento de la temperatura corporal, por el contrario, cuando la cantidad de calor generada es menor que la cedida al medio ambiente, se origina una disminución de la temperatura corporal. Un caso y otro pueden traer consigo
graves consecuencias para la salud del individuo. Se puede establecer una ecuación de balance en la que se tengan en cuenta todas las variables (véase figura 19) que influyen en el mantenimiento o pérdida de este equilibrio, que puede expresarse: ACUMULACIÓN=PRODUCCIÓN-PÉRDIDA A = M - ( R + C + E) Página | 37 Que de considerar la conducción: A = M – (K + R + C + E) Donde A es la acumulación de calor, M el calor producido por el metabolismo, R representa la energía de radiación, C el calor de convección, E el calor de evaporación perdido por el sudor, y K el calor por conducción (Ver figura 20). En situación de equilibrio la acumulación de calor será nula. La cantidad de calor generada por el metabolismo M, viene determinada esencialmente por la actividad que realiza el individuo, por el tipo de trabajo y el movimiento general del cuerpo; ya hemos comentado que existen tablas de valores para cuantificar el metabolismo del trabajo en función del tipo que se trate. Si deseamos determinar el consumo metabólico total de energía, habrá que aditivar el valor precedente el término correspondiente al metabolismo basal, imprescindible para mantener las funciones vegetativas y que se puede determinar fácilmente por correlaciones experimentales, ya tabuladas. Figura 19. Balance térmico
Ya que los mecanismos de termorregulación del organismo tienen por objeto primordial el mantenimiento de una temperatura interna constante, es claro que ha de existir un equilibrio entre la cantidad de calor producido en el cuerpo y su trasmisión al medio ambiente. La ecuación que integra mediante todos los factores presentes tal estado de equilibrio y mostrados en la figura 21, se denomina balance térmico y se expresa como: M - Ed - Es -Er – L = K = R + C Siendo M = Producción metabólica de calor. Ed = Pérdida de calor por difusión de calor de agua a través de la piel. Es = Pérdida de calor por evaporación del sudor desde la superficie de la piel. Er = Pérdida de calor latente en la respiración. L = Pérdida de calor sensible en la respiración. K = Calor transmitido desde la superficie de la piel hasta la superficie exterior del vestido.
R = Calor perdido por radiación desde la superficie exterior del vestido. C = Calor perdido por convección desde la superficie exterior del vestido.
Por tanto, de una forma resumida podemos indicar que los intercambios de calor entre el individuo y el medio ambiente Página | 38 se pueden desglosar en calor por radiación, convección y evaporación, los cuales están influenciados por variables como la temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad del aire, humedad del ambiente y ropa de trabajo (ver figura 22). Dado que la evaporación es el único mecanismo termorregulador que garantiza la disipación del calor sobrante, ésta tiene una importancia máxima. En aquellos Figura 21. Factores presentes en casos donde la humedad relativa del ambiente es un balance. desmesurada, la evaporación del sudor se lleva a cabo con trabas, pudiendo incluso ser inviable. A través de convección y radiación igualmente se expulsará calor, siempre y cuando la temperatura del cuerpo rebase a la del ambiente. Si sucede lo contrario, estos mecanismos aportarán más calor al organismo y la situación será más difícil de soportar. La circunstancia de que la evaporación sea el único mecanismo que asegure la eliminación de calor es la génesis de varios métodos basados en la velocidad de sudoración o la cantidad de sudor requerida para efectuar diversas tareas. Estos métodos parten de la premisa de que el calor expulsado se desaloja exclusivamente mediante evaporación, por el contrario el resto de procedimientos, convección y radiación, evidencian un aporte. Añadir que en condiciones normales, un trabajador aclimatado, genera de 1 a 1,5 l/h de sudor, y que esta cantidad puede verse incrementada excepcionalmente hasta 5 l/h, según el esfuerzo que efectúa y las condiciones térmicas ambientales Figura 22. Intercambio de calor que le rodean. del individuo con el medio. La respuesta fisiológica global resultante del estrés térmico se puede denominar “Tensión térmica”, todos los ajustes fisiológicos están
encaminados a disipar el exceso de calor en el cuerpo, siendo la aclimatación la mejor adaptación gradual para soportar el estrés, si la tensión térmica es excesiva tenemos que suspender la exposición siempre que concurran las siguientes situaciones: Si la temperatura corporal rebasa los 38,5 °C en personas seleccionadas medicamente y aclimatadas, o de 38 °C de no serlas. Que perdure a lo largo de varios minutos un pulso cardiaco superior a 180 pulsaciones/minuto, menos la edad en años (180- edad), siempre que no haya problemas cardiacos. Cuando la recuperación del pulso cardiaco en 60 s después de un esfuerzo importante sea mayor de 110 pulsaciones/minuto. Si se evidencian síntomas de fatiga pujante y súbita, mareos, náuseas, vértigos, etc.
No obstante, si la sudoración perdura de forma abundante a lo largo de horas, se pierde peso en más de 1,5% en una jornada de trabajo o se excreta menos de 50mmoles de Na en un día, la situación es de máximo riesgo. Ponderación de metabolismos Cuando el trabajo a realizar por una misma persona, en un determinado periodo y tiempo, varía de características ampliamente, el valor del metabolismo de trabajo también varía apreciablemente y entonces;
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1.10. DETERMINACIÓN DEL RIESGO DE ESTRÉS TÉRMICO De la consideración de los posibles efectos agudos y crónicos de la exposición al calor emerge la necesidad de establecer criterios que la acoten. Para dichos criterios no es suficiente registrar la simple medida de la temperatura seca del aire, puesto que también deben considerarse otros factores como la humedad, velocidad del aire, esfuerzo f ísico del trabajador, temperatura de los focos de calor, superficies próximas, etc., pues todas ellas tienen su repercusión y además muy relevante sobre la carga térmica que el trabajador recibe, sobre los mecanismos de termorregulación y sobre los posibles efectos para su salud. Por ello, nos vemos obligados a combinar todos estos factores que influyen en el intercambio térmico del trabajador en su entorno, para obtener a través de un método sencillo, un valor que suponga una cuantificación lo suficientemente aproximada de los posibles efectos climáticos que justifican la exposición. Como hemos dicho, la evaluación del estrés térmico se ejecuta midiendo los factores climáticos y físicos del ambiente, y evaluando en consecuencia sus efectos sobre el organismo humano a través del uso del índice de estrés térmico idóneo. a) Métodos fisiológicos Se dispone de métodos de medida fisiológicos, versados en el estudio de grandes colectivos de personas, como el método de la temperatura efectiva, que se fundamenta en el estudio de grupos de personas numerosos cuando son expuestas a diversas combinaciones de temperatura, humedad y movimiento de aire. No obstante, prácticamente solo se utiliza como criterio de evaluación del confort térmico, ya que no considera la carga metabólica, así como tampoco la posible influencia de la radiación térmica. Esta temperatura efectiva es determinada mediante diagramas psicrométricos (basados en la respuesta de dichos colectivos), en donde se encuentran los 3 parámetros. b) Métodos instrumentales Los métodos instrumentales tratan de establecer modelos físicos que justifiquen las reacciones del hombre cuando se le somete a diversas condiciones termohigrométricas, mediante la cuantificación de factores externos, como es el Figura 23. Microtherm IAQ de Casella España S.A. Unidad fija y extensible.
caso del índice WBGT (Welt Bulb Globe Temperature), propuesto por la ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists).
Un equipo que permite esta cuantificación es el ICS 500 de “Casella” o su sustituto el
Microtherm IAQ como el plasmado en la figura 23. c) Método de balance térmico Los métodos de balance térmico son los más modernos y precisos, pero bastante complicados en la práctica; tratan de obtener todas las variables que intervienen en el
balance térmico a través de la resolución de ecuaciones a veces complejas. Un ejemplo es el “índice de sudoración requerida” cuyo desarrollo está especificado en la norma ISO 7933. Como métodos complementarios que también vamos a tratar, incluiremos al Índice de tensión térmica (ITT o Heat Stress Index) o el Índice de la temperatura efectiva (ITE o Efective Temperature Index). Página | 40
1.11 CRITERIOS DE EVALUACIÓN DEL RIESGO DE ESTRÉS TÉRMICO En primer lugar analicemos las variables o factores ambientales, teniendo que distinguir según su grado de dependencia del ambiente, entre las denominadas magnitudes físicas básicas y las magnitudes físicas derivadas: MAGNITUDES FÍSICAS BÁSICAS: aquellas cuyo distintivo respecto a un aspecto del ambiente es individual e independiente, entre las que destacamos: Temperatura del aire o temperatura del aire seca (t a o tas): es la temperatura del aire que envuelve al trabajador. Se expresa en °C. También puede denominarse como temperatura seca (ts) o incluso temperatura de bulbo seca (tbs). Temperatura radiante media (t -r o t RM): es una magnitud referida al calor radiante de los objetos que están entorno al trabajador. Se utiliza para conocer el calor radiante que puede ser intercambiado entre el trabajador y los mencionados objetos. Se expresa en °C. Temperatura radiante plana (t rp): se maneja para conocer el calor radiante que puede ser intercambiado entre el trabajador y un pequeño elemento plano del ambiente. Se expresa en °C. Velocidad del aire (v a): se expresa en m/s. Humedad absoluta del aire: es a cantidad de vapor de agua que contiene el aire. Puede expresarse de varias maneras: Como presión parcial de vapor (P a). que se expresa en kilopascales (kPa). Como razón o proporción de humedad (W a) también llamada a veces razón o proporción de mezcla, esto es gramos de vapor de agua por kilogramo de aire seco, ( se expresa g agua/kg de aire seco) Como temperatura de punto de rocío (t pr), se expresa en °C.
MAGNITUDES FÍSICAS DERIVADAS: aquellas que se manejan para singularizar varios aspectos del ambiente a la vez y dependen de otras variables. A destacar: Temperatura de globo (t g): es la temperatura patentada en un sensor ubicado en el centro de un globo negro característico. Es función de la temperatura radiante media, la temperatura del aire, la velocidad del aire y el diámetro del globo negro del termómetro del globo. Se expresa en °C. Temperatura operativa (t o): esta temperatura utilizada muy ocasionalmente, tiene su génesis en la combinación de la temperatura del aire y la temperatura radiante media. Se establece como: “ la temperatura uniforme de un recinto negro imaginario en el que una persona ubicada en el mismo, intercambiaría la misma
cantidad de calor por radiación y convección que la que realmente intercambia en el ambiente no uniforme donde se encuentra ”. Se expresa en °C.
Temperatura húmeda (t h): también llamada temperatura húmeda psicométrica o temperatura húmeda termodinámica (t hp). Supeditada a la humedad del aire y su temperatura, se dice que la temperatura registrada por un termómetro cuyo bulbo está envuelto en una muselina humedecida con agua destilada, protegido de la Página | 41 radiación y sometido a una corriente de aire de 4 m/s a 5m/s (auspiciada por un ventilador o de forma manual al mover el equipo de medida). Esta temperatura no debe confundirse con la temperatura húmeda natural (t hn), que se obtiene con un termómetro de temperatura húmeda natural, termómetro cuyo bulbo está envuelto igualmente en una muselina humedecida con agua destilada, pero no está protegido contra la radiación ni sometido a ventilación forzada. Deben medirse por separado con su sensor característico para no cometer errores significativos si se manejaran como las mismas magnitudes. En ambos casos se expresan en °C Velocidad relativa del aire (v ar): es la resultante entre la velocidad del aire que incide sobre el trabajador y la velocidad que adquiere el aire alrededor del trabajador debido a la actividad física que desarrolla. Se expresa en m/s y su fórmula es: v ar=Va p VM. Donde la v a es la velocidad del aire, en m/s; v M=0.0052 (M-58) en m/s y M el consumo metabólico, en W/m 2. Este parámetro se define por su intensidad y dirección. Humedad relativa del aire (RH): Cociente entre la presión parcial de vapor de agua del aire a cierta temperatura (pa) y la presión parcial de vapor a saturación que tendría el aire a esa misma temperatura ( psa), todo ello multiplicado por 100 si se expresa en %. Por otro lado, de entre estos, los factores que determinan el ambiente térmico y como consecuencia los causantes del confort o disconfort del mismo son: a) Temperatura seca del aire o seca. b) Humedad del aire. Temperatura húmeda natural c) Velocidad del aire. d) Temperatura de globo. Precisando medir cada uno de ellos para evaluar el ambiente térmico. La disposición de los distintos instrumentos de medida que permiten determinar estos factores se muestra en la figura 24. En primer término existen por tanto, una serie de variables que deben conocerse previamente a la medida del estrés térmico que son las VARIABLES DEL MEDIO AMBIENTE. 1.-Temperatura del aire (t a) o seca (ts). Es la temperatura del aire medida con un termómetro, en grados centígrados o Kelvin (K=°C+273). La temperatura seca es la reflejada por un termómetro ordinario cuyo bulbo este apantallado de la radiación procedente del sol y de las superficies radiantes del entorno, pero alrededor del cual pueda circular libremente el aire. Dicho termómetro deber tener un rango de -5°C a 50°C y una precisión de lectura de ± 0,5°C. Además, el sensor debe tener las siguientes características: forma cilíndrica diámetro externo del bulbo del Figura 24. Disposición esquemática de los instrumentos de medida.
sensor de 6mm ± 1mm y longitud 30mm ± 5mm. En el mercado existen dispositivos sencillos que se permiten efectuar correctamente esta medición, dispositivos que por otra parte, pueden construirse con un poco de alambre y papel de aluminio, por ejemplo. Es importante tener en cuenta las precauciones descritas porque, de otro modo, el valor de la temperatura seca que se obtiene puede ser tanto más erróneo cuanto más intensa sea la radiación existente. Si bien en primera instancia el medir la temperatura del are con termómetro Página | 42 parece algo muy simple, para que el resultado sea fiable debemos considerar ciertas premisas:
Conviene exista un movimiento del aire en el entorno del bulbo superior a 1m/s, que de ser estanco mediante un ventilador podemos forzar dicho movimiento. La temperatura a determinar debe estar en los límites de medida del termómetro. El sensor debe estar protegido del calor radiante del entorno (de cuerpos calientes o fríos), puede servir una pantalla brillante. La lectura precisa de un tiempo de estabilización, debe evitar en todo momento la lectura directa. El tiempo dependerá del tamaño y tipo de termómetro.
Indicar que cuando la temperatura es inferior a 35°C, el aire tiene un efecto refrigerante sobre el cuerpo humano, por el contrario cuando la temperatura es superior a 35°C el aire aporta calor al cuerpo. Esa cantidad de calor va a depender de factores como el tipo de ropa que se utiliza y la superficie de contacto de la piel con el aire. A su vez, indicar que si la temperatura de la piel es más alta que la del aire, entonces el enfriamiento se producirá por convección. 2.- Humedad del aire. Relativamente a la cantidad de vapor de agua contenida en una masa de aire, siendo los parámetros más transcendentes la humedad absoluta y relativa así como la temperatura húmeda. Se mide con un psicómetro. Su medida no está normalizada y se manejan diversas magnitudes relacionadas con dicho contenido como medida de la humedad. Temperatura húmeda. Se dice que es la temperatura de equilibrio dinámico, adquirida por una superficie húmeda al ser expuesta al aire, de manera que el calor sensible trasmitido del gas al líquido sea igual al calor latente que la superficie cede para la evaporación del agua. Humedad absoluta. Es la masa de vapor de agua contenida en la unidad de masa de aire seco y se puede definir matemáticamente como:
(La HA en kg vapor/kg aire seco, P es la presión atmosférica total y la P a como presión parcial de vapor de agua ambas en mm de Hg) Expresada en base a la temperatura del aire (ta) sería:
B) Humedad relativa. Cociente expresado en % entre la presión de vapor del agua el aire y la tensión de agua (o presión de saturación del vapor de agua) a una misma temperatura. Determina el grado de saturación del aire y es función de la presión parcial de vapor y de la temperatura del aire. [RH = 100 x (Pa/Psa) ], donde P a = [ 18,956-4030,18/(t a+235]. Temperatura húmeda natural (t hn).es la temperatura reflejada por un termómetro cuyo sensor está recubierto por una muselina de algodón humedecida y que está expuesto al movimiento natural del aire en el punto de medida. Dicha temperatura Página | 43 proporciona una idea del grado de humedad o cantidad de vapor de agua contenida en el aire en el ambiente que rodea al trabajador. La temperatura húmeda natural, es por tanto la expresada por un termómetro ordinario cuyo bulbo está recubierto en el extremo por una muselina o mecha humedecida que se introduce en un recipiente de agua destilada, ascendiendo por capilaridad y evaporándose en mayor o menor medida a razón de la humedad del aire, aunque para hacer la medición no hay que esperar a que se humedezca sino que se hará a través de una jeringa media hora antes de cada lectura (o al menos 15 minutos). Dicho termómetro no estará sometido a ventilación forzada y no estará apantallado contra la radiación térmica .La parte sensible del sensor debe estar recubierta de un tejido (p.e algodón) de alto poder absorbente de agua. El soporte del sensor debe tener un diámetro de 6 mm, y parte de él (20 mm) debe estar cubierto por el tejido, para reducir el calor transmitido por conducción desde el soporte al sensor. El tejido debe formar una manga que ajuste sobre el sensor. No debe estar demasiado apretado ni demasiado holgado. El tejido debe mantenerse limpio. La parte inferior del tejido debe estar inmersa en agua destilada y la parte no sumergida del tejido, tendrá una longitud entre 20 mm y 30 mm . El recipiente del agua destilada estará protegido de la radiación térmica. El termómetro debe estar en un rango de -5°C a 50°C y precisión de lectura de ± 0,5°C, el diámetro externo del bulbo del sensor de 6 mm ± 1 mm y longitud 30 mm 5 mm. En estas condiciones la indicación del termómetro depende de la temperatura del aire, de su humedad, de la velocidad del aire y de la temperatura radiante media. La temperatura húmeda natural, no obstante, es escasamente sensible a las variaciones de la temperatura radiante media, de tal forma que en la definición del índice WBGT se determina cono la temperatura de globo. Generalmente la temperatura húmeda natural es menor que la seca, y cuanto más cercana se halle de esta, mayor es la humedad del aire, así como la refrigeración de la piel será más difícil, y al revés, cuanto mayor sea la diferencia entre la temperatura seca y la húmeda, menor será la humedad del ambiente, y más fácil será refrigerar la piel mediante la evaporación del sudor. De haber coincidencia entre ambos, el aire está saturado de humedad, el sudor no se evapora y no se produce refrigeración. Las sugerencias indicadas para lograr un valor óptimo de la temperatura seca, nos pueden igualmente servir para la temperatura húmeda (que no en todos los casos para la t hn), pero añadiendo: Es imperativo la existencia de un movimiento del aire en el entorno del bulbo superior a 1 m/s, que de ser estanco mediante un ventilador tenemos que forzar dicho movimiento. El paño de algodón debe estar limpio. El agua destilada, debe empapar completamente la muselina pero sin gotear. Para reponer con esta agua destilada debe efectuarse a la temperatura húmeda.
Conociendo los valores de las temperaturas húmeda y seca, la composición del aire húmedo queda perfectamente determinada y se pueden leer en un diagrama psicrométrico el resto de variables de interés como humedad relativa o absoluta, punto de roció, etc. Temperatura de punto de rocío (t pr): temperatura a la que una mezcla dada de vapor de agua y aire adquiere el 100% de humedad relativa. Indica la temperatura a la
cual el rocío empezaría a formarse si el aire se enfriase lentamente. Depende de la presión parcial de vapor exclusivamente: t pr=4030,18/(18,956-ln pa)-235. Presión parcial de vapor: presión que ejerce el vapor de agua contenido en un volumen dado de aire húmedo, si solo el vapor ocupase todo el volumen. Se mide en unidades de presión (p a) y está directamente relacionado con la presión total (P t) y el % en volumen de vapor de agua en el aire según la fórmula: Página | 44 Pa = Pt Aire saturado: el que se encuentra en equilibrio con el agua, a la temperatura ambiente. 3, Volumen húmedo : volumen total en m ocupado por 1kg de aire seco más el vapor que le acompaña a 1atm y a la temperatura del aire. Temperatura húmeda psicrométrica (t hp). Es la temperatura indicada por el termómetro cuando alrededor de la muselina se establece una corriente forzada de aire, protegiendo dicho termómetro convenientemente de la radiación. La temperatura húmeda, que es estacionaria, es por tanto aquella que alcanza una pequeña masa de agua sumergida en condiciones adiabáticas en una corriente de aire. Depende de la presión parcial de vapor y la temperatura de aire seca y se puede resumir en diagramas o ábacos denominados psicométricos (ver figura 25). En este diagrama: Todos los puntos situados en la misma recta casi vertical están a una misma Tseca. Todos los puntos situados en la misma recta horizontal tienen la misma Trocio, y se leen sobre el eje de ordenadas. Todos los puntos situados en la misma recta inclinada están a una misma Thúmeda. Todos los puntos de una misma curva tienen el mismo % humedad. La húmeda absoluta se lee en la paralela al eje de ordenadas.
De esta manera, si queremos calcular la humedad relativa del aire en una oficina a partir de un diagrama psicométrico donde sabemos que la temperatura del aire es de 30°C y la temperatura húmeda de 25°C, se puede calcular a través del ábaco, ascendiendo por la línea vertical que corta el eje de las abscisas en el punto correspondiente a 30°C de temperatura seca, hasta que se cruce con la línea oblicua correspondiente a 25°C de temperatura húmeda. El punto de inserción entre ambas, marcará el valor de la humedad relativa, entre las curvas de humedad relativa del diagrama. En este caso HR = 68%. Si en lugar de estimar la humedad del aire con tablas o diagramas psicométricos se desea medir, se puede hacer mediante un higrómetro de condensación, de variación de la conductividad eléctrica o de absorción. Los equipos de medida de esta temperatura húmeda, además del ya comentado termómetro húmedo para medir la temperatura húmeda, es fundamental la célula higroscópica. Este equipo mide mediante una termorresistencia , el punto de rocío de una sal higroscópica(CILi), que está directamente vinculada con la humedad absoluta del aire en contacto con la sal. Suele incorporar otra termorresistencia que mide la temperatura del aire, por lo que se determina la humedad absoluta, la Figura 25. Diagrama psicométrico.
temperatura seca o la humedad relativa (ver figura 26). Se recomienda proteger la célula de la radiación del entorno y esperar un tiempo prudencial hasta alcanzar valores óptimos de humedad absoluta. Indicar una vez más, que el aire saturado de humedad reduce la evaporación del sudor. 3.- Velocidad del aire. Es la velocidad en m/s a la que se mueve el aire alrededor del trabajador; su magnitud es importante en el intercambio térmico entre el hombre y el Página | 45 ambiente por su influencia en los intercambios térmicos por convección y evaporación. El movimiento del aire mejora considerablemente las condiciones de exposición de los trabajadores a condiciones de sobrecarga térmica, aunque si su velocidad es muy elevada puede llegar a generar molestias. Se trata de una variable de notable interés (perceptible directamente por el trabajador a partir de 0,25 m/s), pues interviene en los procesos de intercambio por convección y evaporación. De tal forma, que cuando la temperatura del cuerpo rebase a la del ambiente, la velocidad del aire facilitará la perdida de calor del organismo por evaporación y por convección. Así como al contrario, la convección aportará calor al cuerpo y la evaporación lo expulsará. El incremento entre el calor aportado y cedido por ambos mecanismos vendrá dado el balance calorífico. Figura 26. Termohigrómetro portátil HD 8901
Tipo de movimiento
Velocidad de aire (m/s)
Imperceptible
V a < 0,25
Brisa ligera
Va entre 0,25 y 0,50
Brisa moderada
Va entre 0,50 y 1,50
Respecto a la velocidad del aire, indicar que no depende únicamente de la magnitud sino también de la dirección de la corriente de aire (incluso de posibles turbulencias). No obstante, en el ámbito que nos movemos sólo interesa determinar la magnitud de la velocidad y no su dirección, pues ésta permuta frecuentemente. Por tanto, pese a ser difícil de medir, dada las rápidas fluctuaciones en intensidad y dirección con el tiempo se mide por medio de velómetros , anemómetros mecánicos y termoanemómetros, bien calibrados, puesto que generalmente los valores medidos son pequeños y variables. Podríamos incluso hablar de los equipos direccionales, muy útiles en ingeniería o meteorología , pero no son prácticos para evaluar el estrés térmico,; sin embargo, se usan con la precaución de efectuar la medición en la dirección del movimiento del aire. Respecto a los velómetros, cuyo fundamento estriba en medidas de presión diferencial entre dos puntos que se relacionan con la velocidad entre ellos, son direccionales lo que implica se cuide la dirección y poco precisos a velocidades bajas (menores a 0,5 m/s). Son equipos muy consistentes (sólidos) y suelen llevar una escala graduada directamente en velocidades. En cuanto a los anemómetros mecánicos aprovechan la energía cinética del aire en movimiento para mover o desplazar elementos mecánicos, como pueda ser una hélice de paso conocido, palancas contrapesadas con muelles, aspas (paletas y copas), etc., midiendo el movimiento o desplazamiento por sistemas mecánicos o eléctricos (ver figura 27). Equipos muy sencillos que no requieren de apenas mantenimiento, de construcción poco sólida, son direccionales. Solo son útiles si la velocidad alcanza valores perceptibles (>0,25 m/s). Ver tabla precedente.
Por ultimo están los termoanemómetros, que miden la perdida de calor por unidad de tiempo y se fabrican mediante el acoplamiento de dos termopares o termorresistencias , donde uno de ellos se calienta artificialmente con Página | 46 una corriente eléctrica. La temperatura que adquiere este elemento depende de la Figura 27. Termoanemómetro de paletas HTA4200 de temperatura y velocidad del aire en Casella contacto con el. El otro termopar o termorresistencia no calentado sirve de testigo, pues se encuentra a la temperatura del aire, de forma que el gradiente entre señales eléctricas para cada uno es proporcional a la velocidad del aire. Calor radiante. Es la carga térmica de radiación solar e infrarroja que incide sobre el cuerpo humano.se mide a través de un termómetro de globo que consiste en una esfera de cobre ,hueva, de 15 cm de diámetro y pintada de negro mate, en cuyo centro se inserta un termómetro de Hg. 4.- La temperatura de globo (t g) Esta temperatura indica la cantidad de calor que recibe un trabajador como consecuencia de la proximidad a focos o superficies calientes. La radiación calórica que recibe el operario puede ser directamente determinada cuando se conocen las dimensiones, características térmicas (t a , coeficiente de emisión) y posición relativa del sujeto paciente respecto a las fuentes de calor radiante, si bien salvo en casos muy concretos no se aplica en la práctica ,sino que se maneja la temperatura radiante media (t RM), que nos permite de forma indirecta la determinación de los intercambios por radiación entre el hombre y el medio ( los intercambios por radiación con el cuerpo humano son iguales a los intercambios por radiación con el ambiente real). A su vez, la tRM únicamente se calcula por medio de dispositivos que permiten integrar en un valor medio la radiación, habitualmente heterogénea que proviene de las paredes del local. Uno de estos dispositivos es el termómetro de globo que mide la temperatura de globo (t g)a partir de la cual se estima la t RM. Técnicamente la temperatura de globo es la que expresa un termómetro ordinario de mercurio cuyo bulbo se encuentra en el centro de una superficie esférica metálica hueca, con material que sea buen conductor de calor (Cu, Al), de quince centímetros de diámetro y de espesor fino (0,05- 0,2 mm) y pintada exterior e interiormente de color negro mate, con un coeficiente de emisividad no menor de 0,95. Se coloca, mediante un tapón perforado de goma el termómetro de rango -5°C a 100°C y precisión de lectura de ± 0,5 °C(en particular para el de rango -5°C a 20°C ± 0,5 °C y para el rango de 20 °C a 100 °C ± 1 °C). En estas condiciones la indicación del termómetro se denomina temperatura de globo, y depende de la temperatura del aire ambienta, de su velocidad, y de la temperatura radiante media (TRM o t RM). Cuando se maneje el termómetro de globo es importante colocarlo en la misma posición que ocupa el trabajador durante su tarea, puesto que, al ser la radiación un fenómeno muy direccional, pequeñas distancias pueden suponer diferencias relevantes en valor medido de la temperatura de globo. Las lecturas se harán después de 25 minutos de haber sido situado en el punto de medida. El margen de lectura como hemos apuntado, debe estar entre -5 °C y 100°C con una precisión de lectura de ± 0,5 °C, el diámetro externo del bulbo del sensor de 6mm ± 1mm y longitud 30 mm ± 5 mm. Indicar que el globo se calienta fundamentalmente por la radiación que proviene de las diversas fuentes de calor de la sala, incluyendo las personas, pero a la vez puede enfriarse o calentarse por el intercambio de calor por convección con el aire (si la temperatura de éste es superior o inferior a la del aire). En higiene al valor que se mide con el termómetro insertado en un equipo, se le denomina temperatura de globo, ahora bien si hablamos de temperatura radiante media,
la cual es fruto de la temperatura de globo, de la temperatura seca del aire y de la velocidad del aire, matemáticamente se podría expresar mediante la fórmula:
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Donde tRM es la temperatura radiante media en grados Kelvin (K), T g es la temperatura de globo en grados (K), T a es la temperatura seca del aire en grados (K) y v la velocidad del aire en m/s. Como en los casos anteriores necesitamos tomar ciertas precauciones para una lectura correcta del termómetro: Aquí no es indispensable que exista un movimiento del aire en el entorno del bulbo, aunque no es inconveniente dicho movimiento forzado. La temperatura a determinar debe estar en los límites de medida del termómetro. El sensor no debe estar protegido del calor radiante del entorno y se debe cuidar de que no hay nadie (usuario o trabajador) entre el foco de calor radiante (superficie caliente) y el equipo. La lectura precisa de un tiempo de estabilización, se debe evitar en todo momento la lectura directa. El tiempo dependerá de la temperatura pero en todo caso como mínimo de 15 minutos (se aconsejan 25 minutos). Fruto de su elevado tiempo de respuesta, no se debe manejar para determinar la temperatura radiante media en ambientes que fluctúen muy diligentemente (cambios rápidos). Debemos verificar si el ambiente es homogéneo (una única medición a nivel de abdomen, que con mayor concreción se colocará el equipo a 1,25 m ± 0,1 m en relación al plano de sustentación de los operarios), o heterogéneo en altura (medir a nivel de cabeza, abdomen y tobillos) y aplicar la fórmula:
Por lo general, la temperatura de globo es mayor que la temperatura seca, y la diferencia entre ellas es un buen indicador de la presencia y la influencia de fuentes de energía radiante. En algunos casos como un despacho o en nuestra casa, por ejemplo, el valor normal de la temperatura de globo es de uno o dos grados superior a la temperatura del aire (seca). Uno de los métodos más frecuentemente utilizados , y que vamos a pasar a analizar con posterioridad es el índice de temperatura de globo con bulbo húmedo, conocido como el índice WBGT, recomendado por la American Conference of
Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) para los limites de alerta, para el ambiente térmico y recogido en la norme UNE- EN 27143. Por último, abordemos dos aspectos relevantes en la metodología de toma de muestras: A) Características de los equipos de medida De cara a seleccionar los instrumentos para efectuar las mediciones ambientales Página | 48 hay que considerar diversos pormenores, destacando: El rango o intervalo de medida. La exactitud (o proximidad al valor real de la variable medida). El tiempo de respuesta (tiempo que tarda en mostrar el valor de la magnitud medida una vez estabilizado). Reproducibilidad (proporcionar los mismos resultados en reiteradas mediciones efectuadas en las mismas condiciones de medición) Estabilidad a largo plazo (calibraciones espaciadas poco frecuentes por conservar sus características metrológicas).
Coste.
Robustez, etc.
1.- Para la temperatura del aire (t a) Respecto a los instrumentos de medida de esta temperatura del aire (t a) se pueden dividir en tres grupos: el ya comentado termómetro de bulbo, los termopares y las termorresistencias y termistores. En cuanto a los no tratados hay que resaltar, que los “Termopares” se
fundamentan en la generación de una diferencia de potencial eléctrica entre dos metales diferentes, cuando la unión entre ambos es sometida a diferentes temperaturas. El aparato no es más que un potenciómetro con una escala de lectura dividida en grados. Tiene las ventajas respecto al de bulbo en cuanto a que es más eficaz, dado que la velocidad de transferencia de calor por confección es muy alta (es metálico) y el intercambio por radiación poco importante (poca superficie), por otro lado se puede conectar un registrador o leer remotamente y permite un margen muy extenso de uso al poder intercambiar termopares. Las “termorresistencias y Temistores” se fundamentan en la variació n de la resistencia eléctrica con la temperatura, los primeros entre conductores de electricidad y los segundos entre algunos semiconductores. El equipo puede ser un medidor de resistencia (puente de Weasthone) o un medidor de la intensidad que circula por la termorresistencia , o por el termistor, si se conecta a una diferencia de potencial sabida. Tienen el inconveniente de que además de las radiaciones, el hilo se caliente por efecto Joule al circular corriente y sobredimensionar las temperaturas, así como son caros. Su ventaja es que se puede conectar un registrador o leer remotamente y no precisan de temperatura de referencia. Precauciones en la medida:
Reducir el efecto de la radiación hasta lo máximo que sea factible. El dato a consignar debe ser el de la lectura del termómetro una vez haya transcurrido un tiempo igual o superior a 1,5 veces el tiempo de respuesta del instrumento (ya estabilizado).
2.- Para la temperatura radiante media ( r o TRM) Los equipos que se manejan para medir la temperatura radiante media permiten integrar en un valor medio la radiación, pues dado que procede de todos los cuerpos del entorno del sujeto pasivo es habitualmente heterogénea. Aquí tenemos que considerar
tanto a la radiación solar, como a la de los objetos y paredes donde el trabajador se encuentra en su puesto de trabajo. Se puede estimar: Mediante la temperatura radiante plana Con la temperatura de globo, la temperatura del aire y la velocidad el aire. Por medio de la temperatura superficial de los objetos circundantes. Página | 49
3.- Para la temperatura operativa (t o) A parte de que la forma preferente de los equipos de medida de temperatura es la elipsoidal y el color gris, sobre todo cuando preciso concretar los intercambios de calor por convección y radiación del cuerpo humano con el medio ambiente, debemos tener presente que su respuesta se estabiliza sobre los 10 minutos y su disposición espacial (orientación) debe acomodarse a la posición del trabajador. De esta forma cuando el operario está de pie el sensor se colocará en posición vertical si está sentado se pondrá inclinado (ángulo de 60° con la vertical). Por otra parte, como sabemos que para calcular la temperatura operativa debemos conocer la temperatura del aire y la temperatura radiante media, de tal forma que como en múltiples supuestos, si la velocidad relativa del aire es inferior a 0,2 m/s o si el gradiente entre la temperatura del aire y la temperatura radiante media es menor de 4°C, la temperatura operativa se establece por la media aritmética de ambas temperaturas. Por último, indicar que para todos los casos se puede manejar una fórmula matemática posteriormente tratada en el método fanger: T0= A x ta + (1 – A)X tr 4.- para la temperatura de globo (t g) Se maneja como hemos visto, el termómetro de globo que se basa en un globo negro mate en el interior del cual hay un termómetro de temperatura del aire. 5.- Para la velocidad del aire los instrumentos más utilizados son: Anemómetros omnidireccionales: determinar la velocidad del aire en todas las direcciones, siendo sensibles a dicha magnitud sin importar su dirección. Anemómetros unidireccionales: únicamente ofrecen una medida en una dirección, lo que implica el ejecutar 3 mediciones en las tres direcciones del espacio y con posterioridad determinar la velocidad global resultante..
Como ya indicamos la magnitud de velocidad del aire cambia de forma muy significada a lo largo del tiempo, de tal forma que es aconsejable registrar esos gradientes y determinar la velocidad media en un rango de tiempo prefijado, que habitualmente se establece de 3 minutos.
6.- Para la humedad relativa los instrumentos más utilizados son: Higrómetros: determinan la humedad relativa mediante la variación de la capacidad eléctrica del dispositivo sensor. Psicrómetro: equipo doble que consta de dos termómetros cuyos elementos sensibles o bulbos están protegidos contra la radiación y sometidos a una corriente de aire de forma natural o forzada mediante un ventilador (ver figura 28). Uno de los Figura 28.
Psicómetro
termómetros llamado s de “temperatura húmeda” tiene el sensor cubierto por una gasa empapada en agua destilada y mide la temperatura húmeda (t h), mientras que el otro denominado de “temperatura seca”. Es un termómetro ordinario de temperatura de
aire y mide la temperatura del aire (t a). Las precauciones al medir con este equipo serán: Página | 50 -Debemos dejar estabilizarse durante 15 minutos al psicrómetro antes de tomar lectura definitiva. -La muselina o gasa empapada en agua destilada debe sobresalir por encima del elemento sensible del sensor. -Debe proveerse de una corriente de aire circundante entre los sensores de al menos 4m/s -Ambos termómetros deben estar protegidos en todo momento frente a la radiación. Ambas temperaturas, la húmeda y la del aire, como ya apuntamos se manejan en el cálculo de la humedad relativa por medio del diagrama psicrométrico.
B) Especificaciones técnicas en la estimación de las variables ambientales Al ejecutar las mediciones debe considerarse que las magnitudes ambientales pueden fluctuar temporal y espacialmente. Lo que significa, que pueden no ser constantes a lo largo del tiempo laboral, donde además el trabajo puede ser ejecutado en un lugar cuyas condiciones termohigrométricas cambien en altura (fluctuación espacial vertical) o en diversos sitios de características termohigométricas divergentes (fluctuación espacial horizontal). Para estos supuestos, se deberán conseguir los valores medios de las variables ambientales y por tanto tenemos que promediarlas ponderadamente mediante el tiempo y el espacio. Cuando las condiciones termohigrométricas sean divergentes a cotas diferentes y se desee evaluar los riesgos en los puestos de trabajo, se aconseja ubicar los sensores lo más próximos que podamos al operador, sin que interfieran con su trabajo, y a las alturas de referencia: Posición Sensor
Altura recomendada
(altura)
Sentado
De pie
La cabeza como referencia
1,1m
1,7m
El abdomen referencia
como 0,6m
1,1m
Los tobillos referencia
como 0,1m
0,1m
De no ser posible, la situación anterior, se puede medir en ausencia del trabajador, disponiendo los sensores en el lugar donde se ubicaría el operador para ejecutar su trabajo.
1.12 REQUISITOS Y PROCEDIMIENTO ESTRATEGIAS Y CALIBRADO
DE
TOMA
DE
MUESTRAS,
Encuesta Higiénica El propósito del reconocimiento o visita inicial, es determinar las áreas, características de operación y puestos de trabajo que se encuentran asociados a problemas de calor, para lo cual de ser posible se deben entrevistar a los responsables y Página | 51 trabajadores con el fin de conocer los tipos de acciones que la empresa ha tomado para prevenir los problemas , cuales son las fuentes potenciales de riesgo y qué tipo de formación e información y entrenamiento ha efectuado la empresa y han recibido los trabajadores. Al menos durante la visita de inspección es necesario determinar: Tipo de actividad, tipo de operaciones, materias primas y productos manejados. Tipos de exposición a altas temperaturas identificadas por condiciones ambientas y/u operacionales con efectos en las personas. Acciones para mejorar la situación de exposición a altas temperaturas detectadas, de saber si los sistemas de control existentes no están funcionando adecuadamente Fuentes potenciales de calor (continuas, intermitentes, o por ciclos). Número de personas expuestas, experiencias de los trabajadores y problemas presentes o futuros próximos por altas temperaturas. Conocimiento al mayor detalle posible de las actividades de la empresa, actividades de los trabajadores (lugares de trabajo, jornada laboral, alimentación, aclimatación, salas de descanso). Establecer los lugares a medir y ubicar en un plano las fuentes de radiación puntuales, como hornos calderas, muflas y estufas, etc.
La información que debe recogerse y registrarse en un documento, debe constar de: a. Datos generales de la empresa; b. Descripción del proceso de trabajo; c. Descripción de los puestos de trabajo; d. Número de trabajadores por área de trabajo e. Tiempo de exposición por jornada de trabajo en hordas y/o minutos. Estrategia de muestreo. Número de puntos y número de muestras por punto. Después de realizar la visita inicial, es necesario desarrollar la estrategia de muestreo para las tareas de las áreas de exposición a calor, de la siguiente forma: Si los oficios son iguales, semejantes o grupos homogéneos, se seleccionan el número de puntos siguiendo un procedimiento estadístico (la empresa o persona quien realiza el estudio podrá escoger cualquier método estadístico) o caso más desfavorable (o favorable en su caso). En el supuesto del método estadístico se recomienda utilizar el de la raíz cuadrada del universo (Método propuesto por NIOSH y escoger el numero entero mayor). Si las tareas son diferentes se debe estudiar cada uno de ellas. Cuando la exposición al factor de riesgo noes continua en la tarea, debido a que la persona debe desplazarse en dos o más áreas o cuando en ésta varían las condiciones de calor sustancialmente en la jornada de trabajo, la exposición a calor
debe de ser evaluada en cada área y para cada nivel de calor al que se encuentra expuesto. Entonces el número de muestras por punto dependerá de las condiciones de ejecución de la tarea (fijo o con desplazamiento por otras zonas) y de las condiciones del proceso (continuo, intermitente o por ciclos) considerando como posibles combinaciones: a) Exposición continua en la tarea (sin desplazamientos), donde no hay variación en la Página | 52 temperatura del proceso y el operario permanece en el lugar 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 de la mañana y 15:00 h. 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 de la jornada laboral. b) Exposición continua en la tarea con desplazamiento a otras áreas o sitios de trabajo que presentan exposiciones al calor: se deben realizar las evaluaciones en cada área con el procedimiento anteriormente comentado, 4 mediciones de 15 minutos en una hora, mínimo una hora en cada área. c) Exposición variable en la tarea 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. Esta metodología va a permitir posteriormente en el análisis determinar un apropiado régimen de trabajo descanso. Para cada punto (oficio) se debe evaluar: t a , th, tg , HR, va , movimientos y esfuerzos durante la jornada laboral.
Equipos. Tipos y características Con independencia de contar con los medidores de temperaturas, de humedad, de velocidad del aire y de calor radiante, debemos contar con equipos que midan el estrés térmico, y se pueden manejar equipos manuales o electrónicos. En cuanto al equipo manual (ver figura 24): 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 directamente de los termómetros. Respecto al equipo electrónico (ver figura 29): consiste en un equipo integrador que tiene tres sensores de bulbo seco, bulbo húmedo y globo por cada módulo. Actualmente se utiliza un equipo (ver figura 23): con tres módulos montados en un trípode, que permite ubicar el módulo 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 térmico, se encarga de integrar los tres valores y calcular adicionalmente el WBGT, así mismo podemos medir velocidad del aire y humedad. En ambos casos (con equipo manual o electrónico), se procede a la ejecución del muestreo en los puntos seleccionados, instalando el equipo con las termómetros de manera que sus lecturas sean representativas de las condiciones de exposición del trabajador. Pruebas de verificación y calibración Dichos equipos deben poseer el certificado de calibración correspondiente, basado en una serie de pruebas establecidas y apoyado en un patrón tras chequeo emitido por una entidad acreditada. Con posterioridad deben efectuarse las correspondientes pruebas
de verificación del estado de los equipos. La vigencia de los certificados emitidos por las unidades de verificación y los informes de los laboratorios de prueba, al igual que la calibración de los equipos será de un año.
1.13 MÉTODO BASADO EN EL ÍNDICE WBGT (Welt Bulb Globe Thermometer) Entre los métodos mediante los cuales podemos analizar situaciones de estrés Página | 53 térmico habría que destacar tres fundamentales: Método del índice WBGT. Método del índice de tensión térmica (ITT). Método del índice de sudoración requerida (SW req).
Respecto al método del índice WBGT como consecuencia de su facilidad en la aplicación y la rapidez con que proporciona los resultados (ver figura 29) hace que sea el método de evaluación del riesgo por estrés térmico debido al calor durante el trabajo de mayor uso. Su objetivo o fundamento es identificar si las condiciones ambientales y la producción interna de calor originada por la actividad física, evidenciada por trabajadores vestidos con ropa de verano, pueden hacer que el riesgo por estrés térmico debido al calor alcance un valor intolerable que conlleve una temperatura central del cuerpo superior a 38°C. Se basa en calcular, para cada puesto de trabajo con una actividad metabólica divergente estimada a partir de tablas, el índice térmico WBGT del ambiente donde está ubicado dicho puesto, midiendo la temperatura del globo y la temperatura húmeda natural, y en los supuestos en los que el trabajo se efectúe al aire libre y haya sol, la temperatura del aire.
Figura 29. Monitor de estrés térmico Microtherm de Casella. Equipo fijo y unidad extensible con programación para aplicación del método del índice WBGT.
El tiempo total de ponderación es de una hora (60 minutos) y las mediciones ambientales deben ejecutarse durante el tiempo que corresponde al máximo estrés térmico, esto es, en verano, al mediodía (hora solar) o cuando el equipo que genere calor o humedad este operativo. Lo idóneo es realizar mediciones en continuo durante un tiempo considerable y después, para determinar los valores medios, seleccionar los valores relativos a “los peores 60 minutos”. La estimación del consumo metabólico medio se hará igualmente
para los mismos sesenta minutos. Si queremos determinar los valores medios tenemos que realizar un estudio sobre los tiempo y promediar, considerando los periodos de trabajo y descanso. Por tanto, hay que considerar las condiciones ambientales , así como el gasto metabólico en cada una de las tareas y tener en cuenta el tiempo de las mismas, y el de los momentos de descanso, de tal forma que estén incluidos en los “peores sesenta minutos” de la jornada laboral .Necesitamos un análisis de tiempos:
Tomar nota del tiempo que transcurre en cada tarea: considerando cuánto tiempo lleva cada actividad, y el tiempo de descansando. Posteriormente se determina el consumo metabólico en sesenta minutos. Tomar nota del tiempo transcurrido en cada ambiente: considerando no solo las condiciones ambientales del área de trabajo sino también de la zona de descanso. Página | 54 Se determinará el WBGT medio en una hora.
Dónde: V1, V2……Vn son los valores de las variables medidas o estimadas (t g,thn,ts,M) durante los tiempos T 1 ,T2,……….Tn y T1 + T2+ ……………+Tn = 60 minutos. En todo caso, si a lo largo de esos 60 minutos más críticos de la jornada de trabajo, donde las condiciones ambientales de termohigrométricas, la actividad o la ropa de trabajo hacen que el trabajador pueda almacenar una cantidad importante de calor en el cuerpo, dicho índice puede rebasar el correspondiente valor de referencia (valor de tabla correspondiente a niveles de exposición donde la mayoría de los trabajadores pueden estar expuestos sin que exista ningún efecto nocivo para su salud, siempre que no presenten patologías previas),determinado para un consumo metabólico similar al del puesto de trabajo y para trabajadores vestidos con ropa de verano (l cl=0,6 clo), se podrá aseverar que “habrá riesgo intolerable por estrés térmico como consecuencia del calor según el método de evaluación aplicado”. En este supuesto de riesgo intolerable, se aconseja: Disminuir directamente el riesgo en el puesto de trabajo y/o Emplear un método más exacto de evaluación, para cerciorarse.
Ventajas e inconvenientes del método basado en el índice WBGT Ventajas Aplicación sencilla Diagnostico casi inmediato del riesgo de estrés térmico por calor
Inconvenientes No se trata de un método muy exacto No nos permite evaluar el estrés térmico en exposiciones de muy corta duración (minutos)
No podemos saber los valores de las variables que originan directamente el riesgo, lo que entorpece la prevención, así como la implantación de medidas de corrección ideales. No es aplicable a ambientes calurosos cercanos al confort. Sólo es aplicable en la evaluación del estrés en exposiciones continuas. Página | 55
No se recomienda para ambientes muy secos (HR < al 30%), pues no contempla la profusa pérdida de agua por sudoración. En realidad se puede aplicar preferiblemente como primera aproximación al problema y con posterioridad complementarse con otros métodos más precisos. Aún con todo, dadas sus ventajas y al no contar con métodos más exactos y sencillos de implantar le han significado como el método recomendado por la Guía técnica para la evaluación y la prevención de los riesgos relativos a la utilización de los lugares de trabajo del INSHT, NIOSH, diversas organizaciones de normalización como ISO, CEN, AENOR, e incluso el método incorporado en la legislación laboral de países como EEUU, Japón, Finlandia, etc., para evaluar el riesgo por estrés térmico debido al calor de los trabajadores en diversos ambientes laborales (la industria, la construcción, la agricultura y la ganadería, etc.). Este método se aconseja igualmente como método exploratorio que permita considerar o descartar la conveniencia de implantar otro método de evaluación más exacto, pero a la vez más largo y difícil de ejecutar. Su procedimiento es el que sigue: 1°) Medición y cálculo del índice WBGT a partir del ambiente de trabajo. 2°) Determinación del consumo metabólico para así concretar el índice WBGT de referencia del puesto de trabajo según puesto de trabajo similar. 3°) Comparación entre ambos. Estimación de la carga térmica metabólica. Puede realizarse empleando tablas de consumo metabólico o de análisis de tareas. Los valores del índice WBGT se calculan por medio de las ecuaciones siguientes: Para interiores o exteriores sin carga solar el índice WBGT es, WBGT = 0,7 thn + 0,3 tg (70% temperatura húmeda natural y 30% temperatura globo) Para exteriores con carga solar es, WBGT= 0,7 thn + 0,2 tg + 0,1ts (70 % temperatura húmeda natural, 20 % temperatura globo y 10% temperatura seca). En donde WBGT, es el valor del índice WBGT, en C thn es la temperatura húmeda natural en °C, tg es la temperatura de globo en °C y ts es la temperatura seca medida en °C. Si durante la jornada el trabajador se encuentra expuesto a distintas condiciones ambientales el valor del índice WBGT promedio se determina:
Donde ti es el tiempo de permanencia a cada índice calculado WBGTi. Si la exposición es continua durante varias horas o durante todo el día, los valores medios se calculan tomando como base una (t1 + t2 + ……..+ tn = 60 minutos ), ahora bien, si la exposición es intermitente los valores medios se calculan tomando como base 2 horas (t 1 + t2+………+ tn = 120 minutos). Cuando los valores de las variables térmicas en el entorno del trabajador no son constantes, es preciso calcular el índice WBGT a tres alturas, cabeza, abdomen y tobillos, tal y como se muestra en la ecuación: WBGT= [WBGTcabeza + 2 x WBGTabdomen +
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Figura 30. Curvas de los valores de referencia del incide WBGT para un tiempo de exposición de 1 hora.
WBGTtobillos] Las mediciones se deben realizar a 0,1 m; 1,1 m y 1,7 m del suelo si la posición en el puesto de trabajo es de pie, y a 0,1 m; 0,6 m y 1,1 m, si es sentado. De ser el ambiente homogéneo, basta con una medición a la altura del abdomen. El índice WBGT integra el efecto de la humedad y del movimiento del aire, de la temperatura del aire y de la radiación, y de la temperatura del aire como un factor propio de exteriores con carga solar. Las exigencias de medida vienen especificadas en la ISO 7243 “estimación del estrés térmico en el ambiente de trabajo basada en el índice de WBGT” y la ISO 7726 (2002)”Ergonomía
de los ambientes térmicos. Instrumentos y métodos para la cuantificación de magnitudes físicas”.
Se cuenta en el mercado con instrumentos que facilitan lecturas instantáneas de los componentes individuales del índice WBGT o una lectura digital integrada (ver figura 29), permitiendo además su registro y tratamiento estadístico. Una vez que se ha determinado el valor del índice WBGT y la carga térmica metabólica correspondiente a una tarea determinada, es posible efectuar una evaluación del posible estrés térmico, comparando las temperaturas del método WBGT con los valores límites TLV’s.
En la norma ISO 7243 se establece una clasificación de trabajo por rangos de metabolismo. Los límites recomendados distinguen entre trabajadores aclimatados y no aclimatados (ver figura 30), incluyen el efecto del vestido y especifican valores techo según una serie de curvas (ver figura 31) para los valores límite de alerta recomendados, límites de exposición recomendados y valores techo. Debe disponerse del documento guía de la NIOSH o su traducción de cualquier manual al efecto.
TLV’s PARA LA EXPOSICIÓN AL CALOR (Valores en °C de WBGT) Tipos de trabajo Régimen de trabajo y descanso Trabajo continuo
Ligero
Moderado
Pesado Página | 57
30,0
26,7
25,0
75 % trabajo y 25 % 30,6 descanso, cada hora
28,0
25,4
50 % trabajo y 50 % 31,4 descanso, cada hora
29,4
27,9
25 % trabajo y 75 %
31,1
30,0
32,2
Descanso, cada hora La validez de un índice no se fundamenta, en que sus planteamientos resulten “lógicos”, sino en que habilite claramente a predecir las consecuencias de la exposición. La
validez del índice WBGT (mostrado en la figura 32) viene de terminado por el hecho de que sus valores se vinculan racionalmente bien con la respuesta fisiológica humana al calor, por lo cual la Asociacion americana de higienistas industriales (American Conference of Governmental Industrial Hygienist,ACGIH) lo inclu yó en los valores de TLV’s a principios de la década de los setenta. Como hemos dicho, estos valores TLV’S expuestos expresan los niveles de estrés
térmico por debajo de los cuales se considera que la mayoría de los trabajadores pueden estar expuestos rep etidamente sin sufrir efectos adversos para su salud. Estos TLV’S se basan en hipótesis de que la mayoría de los trabajadores aclimatados, físicamente aptos, con buen estado de nutrición, adecuadamente vestidos y con una ingestión adecuada de agua y sal , sean capaces de realizar con efectividad sus funciones en las condiciones ambientales dadas sin que la temperatura interna de su cuerpo supere los 38°C. Sin que ello quiera decir que no se presenten situaciones disconfort puestas de manifiesto por el porcentaje de personas insatisfechas a consecuencia del calor, cuyo estudio cae dentro del campo de la denominada ergonomía ambiental, de tal forma que los límites WBGT
pueden modificarse tomando decisiones basadas en distintas variables: Notas: S.A = sin aclimatar, A= Aclimatado
Además nos propone otra tabla donde introduce los niveles o límites de exposición (TLV) y de acción (NA):
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Cuando los ambientes de trabajo y descanso son diferentes, deberá calcularse y usarse la exposición promedia horaria. A su vez , los regímenes de trabajo/ descanso de la tabla están basados en 8 horas/día horas/día y 5 días/semana , que de ser diferente diferente se debe promediar. Por último, cuando el trabajo es muy pesado debido a los daños fisiológicos asociados con el calor, no se puede trabajar en jornadas continuas ni hasta para el 25 % de descanso por hora (se recomienda entonces el monitoreo fisiológico). Las categorías se definen para trabajos tipo: Ligero: sentado con movimientos moderados de brazos y piernas, de pie, con un trabajo moderado en una maquina manejando los brazos, manejando una sierra de mesa, etc. Moderado: limpieza de pie, andar en llano a 6km/h llevando 3Kg, levantar o empujar moderadamente en movimiento, etc. Pesado: serrando a mano mover tierra seca con pala, montaje, trabajo de pico y pala, etc. Muy pesado: mover con pala tierra mojada, etc.
Indicar también que el índice WBGT es una aproximación que no cubre todas las interacciones con la persona y su ambiente, y no incluye condiciones especiales como el calor a partir de fuentes de radiofrecuencia o microondas. A su vez, al ser un método aproximado o indicador debe ajustarse mediante la contribución al calor derivado de la carga de trabajo, de la ropa y de la aclimatación. Cabe resaltar además del hecho de que, aunque el índice WBGT se exprese en grados centígrados (dado que tanto la temperatura húmeda natural como la de globo se miden en grados centígrados), no debe confundirse con la temperatura del local, que es únicamente una de las variables ambientales que contribuyen al confort térmico ambiental. La simplicidad del método del índice WBGT WBGT hace que esté supeditado a algunas limitaciones, como consecuencia de las obligadas restricciones en algunas de sus variables. Por tal motivo, la curva limite sólo es de aplicación a individuos cuya vestimenta ofrezca una resistencia térmica aproximada de 0,6 clo (aislamiento térmico del vestido), que corresponde a un atuendo veraniego. Los límites expresados solo son válidos para individuos sanos y aclimatados al calor. Por otra parte, la velocidad del aire solo interviene a partir de cierto valor del consumo metabólico y de forma cualitativa, aumentando 1 o 2 °C los límites del índice WBGT, cuando existe velocidad del aire en el puesto de trabajo.
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Nota: estos valores de referencia solo son aplicables a trabajadores con buena salud, cuando vayan vestidos con indumentaria veraniega (l cl= 0,60 clo) y el tiempo de exposición ex posición no sea muy corto. En caso de vestimenta diferente debe corregirse el límite. A.C.G.I.H. como hemos visto, adopta este método como criterio de valoración de estrés térmico y presenta una curva limite (TLV) similar, pero añadiendo además otra para individuos no aclimatados, bastante más restrictiva (ver figura 32). Cuando la situación de trabajo no se adapte al campo de aplicación del método, es decir, que la velocidad del aire o el vestido sean muy diferentes de lo indicado, debe recurrirse a métodos más precisos de valoración y en su defecto aplicar correcciones. Factor de corrección para vestimenta según A.I.H.A. Factor de corrección para vestimenta según A.I.H.A Tipo de corrección c orrección
Valor (clo)
Corrección WBGT
Uniforme de trabajo en verano
0,6
0
Batas de algodón
1,0
-2
Uniforme de trabajo en invierno
1,4
-4
Gore-Tex (protección antihumedad)
1,2
-6
Adecuación de regímenes de trabajo – descanso – descanso Cuando exista riesgo de estrés térmico, puede establecerse un régimen de trabajo – descanso de forma que el organismo pueda restablecer el balance térmico. Se puede hallar en este caso la fracción de tiempo (trabajo- descanso) necesaria, para que en conjunto, sea segura de la siguiente forma: Tmin= x60 Tmin = fracción de tiempo de trabajo respecto al total (indica los minutos a trabajar por cada hora). A = WBGT limite en el descanso (M < 100 Kcal/h). B = WBGT en la zona del descanso. C = WBGT en la zona de trabajo.
D = WBGT limite en el trabajo. Si se trata de una persona aclimatada al calor , que permanece en el lugar de trabajo durante la pausa, la expresión se simplifica. Tmin= x 60 (minutos / hora) Cuanto B≥A, ambas ecuaciones no son aplicables.
Esta situación corresponde a un índice WBGT tan alto, que ni siquiera con un índice Página | 60 de actividad relativo al descanso (< 100 kcal/ hora) ofrece seguridad. Debe adecuarse un lugar más fresco para el descanso, de forma que se cumpla B
14.1 MODIFICACIONES AL CRITERIO DEL INDICE WBGT Ya conocemos que los valores WBGT recomendados con anterioridad, se fundamentan en el supuesto de que los trabajadores gozan de buena salud, están en perfectas condiciones físicas y nutricionales, así como que estén aclimatados. Igualmente supone el uso de prendas ligeras, dejando de aplicarse cuando la ropa de trabajo t rabajo impida o dificulte de forma sustancial la evaporación del sudor. Por otra parte, su implantación rigurosa, en ciertos casos, puede resultar muy compleja y dificultosa, sobre todo si los trabajadores efectúan tareas muy diversas con requerimientos energéticos muy divergentes y en zonas variables en cuanto a sus condiciones térmicas. Es por ello, que para poder valorar el riesgo por estrés térmico debido al calor con los WBGT de referencia de la tabla o de las curvas, la ropa de los trabajadores ha de tener un aislamiento térmico similar (l cl=0,6 clo). En los casos donde los trabajadores lleven otra ropa o necesiten llev ar EPI’s para protegerse contra agentes químicos o biológicos, deben rebajarse los valores de referencia. Para solventar estas dificultades, se han propuesto ciertas modificaciones al criterio WBGT, que si bien no permiten el cálculo exacto de los niveles máximos admisibles, son excelentes indicadores de la necesidad o no de implantar medidas correctoras o de modificar los métodos de trabajo, al objeto de rebajar los efectos térmicos adversos. Una de las propuestas de modificación es la expresada por la Standarts Advisory Committee on Heat Strtess y las reflejadas con posterioridad en el informe del profesor Jerry C. Ramsey, del departamento de ingeniería industrial de la universidad de Lubbock en Texas (EEUU), corrigiendo a las anteriores. De esta forma para mejorar la validez e incrementar la aplicación a estos valores, pueden introducirse los efectos dados en la tabla siguiente. Tabla sobre las modificaciones del índice WBGT según diversos factores Factores Modificaciones del WBGT (°C) Persona sin aclimatar y físicamente no apta
-2
Velocidad del aire > 1,5 m/s y t a aire < 35 °C
+2
Ropa Pantalón corto o semidesnudo
+2
Chaqueta impermeable que interfiere en la evaporación
-2
Gabardina impermeable que interfiere en la evaporación
-4
Traje completo impermeable que interfiere en la evaporación -5
Persona obesa o de edad avanzada
-1 a -2
Mujeres
-1
1.- Una persona sin aclimatar y físicamente no apta: sustraer 2°C al WBGT Esta consideración se fija para reflejar la mayor acumulación de calor y el gasto Página | 61 fisiológico vinculado con un estado de persona no aclimatada. La aclimatación global se puede lograr en unos aproximadamente 6 a 10 días , con exposición diaria a la temperatura motivo de estudio, y un trabajo cercano a 2 horas. De la misma manera, los operarios físicamente no aptos , para ejercer un trabajo físico precisan de un periodo de acondicionamiento para rebajar lo más posible los efectos de la sobrecarga térmica. 2.- Ante un incremento de la velocidad del aire: aditivar 2 °C al WBGT El aumento en la velocidad del aire en 1,5 m/s incrementa el valor límite para equilibrar la no consideración del WBGT tanto al poder de enfriamiento del aumento en el caudal de aire como el cuerpo humano. Esto guarda sintonía con el ajuste de + 2°C para una velocidad de aire (0,5 m/s) recomendado por el WBGT sueco. Si la temperatura del aire rebasa los 32-35 °C, estas cifras se eliminan y con ello el ajuste de los 2°C.Ademas, cuando una persona lleva ropa impermeable, no se hace el ajuste. 3.- Ropa desde aditivar 2 °C hasta sustraer 2, 4 o 5 °C al WBGT Para pantalón corto o semidesnudo aditivar 2°C Para ropa impermeable que interfiere en la evaporación Chaqueta sustraer 2°C Gabardina sustraer 4°C Traje completo sustraer 5°C En un principio cualquier tipo de ropa que cubra la piel humana va interferir en mayor o menor medida sobre la capacidad de evaporación del sujeto. Por tanto los índices WBGT para ropa normal expresados en la tabla deben alterarse para considerar estos efectos, en su caso incrementar los límites si la evaporación no es impedida y rebajarlos escalonadamente al acentuar la impermeabilidad de la ropa. De llevar ropa impermeable, se puede eliminar toda modificación de los límites de WBGT como consecuencia del aumento de la velocidad del aire. 4.- Persona obesa o de edad avanzada: sustraer 1-2 °C al WBGT La merma de los límites tendrá en consideración el mayor de los riesgos asociados a estos grupos de personas en general. Las estimaciones sobre las interferencias con la función cardiovascular y pulmonar, así como de la eficacia debida por la obesidad, han sido ampliamente estudiadas y analizadas. Paralelamente, el envejecimiento natural de una persona contribuye a una degradación general de estos mismos síntomas fisiológicos, por lo que estos grupos se consideren como de alto riesgo ante ambientes calurosos. 5.- Mujeres: sustraer 1°C al WBGT Esta consideración se efectúa como consecuencia de que según la bibliografía, las mujeres presentar una mayor dificultad en la sudoración. Está definida de forma clara la respuesta fisiológica divergente de hombres y mujeres, aunque no se ha definido si es fruto de la diferencia de sexos o de la diferente aclimatación. No obstante, existe una base sólida como para rebajar el valor del WBGT en las mujeres. Algunos autores rebajan 0,5 °C en mujeres para compensar su menor tolerancia al calor y 1°C por su menor capacidad aeróbica.
1.14.2 VARIABLES PERSONALES Además de las variables ambientales antes expuestas, tienen una influencia contrastada algunas variables que dependen del propio trabajador, como son el consumo metabólico (ya desarrollado) y la vestimenta (ver figura33).
De hecho, si los trabajadores llevan o están obligados a llevar ropa de protección impermeable frente a otros peligros del ambiente, puede acaecer una situación de riesgo por estrés térmico fruto del calor pese a que las condiciones ambientales no sean muy extremas (sin que el calor sea intenso y/o la humedad relativa alta). El vestido es un aspecto fundamental en el intercambio de calor del operario con el medio ambiente, de tal forma que si la resistencia térmica del mismo es grande, siempre es más difícil que el organismo puede ceder calor, tratándose por tanto, de un Página | 62 efecto directamente proporcional. La ropa o vestimenta no proporciona calor, “solo aísla” por lo que entraña un papel de aislamiento o protección contra la pérdida de calor corporal hacia el ambiente o contra la adquisición de calor ambiental. Por otra parte, el aislamiento térmico que muestra la ropa (resistencia a la perdida de calor seco corporal) se indica por medio del denominado aislamiento intrínseco de la vestimenta,(l CL), cuyo valor para diferentes prendas de vestir viene recopilado en tablas (ver apartado de exposición al Figura 33. Ropa o vestimenta laboral frío). La norma ISO 9920:1995 “Ergonomí a del ambiente térmico- Estimación del aislamiento térmico y de la resistencia evaporativa de un conjunto de prendas de vestir” contiene dichas tablas mediante las cuales puede
estimarse el aislamiento térmico que proporciona la ropa, ICL. Al ICL se le suele llamar aislamiento térmico de la vestimenta y habitualmente. Así se nos muestra en la literatura , folletos del fabricante, etiquetas de la ropa, etc. Denominamos por tanto, como resistencia térmica del vestido a la capacidad que tienen las prendas de vestir para aislar térmicamente. La unidad que representa esta resistencia térmica de la ropa, o el valor de su aislamiento, se denomina “Clo”(“un clo es el aislamiento térmico requerido para mantener a una persona sedentaria confortable a 2 2 21°C ” ) y es equivalente a 0,155 m °C/W (0,18 m °C/Kcal) de intercambio de calor por
radiación y convección por cada °C de diferencia de temperatura entre la piel y la temperatura ajustada de bulbo seco (promedio de la temperatura de bulbo seco ambiental y la temperatura radiante media):
Página | 63
Figura 34. Factor de corrección del PMV en función de la humedad.
Figura 35. Factor de corrección del PMV en función de la temperatura radiante media.
en general se considera a la indumentaria típica de verano si tiene un lCL ≅0,5 clo y la de invierno un l CL ≅ 1 clo. No obstante, la postura y los movimientos del cuerpo del trabajador, así como la penetración de aire frio a través de las aberturas de la ropa, o incluso a través del tejido cuando la velocidad del aire es elevada, favorecen la disipación de calor por convección y
pueden hacer alterar el aislamiento térmico de la ropa. A este efecto denominado “efecto de bombeo” se le puede justificar una merma del aislamiento térmico entre el 5 y 50%.
Teniendo en cuenta sólo la rebaja del aislamiento térmico por el trabajo, se aconseja disminuir los valores teóricos de l CL de las tablas (evidenciados por estudios ejecutados con un maniquí térmico estático, en posición de pie), con lo que determinará el aislamiento resultante, (l crl). La reducción a efectuar es: Página | 64 - 20% cuando M> 100 W/m 2. - 10% cuando M está entre 60 y 100 W/m 2. A su vez sabemos que el tránsito de aire seco y fresco sobre la superficie dérmica favorece la disipación de calor por evaporación y convección, a su vez la evaporación del sudor conlleva la eliminación de calor. La ropa impermeable al aire y al vapor de agua, térmicamente aislante, así como la ropa hermética y de múltiples capas de tele, limitan tenazmente la disipación del calor, lo que implica que el calor metabólico puede ser un desafío de tensión térmica aun cuando los factores ambientales se consideren fríos. Por tanto, el aislamiento de la ropa es independiente del material del que esté hecha, es decir, de la fibra textil. En realidad es función del aire (que habrá estado en contacto con la piel, y por tanto, esté a la temperatura de ésta) que quede atrapado entre el enlazado de las fibras de tejido. Es preferible llevar varias capas de ropa que una sola muy gruesa. Cuanto más aire sea capaz de almacenar una prenda, mayor capacidad aislante presentará, y cuanto más fina sea la fibra que compone el tejido, más capacidad de almacenar aire, pues aumenta la superficie de contacto. A su vez, cuanto más fibras finas presente, más aire se puede atrapar. Pero es muy importante la capacidad recuperadora de las mismas, ya que en caso de movimientos, lavados, etc., el aislamiento podría verse reducido notablemente por una compactación de estas fibras. En presencia de humedad, esta puede desplazar y sustituir al aire almacenado. Por otra parte, el aire con alto calor específico es sustituido por agua con alta conductividad térmica. Esta agua permite que el calor generado por el usuario sea conducido más diligentemente a las zonas frías (exterior) y el microclima generado por el aire estanco se rompe perdiendo así parte del aislamiento térmico. De esta forma, debemos indicar que para situaciones de calor la ropa debe ser ligera para permitir al trabajador disipar el exceso de calor corporal patentado a lo largo del trabajo (favorecer la evaporación del sudor y la perdida de calor seco, por convección fundamentalmente). Por el contrario, en ámbitos de frio, conviene que la ropa limite el escape de calor corporal, si bien no debe entorpecer el trabajo o hacerlo penoso. Por último, indicar que aunque la fórmula más común de expresar el aislamiento térmico es en las unidades del sistema internacional, como ya indicamos se suelen expresar en términos de unidades clo (unidad francesa) si bien en los últimos años han aparecido nuevos equipos con la capacidad de medir esta variable, como el tog-metter (tog) y el skin model (m 2K/W). 1 Tog (unidad anglosajona) = 0,1 m 2 K/W 1 Tog = 0,645 clo Es importante considerar que la unidad del tog emana de los resultados obtenidos con el equipo “Tog-metter”. Los togs se pueden convertir al sistema internacional y a la inversa, pero no se puede predecir que aislamientos se obtendrán en el caso de que el mismo tejido se ensaye con el tipo dkin model. Por esto cada valor de aislamiento térmico debe ir acompañado del método de ensayo manejado para la medida. Ver figura36. La resistencia al vapor de agua (Ret) es la segunda variable a considerar en el estudio de confort,sobre todo en ropas destinadas a épocas calurosas o para el campo laboral donde la evacuación del sudor es primordial para mantener al usuario seco. Los tejidos de calada con un gramaje aproximado de 200 g/m 2 y similares, nunca deben presentar un Ret superior a 5.
Para conjuntos tipo sándwichs , es más complejo poder predecir el Ret. Las normas de vestimenta que cubren la protección para el frio marcan qué prendas con alto aislamiento térmico, no deben superar un Ret de 55 m 2K/W.
Posibilidad de combinación en tejidos tipo sándwich Tejido exterior
Estrictos requisitos mecánicos, resistencia al agua y a su penetración
Tejido intermedio
Membranas cortavientos impertranspirables Membranas hidrofóbicas Membranas hidrofóbicas microporosas Capas aislantes (PES no tejido)
Tejido interior
Forro, poliamida (PA) tejida o de punto muy fina o tejido más grueso. (ante el frío tejido de capa de alto poder de aislamiento, mientas que ante el calor forro de poliamida, medidos en Ret)
Si analizamos la transpirabilidad pese a que no hay mucha bibliografía si existe algún criterio orientativo para tejidos laminados usados en épocas de verano. Límite de transpirabilidad: Ret = 20m 2 Pa/W. Transpirable : Ret < 20 m 2 Pa/W. Transpirabilidad buena: Ret < 12 m 2Pa/W. Límite de transpirabilidad: Ret= 20 m 2Pa/W. Muy transpirable: Ret < 6m 2Pa/W.
1.15 MÉTODO DEL ÍNDICE DE TENSIÓN TÉRMICA (ITT) Para aquellos supuestos donde la agresión térmica es muy intensa y la duración es muy corta, en vez de utilizar el método del índice WBGT, es más fiable y correcto acudir al uso de índice de tensión térmica (ITT) o el de la sudoración requerida (SW req) El método ITT también denominado Índice de Sobrecarga Térmica (ISC) fue desarrollado ya en 1965 por Bledig y Hach, especialmente para actividades en climas cálidos, sólo es aplicable a sujetos físicamente bien dotados, así como adecuadamente aclimatados y está basado en el intercambio térmico entre el cuerpo humano y el medio ambiente, por medio de los tres mecanismos fundamentales de intercambio térmico: convección, radiación y evaporación, así como de la producción de calor metabólico generado por la actividad y que puede ser expresado por la siguiente formula de balance térmico: A=M-(R+C+E) Acumulación = Producción – Perdida
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Los valores de M (calor producido por el metabolismo) y E (calor perdido por evaporación) son siempre positivos, mientras que los de R (calor intercambiado al ambiente por radiación) y C (calor intercambiado al ambiente por convección), pueden ser positivos o negativos, dado que la razón de las condiciones ambientales el cuerpo ganará o cederá calor. Según lo cual, el calor de evaporación del sudo o calor de evacuar, en Kcal/h (E req), Página | 66 preciso para mantener el equilibro será: Ereq= M±R±C Donde (si la ropa 0.6 clo): R=7,9 (TRM-35) C=0,7va0,6(ta-35) Este procedimiento es utilizado para valorar situaciones críticas en tiempos de corta duración y maneja para su evaluación el “índice de Tensión Térmica” (ITT) que
representa la relación entre la cantidad de calor que requiere eliminar una persona, por evaporación del sudor, para mantener el equilibrio térmico de su cuerpo en el desarrollo de su actividad E req(Kcal/h) y la cantidad máxima de calor que sería susceptible evacuar por sudor en las mismas condiciones ambientales E máx(kcal/h).
La Emax se determina mediante la fórmula: E max=Ke x va0,6 x (pws – pwa) Donde Ke es una constante o coeficiente de evaporación máximo equivalente a 1,4 si se cuenta con ropa de verano (2 si está desnudo), v a la velocidad del aire, pws es la presión de vapor a temperatura de la piel y p wa la presión de vapor en el aire. El método que nos ocupa, es muy relevante pues nos permite saber igualmente cual o cuales de los calores mostrados (convectivo, radiante y su combinación) requieren de intervención, al objeto de disminuir las condiciones de exposición a este factor de riesgo. Esto implica que este índice se utilice para definir criterios de diseño de los sistemas de control en los ambientes de trabajo con exposición al calor. De esta forma, si el componente de calor convectivo es alto, es preciso pensar en sistemas que mejoren al aire del lugar del trabajo mediante sistemas de ventilación y enfriamiento del mismo. Si el componente de calor radiante es alto, se requiere controlar las fuentes generadoras de radiación de calor, mediante encerramientos de equipos, pantallas, etc. Si la humedad del aire es muy alta, lo que implica mayor dificultad para evapotranspirar el calor presente en el organismo, se precisa deshumidificar el aire en el lugar de trabajo. Por último, si tanto el calor radiante, como el convectivo y la humedad del aire, presentan valores elevados, se deben combinar los sistemas de control para garantizar el aislamiento de fuentes radiantes y la temperatura y contenido de agua circulante. En la ingeniería lo trascendental está en controlar: la radiación, convección, humedad y velocidad del aire. Este método resulta más preciso que el método del índice WBGT, permitiendo a su vez calcular el tiempo máximo de exposición al calor, mediante el auxilio de gráficos y monogramas (diagramas psicrometricos), como el monograma desarrollado por Mcakarus y Briefs:
Página | 67
Para su empleo en la práctica, el método se presenta mediante el nomograma (recedente) la búsqueda del tiempo máximo de permanencia y se desarrolla en ocho etapas de cálculo gráfico cada una de las cuales vienen representadas por una recta en la que, en el dibujo, se ha indicado con un número el orden sucesivo de las etapas: 1. La recta que une el punto representativo de la velocidad de aire con la temperatura seca del mismo da la magnitud del calor intercambiado por convección C. Obsérvese que la escala de temperatura seca es doble y que los valores del calor de convección vienen afectados del signo ±. El signo (+) es el que se toma cuando la temperatura seca es superior a 35°C y el signo (-) corresponde a valores de la temperatura inferior a 35°C
2. La recta que une la velocidad del aire con la temperatura de rocío da la cantidad máxima de calor que puede eliminarse por evaporación. E max. 3. La recta que une la velocidad de aire con la diferencia entre la temperatura de globo y la temperatura seca, TG-TS, da una constante intermedia K. 4. La recta que une el valor de K con la temperatura de globo TG da la temperatura radiante media, TRM. 5. De la temperatura radiante media se “asciende” por las re ctas auxiliares dibujadas Página | 68 hasta el valor del calor ganado por radiación, R. El método supone que en condiciones de estrés térmico R no puede ser negativo, aunque teóricamente el cuerpo puede ganar o perder calor por radiación. Tabla sobre las modificaciones del índice WBGT según diversos factores Factores Modificaciones del WBGT (°C) y
-2
Velocidad del aire> 1,5 [m/s] y t° aire< 35 °C
+2
Personas sin físicamente no apta
aclimatar
Ropa Pantalón corto o semidesnudo
+2
Chaqueta impermeable interfiere en la evaporación
que
-2
Gabardina impermeable interfiere en la evaporación
que
-4
Traje completo impermeable que interfiere en la evaporación
-5
Persona obesa o de edad avanzada
-1 a -2
Mujeres
1
1.- Una persona sin aclimatar y físicamente no apta: sustraer 2°C al WBGT Esta consideración se fija para reflejar la mayor acumulación de calor y el gasto fisiológico vinculado con un estado de persona no aclimatada. La aclimatación global se puede lograr en unos aproximadamente 6 a IO días, con exposición diaria a la temperatura motivo de estudio, y un trabajo cercano a 2 horas. De la misma manera, los operarios físicamente no aptos, para ejercer un trabajo físico precisan de un periodo de acondicionamiento para rebajar lo más posible los efectos de la sobrecarga térmica. 2.- Ante un incremento de la velocidad del aire: aditivar 2 °C al WBGT El aumento en la velocidad del aire en 1 ,5 m/s incrementa el valor límite para equilibrar la no consideración del WBGT tanto al poder de enfriamiento del aumento en el caudal de aire como el cuerpo humano. Esto guarda sintonía con el ajuste de + 2 0C para una velocidad de aire (0,5 m/s) recomendado por el WBGT sueco. Si la temperatura del aire rebasa los 32-35 0C, estas cifras se eliminan y con ello el ajuste de los 2 0C. Además, cuando una persona lleva ropa impermeable, no se hace el ajuste.
3.- Ropa desde aditivar 2 °C hasta sustraer 2, 4 ó 5 °C al WBGT Aditivar 2°C Para pantalón corto o semidesnudo Para ropa impermeable interfiere en la evaporación: Chaqueta Gabardina Traje completo
que
Página | 69
Sustraer 2°C Sustraer 4°C Sustraer 5°C
En principio cualquier tipo de ropa que cubra la piel humana va interferir en mayor o menor medida sobre la capacidad de evaporación del sujeto. Por tanto los índices WBGT para ropa normal expresados en la tabla deben alterarse para considerar estos efectos, en su caso incrementar los límites si la evaporación no es impedida y rebajarlos escalonadamente al acentuar la impermeabilidad de la ropa. De llevar ropa impermeable, se puede eliminar toda modificación de los límites de WBGT como consecuencia del aumento de la velocidad del aire. 4.- Persona obesa o de edad avanzada: sustraer 1-2 °C al WBGT La merma de los límites tendrá en consideración el mayor de los riesgos asociados a estos grupos de personas en general. Las estimaciones sobre las interferencias con la función cardiovascular y pulmonar, así como de la eficacia debida por la obesidad, han sido ampliamente estudiadas y analizadas. Paralelamente, el envejecimiento natural de una persona contribuye a una degradación general de estos mismos síntomas fisiológicos, por lo que estos grupos se consideren como de alto riesgo ante ambientes calurosos. 5.- Mujeres: sustraer 1°C al WBGT Esta consideración se efectúa como consecuencia de que según la bibliografía, las mujeres presentar una mayor dificultad en la sudoración. Está definida de forma clara la respuesta fisiológica divergente hombres y mujeres, aunque no se ha definido si es fruto de la diferencia de sexos o de la diferente aclimatación. No obstante, existe una base sólida como para rebajar el valor del WBGT en las mujeres. Algunos autores bajan 0,5 °C en mujeres para compensar su menor tolerancia al calor y 1 °C por su menor capacidad aeróbica.
1 .15.2. VARIABLES PERSONALES Además de las variables ambientales antes expuestas, tienen una influencia contrastada algunas variables que dependen del propio trabajador, como son el consumo metabólico (ya desarrollado) y la vestimenta (Ver figura 33). De hecho, si los trabajadores llevan o están obligados a llevar ropa de protección impermeable frente a otros peligros del ambiente, puede acaecer una situación de riesgo por estrés térmico fruto del calor pese que las condiciones ambientales no sean muy extremas (sin que el calor sea intenso y/o la humedad relativa alta). El vestido es un aspecto fundamental en el intercambio de calor del operario con el medio ambiente, de tal forma que si la resistencia térmica del mismo es grande, siempre es más difícil que el organismo pueda ceder calor, tratándose por tanto, de un efecto directamente proporcional.
La ropa o vestimenta no proporciona calor, "sólo aísla" por lo que entraña un papel de aislamiento o protección contra la pérdida de calor corporal hacia el Página | 70 ambiente o contra la adquisición de calor ambiental. Por otra parte, el aislamiento térmico que muestra la ropa (resistencia a la pérdida de calor seco corporal) se indica por medio del denominado aislamiento básico o aislamiento intrínseco de la vestimenta, (I CI), cuyo valor, para diferentes prendas de vestir viene recopilado en tablas (ver apartado de exposición al frío). La norma ISO 9920: 1995 "Ergonomía de/ ambiente térmico-Estimación de/ aislamiento térmico y de la resistencia evaporativa de un conjunto de prendas de vestir" contiene dichas tablas mediante las cuales puede estimarse el aislamiento térmico que proporciona la ropa, I cI. Al IcI se le suele llamar aislamiento térmico de la vestimenta y habitualmente, así se nos muestra en la literatura, folletos del fabricante, etiquetas de la ropa, etc. Denominamos por tanto, como resistencia térmica del vestido a la capacidad que tienen las prendas vestir para aislar térmicamente. La unidad que representa esta resistencia térmica de la ropa, o el valor de su aislamiento, se denomina "Clo" ('Un clo es el aislamiento térmico requerido para mantener a una persona se dentaria confortable a 21 °C”) y es equivalente
a O, 155 m 2C/W (0,18 m2h°C/Kcal) de intercambio de calor por radiación y convección por cada 0C de diferencia de temperatura entre la piel y la temperatura ajustada de bulbo seco (promedio de la temperatura de bulbo seco ambiental y la temperatura radiante media):
Factores de corrección en °C del TLV WBGT para ropa (figuras 34 y 35) Tipo de ropa Valor Clo Corrección WBGT Uniforme trabajo de verano
de
Bata de algodón Uniforme trabajo de invierno
de
Protección antihumedad permanente
0,6
0
1,0
-2
1,4
-4
1,2
-6
Tabla corrección de la resistencia térmica (clo) por la Humedad Factor de corrección por la humedad (F h)
Resis
<0,25
[m/s] tencia térmica (clo)
0,20 [m/s]
0
0,009 9
[m/s]
0,010 6
0,25
0,50
0,75 1
6
1,00
0,007 4
9
1,25 9
3
1,50 3
8
0,008
0,007
0,008
0,007 1
0,009 1
2
0,006
0,009 9
9
9
0,006
0,009
0,008
0,007
0,010 8
3
4
0,006
0,010
0,009
0,007
0,011 8
0
0
Página | 71
0,011
0,009
0,008
0,013 0
0
7
0,006
[m/s]
0,012
0,010
0,009 1
5,00
0
4
0,006 7
0,011
0,010 0
1,00 [m/s]
2
0,009 3
0,50
0,008 4
0,007 4
0,007 8
Figura 34: Factor de corrección del PMV en función de la humedad
Tabla corrección de la resistencia térmica (clo) por la Radiación. Res istencia térmica
Factor de corrección por la humedad (f r) 5 [m/s]
0
[m/s] 0,2
50 0,2 5
2 [m/s] 0,2 50
0,1 18
1 [m/s] 0,2 50
0,1 45
0,5 [m/s] 0,3 50
0,1 61
0,2 [m/s] 0,2 50
0,1 73
0,1
0,2 50
0,1 89
0,2 00
0,5 0
0,0 80
0,7 5
0,0
1,0
5
34
45
30
59
43
45
0,1 14
0,0 86
0,0 55
32
00
72
0,1
0,1
0,0
0,0
59
23
89
0,1
0,1
0,0
0,0
0,0
52
05
72
0,1
0,1
0,0
0,0
0,0
34
89
57
0,1
0,0
0,0
0,0
1,5
18
75
41
0,1
0,0
0,0
1,2
0
00
56
0
0,1
0,0 98
0,0 68
0,0 80
Figura 35: Factor de corrección del PMV en función de la temperatura radiante media. En general se considera a la indumentaria típica de verano si tiene un Ici 0,5 clo y la de invierno un Ici 1 clo. No obstante, la postura y los movimientos del cuerpo del trabajador, así como la penetración de aire frío a través de las aberturas de la ropa, o incluso a través del tejido cuando la velocidad del aire es elevada, favorecen la disipación de calor por convección y pueden hacer alterar el aislamiento térmico de la ropa. A este efecto denominado "efecto de bombeo" se le puede justificar una merma del aislamiento térmico entre el 5 y el 50 %. Teniendo en cuenta sólo la rebaja del aislamiento térmico por el trabajo, se aconseja disminuir los valores teóricos de I ci de las tablas (evidenciados por estudios ejecutados con un maniquí térmico estático, posición de pie), con lo que determinará el aislamiento resultante, (I cir) La reducción a efectuar es: - 20 % cuando M> 100 W/m2 - 10 % cuando M está entre 60 y 100 W/m 2 A su vez, sabemos que el tránsito de aire seco y fresco sobre la superficie dérmica favorece la disipación de calor por evaporación y convección, a su vez la evaporación del sudor conlleva la eliminación de calor. La ropa impermeable al aire y al vapor de agua, térmicamente aislante, así como la ropa hermética y de múltiples capas de tela, limitan tenazmente la disipación del calor, lo que implica que el calor metabólico puede ser un desafío de tensión térmica aun cuando los factores ambientales se consideren fríos. Por tanto, el aislamiento de la ropa es independiente del material del que esté hecha, es decir, dela fibra textil. En realidad es función del aire (que habrá estado en contacto con la piel, y por tanto, esté a la temperatura de ésta) que quede atrapado entre el enlazado de las fibras del tejido. Es preferible llevar varias capas de ropa que una sola muy gruesa.
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Cuanto más aire sea capaz de almacenar una prenda, mayor capacidad aislante presentará, y cuanto más fina sea la fibra que compone el tejido, más capacidad de almacenar aire, pues aumenta la superficie de contacto. A su vez, cuanto más fibras finas presente, más aire se puede atrapar. Pero es muy importante la capacidad recuperadora de las mismas, ya que en caso de movimientos, lavados, etc., el aislamiento podría verse reducido notablemente por una compactación de estas fibras. En presencia de humedad, ésta puede desplazar y sustituir Página | 73 al aire almacenado. Por otra parte, el aire con alto calor específico es sustituido por agua con alta conductividad térmica. Esta agua permite que el calor generado por el usuario sea conducido más diligentemente a las zonas frías (exterior) y el microclima generado por et aire estanco se rompe perdiendo así parte del aislamiento térmico. De esta forma, debemos indicar que para situaciones de calor la ropa debe ser ligera para permitir al trabajador disipar el exceso de calor corporal patentado a lo largo del trabajo (favorecer la evaporación del sudor y la pérdida de calor seco, por convección fundamentalmente), Por el contrario, en ámbitos de frío, conviene que la ropa limite el escape de calor corporal, si bien no debe entorpecer el trabajo o hacerlo penoso. Por último, indicar que aunque la forma más común de expresar el aislamiento térmico es en las unidades del sistema internacional, como ya indicamos se suelen expresar en términos de unidades clo (unidad francesa) si bien en los últimos años han aparecido nuevos equipos con la capacidad de medir esta variable, como el tog-metter (tog) y el skin model (m 2K/W): 1 Tog (unidad anglosajona) = 0,1 m 2K/W 1 Tog = 0,645 clo Es importante considerar que la unidad del tog emana de los resultados obtenidos con el equipo "Tog-metter". Los togs se pueden convertir al sistema internacional y a la inversa, pero no se puede predecir qué aislamientos se obtendrán en el caso de que el mismo tejido se ensaye con el equipo skin model. Por esto cada valor de aislamiento térmico debe ir acompañado del método de ensayo manejado para la medida, Ver figura 36. La resistencia al vapor de agua (Ret) es la segunda variable a considerar en el estudio de confort, sobre todo en ropas destinadas a épocas calurosas o para el campo laboral donde la evacuación del sudor es primordial para mantener al usuario seco. Los tejidos de calada con un gramaje aproximado de 200 g/m 2 y similares, nunca deben presentar un Ret superior a 5. Para conjuntos tipo sándwichs, es más complejo poder predecir el Ret. Las normas de vestimenta que cubren la protección para el frío marcan qué prendas con alto aislamiento térmico, no deben superar un Ret de 55 m 2K/W Posibilidad de combinación en tejidos tipo sándwich Tejido Exterior Estrictos requisitos mecánicos, resistencia al agua y a su penetración Tejido Intermedio
Membranas cortavientos impertranspirables Membranas hidrofóbicas Membranas microporosas
hidrofóbicas
Capas aislantes (PES no tejido) Tejido Interior
Forro, poliamida (PA) tejida o de punto muy fina o tejido más grueso. (Ante
el frio tejido de capa de alto poder de aislamiento de poliamida, medidos en RET) Si analizamos la transpirabilidad pese a que no hay mucha bibliografía si existe algún criterior orientativo para tejidos laminados usados en épocas de verano: Límite de transpirabilidad: Ret= 20 Página | 74 m2Pa/W
Figura 36: Parka de 0,92 Tog
Transpirable: Ret < 20 m 2 Pa/W Transpirabilidad buena: Ret< 12 m 2 Pa/W Límite de transpirabilidad: Ret= 20 m 2 Pa/W Muy transpirable: Ret < 6 m 2 Pa/W
0,70 clo
1.16. MÉTODO DEL íNDlCE DE TENSIÓN TÉRMICA (ITT) Para aquellos supuestos donde la agresión térmica es muy intensa y la duración es muy corta, en vez del método del índice WBGT, es más fiable y correcto acudir al uso de índice de tensión térmica (ITT) o de la sudoración requerida (SWreq). El método ITT también denominado índice de Sobrecarga Térmica (ISC) fue desarrollado ya en 1965 por Belding y Hatch, especialmente para actividades en climas cálidos, sólo es aplicable a sujetos físicamente bien dotados, así como adecuadamente aclimatados y está basado en el intercambio térmico entre el cuerpo humano y el medio ambiente, por medio de los tres mecanismos fundamentales de intercambio térmico: convección, radiación y evaporación, así como de la producción de calor metabólico generado por la actividad y puede ser expresado por la siguiente fórmula de balance térmico: Acumulación Producción - Pérdida Los valores de M (calor producido por el metabolismo) y E (calor perdido por evaporación) son siempre positivos, mientras que los de R (calor intercambiado al ambiente por radiación) y C (calor intercambiado al ambiente por convección pueden ser positivos o negativos, dado que a razón de las condiciones ambientales el cuerpo ganará o cederá calor. Según lo cual, el calor de evaporación del sudor o calor a evacuar, en Kcal/h (E req), preciso para mantener el equilibrio será: Donde (si la ropa 0,6 clo): Va 0,6 (ta – 35) Este procedimiento es utilizado para valorar situaciones críticas en tiempos de corta duración y maneja para su evaluación el "índice de Tensión Térmica" (ITT) que representa la relación entre la cantidad de calor que requiere eliminar una persona, por evaporación del sudor, para mantener el equilibrio térmico de su cuerpo en el desarrollo
de su actividad E req (kcal/h) y la cantidad máxima de calor que sería susceptible evacuar por sudor en las mismas condiciones ambientales Emáx (kcal/h).
La Emáx se determina mediante la fórmula: Emáx = K e x Va0,6 x (pws – pwa) Donde Ke es una constante o coeficiente de evaporación máximo equivalente a 1 ,4 Página | 75 si se cuenta con ropa de verano (2 si está desnudo), V a la velocidad del aire, pws es la presión de vapor a temperatura de la piel y p wa la presión de vapor en el aire. El método que nos ocupa, es muy relevante pues nos permite saber igualmente cual o cuales de los calores mostrados (convectivo, radiante y su combinación) requieren de intervención, al objeto de disminuir las condiciones de exposición a este factor de riesgo. Esto implica que este índice se utilice para definir criterios de diseño de los sistemas de control en los ambientes de trabajo con exposición al calor. De esta forma, si el componente de calor convectivo es alto, es preciso pensar en sistemas que mejoren al aire del lugar del trabajo mediante sistemas de ventilación y enfriamiento del mismo. Si el componente de calor radiante es alto, se requiere controlar las fuentes generadoras de radiación de calor, mediante encerramientos de equipos, pantallas, etc. Si la humedad del aire es muy alta, lo que implica mayor dificultad para evapotranspirar el calor presente en el organismo, se precisa deshumidificar el aire en el lugar de trabajo. Por último, si tanto el calor radiante, como el convectivo y la humedad del aire, presentan valores elevados, se deben combinar los sistemas de control para garantizar el aislamiento de fuentes radiantes y la temperatura y contenido de agua circulante. En la ingeniería to trascendental está en controlar: la radiación, convección, humedad y velocidad del aire. Este método resulta más preciso que el método del índice WBGT, permitiendo a su vez calcular el tiempo máximo de exposición al calor, mediante el auxilio de gráficos y monogramas (diagramas psicrométricos), como el nomograma desarrollado por Mcakarus y Briefs:
Página | 76
Para su empleo en la práctica, el método se presenta mediante el nomograma (precedente) la búsqueda del tiempo máximo de permanencia y se desarrolla en ocho etapas de cálculo gráfico cada una de las cuales viene representada por una recta en la que, en el dibujo, se ha indicado con un número el orden sucesivo de las etapas. 1. La recta que une el punto representativo de la velocidad de aire con la temperatura seca del mismo da la magnitud del calor intercambiado por convección C. Obsérvese que la escala de temperatura seca es doble y que los valores del calor de convección vienen afectados del signo t. El signo (+) es el que se toma cuando la temperatura seca es superior a 350C y el signo (-) corresponde a valores de la temperatura inferiores a 350C. 2. La recta que une la velocidad del aire con la temperatura de rocío da la cantidad máxima de calor que puede eliminarse por evaporación, Emáx. 3. La recta que une la velocidad de aire con la diferencia entre la temperatura de globo y la temperatura seca, TG - T S, da una constante intermedia K. 4. La recta que une el valor de K con la temperatura de globo TG da la temperatura radiante media, TRM. 5. De la temperatura radiante media se "asciende" por las rectas auxiliares dibujadas hasta el valor del calor ganado por radiación, R. El método supone que en condiciones de estrés térmico R no puede ser negativo, aunque teóricamente el cuerpo puede ganar o perder calor por radiación. 6. La recta que une el valor de la radiación con el del metabolismo efectúa la suma gr4fica de ambas cantidades. 7. El valor obtenido, unido con el de la convección da el valor de la evaporación requerida Ereq.
8. La recta que une Ereq con Emax anuncia ya directamente el valor del tiempo máximo de permanencia, texp. Obsérvese que la fiabilidad del resultado obtenido decrece significativamente a partir de valores alrededor de: de 30 minutos, donde la escala se vuelve ya muy "comprimida". Para el cálculo del tiempo de recuperación necesario se repiten las 7 primeras fases del proceso tomando las condiciones ambientales y el metabolismo Página | 77 correspondientes a la situación de recuperación. Una vez obtenidos Ereq y Emax se aplica la fórmula dada anteriormente. El cálculo de tr puede efectuarse también gráficamente repitiendo la fase 8 anterior pero situando Ereq en la escala de Emax y Emax en la de Ereq. El valor leído entonces en la escala de texp, será el tiempo de recuperación buscado, (t rec). Todo valor del tiempo máximo de permanencia referido a valores de ITT que excedan el valor 100, viene indicado por la expresión deducida por Mckarus y Brief. B rief.
O si las Ereq y Emax en W/m2 entonces: Donde (se trata de ropa 0,6 clo): (Donde 7 es Kr) y (Ereq – Emax) es la ganancia o pérdida neta de calor del organismo del sujeto expuesto ex puesto a una situación correcta. El cálculo de esta expresión se efectúa a partir de algunas hipótesis fundamentales: un hombre tipo de 35 años edad, de 70 Kg de peso, de 1 ,7 m de talla y 1 ,8 m2 de superficie corporal, vestido ligeramente (0,5-0,6 clo) o desnudo (0 clo) y con una temperatura de la piel de 35 °C, que no almacena calor al interior de su cuerpo. Para la evaluación del riesgo higiénico de estrés térmico, según este método, se pueden manejar los valores expresados en el siguiente cuadro: ITT °C Implicaciones fisiológicas e higiénicas por exposiciones de 8 horas a diferentes tipos de estrés térmico -20, -10
Estrés térmico suave por frío.
0
No existe estrés térmico. Confort térmico.
10,20,30
Estrés térmico intermedio, entre suave y moderado. Da lugar a una cierta disminución del rendimiento en los trabajos intelectuales o que exige estar despierto o alerta.
40,50,60
Estrés térmico fuerte, severo. Las personas expuestas a este tipo de estrés pueden ver afectada su salud si no son suficientemente fuertes físicamente. Debe realizarse una selección previa del personal expuesto. No es adecuado para realizar un trabajo mental continuado
70,80,90
Estrés térmico extremo o muy severo. Debe seleccionarse el personal mediante exámenes médicos y pruebas de trabajo tras un periodo de aclimatación. Deberá ser retirado el trabajador de su puesto a la menor indisposición.
100
Estrés térmico máximo. Tolerable por hombres jóvenes físicamente fuertes y aclimatados. Condición crítica cuando es >100
Este método es aplicable fundamentalmente para Página | 78 situaciones de estrés por calor si bien también se puede aplicar para valorar situaciones de confort/disconfort. c onfort/disconfort. No contempla pérdidas por sudoración, por lo que no se recomienda para ambientes muy secos (HR < al 30%), donde existe una profusa pérdida de agua por Fig. 37 Sistema de sudoración humana. sudoración, además no considera variaciones en el vestido por lo que se desaconseja desaconseja para aislamientos aislamientos térmicos de la vestimenta muy divergentes de 0,6 clo o de 0 clo.
1.17. ÍNDICE DE SUDORACIÓN REQUERIDA Por último destaquemos el método del "índice de sudoración requerida" (SWreq), desarrollado por Vogt y otros en 1981, y recogido en la norma UNE-EN ISO 7933, actualmente en versión mayo 2005; que es uno de los más completos, proporcionando no sólo los intervalos de sudoración requerida, sino además la comparación entre la sudoración, la humedad de la piel y la evaporación del sudor requerida por la actividad, y lo que es fisiológicamente posible y aceptable para el operario. Este método al igual que el de Fanger para el confort se apoya en la ecuación de balance térmico y basa su cálculo en el conocimiento de seis parámetros: 1. Carga metabólica. 2. Temperatura radiante media. 3. Temperatura del aire. 4. Velocidad del aire. 5. Aislamiento térmico de la vestimenta. ves timenta. 6. Humedad relativa (o presión parcial de vapor de agua). Este índice se fundamenta en determinar a través de las medidas ambientales, los términos del balance térmico, salvo el valor de la evaporación del sudor. Así se calcula cual debe ser el flujo de calor por evaporación de sudor para mantener el equilibrio corporal (evaporación requerida), y con ello puedo verificar la velocidad a la que se está perdiendo líquido por sudoración, que me indica el grado de riesgo. Posteriormente se determina la cantidad máxima de sudor que se puede evaporar considerando los límites ambientales (humedad y tipo de vestido fundamentalmente) obteniendo así la evaporación máxima (Ver figura 37). Comparando la evaporación requerida con la máxima, y expresando el valor en % tenemos el valor del índice. Todo valor menor del 100% justifica la posibilidad de lograr el equilibrio térmico y por el contrario si se supera el 100 %, el riesgo de estrés térmico es elevado. Dicho método puede plantearse como primera alternativa para evaluar el riesgo por estrés térmico originado por el calor, no obstante, habida cuenta de su complejidad suele usarse más como método de ratificación del método basado en el índice WBGT, sobre todo cuando se sobrepasan los valores de referencia fijados por este último método. Su mayor virtud respecto al método basado en el índice WBGT, además de ser más exacto, es que permite tener información sobre el factor o factores donde se debería intervenir para prevenir un riesgo intolerable por estrés térmico debido al calor. Su fundamento como hemos visto se basa en:
Método analítico que desarrolla el cálculo del balance térmico, para poder concretar la tasa de sudoración requerida (la requerida (la tasa de producción de sudor que el organismo debería poseer) y así conservar el balance en equilibrio. Una vez calculada la tasa de sudoración requerida, podemos determinar las modificaciones precisas de la situación de trabajo, por ejemplo de las fuentes de calor, de la organización del trabajo, etc., y con ello suprimir o minimizar los Página | 79 riesgos. Así mismo, nos faculta para averiguar los tiempos de exposición máximos permisibles y de esta forma restringir la sobrecarga fisiológica y el estrés térmico hasta niveles aceptables. Este dato es muy útil para la planificación de trabajos en ambientes calurosos extremos, como arreglos en hornos de fundición o acceso a cámaras.
Todo ello considerando que dicha norma internacional no predice la respuesta fisiológica de sujetos individuales, sino que sólo está pensada para individuos normales con buena salud y adaptados al trabajo que desempeñan, lo que implica sea empleada por especialistas en Higiene Industrial o Ergónomos preferiblemente. Excepciones de uso: Si se usa ropa especial de protección (ropa reflectante. de enfriamiento y ventilación activos, impermeables con EPI incorporado, etc.).
Siempre que la ropa esté mojada.
Cuando la temperatura radiante sea elevada.
En aquellos casos donde la velocidad del aire sea s ea alta.
A través de la norma técnica UNE-EN 12515:97. "Ambientes térmicos calurosos. Determinación analítica e interpretación del estrés térmico basados en el cálculo de la tasa de sudoración requerida", que recoge el método e incluye un programa en BASIC que simplifica su empleo. Este método aporta mayor exactitud que el método del índice WBGT y debería aplicarse siempre que se evidencien situaciones donde la valoración previa y rápida del índice WBGT revele una situación de riesgo de estrés térmico probable. Como hemos indicado la metodología establece una comparativa entre los valores de dos variables: la humedad de la piel y la producción de sudor, precisas en unas determinadas condiciones de trabajo, frente a los valores fisiológicamente posibles de esas variables. La estimación de dichos valores se calcula mediante el desarrollo de las siguientes fases: Cálculo de la evaporación requerida requerida (E req), también denominado flujo de calor por evaporación, para que se mantenga el equilibrio térmico del organismo.
Determinación de la evaporación máxima permitida permitida (E max) por las condiciones ambientales. Estimación de la tasa de sudoración requerida requerida (SW req) y de la humedad requerida de la piel (w req) igualmente denominada mojadura de la piel requerida.
Matemáticamente la evaporación requerida (E req) se req) se determina partiendo de la acumulación de calor en el cuerpo humano (S) que se puede expresar como la suma algebraica de los siguientes términos:
Donde estos términos expresados en W/m 2 como potencia por unidad de superficie corporal significan: M es la producción o tasa de energía metabólica. W es el trabajo exterior útil o potencia mecánica efectiva. K es el calor intercambiado con el ambiente por conducción. Página | 80 C es el calor intercambiado por convección. R es el calor intercambiado por radiación. Cres es el calor intercambiado por convección respiratoria. Eres es el calor latente intercambiado a través de la respiración. E es el calor intercambiado por la evaporación del sudor. En el uso habitual tanto el valor de (W) pérdida de energía como consecuencia del trabajo útil desarrollado en la actividad laboral, donde el rendimiento real del organismo suele ser pequeño en casi todas las tareas, como el valor de (K) conducción de calor, son despreciables y no son considerados. En este último caso como consecuencia de lo ínfimas que resultan las superficies de contacto 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 muy divergente temperatura de la piel, éstas suelen estar aisladas. Además, la transmisión de calor que se lleva a cabo por conducción (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. A su vez, para mantener constante la temperatura del cuerpo, el término (S) debe ser nulo, lo que nos lleva al término de evaporación del sudor a la denominación de evaporación requerida (Ereq). El valor de M debe determinarse con un método que ofrezca una cierta fiabilidad mientras que los factores de convección C y radiación R se establecen por medio de las siguientes expresiones matemáticas:
Si en la ecuación efectuamos:
Entonces:
De esta forma se obtiene que:
Donde los significados de los símbolos no definidos hasta ahora son los siguientes: hc: es el coeficiente de intercambio de calor por convección en W/m 2 .Se expresa de la siguiente forma:
Si la convección es natural: hc = 2,38 (tsk – tr) 0,25 Si es forzada: hc = 3,5 + 5,2 V ar si Var es menor o igual que 1 m/s. hc = 8,7 Var 0,6 Si Var es mayor que 1 m/s, siendo V ar la velocidad relativa del aire, cuya expresión es: Var = Va + 0,0052 (M - 58), donde V a es la velocidad medida del aire en el lugar de trabajo. Fcl: es el factor adimensional de reducción, de los intercambios de calor sensible debidos al atuendo. Su valor se deduce de la ecuación.
Donde Icl es el aislamiento térmico intrínseco del atuendo. Para la estimación de Icl pueden utilizarse tablas (ver tabla del apartado 16.2.1). tsk: es la temperatura cutánea media en grados centígrados (se toman 36 °C).
ta: es la temperatura del aire en grados centígrados.
σ: es la constante de Stefan Boltzman (5,67 10 w/m K ).
ɛsk: es la emisividad cutánea (0,97).
-8
Página | 81 2 4
Ar/ADU: es la fracción de superficie cutánea participante en los intercambios de calor por radiación (0,67 para trabajo agachado; 0,70 para trabajo sentado y 0,77 para trabajo de pie).
tr: es la temperatura radiante media en grados centígrados.
hr: es el coeficiente de radiación en w/m 2K, cuya expresión es:
Cres: es el calor intercambiado por convección respiratoria, que, para una temperatura estimada del aire expirado de 35°C, vale:
Eres: es el calor intercambiado por evaporación respiratoria que, para una temperatura estimada del aire expirado de 35°C, viene dado por:
En cuanto a la evaporación máxima permitida (Emáx) es la que el individuo puede realizar bajo la hipótesis de la piel íntegramente mojada, donde se cumple:
Donde: Psk,s: es la presión de saturación del vapor de agua a la temperatura de la piel en Kilopascales (a 35° C es de 5,624 KPa). Pa: es la presión parcial del vapor de agua a la temperatura ambiente en KPa. Se calcula mediante la siguiente expresión:
Donde th es la temperatura húmeda sicrométrica. Rt: es la resistencia evaporativa total de la capa limitante de aire y atuendo de vestir. Su cálculo se basa en la expresión:
.
Aquí, F pcl es el factor adimensional de reducción de los intercambios de calor latente debidos al atuendo. Se calcula a través de la ecuación: Por último respecto la sudoración requerida (SWreq) y la humedad requerida de la piel (wreq):
La humedad de la piel (w) en una situación de trabajo concreta se establece como un factor que multiplicado por la evaporación máxima da el valor de la evaporación real: La humedad requerida de la piel está entonces expresada como la razón entre la evaporación requerida y la evaporación máxima: Página | 82
El cálculo de la sudoración se basa en la expresión: Donde "r" es la eficacia evaporativa de la sudoración del individuo desnudo, coeficiente adimensional que es función de la humedad de la piel. De la ecuación SW= E / r, se deduce que:
En la que r req, se obtiene de sustituir w por wreq en la ecuación. SWreq es la sudoración requerida expresada en W/m 2, cuya equivalencia en agua perdida por sudoración es SW req (W/m 2) / 0,68 = SW req (gr/m 2 h). Valoración de resultados. La interpretación de los valores calculados con anterioridad se basa en dos criterios de estrés y en dos límites de tensión térmica: Criterios de estrés:
La máxima sudoración (SW máx).
La máxima humedad de la piel (W máx).
Límites de tensión térmica:
La máxima pérdida de agua (D máx).
La máxitna acumulación de calor (Q máx).
A la vista de estos valores, la interpretación de los mismos precisa la posibilidad de comparar éstos con valores límites establecidos según criterios de salud y seguridad. En este sentido, la Norma ISO-7933 fija unos criterios de valoración diferenciando los límites propuestos entre exposiciones de individuos aclimatados o no y fijando dos niveles (alarma y peligro) que gradúan dicha limitación: Tabla l: Valores para niveles de Alarma y Peligro (Norma ISO 7933) Variable Sujeto aclimatado Sujeto No aclimatado Ala rma Calor máx, acumulado Q máx. (Wh/ m 2)
ro 50
Mínima pérdida agua, 10 Dmax (Wh/m2) o (g) 00 (2600) Tasa de Sudoración SWmax (en Wh/ m2) o en 0 (g/h), como trabajo (M> o
Pelig
20
Alarm a
Peli gro
60
50
50
1250
1500
200
(3250)
(3900)
250
0 (5200) 300
400
igual a 65 W/ m 2)
(650)
(780)
(1040)
(520) Tasa de Sudoración 10 2 SWmax (en Wh/ m ) o en 0 (g/h), (260) (como descanso M< 65 2 W /m ) Humedad máxima de la piel (W max) 5
0,8
150 (390)
200 (520)
0,85
300 (780)
1
Página | 83
1
No obstante, para poder comparar los resultados obtenidos con los límites fijados, deben considerarse las siguientes premisas: La acumulación de calor interno no debe rebasar un cierto valor máximo (Q max) fijado de forma que la elevación de la temperatura interna se sitúe entre 0,8 °C y 10 °C. Su uso se basa en la ecuación:
La deshidratación del organismo no debe sobrepasar un valor máximo (D max) fijado al considerar que la pérdida de agua del organismo no debe rebasar el 4% 6% del peso corporal. Su utilización se justifica en la ecuación:
La sudoración requerida no debe superar a la sudoración máxima (SW max). Los valores propuestos para la sudoración máxima figuran en la tabla (l) precedente. La humedad requerida de la piel no debe superar la humedad máxima posible de la piel (w max).
Por otro lado, en cuanto a las características individuales, para prevenir el riesgo de estrés térmico según las diferencias fisiológicas de los operarios expuestos, los límites fijados en la tabla (l) presentan un nivel inferior de alarma que previenen del riesgo de estrés térmico a todas las personas expuestas físicamente aptas para la actividad que deben desarrollar y en buen estado de salud. Los otros niveles, de peligro, están pensados para ser aplicados sólo a ciertos individuos especialmente dotados físicamente. En cuanto a la aclimatación (al calor) supone la adecuación de ciertas funciones del organismo (merma de la frecuencia cardiaca, aumento de la eficacia de la sudoración) a ambientes calurosos, que incrementan la tolerancia de las personas al calor. Por ello, se fijan igualmente límites más permisivos de alarma y peligro para estas situaciones. Estimación de valores previsibles En toda valoración de una situación de trabajo, para cualquier persona, tenemos obligatoriamente que conocer los valores previsibles de la humedad de la piel (Wp), la evaporación del sudor (Ep) y de la sudoración. De tal forma que pueden darse dos casos: a) Que la humedad requerida de la piel sea menor que la humedad máxima y la sudoración requerida que la máxima: en este caso el equilibrio térmico se mantiene y entonces et valor de wp es el de wreq, Ep es igual a Ereq y SWp es igual a SWreq.
b) Que la humedad requerida de la piel rebase a la humedad máxima: entonces se hace Wp= Wmax. El valor de Ep se deduce de: Ep= Wp Emax y el de SWp se obtiene de la ecuación: SWp Ep / rp, donde rp es es la eficacia evaporativa correspondiente a wp. Cuando la sudoración previsible supere a la sudoración máxima, se obtienen los valores previsibles de la siguiente forma: Wp Emax= rp SWmax. Nota: SWmax, es el valor límite de referencia que figura en la tabla (l) y rp Página | 84 es la eficacia evaporativa de la sudoración, que se obtiene de SW = E / r, sustituyendo el valor de w por wp. Estos valores máximos están fijados en función de la aclimatación del sujeto. Para comprender esto podemos observar el diagrama de flujo de interpretación del método ISO-7933 que refleja las posibles combinaciones (Ver figura 38). Exposiciones compuestas de trabajo A su vez, cuando existan exposiciones de más de una secuencia de trabajo compuestas de dos o más etapas divergentes respecto a las condiciones de trabajo, debe procederse a un análisis individual de las secuencias y otro global de todas las combinaciones posibles entre las que sean sucesivas, es decir, que si hay cuatro secuencias y se denominan Pl, P2, P3, P 4, deberán estudiarse por separado Pl, P2, P3, P 4, (Pl + P2), (P2 + P3), (P3 + P4), (P1 + P2 + P3), (P2 + P3 + P4) Y (P1 + P2 + P3 + P4).
La forma de valorar las combinaciones de dos o más secuencias se realizará tal como se ha indicado para una sola secuencia utilizando como valores de Ereq y Emax de la combinación, las medias ponderadas en el tiempo de los valores de Ereq y Emax de las respectivas secuencias, por ejemplo: Ereq (Pl + P2 + Pn) = Sn (Ereq (Pi) X ti) / Sn ti, sie ndo ti el tiempo de duración real de cada secuencia. Tiempo límite de exposición Por último si deseamos conocer el tiempo de exposición límite para una Página | 85 determinada situación de trabajo, lo haremos bajo dos condiciones o criterios: el incremento máximo de la temperatura interna del cuerpo y la pérdida máxima de agua corporal: a) Si no se cumple que Ep = Ereq. Decimos que existe riesgo por elevación excesiva de la temperatura interna del cuerpo y se obtendrá el tiempo máximo de exposición según:
b) Si no se cumple la ecuación SWp < o = D max / 8. In dicamos que existe riesgo por deshidratación excesiva, entonces:
El tiempo máximo de duración del trabajo a considerar en esas condiciones es el menor de los tiempos de exposición obtenidos en estas ecuaciones. Y si el Tmax determinante es el deducido de T max = 60 Dmax / SWp no debe nunca someterse a las personas expuestas a otra exposición durante el resto de la jornada laboral. Por último, indicar que existe un programa informático para la aplicación del modelo de sobrecarga térmica estimada y que se puede descargar una copia del mismo en la web: http://www.md.ucl.ac.be/hytr/new/Downloadfts07933n.txt Validez y aplicación El índice de sudoración requerida, recogido en la norma ISO 7933 es útil, y muy recomendable para casos donde tenemos que determinar, en individuos aclimatados o no, los tiempos máximos de exposición, si bien está específicamente diseñado para ambientes estables de humedad inferior a 2,8 kPa. Por otro lado, este método incluye la nueva de generar dos categorías o niveles de salud de los trabajadores, una de alarma (todos los operarios expuestos que tengan buena salud podrán lograr los valores límites, asegurando la prode la salud de los mismos) y otra de peligro (% de trabajadores que serán incapaces de efectuar mojaduras o débitos de sudor). Por el contrario, si nos hayamos ante casos donde se precisa de ropa muy especial (que no se muestre en tablas), ámbitos de trabajo de humedad superior a 2,8 kPa o si existen focos de calor radiante muy dispersos en sus fluctuaciones, el índice pierde rendimiento y eficacia, por lo que precisa de especial cuidado su uso.
1.18. EVALUACIÓN DE AMBIENTES TÉRMICOS MODERADOS (CONFORT). Índice PMV-PPD (MÉTODO DE FANGER) En la bibliografía existen tres métodos fundamentales dentro del campo de la Higiene Industrial, que evalúan situaciones moderadas de ambientes térmicos en términos de grados de confort, entendiendo como tal aquel estado de satisfacción con las características térmicas del ambiente, cuya condición básica generalmente, es que exista equilibrio térmico sin necesidad de sudar, que son: índice PMV-PPD (Método Fanger)
índice de la temperatura efectiva (ITE)
Índice de la temperatura efectiva corregida (ITEc)
Aunque un ambiente térmico no sea suficientemente agresivo como para originar daños a la salud, los trabajadores pueden indicar su malestar ante el mismo, ya sea por calor o por frío. Esta ausencia de confort, o de satisfacción, puede implicar una merma en Página | 86 la productividad y en la calidad del sistema productivo. En primer lugar, expresar que el método Fanger establece tres condiciones para que un individuo se encuentre en confort térmico: Que se cumpla el equilibrio térmico.
Que la tasa de sudoración esté dentro de las cotas de confort.
Que la temperatura media de la piel esté dentro de las cotas de confort.
En segundo término, este método de Fanger para el confort se apoya en la ecuación de balance térmico y basa su cálculo en el conocimiento de seis parámetros, cuatro medibles (1 a 4) y dos estimables (5 y 6): 1. Temperatura radiante media. 2. Temperatura del aire. 3. Velocidad del aire. 4. Humedad relativa (o presión parcial de vapor de agua). 5. Carga metabólica (met). 6. Aislamiento térmico de la vestimenta (clo). De existir trabajo mecánico, evidentemente también se debe estimar. Por otra parte, el procedimiento para la estimación del confort térmico en el trabajo basado en el índice PMV-PPD viene desarrollado en la norma UNE-EN ISO 7730. Dicho procedimiento se fundamenta en la comparación entre el voto medio estimado (PMV) y el porcentaje estimado de insatisfechos, también denominada porcentaje previsto de personas en disconfort (PPD). Estos índices se determinan en base a seis parámetros ya comentados: velocidad del aire, temperatura radiante media, temperatura del aire, presión parcial de vapor de agua, ritmo metabólico de la persona (met o W/m 2) y aislamiento térmico de los vestidos (clo). Dichos índices PMV y PPD son dos parámetros térmicos que obedecen a experimentos sobre la sensación térmica realizados por Fanger con un grupo prolijo de personas. Los estudios realizados por P.O. Fanger han permitido correlacionar los diversos ambientes térmicos, caracterizados por su voto medio previsto o estimado (PMV) a razón del número de personas que se manifestarán insatisfechas frente a tales ambientes o porcentaje previsto o estimado de insatisfechos (PPD). "Método FANGER" PMV (VOTO MEDIO PREVISTO) o IMV (índice medio de valoración) Predice, para un gran grupo de gente, los valores subjetivos de una escala de sensación térmica experimentada de 7 puntos, desde - 3 (muy frío) a + 3 (muy caluroso). PPD (PORCENTAJE PREVISTO DE PERSONAS EN DISCONFORT) o PPI (PORCENTAJE DE PERSONAS INSATISFECHAS) Predice qué porcentaje (%) de gente se encontrará térmicamente incómoda a un determinado valor de PMV. a) Voto medio estimado o previsto (PMV) Denominamos voto medio estimado o previsto (PMV) al promedio de las calificaciones de un colectivo de individuos suficientemente grande (1300 personas) y de características divergentes, que ejecutan una misma actividad con ropa de propiedades
térmicas semejantes, expuestos a un determinado ambiente térmico (local cerrado), que asignaría a éste, según la escala numérica de valoraciones siguiente: Sensación térmica Valor numérico Muy Caluroso
+3
Caluroso
+2
Ligeramente Caluroso
+1
Confortable (Neutro)
0
Ligeramente Frío
-1
Frío
-2
Muy Frío
-3
Página | 87
Igualmente al conjunto de individuos que es expuesto a una determinada situación e indican la sensación térmica que les produce, se le pueden denominar como "Índice de valoración medio" (IMV) siendo éste el promedio de las respectivas calificaciones atribuidas a dicha situación de acuerdo con la escala anterior (de – 3 a +3) Por tanto, el índice PMV o IMV puede dar cualquier valor del intervalo comprendido en dicho rango, vinculándose los valores positivos a distintos grados de sensación térmica de calor, el valor O a una sensación térmica neutra confortable (donde no se sentiría ni frío ni calor) y los valores negativos a divergentes grados de sensación térmica de frío. En realidad de los 7 valores de la escala, sólo se recomienda utilizar los comprendidos entre -2 y +2. El PMV se puede calcular a través de una fórmula muy compleja (mediante ayuda informática "Programa"), no obstante la norma ISO propone otros dos procedimientos alternativos. a) Mediante equipos que nos den la medida directamente, b) A través del uso de tablas. El voto medio estimado se puede calcular a través de tablas que facilita el propio método o norma, donde se muestran relacionadas las siguientes variables: 2 Carga térmica metabólica, en met o W/m (ver figuras 34 y 35).
Temperatura (°C).
Velocidad relativa del aire respecto al cuerpo (m/s).
Tipo de vestido (clo). Tabla índice de valoración media IVM o PMV Nivel de actividad: 92,8 W/m 2 (1,6 met) y HR= 50% Vestido
Temper 2
Clo
M °C/ W
atura Seca (°C)
Velocidad del aire (m/s) 0,15
0,20
23
-1,29
-1,57
23
-0,93
-1,18
0
0
1
0,155
25
-0,57
-0,79
26
-0,20
-0,40
27
0,17
0,00
28
0,53
0,39
29
0,90
0,79
30
1,27
1,19
12
-1,10
-1,19
14
-0,78
-0,87
16
-0,46
-0,53
18
-0,13
-0,20
20
0,19
0,13
22
0,53
0,48
24
0,87
0,83
26
1,21
1,18
El uso de este fragmento de tabla como el resto, que no reproducimos por cuestiones obvias, implica considerar algunas normas: La to es función de la t a, TRM y v a.
Si la HR no toma valores extremos, su influencia será nula, y se puede asumir una HR=50% (valor asignado a todas las tablas). La vestimenta en unidades clo tiene un valor de 0,5 para tipo verano y de 1 para las propias de invierno. En cada tabla se asigna a un nivel de actividad (met) adscrita por la propia norma según tipo de trabajo: 1,2 met para trabajo de normal de oficina sentado, de 1,6 met de pie hasta los 4 met que supone jugar al tenis.
Se opta por la tabla correspondiente a la carga térmica metabólica estimada para la actividad que desarrolla el operario, y se obtiene el voto medio estimado sobre la base de los valores de las otras tres variables. Todos los valores, apuntados directamente en estas tablas, se refieren a condiciones en las que la temperatura media de radiación y la temperatura del aire son iguales, y la humedad relativa es del 50 %. En el caso de que la temperatura media de radiación sea diferente de la temperatura del aire, se maneja la temperatura operativa, siendo ésta el valor medio de ambas, siempre que su diferencia no sea superior a 4°C No obstante, se puede calcular la temperatura operativa con mayor precisión utilizando la expresión:
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Siendo: ta: Temperatura del aire "operativa tr: Temperatura radiante media (TRM o tRM) A: Coeficiente que es función de la velocidad relativa del aire
La influencia de la humedad relativa es muy pequeña en las zonas cercanas al confort, de tal forma que la corrección por humedad relativa distinta del 50 % puede despreciarse. No pueden esperarse condiciones de confort con temperaturas medias de radiación importantes o humedad relativa. Por otro lado, en los supuestos donde la humedad relativa no sea del 50 % y/o la temperatura radiante media supere la temperatura del aire, debemos aplicar los factores de corrección f h y/o f r, para determinar el IMV corregido o definitivo, por medio de la siguiente expresión:
Donde: ta es la temperatura del aire o seca (°C). TRM es la temperatura radiante media (°C). HR es la humedad relativa (%). f h es el factor de corrección de IVM en base a la humedad (valor tablas según nivel actividad, vestido y velocidad aire, expresada en al apartado anterior de variables personales). f r es el factor de corrección de IVM en base a la TRM (valor tablas según nivel actividad, vestido y velocidad aire, expresada en al apartado anterior de variables personales). Actualmente ya indicamos que se cuenta con programas informáticos que facilitan el cálculo del voto medio previsto. A su vez, el índice PMV está relacionado con otro índice denominado PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) o Porcentaje Previsto de Insatisfechos. c) Porcentaje estimado de insatisfechos (PPD) La verdadera utilidad práctica del voto medio estimado es que el método permite correlacionarlo con el porcentaje estimado de personas que se manifestarán insatisfechas con la situación térmica valorada. A su vez está la denominación del "porcentaje de personas insatisfechas" o PPI como aquellas que con condiciones micro climáticas otorgan una valoración entre (-2,-3) y (+2,+3).
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El método proporciona una curva que relaciona el voto medio estimado con el porcentaje estimado de insatisfechos, siguiendo la expresión PPD = 100-95 exp (-0,03353 PMV4 - 0,2179 PMV 2). Advirtiéndose que en ambientes neutros, donde el voto medio estimado vale cero, el porcentaje estimado de insatisfechos es del 5 %, por lo tanto y aún en las mejores condiciones, siempre habrá una pequeña proporción de personas insatisfechas. Se considera aceptable un ambiente térmico en el caso de que el porcentaje Página | 90 estimado de insatisfechos sea menor del 10 %. En realidad los valores de referencia para el bienestar térmico , serían: -0,5 < PMV < +0,5 Y PPD < 10% Si analizamos la gráfica de la figura 39 podemos observar que, sean cuales sean las condiciones térmicas, jamás hay una sensación térmica idéntica para todo el mundo, sino que siempre hay discrepancias, pues incluso si el valor del PMV corresponde a una sensación térmica neutra, existe un 5 % de personas que sienten calor o frío. Esto se debe a que en la sensación térmica afectan factores objetivos (las variables ambientales, la ropa y la actividad) y factores subjetivos propios del operario (como son los gustos personales, el sexo, la edad, el estado de salud, etc.). Como ejemplo para lograr el voto medio estimado para una actividad ligera caso de un calderero con 170 W/m 2 y una vez situados en la tabla correspondiente a ese nivel de actividad, y determinadas las otras variables como 0,5 clo para la ropa de verano, 28 °C de temperatura y 0,2 m/s de velocidad del aire, resulta un voto medio previsto de + 1 ,8. Para el valor + 1,8 votos medio estimados, encontramos según la gráfica un porcentaje estimado de insatisfechos del 70 %, pudiendo afirmar que las condiciones expuestas en el ejemplo planteado corresponden a una situación de disconfort térmico. Ver secuencia de cálculo en la figura 39. Este método es recomendable para valores de PMV entre ±2 y se evidenciará una situación de disconfort si se superan los rangos de los parámetros: actividad metabólica (entre 0,8 y 4 met o 46-232 w/m 2), vestido (0 a 0,310 m 2°C/W o 0-2 clo), ta (10-30 °C), TRM (10-40 °C), velocidad del aire (0-1 m/s) y presión parcial de vapor de agua (0-2700 Pa). Para terminar y como hemos indicado, la norma UNE EN ISO 7730: 96 "Ambientes térmicos moderados. Determinación de los índices PMV y PPD y especificaciones de las condiciones para el bienestar térmico" expresa cómo determinar dichos índices y ofrece los valores de referencia PMV y PPD para el confort o bienestar térmico. En cualquier caso, tenemos que remarcar que en trabajos sedentarios las situaciones de confort térmico se pueden deteriorar como consecuencia de la asimetría de la radiación o a corrientes de aire, por lo que tenemos que acotar los límites de bienestar para este tipo de tareas: HR (40 a 70 %), va (0,1 a 0,15 m/s en invierno y 0,15 a 0,25 m/s en verano), gradiente de temperatura entre pies y cabeza (3°C), asimetría máxima calor radiante entre techos y suelo (5 °C), y asimetría máxima calor radiante entre paredes verticales (10 °C).
1.18. MÉTODO DEL íNDlCE DE TEMPERATURA EFECTIVA (ITE) Método propuesto por la ASHVE (American Society of Ventilating Engineers), inicialmente fijado como criterio de evaluación de confort , fundamentado en el estudio de las respuestas de grandes grupos de personas que trabajan en distintos ambientes, según las variantes de temperatura, humedad relativa y movimiento de aire patentes.
Ya la O.M.S. seleccionó este método en 1961, descrito precedentemente (1923) por C.P. Yaglou, para control de ambientes calurosos, pero no se emplea en la práctica, dado que al extrapolar excesivamente fuera de la zona de confort no es aceptable. En este índice, intervienen la temperatura seca, la temperatura húmeda y la velocidad del aire (los tres valores se integran en uno) La temperatura efectiva se determina por medio de ábacos, referidos a sujetos, vestidos y ambientes en los que las temperaturas de las paredes son iguales a las del aire. Página | 91 La temperatura que se determina corresponde a la del aire saturado, con ligero movimiento, que produce una sensación de frío o calor idéntico a las de las condiciones ambientales a las que una persona está expuesta Si las paredes y suelo del ambiente estimado se encuentran a diferente temperatura, en la parte superior o inferior, a la temperatura seca del ambiente equivalente, se denomina en este caso temperatura resultante. Para calcular la temperatura efectiva, primero se selecciona el ábaco más adecuado al tipo de trabajo Y ropa, segundo se unen tos puntos de las escalas verticales laterales (temperatura seca y húmeda) y donde corte a la línea indicativa de la velocidad del aire, ahí se obtiene la temperatura efectiva. Ver ejemplo en gráfica siguiente: TE de 21 °C evidenciada en el diagrama, por los valores conocidos de temperatura seca, temperatura húmeda y velocidad del aire de: t a = 27° C, t h=21°C y Va= 3 m/s Para la utilización de los diagramas es preciso que no exista exposición por radiación, en cuyo caso se establece la "Temperatura Efectiva Corregida" siguiendo dos métodos diferentes. El primero reemplaza la temperatura del aire por la temperatura de globo negro, y el segundo, más complejo, sustituye además la temperatura húmeda por una seudotemperatura húmeda, que corresponde a la que leería si la temperatura del aire fuese igual a la del globo negro, permaneciendo la presión parcial de vapor de agua constante. Los niveles superiores del índice corregido, en función del metabolismo y del estado de aclimatación, son: “Tabla” Metabolismo (W) Temperatura No adaptado
Adaptado
220
30°C
32°C
350
28°C
30°C
530
26,5°C
28,5°C Página | 92
1.19. SISTEMAS DE CONTROL Teniendo en cuenta que existen trabajos donde el estrés térmico por calor puede ser peligroso, como es el caso de: a) Trabajos en lugares cerrados o semicerrados, donde el calor y la humedad son altos, donde la actividad física es intensa o incluso donde los trabajadores lleven trajes o EPI's que impidan la eliminación del calor corporal, fruto del proceso de trabajo o de las condiciones climáticas de la zona y la ausencia de medios para reducirlos, como son las fundiciones, panaderías, lavanderías, acerías, fábricas de ladrillos o cerámicas, plantas de cemento, hornos, invernaderos, fábricas de conservas, minas, etc. b) O trabajos al aire libre, donde el estrés térmico y sus consecuencias pueden ser especialmente peligrosos, como en la construcción, agricultura, etc., durante sólo los días más calurosos de verano, máxime cuando no suele haber programas de prevención de riesgos regulares para todo el año. Debemos plantearnos unas medidas generales de control basadas en estas evidencias. Para empezar, podemos indicar que la tolerancia humana a las condiciones térmicas que le rodean puede establecerse bajo tres situaciones: a) Zona de confort. También denominada como permisible o neutra, se presentará cuando el equilibrio térmico esté definido por la tasa metabólica y no dependa del ambiente externo. El trabajar de forma continua a lo largo de una jornada laboral (8 horas) puede efectuarse sin riesgo para la salud y el confort. b) Zona de equilibrio. Aquí el equilibrio térmico perdura, hay compensación pero éste no es función sólo de la tasa metabólica sino de su mantenimiento, que debemos evaluar por el coste en términos de mecanismos fisiológicos compensatorios. Los trabajadores bajo esta situación pueden permanecer periodos largos. c) Zona de riesgo. Aquí no hay equilibrio posible y por tanto debemos limitar el tiempo de exposición Bajo esta situación el operario sólo puede permanecer periodos cortos y bajo situaciones controladas (situación intolerable a pesar de los paliativos de la técnica) Por otra parte, las variables que intervienen en el intercambio térmico tienen diversos orígenes y las cargas térmicas se pueden clasificar por su estacionalidad (verano/invierno), procedencia (exterior/interior de un edificio) o forma de manifestarse (sensible/latente, dependiendo que altere la t° seca o humedad absoluta del local) De esta forma, podemos expresar y clasificar las cargas térmicas en verano e invierno como: Verano Invierno Carga Radiación solar Conducción a través de un vidrio Radiación y conducción a través
Carga Conducció n a través de un vidrio
Transmisión
a
de muros exteriores Conducción a través de paramentos interiores
X
X
través de paredes, techo y suelo.
X
X
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Ocupantes Iluminación Motores y equipos eléctricos
Ventilación
X
X
X
Ventilación Notas: I: Interna; E: externa; S: sensible; L: latente. Se puede minimizar el riesgo por estrés térmico reduciendo por un lado, la actividad física del sujeto, y por otro, rebajando la agresividad ambiental presente, aunque también puedo actuar sobre ambos factores simultáneamente. No obstante, en cada situación se deberá analizar cuál es la aportación al riesgo de cada factor y actuar en consecuencia. Tenemos que tener presente por tanto, las variables que intervienen en el intercambio, tanto en las funciones fisiológicas como ambientales que serán, fundamentalmente: Funciones fisiológicas: capacidad circulatoria periférica de la sangre, aclimatación al calor, capacidad de sudar, etc.
Funciones ambientales: temperatura del aire (que genera el intercambio de calor
por convección), energía radiante (sin efectos caloríficos significativos pero calienta los cuerpos), estado higrométrico del aire (fija la capacidad del aire para aceptar vapor de agua), velocidad del aire (sobre la superficie de la piel). Ejerciendo una acción sobre cualquiera de estas variables, de alguna manera se modifica la situación de estrés térmico. Reducción de la agresividad ambiental. En general, el control del estrés térmico debe realizarse a través de sistemas de ventilación idóneos, y si es posible con aislamientos que minimicen la transmisión térmica. El calor radiante, por ejemplo/ debe aminorarse recubriendo la superficie de los objetos calientes con materiales de baja transmisión o mediante pantallas protectoras que aíslen de la radiación. Al contar con pantallas debemos pensar en su enfriamiento, dado que al recibir la radiación la pantalla se calentará y se convertirá en un foco nuevo de radiación, en vez de un dispositivo de protección. La refrigeración se puede lograr si la pantalla dispone de láminas metálicas a modo de aletas de refrigeración, o cualquier otro sistema que incremente el área de contacto con el aire, de manera que permita la eliminación de calor recibido (serpentines de agua introducidos en la propia pantalla). No obstante, conviene que al menos las pantallas expuestas sean de superficies reflectoras a la radiación, de colores claros y acabados brillantes, pero siempre con el inconveniente de la vida tan corta de estas aplicaciones al ensuciarse o perder brillo con mucha prontitud por el ambiente de trabajo. En trabajos con exposiciones cortas se cuentan con prendas de protección tales como intercambiadores de calor respiratorios, trajes refrigerados y reflectantes, etc.
Si el calor emitido no puede controlarse (por ejemplo en altos hornos), la mejor solución es colocar cabinas con aire acondicionado para mantener a los trabajadores razonablemente confortables. Otra opción puede ser que en el entorno del trabajador provoquemos un incremento de la velocidad del aire hasta un límite tolerable y con ello aminoramos la agresividad ambiental, además favorecemos la evaporación del sudor y el intercambio de calor por convección; siempre que estemos en una humedad menor de 5,6 kPa y a una Página | 94 temperatura del aire también inferior a 35 °C, dado que sino en el primer caso no podemos evaporar el sudor y en el segundo el flujo de calor irá del aire hacia la piel. También se puede pensar en instalar duchas de aire, como un simple ventilador o más sofisticadamente con equipos que atemperen el entorno del operario en condiciones de temperatura y humedad óptimas, y en todo caso menos agresivo que las del ambiente general. El tipo de medidas de control a implantar en cada caso depende del tipo de ambiente caluroso que se produzca, de tal forma, que lo primero será concretar si el calor es seco o húmedo. En el primer caso existen ejemplos como las fundiciones o acerías, etc., donde la carga térmica sobre el operario se ve aumentada por el calor sensible proveniente del equipo de proceso, cuyo mayor componente es el calor de radiación de las superficies calientes, hornos, etc., que deben ser apantalladas de forma eficaz. Por el contrario, en los ambientes calurosos húmedos, como lavaderos de minas o lavanderías, hacen que la capacidad de refrigeración se vea aminorada y ello implique reducir la humedad relativa en el ambiente laboral.
1.19. PROTECCIÓN FRENTE A FUENTES GENERATRICES EXTERIORES E INTERIORES DE CALOR Si pretendemos eliminar o desplazar la energía calorífica como base de las medidas de control en la fuente generadora, debemos comenzar por ejercer una acción de protección sobre las fuentes de calor ya sean exteriores u objeto de que no perturben el clima interior del recinto. a. Contra las fuentes exteriores Teniendo en cuenta que la génesis de las cargas externas será en esencia radiante, fruto de la radiación solar, la protección se desarrollará procurando minimizar la transmisión de calor a través de paredes y techos; pudiendo catalogarse de forma diferenciada las partes transparentes y las opacas. Para cada caso los métodos de control a seguir serán: Protección de las partes opacas Para menoscabar la transmisión por tabiques, muros y terrazas deberemos considerar la orientación, el calor, la naturaleza del cerramiento, el tipo de construcción, etc. Dicha rebaja se logrará: Acentuando el coeficiente de reflexión de las paredes (mediante el revoque con cal viva, chapa de cobre, pintura plástica, blanco sintético, pintura de aluminio, etc.), con lo que minimizo el flujo de calor absorbido.
Incrementando el coeficiente de cambio exterior de calor de la pared (por ejemplo, aspersión o riego de las superficies), para favorecer la salida de parte del flujo de calor absorbido.
Intensificando la resistencia térmica de las paredes (empleo de ciertos materiales, dobles techos, tabiques opacos verticales, etc.), para que la temperatura interna del cerramiento sea lo más baja posible
Protección de las partes transparentes Dependiendo del tipo de vidrio, su superficie, orientación, etc., se determina la Página | 95 radiación solar, y a partir de ahí se puede actuar: 1. Reforzando el coeficiente de reflexión de los cristales (por ejemplo, instalando cristales dobles separados por películas metálicas, como puede ser el cobre). 2. Aminorando el flujo de calor incidente (por ejemplo, permutando la orientación de las ventanas, montando pantallas horizontales, parasoles, emplazando toldos o persianas, generando sombras). 3. Corrigiendo la absorción del flujo incidente en los cristales (por ejemplo, uso de colores como el azul o et verde), que llegan a retener el 50 % del flujo incidente. Aislamiento Las técnicas de aislamiento térmico se basan en general en el incremento de la resistencia térmica entre un foco caliente y otro frío. Es habitual, como se comenta en la figura 40, el intercalado de materiales de baja conductividad térmica entre dos medios a diferente temperatura, incorporado a los cerramientos de los edificios (muros, suelos, cubiertas, etc.) unos materiales que oponen gran resistencia al paso del calor, para reducir las pérdidas que se producen en invierno, y adicionalmente, evitar que el calor penetre en verano. El manejo de aislantes de calor implica, además de un ahorro energético, conservar la temperatura interna del proceso, al rebajar las Fig. 40 Cerramiento vertical exterior tipo sánwich metálico de montaje “in pérdidas de calor al ambiente. situ” de ISOVER b) Contra las fuentes interiores En lo que atañe a las principales fuentes interiores de calor, tendrán su génesis en el propio proceso de fabricación (aunque no siempre), y el origen de las cargas será radiante y convectivo como más significados. Existen ciertos métodos de protección dual adecuados a la disipación de estas fuentes de radiación y convección, aunque generalmente ejercen su acción sobre una sota; de querer una acción directa tendremos que usar medidas muy concretas. Entre los sistemas a implantar tendremos: Protección contra las fuentes de calor radiactivas: apantallamiento y aislamiento.
a) Mediante el apantallamiento se protege directamente a las personas, interrumpiendo, por la interposición de barreras, el paso de la radiación, en la dirección de los operarios. Las pantallas pueden ser opacas, transparentes o incluso enfriadas por agua si la fuente es relativamente pequeña, como ocurre en una boca de un horno. b) A través del aislamiento se mengua la temperatura superficial y con ello ia fuga de calor sensible y de energía radiante, afectando sobre todo a la tasa de carga de la radiación. Protección contra las fuentes de calor convectivas: extracción focalizada y ventilación general.interior de Fig. 41 Aislamiento conductos de ISOVER
a) Colocación de campanas de aspiración sobre los focos generadores de calor. b) Evacuación de la columna de aire caliente mediante convección natural Escape en la parte superior de los edificios. A las fuentes de calor provenientes de procesos de fabricación-producción, debemos añadir otras: La energía calorífica ocasionada por la iluminación, motores, sistemas de Página | 96 ventilación, etc., (véase figura 41).
La energía calorífica desprendida por las propias personas que concurren en la zona de trabajo.
Formas de actuación
Protección frente a fuentes de calor exterior
Protección frente a fuentes de calor interior
Tabiques opacos Tabiques de vidrio (transparentes). Considerando flujo de calor incidente y por tanto su orientación para ambos casos Aislamiento Fuentes de calor convectivas: Campanas extractoras o estudio de edificios. Fuentes de Pantallas
calor
radiactivas:
1.20. MEDIDAS DE CONTROL CLÁSICAS CORRECTORAS DE LA CARGA TÉRMICA Siguiendo la filosofía preventiva legal, cuando haya sido inviable por causas técnicas, económicas o prácticas, la adecuación del microclima a las condiciones de bienestar o confort, o al menos hasta cotas permisibles dentro los límites aceptables por medio de soluciones técnicas o de ingeniería de control de calor (o por frío), se hace imprescindible tomar ciertas medidas que protejan al operario de un ambiente crítico o aunque permisible excesivamente caluroso (o frío). Como actuación global y a pesar de que no es posible fijar fórmulas de validez general frente a situaciones de estrés térmico, ya que como hemos dicho debería efectuarse en cada caso un análisis pormenorizado de las causas del riesgo y estudiar todos los elementos que confluyen en el problema desarrollamos algunas de las medidas de prevención que se pueden adoptar al realizar trabajos en ambientes fundamentalmente calurosos, siguiendo el esquema general de las medidas técnicas y según jerarquía, en la fuente o foco, trayecto o medio de propagación y receptor o individuo.
1.20.1. MEDIDAS DE CONTROL SOBRE EL FOCO
Como ejemplos característicos de actuación en esta etapa podemos destacar: Selección de equipos y diseños adecuados. Elección de equipos que emitan bajas cantidades de calor o que lo hagan fuera del ambiente de trabajo.
Reducción de la humedad y temperatura del aire, mediante la evacuación de calor, extracción localizada de humos calientes y aporte de aire seco. Modificación del proceso productivo, diseñando variantes que originen menores emisiones de calor y eliminando las fuentes más i mportantes. Encerramiento del proceso, encapsulando las fuentes de calor para evitar su Página | 97 extensión. Control de las emisiones de aire caliente con la instalación de campanas de aspiración que lo conduzcan al exterior, mediante el camino más rápido y directo posible. Aislamiento de las fuentes de calor radiante mediante apantallamiento (pantallas reflectoras como el aluminio, absorbentes como el acero, etc.). Enfriamientos (temperaturas de foco, revestimiento). Las paredes y suelos en zonas afectadas deben tener colores claros y brillantes (pobres en radiación).
1.20.2. MEDIDAS DE CONTROL SOBRE EL MEDIO DE DIFUSIÓN El medio de difusión o propagación será el aire que envuelve a las personas v los modos de actuar sobre él se basarán en tres ámbitos: Ventilación general por dilución (entrada de aire frío y salida del aire caliente).
Acondicionamiento del aire
(tratamiento del aire). Ver figura 42.
Extracción localizada.
a) Ventilación general: sabemos que el aire caliente tiende a ascender, generando una columna, que en los locales con oquedades en el techo, puede ser encauzado hasta el exterior, mediante resquicios en las partes bajas de los cerramientos que faciliten el tiro natural con la entrada de aire. Ya vimos que la ventilación general con aire exterior, puede ser de tiro natural o forzado, y aunque se trata de un método esencial para el control de los problemas de calor, en algunos casos resulta ineficaz, sobre todo si las entradas del aire exterior son de frío o calor extremo, pues no son fáciles de reconducir y por tanto de distribuir a las zonas de interés. Conviene remarcar que la entrada de aire deberá efectuarse por las cotas inferiores (a nivel del suelo), para que el aire frío de entrada, incida en primera instancia sobre los trabajadores, combinándose con el aire del local y entrando a posteriori en contacto con las superficies calientes, incrementado su temperatura, elevándose y evadiéndose por los huecos practicados en el techo, en la nave o en el local. b) Acondicionamiento del aire. En algunos supuestos será necesario tratar con antelación el aire en las instalaciones de ventilación general.
Dichos tratamientos consistirán a priori en variar la temperatura o la cantidad de vapor de agua. La metodología para calentar o enfriar el aire, según los casos, se efectúa analizando por una parte el balance calorífico y por otra el balance frigorífico. Una vez determinados los balances, se puede fijar la potencia máxima (de calefacción o frigorífica) a dotar al aire, con el fin de conservar unas condiciones idóneas en el área tratada, Página | 98 nivelando las pérdidas de calor (cargas térmicas) que se patentan en el rec into: Por déficit a través de los cerramientos y fugas de aire caliente.
Por las condiciones climatológicas exteriores.
Por los ocupantes.
Por la iluminación y otras fuentes caloríficas que posea el proceso, etc.
Todas ellas en conjunto representarán una carga máxima, en relación con la cual debe diseñarse el equipo de enfriamiento/calentamiento del aire (bombas de calor). Cuando tratamos de modificar el vapor de agua en el aire, lo abordamos con la humectación y deshumectación, según se aumente o aminore el vapor de agua del ambiente. La primera (humectación) se efectúa evaporando agua y la segunda (deshumectación) condensando el vapor de agua portado por el aire. Para que el agua ceda vapor al aire necesitamos que la tensión de vapor en la superficie de contacto rebase a la presión parcial del vapor de agua del aire. Si la presión parcial del vapor de agua del aire es mayor que la presión de vapor en la superficie de contacto, se presenta la condensación. En ambos procesos, se pone el aire en contacto con agua en la temperatura idónea c) Extracción localizada: de forma excepcional y siempre que exista un foco de calor muy concreto (horno, reactor) el aire caliente puede extraerse directamente con un sistema de extracción localizada mediante una campana. No obstante, y a modo de resumen podemos remarcar las actuaciones siguientes: La ya comentada "Ventilación por dilución o ventilación general" utilizando el aire exterior (generalmente más frío que el del interior, si se pretende reducir la temperatura) o bien aire previamente tratado o acondicionado y paralelamente instalar extractores de aire o ventiladores en su caso.
Control de la velocidad del aire.
Automatización de operaciones.
Instalación del aire acondicionado o cortinas de aire fresco, ajustando su velocidad.
Aislar térmicamente paredes, techos, estructuras, etc.
Regado de agua de pisos.
Colocación de cristales y redes reflectantes.
Apantallamientos del puesto de trabajo.
Aumentar la distancia al toco emisor.
Dotar a las instalaciones de fuentes de agua potable en cantidad suficiente.
1.20.3. MEDIDAS DE CONTROL SOBRE EL INDIVIDUO Para casos muy concretos y siempre que no pueda alcanzarse un control total de los ambientes térmicos de forma efectiva por métodos técnicos, o en su caso como medida complementaria (de apoyo), se pueden practicar medios de control sobre los individuos, actuando sobre los factores de tipo personal que definen el estrés térmico. A Página | 99 ésta se les pueden añadir, medidas de acción sobre las funciones fisiológicas.
Como medidas representativas de control podemos subrayar: Control de la producción de calor metabólico. disminuyendo la carga de trabajo o distribuyéndola a Io largo de toda la jornada de trabajo, así como la utilización de la mecanización de procesos (automatismos) o aplicación de útiles que reduzcan el esfuerzo físico (ver figura 43). Ventilación localizada. Se debe aumentar la velocidad del aire sobre la piel, lo cuai puede concretarse por impulsión del aire tomado del mismo ambiente de trabajo (aire sin tratar) o a través de la impulsión de aire frío (duchas de aire tratado). Instalación de cabinas climatizadas , sobre todo en trabajos sedentarios. Crear un microclima a proximidad del individuo. Esta medida se debe contemplar cuando las posibilidades por ventilación se han agotado. No existe información concluyente sobre la temperatura ideal para un área de descanso. Sin embargo, un área de descanso con una temperatura cerca de 24,5 °C debe ser adecuada. Esta temperatura puede parecer fresca para alguien que está sudando, hasta que se aclimate. El área de descanso debe estar tan cerca como sea posible al lugar de trabajo. Ciclos breves y frecuentes de trabajo-descanso son más beneficiosos para el trabajador que periodos largos de trabajo y descanso. Automatización del proceso. De esta forma logro reducir el metabolismo. A su vez, con la automatización se puede aminorar parcial o totalmente el problema, pues se puede evitar la presencia directa del operario en las inmediaciones de la fuente de calor. El mecanizado de los procesos logra reducir la carga térmica fruto del metabolismo de trabajo, así como el tiempo de exposición al permanecer más alejado o disminuir el tiempo de trabajo. Utilización de áreas de descanso con aire acondicionado , donde reponerse y lograr un equilibrio físico-psíquico. Alejamiento. Se puede lograr adaptando medios y herramientas. La tasa de la carga radiante se contrae acentuando la distancia. Analizando tanto el método de trabajo como las herramientas (pinzas, tenazas, etc.) se pueden establecer sistemas que permitan aumentar la separación física entre la fuente y el operario. Hay que tener presente que duplicando la distancia entre el trabajador y la fuente, el valor de la carga de radiación sobre el operario se queda en la cuarta parte.
Distribución de trabajos en función de la aclimatación de los trabajadores. Los trabajadores nuevos o recién incorporados deberían realizar tareas ligeras hasta completar el periodo de adaptación aclimatándose. Establecer un programa de aclimatación donde las exposiciones se ajustan a un tiempo limitado que se incremente hasta la aclimatación completa. El establecimiento de programas de aclimatación debe ser aplicado precedentemente a su ingreso, mediante sesiones Página | 100 de entrenamiento en tiempos limitados y progresivos, incluida la vuelta de vacaciones o bajas laborales. Se recomienda el suministro de vitamina C, pues estimula la capacidad de sudoración. Rotación de tareas. Considerar controles administrativos que signifiquen tiempos aceptables de exposición, que favorezcan una recuperación suficiente y limiten la tensión fisiológica. Regulación de periodos de exposición. Control administrativo de actividad. Regímenes de descanso alternados con trabajos. Programar los trabajos más duros en horas menos calurosas. Limitación de la duración de la exposición y descansos en ambientes frescos, así como suministro de agua fresca. Información sobre el reconocimiento de síntomas de sobrecarga térmica. Formación en primeros auxilios sobre los síntomas derivados del trabajo en ambientes calurosos. Control médico de los trabajadores expuestos a situaciones límites de calor mediante exámenes previos al ingreso y periódicos, impidiendo exposiciones excesivas a los que presenten problemas circulatorios o infecciones respiratorias. Informar al personal sobre la necesidad de reponer las pérdidas de líquidos mediante la ingestión de agua y sal. Es aconsejable beber un vaso de agua fría paladeándola, cada 20 minutos aproximadamente, en cantidades no excesivas (entre 100 y 200 cc), ver figura 45. Se debe disponer de medios de suministro de agua próximos al trabajador y de acceso fácil. En caso de necesidad y bajo prescripción médica se puede favorecer mediante la ingesta de alimentos los suministros de sal y potasio, así como de vitamina C (ver figura 44).
Figura 44. Pastillas de Vitamina C Bajo prescripción médica
Figura 45. Se aconseja beber un vaso de agua ligeramente fría, cada 20 minutos en cantidades entre 100 y 200cc
Selección adecuada de personal, evitando operarios jóvenes, obesos, con frecuencia cardiaca alta, con temperatura interna alta, enfermos crónicos (corazón, riñón, etc.), con afecciones cardiovasculares, renales o dérmicas, consumidores de droga o alcohol, mujeres embarazadas o consumidores de medicaciones que desequilibren la respuesta fisiológica al calor (sedantes, Página | 101 hipotensores, tranquilizantes, etc.). Fomentar conductas de vida sana , peso corporal idóneo y equilibrio de los electrolitos. Cambiar las expectativas de los operarios que retornan al trabajo, después de no estar expuestos al calor, fomentando comidas ligeramente saladas si no hay imponderables médicos. Adiestramiento general de los riesgos y sistemas de control programados. Instrucciones verbales y escritas. Controlar y aconsejar a los operarios que estén con medicación que afecte al sistema cardiovascular, a la tensión sanguínea, a las funciones renales, a las glándulas sudoríparas, etc., y en especial si se exceden en el consumo de alcohol u otras intoxicaciones. Proporcionar ropa de trabajo adecuada, ligera, no voluminosa y que no dificulte sus movimientos. Se recomienda usar ropa de verano, suelta, de tejidos frescos (algodón y lino) y colores claros que reflejen el calor radiante. Conviene igualmente protegerse la cabeza del sol (preferiblemente con sombreros de ala ancha). Utilización de EPI's adecuados, considerando el calor excesivo, así como ropas especiales que aíslen del calor o lo reflejen, a tiempo de que faciliten la evaporación del sudor. Algunas prendas permiten efectuar trabajos de corta duración en ambientes de hasta 30 °C. Las prendas de protección deberán ser preferiblemente aluminizadas, de forma que eliminen el calor radiante recibido o el transmitido por convección. Nunca deben ser inflamables y deben eliminar el calor a través del vestido así como el calor producido por el organismo
Cuando las medidas técnicas no sean aplicables o suficientes, se recurrirá a las medidas administrativas. Como hemos visto, se pueden realizar mediante la modificación de los ciclos de trabajo estableciendo pautas de trabajo-calentamiento, así como implantar medidas de protección colectiva en caso de ser posible, como el apantallamiento de las zonas de trabajo para evitar elevadas velocidades del aire. Considerando también que la temperatura seca es menor que la de la piel, podríamos quizás aumentar la velocidad del aire hasta el umbral de lo confortable; incrementando así la capacidad de eliminación de calor en forma de evaporación y convección, lo cual supondría una disminución de la temperatura de globo Tg y también de la temperatura húmeda natural Thn En cuanto a la acción sobre las funciones fisiológicas sería mediante: -Aclimatación del calor. -Higiene de bebida y alimentos.
-El reconocimiento médico. Dos de los factores tratados, más determinantes, y que habría que desarrollar en profundidad, dada su aplicación práctica, son la reducción de la carga metabólica, la ventilación localizada y la protección personal. Página | 102 Reducción de la carga metabólica Una de las medidas más relevantes es reducir la actividad física, como el empleo de medios mecánicos para el manejo de las piezas, así como reducir el tiempo de exposición estableciendo una rotación entre distintos puestos. Como se ha visto y dada la inmediatez de los efectos por exceso al calor los periodos de descanso deben ser cortos y frecuentes, así sería bueno programar una actividad de manera que se descanse un cuarto de hora por cada hora y no dos de cada ocho, aunque al final sea un tiempo de descanso igual. A su vez, los operarios que trabajan al aire libre están más vulnerables a los cambios de tiempo. Una racha de calor o un aumento de humedad pueden crear condiciones de mucho estrés. Los pasos siguientes pueden ayudar a reducir el estrés del calor: Postergue los trabajos no esenciales.
Permita que solamente los que están aclimatados at calor hagan los trabajos más extenuantes.
Provea trabajadores adicionales para los trabajos fatigosos. Todos los trabajadores tienen que tener la capacidad física para hacer el trabajo y deben ser aclimatados al calor.
Sin embargo, dada la poca evidencia efectiva de estas medidas, siempre es aconsejable recurrir a un experto para optar por la adopción de tas medidas idóneas en cada situación. Ventilación localizada Siempre que incrementamos la velocidad del aire sobre la piel, conseguimos un efecto refrigerante fruto tanto de la disipación del calar por evaporación como por la exclusión del calor por convección. Ahora bien, esta velocidad no debe ser tal que fruto de su calor de convección ocasione una sobrecarga térmica, al evidenciar una situación donde el calor recibido por convección (del aire) sea mayor que el que expulsemos. Debe existir una velocidad óptima para cada caso laboral, fruto de los diversos parámetros físicos ambientales. Un mero ventilador puede generar la impulsión del aire, tomado del mismo ambiente. No obstante, cuando la temperatura del recinto es alta, la ventilación debe coger aire de otra dependencia, aunque lo más habitual es tratar el aire por enfriamiento evaporativo (el aire se humidifica por pulverización del agua y al evaporarse reduce la temperatura del aire). Un caso especial es cuando la zona a tratar tiene una alta humedad (próxima a la saturación), donde previamente debemos suprimir el vapor de agua ambiental. En cuanto a la impulsión del aire puede efectuarse en puntos concretos, orientados directamente sobre los trabajadores en forma de pequeños chorros o duchas. La sensación de frescor se logra mediante una velocidad del aire que puede oscilar entre 0,5 y 1 m/s, para zonas con temperaturas de 20 a 24 °C y donde se efectúan trabajos ligeros. La sensación de alivio, se adquiere a velocidades entre 1 y 2,5 m/s; de rebasar los 2,5 m/s tendremos sensación molesta. Protección personal
Por último indicar que cuando no es posible resolver el problema higiénico de estrés térmico, como complemento o mientras se toman otras medidas de control, se debe recurrir a la protección individual, (EPi's). Generalmente, estando en las proximidades a focos de elevadas temperaturas, se manejan trajes especiales contra el calor, que si bien son fáciles de colocar, resultan incómodos, muy voluminosos y dificultan el movimiento (ver figura 46). Sin embargo, estos trajes en particular y otras prendas en general, deben cumplir básicamente las Página | 103 siguientes condiciones: No ser inflamables.
Evitar la entrada del calor ambiental.
Eliminar el calor que penetra por medio del traje y el generado por el cuerpo.
No degradarse por el calor.
No agarrotar y entorpecer los movimientos del trabajador.
No incomunicar acústicamente.
Garantizar posibles protecciones complementarias contra los contaminantes químicos. cómodas y sencillas de mantener.
La inflamabilidad de los tejidos se calcula a través de diversos ensayos a fin de determinar características como la superficie destruida por combustión, la presencia de humos y gases, el tiempo de inflamación, la velocidad media de combustión, la fusión del tejido, la existencia de puntos incandescentes, etc. En lo que respecta al segundo aspecto, para impedir la entrada del calor ambiental, se manejan tejidos aluminizados, para reflejar el calor radiante, con elemento interior aislante para impedir la conductividad térmica, de forma que permita además la evaporación del sudor. Indicar también, que existen trajes especiales dotados de ventilación empleados en las fuerzas especiales, así como, su uso es esporádico. Hay que comentar que las ropas de trabajo convencionales, ya por sí mismas, ejercen una protección (barrera frente el ambiente del entorno), pero su acción es en los dos sentidos, al intervenir en los cambios de calor por convección, radiación y evaporación. Cada tarea requiere un análisis y la elección de la ropa que no será sencilla debe contemplarse de manera individual o combinada, tratando de: Sustraer la cantidad de calor radiante absorbida por la prenda (prendas aluminizadas como la mostrada en la figura 47).
Aminorar la cantidad de calor que rebase el tejido de la prenda de conducción.
Aislamiento estático y/o dinámico. El primero se logra con ropas caloríficas y el segundo provocando una corriente de aire, conducida desde el interior hacia el exterior. Figura 46 y 47 (página 305) Descender la temperatura del aire debajo de la ropa, mediante una fuente de aire frío externa que inyecte corrientes a través de chalecos refrigerados con agua de hielo, bajo la ropa de trabajo, siendo otra alternativa el uso de corrientes de líquido frío, canalizados por una red de tubos insertados en la superficie interior de la prenda. Las prendas de protección, en general, deben estar diseñadas para proteger frente a agresiones térmicas (calor y/o fuego) en sus diversas variantes, como pueden ser:
llamas, transmisión de calor (convectivo, radiante y por conducción) y proyecciones de materiales calientes y/o en fusión. En cuanto a su composición, existen multitud de fibras en función de la característica protectora que se quiera potenciar, la cual, lógicamente, dependerá directamente del tipo de riesgo frente al que se quiera proteger. Finalmente, en lo relativo a las características de protección de las prendas, para su especificación se establecen los siguientes parámetros y sus correspondientes niveles de Página | 104 prestación: Propagación limitada de la llama: un nivel de prestación, (0 o 1).
Resistencia al calor convectivo: cinco niveles de prestación, (1, 2, 3, 4 o 5).
Resistencia al calor radiante: cuatro niveles de prestación. (1, 2, 3 o 4).
Resistencia a salpicadura de aluminio fundido: tres niveles de prestación, (1, 2 o 3).
Resistencia a la salpicadura de hierro fundido: tres niveles de prestación, (1, 2 o 3).
Por último, indicar la importancia que tiene que el usuario deba estar exento de deficiencias físicas y psíquicas (estado de salud idóneo), y tener un adiestramiento previo al manejo y de forma regular, así como también de su mantenimiento. 18.1.20.4. ACCIONES SOBRE LAS FUNCIONES FISIOLÓGICAS 1.- Aclimatación al calor Ya conocemos que la aclimatación es un fenómeno fisiológico cuya génesis es poco conocida, en virtud del cual, los individuos sometidos a una situación de estrés térmico intenso, mejoran significativamente su respuesta fisiológica frente a la agresión que reciben, de tal forma, que un individuo aclimatado es capaz de soportar o tolerar una situación establecida con menor ritmo cardiaco que antes de aclimatarse, así como reduce también la concentración salina del sudor. De hecho una aclimatación previa puede alcanzarse después de la exposición pasiva, en ambientes calientes y húmedos a lo largo de un periodo entre ocho y doce días. En cuanto a las funciones fisiológicas, como hemos indicado con anterioridad, por la aclimatación se alteran sustancialmente y en particular: El caudal de sudor se acentúa (menor producción).
Las temperaturas corporales se reducen.
La frecuencia cardiaca se fija a una cota menor.
No obstante, y aunque la aclimatación se logra en un periodo cono (una semana aproximadamente, necesitando tres para ser total), también se pierde con celeridad, cuestión a considerar siempre, tras una ausencia prolongada del trabajo con independencia del motivo (si la exposición al calor cesa, la aclimatación se pierde rápidamente con poca retención después de dos semanas). Para lograr la aclimatación se aconseja ir aumentando poco a poco la duración de la exposición hasta llegar a la jornada laboral global. Hemos visto que la aclimatación motiva un progresivo ajuste fisiológico, lo que conlleva un incremento en la duración de la exposición al calor, haciendo factible que una persona trabaje eficazmente bajo condiciones que de otra forma serían intolerables. Como sabemos que los trabajadores sometidos a estrés térmico sudan con gran intensidad, es preciso compensar el agua perdida facilitando agua abundante no excesivamente fría y ligeramente salada (1 gramo de sal por litro) salvo en personal bien aclimatado.
Tipo de Gasto Temperat Grado higrométrico (%) trabajo de trabajo ura óptima (°C) efectuado (Kcal/ Día) Trabajo intelectual o trabajo físico <800 ligero en posición de pie
18 a 17 a 22
Trabajo 800 medio en 1350 posición de pie Trabajo duro
Trabajo muy duro
40%
a
70% 40% a 60%
1350 a 1950
24 40% a 70% 0,1 40% a 60% 0,25
17 a 22
a
15 a 21 15 a 18
>1950
30%
20% 60% 40% a 60%
0,1 a 0,2 0,25
a
65% 40% a 60% 12 a 18
12 a 15
Velo cidad del aire (m/s)
0,4 a 0,4 0,25
a
1,0 a 1,5 0,25
En los niveles máximos admisibles de exposición al calor, fijados en las diferentes tablas, que se toman como base de ponderación, consideran este punto como relevante y establecen distintos valores para las personas aclimatadas o no al calor. Todo lo descrito hasta ahora queda indicado cuando es evidente que la intensidad de la exposición hace que ésta no sea tolerable durante toda la jornada laboral, hecho que acaece por ejemplo en algunos trabajos de mantenimiento. En tales circunstancias, es preciso recurrir a un análisis exhaustivo de la situación y así determinar la duración máxima de la exposición y el tiempo preciso para el reposo entre una y otra exposición. 2.- Higiene de la bebida y alimentos Una persona no aclimatada, por lo general, suele tener una concentración de la sal en el sudor de 3 a 4 veces mayor que otra aclimatada, lo que implica posea un déficit mineral muy relevante. Para estas situaciones, conviene un aporte nutricional basado en la ingesta de líquidos salados, como puede ser un caldo de carne o pescado, o un zumo de tomate salados en 20 g/l. Ahora bien, no se deben usar comprimidos de sal. Por otro lado, la mejor rehidratación se alcanza por el agua pura, aunque se aconseja ingerir esta u otras bebidas a temperaturas razonablemente frías (entre 10 y 15 ° C), próximas al puesto de trabajo A su vez, la ingesta de café no debe superar los 400 mg/día (equivalente a tres tazas) y deben prohibirse las bebidas alcohólicas (el consumo de las mismas durante rachas prolongadas de calor puede causar deshidratación adicional). Por último, respecto a los alimentos conviene limitar la ingesta de alimentos grasos, pues su estancia en el aparato digestivo reduce la absorción del agua requerida para la rehidratación. 3.- El reconocimiento médico. Por otro lado, es muy importante considerar que las exposiciones cercanas a los límites máximos indicados por los WBGT y otras recomendaciones similares, no son admisibles para cualquier trabajador sin más consideraciones. Aquellas personas que se expongan a tales situaciones han de pasar por un reconocimiento médico previo
Página | 105
exhaustivo, que garantice su perfecto estado de salud, especialmente en lo que hace referencia a su sistema cardio-circulatorio; no permitiendo la exposición incluso bajo otras deficiencias de origen fisiológico como las vías respiratorias o malestar del sistema digestivo. Otros órganos a valorar son el riñón, hígado y glándulas endocrinas. El control médico debe además realizarse periódicamente, para garantizar que las facultades iniciales persisten a lo largo del tiempo. En la supervisión médica previa (ver figura 48) se debe valorar la idoneidad de la Página | 106 carga de trabajo a las condiciones del trabajador o de cualquier trabajo con exposiciones extremas de calor, haciendo especial hincapié en el mismo al sistema cardiovascular que deberá incluir una revisión del historial médico de reconocimiento, especialmente de las lesiones o enfermedades cardiovasculares referidas a exposiciones al calor. Por último, indicar la importancia de conocer si los sujetos pasivos precisan de medicación, especialmente de agentes hipotensores, diuréticos, sedantes, antiespasmódicos, tranquilizantes, antidepresivos y por supuesto si son alcohólicos o abusan de drogas en especial anfetaminas. MEDIDAS ORGANIZATIVAS, A APLICAR EN TRABAJOS AL AIRE LIBRE, EN VERANO Y ESPECIALMENTE EN DIAS MUY CALUROSOS Informarse sobre las previsiones meteorológicas para planificar el trabajo diario y adoptar las medidas preventivas idóneas.
Junto con la temperatura del aire, se debe considerar la humedad del aire (directamente proporcional al riesgo) y la radiación solar (cuando el día está despejado se potencia el riesgo). Los valores de temperatura que fijarán si los riesgos pueden ser inaceptables están supeditados a si el trabajo es ligero (temperaturas más altas), moderado (temperaturas más livianas que en el caso de los ligeros) o pesados (temperaturas significativamente más bajas). Para trabajos como los de la construcción y agricultura (de tipo moderado), los riesgos debidos al estrés térmico por calor pueden ser relevantes en un día cubierto, y con una HR del 30 %, si la temperatura llega a los 33 °C. A su vez, cada repunte de la HR del 10 %, ocasiona un riesgo equitativo a un aumento de la temperatura entre 2 °C y 3 °C. Si además el día está plenamente despejado, el riesgo sería equiparable al generado por un incremento de la temperatura de unos 7 °C, por contra si está parcialmente cubierto, sería como el ocasionado por un añadido de 3 °C. Instaurar la rotación de trabajadores en las tareas críticas con estrés térmico por calor.
Proyectar que las taras de mayor esfuerzo físico se desarrollen en los instantes de menor calor de la jornada.
El momento más caluroso del día, al sol, en días despejados, es el comprendido entre las 14,00 h de la tarde (las 12 hora solar) y las 17,30 h. (las 15,30 hora solar). Intentar que el trabajo se efectúe en interiores o en zonas sombradas.
En zonas donde el verano es caluroso, reformar los horarios de trabajo a lo largo de este tiempo para que, donde el proceso de trabajo lo admita, no se opere en las horas punta de calor del día. A lo largo de las horas más calurosas del día rehusar la ejecución de taras pesadas, los trabajos especialmente peligrosos y el trabajo individualizado.
FRIO 2. EXPOSICIÓN AL FRIO La exposición al frío puede ser originada por condiciones extremas, ya sean naturales o forzadas. Es el caso de determinados ambientes industriales (como la instalación frigorífica de la figura 49 PAG 308), en los que por razones técnicas, la temperatura ha de mantenerse muy baja, pudiendo llegar incluso hasta 50 grados bajo Página | 107 cero, o los casos de inmersión en agua a muy baja temperatura. En primer lugar vamos a analizar de forma independiente los efectos producidos en las diversas situaciones posibles: Enfriamiento global o general del cuerpo. Analizar t a, t RM, v a, HR, Nivel de actividad y Aislamiento térmico.
Enfriamiento local de las extremidades. Analizar t a, tRM, v a, HR, Nivel de actividad y Aislamiento térmico. Enfriamiento de la piel por convección de aire. Analizar t a, y va. Enfriamiento de la piel por conducción de calor ocasionado por contacto directo con superficies frías. Analizar t superficie, y aislamiento de la ropa. Enfriamiento mediante el sistema respiratorio. Analizar t a, y Nivel de actividad.
La situación más crítica se patenta en enfriamientos generales del cuerpo y es en la primera que nos vamos a centrar, pues con ello existe un alto riesgo de padecer graves estados de hipotermia. Para evitar el descenso de la temperatura normal del cuerpo o hipotermia, el organismo pone en funcionamiento diferentes mecanismos de defensa, entre los que destacan: - Contracciones de los vasos sanguíneos de la piel para eludir la pérdida de calor. Los capilares periféricos se contraen para reducir el flujo sanguíneo generando un efecto aislante de la piel, que puede aumentar hasta seis veces. - Desactivación o cierre de las glándulas sudoríparas. - Tiritona, temblores involuntarios, generando calor al disminuir la circulación sanguínea periférica. - Una persona puede en reposo multiplicar por tres su producción de calor metabólico con el tiriteo intenso, y aumentar así en 1 ,5 °C su temperatura. -Encogimiento para disponer una menor superficie de la piel exterior. -Autofagia de las grasas almacenadas (transformación química de lípidos o grasas almacenadas a glúcidos de metabolización directa). El primer síntoma que advierte del peligro de exposición al frío puede ser la aparición de sensación de dolor en las extremidades. No obstante, el aspecto más trascendental, y que establece una amenaza para la supervivencia, es la bajada de la temperatura interna corporal por debajo de los 36 °C, dado que a partir de ese umbral aparecerán efectos progresivos que irán desde una reducción de la actividad mental hasta llegar a la pérdida de la consciencia con amenaza de consecuencias fatales para la supervivencia. Si la temperatura interna baja hasta 36 °C se genera un incremento de la actividad metabólica tratando de recuperar el equilibrio térmico. Cuando la exposición permanece, el operario experimentará síntomas clínicos progresivos de la hipotermia cuya secuencia podría describirse: a) Aparición de tiritona de máxima intensidad cuando la temperatura interna se aproxima a los 35 °C b) Fuerte hipotermia al descender de 33 °C.
c) Por debajo de 30 °C pérdida progresiva de la consciencia, aumentando la rigidez muscular y merma de la frecuencia respiratoria. d) A temperatura menor de 27 °C cesa el movimiento voluntario y hay una posible fibrilación ventricular. e) Límite de supervivencia para los 24 °C (temperatura interna del cuerpo). f) Riesgo de paro cardiaco si la temperatura interna es de 22 °C. Por último y antes de pasar a la evaluación del riesgo por enfriamiento del cuerpo, Página | 108 indicar que las tensiones debidas a la exposición al frío ambiental, dependen de la capacidad del sujeto expuesto a mantener eficientemente el equilibrio térmico para eludir pérdidas de calor que entrañen nesgo. La primera defensa es la actuación sobre la conducta del trabajador. El control del ejercicio, ta ropa, del local y del calor límite son vías sencillas pero a la par eficaces, para someter a control las situaciones de posible estrés.
2.1. EVALUACIÓN DEL RIESGO POR ENFRIAMIENTO GENERAL DEL CUERPO Siempre que en un balance térmico determinado en función de las variaciones por convección y radiación, sale negativo, se constata un ambiente frío. Ante tal circunstancia el organismo debe responder mediante diversas respuestas fisiológicas entre las que podemos subrayar: Reacciones térmicas. Las funciones cutáneas disminuyen para atenuar el gradiente térmico entre la temperatura de la piel y la ambiental (así rebajar las pérdidas de convección y radiación).
Reacciones circulatorias. Una piel expuesta al frío, genera una merma en la frecuencia cardiaca, pero a la vez un incremento de las presiones sistólicas y diastólicas. Reacciones metabólica. El organismo refuerza la actividad metabólica para equilibrar las pérdidas de calor, si las funciones anteriores (térmicas y circulatorias) no son suficientes. Dicho incremento metabólico se patenta en los músculos esqueléticos, generándose en primera instancia un repunte del vigor muscular, y en segunda la presencia de escalofríos.
Por otro lado, según se establece en la "Guía técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relativos a la utilización de lugares de trabajo" del INSHT, cuando la temperatura de los lugares de trabajo sea inferior a IO 0C y especialmente en los .trabajos que, por las características del proceso y las operaciones a desarrollar, deban realizarse en ambientes fríos, se recomienda evaluar et riesgo de estrés térmico por frío mediante el método descrito en la norma experimental UNE-ENV ISO 11079.97. "Evaluación de ambientes fríos. Determinación del aislamiento requerido para la vestimenta". Esta norma se propone evaluar el estrés térmico por frío tanto en términos de enfriamiento general del cuerpo como del enfriamiento local de ciertas partes del cuerpo. En cuanto al enfriamiento general se basa en el cálculo del intercambio de calor corporal y del aislamiento de la vestimenta requerido (IREQ) para el mantenimiento del equilibrio térmico.
Página | 109 Fig. 50 Determinación de la resistencia del vestido
Como hemos dicho, la evaluación del riesgo por enfriamiento general del cuerpo se puede realizar mediante el cálculo del índice IREQ "Aislamiento requerido del atuendo". El acrónimo IREQ es por tanto el aislamiento de vestido necesario para que se cumpla la ecuación del balance térmico, cuya expresión es la siguiente: Donde "M" es la actividad metabólica del trabajo, "W" es la potencia mecánica (normalmente despreciable), “Cres y Eres” son los términos de calor sensible y latente,
respectivamente, debido a la diferencia de temperatura y humedad del aire inspirado y exhalado, "E" es el calor cedido por evaporación del sudor, "K" es el calor intercambiado entre el cuerpo y las superficies en contacto con él (igualmente despreciable y se considera integrada en los términos C y R siendo "C" el intercambio de calor por convección y "R" el intercambio de calor por radiación, mientras que "S" es el calor acumulado por el organismo, cuyo valor permite conocer tiempos máximos de permanencia en un ambiente determinado. Este índice, desarrollado en la norma UNE-ENV ISO 11079-98, es dificultoso y sirve para evaluar el riesgo por enfriamiento global del cuerpo. Su fundamento estriba en determinar el aislamiento térmico proporcionado por la vestimenta, (ver figura 50), para eludir una pérdida neta de calor del cuerpo, que implicaría un enfriamiento general. Los valores a considerar son: humedad y radiación, velocidad del aire, temperatura y aproximación de la carga metabólica. El IREQ establece dos rangos de esfuerzo fisiológico: IREQ neutral (sobrecarga baja): aquel aislamiento requerido para proveer condiciones de neutralidad térmica.
IREQ mínimo (sobrecarga alta): determinado por la vasoconstricción periférica y la no regulación del sudor. Fija el aislamiento mínimo que se precisa para mantener el equilibrio térmico a una cota subnormal de temperatura corporal media. Evidencia el enfriamiento más alto permisible en el trabajo.
El índice IREQ es el valor de I clr que hace estable la ecuación del balance térmico con pérdida neta de calor nula (S = 0), de forma que representa la resistencia térmica del vestido necesaria para evitar el enfriamiento general del cuerpo. El valor I clr es la resistencia térmica del vestido considerando las condiciones reales de utilización. Se obtiene a partir de la resistencia térmica del vestido (Id) extraída de las tablas correspondientes (Norma ISO 9920) y teniendo en cuenta la actividad metabólica M de la siguiente forma. Iclr = 0,9 I cl si M ≤100 W/m2 Iclr = 0,8 I cl si M > 100 W/m2
Este método se fundamenta en la asunción de que hay riesgo intolerable de enfriamiento general del cuerpo si la temperatura central baja de 36 °C y se aplica tanto a trabajos en espacios cerrados como en el exterior. Como método analítico que es, toma como punto de partida la determinación de la pérdida de calor corporal a que el operario se ve sometido cuando está en un ambiente térmico frío, para así calcular el aislamiento que debería proporcionar la vestimenta al trabajador (IREQ) y así conservar el equilibrio térmico. De esta forma, no hay pérdidas Página | 110 intolerables de calor que hagan rebajar la temperatura central por debajo de los 36 °C. El procedimiento es el siguiente: 1°) Medición de las variables físicas del ambiente: to (o, en lugar de ésta, las temperaturas t a, tr, va, RH. 2°) Cálculo del consumo metabólico M. 3°) Determinación del IREQ. (Se realiza a partir de la ecuación del balance térmico, y del cálculo de los distintos miembros de la misma). 4°) Comparación del IREQ con el aislamiento de la ropa que usa el trabajador durante el trabajo (I clr). 5°) Cuando el IREQ sea superior que el aislamiento de la ropa que lleva el trabajador (REQ > I clr), debo determinar el tiempo límite de la exposición (TLE o t máx). Tabla: “Valores de las resistencias térmicas específicas del vestido”. Descripción Resistencia Descripción Resistencia de las prendas térmica Icl (clo) de las prendas térmica Icl (clo) ROPA INTERIOR
SUÉTER PULLOVER
O
Calzoncillos
0,04
Chaleco sin mangas
0,12
Calzoncillos
0,10
Suéter ligero
0,20
Camiseta de tirantes
0,04
Suéter ligero cuello cisne
0,26
Camiseta de manga corta
0,09
Suéter medio (normal)
0,28
Camiseta de manga larga
0,12
Camiseta térmica nylon
0,14
Sujetadores y bragas
0,03
Panty
0,03
largos
CAMISAS
-
0,35
Suéter grueso Suéter grueso cuello cisne
0,37 de
CHAQUETA
Chaqueta ligera de verano
0,25
Chaqueta
0,35
BLUSAS
normal
Top de tubo
0,06
Bata
de
0,30
trabajo (guardapolvo) Blusa manga
0,09
Chaqueta de vestido
0,13
Blusa ligera manga larga
0,15
Anorak
0,20
Camisa ligera, mangas cortas
0,19
FORRADAS CON ELEVADO AISLAMIENTO
Camisa normal, mangas largas
0,25
Mono trabajo forrado
Camisa de franela, mangas largas
0,30
Pantalón
0,35
Blusa ligera, mangas largas
0,15
Chaqueta
0,40
Blusa larga de cuello cisne
0,34
corta
Bata acolchada manga larga
de
larga de
Chaleco PANTALONES
Corto
PRENDAS EXTERIORES ABRIGO
0,90
0,53
0,20
DE
0,06
Abrigo
0,60
0,11
Gabardina
0,55
Ligero
0,20
Parka
0,70
Normal
0,25
Mono forrado
0,55
Franela
0,28
Sobreabrigo multicomponente
0,52
Chándal
0,28
Mono
0,50
Corto excursión
de
trabajo
de
Página | 111
DIVERSOS
VESTIDOS FALDAS Falda ligera cm sobre
0,10
Falda ligera (15 cm bajo rodilla)
0,18
Calcetines, gruesos, cortos
0,05
Falda gruesa (invierno)
0,25
Calcetines, gruesos, largos
0,10
Vestido ligero, mangas cortas
0,20
Zapatilla, rellena de peluche
0,03
Vestido de invierno, mangas largas
0,40
Mono
0,55
(15 rodilla)
de
Calcetines
0,02 Página | 112
Medias
de
0,03
Zapatos suela delgada
de
0,02
Zapatos suela gruesa
de
0,04
nylon
trabajo ASIENTOS
0,00
Botas
0,10
Tapiza acolchado con cojín
0,10
Guantes
0,05
Sillón
0,20
Madera
o
metal
Nota: 1 clo = 0,155 m 2°CW-1
Aunque el aislamiento de la ropa calculado sea correcto, debe extremarse el cuidado de la protección de manos, pies y cara, pues éstas son las partes más expuestas y podría aparecer un efecto local de congelación. No obstante, para ellas existe un método alternativo que pasamos a ver a continuación.
2.2. EVALUACIÓN DEL RIESGO POR FRIO PARA PREVENIR LESIONES LOCALES DEL CUERPO Para la evaluación del riesgo de estrés térmico debido al frío y al objeto de prevenir lesiones locales del cuerpo por pérdidas de calor por c onvección se utiliza el "índice WCI". Por tanto, para calcular el riesgo de congelación de las partes de la piel no protegidas por el vestido suele utilizarse el método del "índice de viento frío" (WCI) , cuya metodología se recoge en la norma ISO 1 1079.
Este índice de enfriamiento por el viento está pensado para evaluar el efecto local de enfriamiento, considerando la velocidad del viento y la temperatura del aire. Su utilidad está enmarcada dentro de ambientes exteriores, siempre que el trabajador expuesto use ropa de abrigo idónea. Un significado al uso del WCI es la temperatura de enfriamiento, indicada como la temperatura ambiente que en condiciones de calma (1 ,8 m/s) genera el mismo enfriamiento de las superficies expuestas de la piel que las condiciones ambientales reales. No se recomienda en aplicación para velocidades altas, Página | 113 pues el valor del índice varía poco si la velocidad supera 20 m/s. En este caso, el estrés debido al frío se calcula a través de la determinación de: El efecto refrigerante del viento, por medio del índice de Enfriamiento por el Viento, WCI (Wind Chill Index), en unidades son W/m2 y de
La temperatura de enfriamiento (tch).
En cuanto al primero "WCI" se establece como la tasa de pérdida de calor desde un área de la superficie de la piel no protegida y se calcula matemáticamente por medio de: Siendo: Var, la velocidad relativa del aire y ta la temperatura del aire. Respecto a la temperatura de enfriamiento se establece como 'la temperatura ambiente que, en condiciones de "calma" (1 ,8 m/s), ocasiona el mismo enfriamiento que las condiciones ambientales reales. Para estimar la temperatura de enfriamiento se usa la fórmula: tch (°C) = 33 WCI / 25,5 Tabla. Valores de referencia para riesgo de enfriamiento por el viento inadmisible
Tabla. Capacidad de enfriamiento del viento en las partes del cuerpo al descubierto (por convección), expresada como temperatura de enfriamiento, tch
Notas: N* congelación en 1 segundo, (N) congelación en 1 minuto, (N) congelación en 1 hora, N congelación en más de 1 hora, extremadamente frío, N Mucho frío.
2.2.1. MEDIDAS CORRECTORAS Y SISTEMAS DE CONTROL A) SISTEMAS BÁSICOS DE CONTROL Los procedimientos básicos de control para ambientes fríos, se basan en la actuación sobre el estrés térmico y/o sobre las funciones fisiológicas: Control sobre el estrés térmico
Existen dos variables fundamentales a considerar: la velocidad de movimiento de aire y la ropa de trabajo. Velocidad del aire: el organismo humano, en los espacios confinados es especialmente sensible a toda clase de movimientos de aire, y el equilibrio de confort se quebranta de forma súbita si el aire en movimiento tiene una temperatura menor al ambiente, e irrumpe contra el cuerpo procedente de una Página | 114 dirección fija. En particular el enfriamiento de las zonas expuestas, asciende rápidamente con la velocidad del aire, si bien se adquiere un mayor bienestar a través de ropa de abrigo.
Ropa de trabajo: el aislamiento térmico avalado por la indumentaria de trabajo, está condicionado por la capa de aire estacionaria que contacta con la piel (entre el cuerpo y la ropa). Si el aislamiento de la ropa requerido es de 0,66 m 2 °C h/Kcal, (equivalente a 4,26 clo) y el de una capa de aire de un espesor de 1 cm es de 0,42 m2 °C h /Kcal, cualquier prenda que retenga una capa de 1 ,6 cm permitirá asegurar un buen equilibrio térmico.
Sin embargo, existen unas características generales que debe poseer la ropa de trabajo en ambientes fríos, como la mostrada en la figura 51:
Figura 51 Parka PANOPLY modelo ALASKA de 3M que cumple con la norma EB 342: Protección contra el frio:
- Aislar el frío. - Proteger contra el viento y la lluvia. - Disipar parcialmente la transpiración. La elección de la prenda, la basaremos en cuanto a un material, como las telas de trama apretada que eludan el paso de agua y viento, pero a la vez, que aísle térmicamente del frío. A veces esto se consigue con el uso de varias prendas combinadas, lo que implica restar movilidad. Igualmente las prendas deben favorecer el cambio para uso y no uso consecutivo, como es la entrada y salida de una cámara frigorífica planta criogénica. Los materiales constituyentes de este tipo de ropa habitualmente consisten en textiles naturales o sintéticos recubiertos de una capa de material impermeable (PVC o poliuretanos) o bien sometidos a algún tratamiento para lograr una protección específica. Las prestaciones de las prendas de protección contra el frío a temperaturas inferiores a -5 °C, deben cumplir con: X: Coeficiente de aislamiento térmico: aislamiento desde la piel hasta la superficie externa de la prenda. Y: Clase de permeabilidad al aire (0 a 3): nivel de impermeabilidad de la prenda. Z: Clase de resistencia evaporativa: nivel de respirabilidad de la prenda. Control sobre las funciones fisiológicas Este modelo de control tiene su base en el análisis de las características del personal expuesto (constitución corporal, edad, aptitudes físicas, sexo, etnias, vestimenta) de su nivel de aclimatación y/o de su adaptación al frío, higiene alimentaria y el reconocimiento médico.
La alterabilidad del calor se patenta de forma proporcional a la superficie expuesta, sobre todo de piernas y brazos, lo que implica que la relación superficie/peso es un factor capital. De esta forma un trabajador alto y delgado tendrá que adquirir más calor que otro bajo y gordo para conservar la homeotermia. Otro factor determinante es la grasa subcutánea, pues su conductividad térmica es menor que la de los músculos. El tránsito con pérdida de calor de la piel al ambiente es menor cuando dicha capa de grasa es mayor. Importante también la aclimatación o no al Página | 115 medio, dependiendo de la aceptación del organismo a una temperatura más baja. Se observa una reducción del escalofrío y que el incremento de la presión arterial es menor una vez se ha adaptado al medio, que precedentemente. Cuando los operarios están protegidos por ropa adecuada, únicamente estarán sometidas al efecto de una temperatura inferior las partes no cubiertas, admitiéndose mejor en general el frío localizado. B) MEDIDAS CORRECTORAS Excluyendo el daño intrínseco y propio del frío, existen múltiples accidentes de trabajo que se originan por pérdida de la destreza o capacidad intelectual del operario, generados por exposiciones extensas en el tiempo sin haber implantado las mínimas medidas preventivas. Para aquellos trabajos que requieran habilidad o destreza manual, se tonarán medidas si las exposiciones son superiores a 25 minutos en ambientes por debajo de 15 °C, con el fin de que los trabajadores puedan mantener las manos calientes. Un recurso útil puede ser la instalación de aparatos calefactores situados en la zona de trabajo, así como la utilización de guantes. De existir maquinaria, ésta debe estar diseñada para poder manejar los mandos con guantes. En ambientes de trabajo con temperaturas inferiores a 5 0C los trabajadores deben llevar ropa de protección, cuya elección estará basada sobre la actividad física a ejecutar y del nivel de frío que vayan a soportar. Se deberán concretar las oportunas instrucciones para los trabajadores sobre: a) Procedimientos para reponer calor y conocimientos básicos sobre primeros auxilios. b) Uso de ropa de trabajo o prendas de protección adecuadas a la temperatura del medio laboral. Esta ropa, además de la función protectora (aislante del frío), deberá poseer unos requisitos mínimos ergonómicos, debiendo proporcionarnos una mínima transpiración, o en su caso, una apropiada ventilación para evitar que las prendas internas se empapen de sudor. c) Por otro lado, puede ser conveniente una capa exterior impermeable si existe riesgo de que se puedan mojar las prendas internas. d) Conocimiento de regímenes de comida y bebida apropiados. e) Reconocimiento de los primeros síntomas de congelación. f) Reconocimiento de los síntomas de hipotermia o enfriamiento corporal excesivo.
2.3. CONTROL DEL FRIO. MEDIDAS TÉCNICAS, ORGANIZATIVAS Y PROTECCIÓN INDIVIDUAL Como para la mayoría de situaciones, no es factible el cambio de condiciones ambientales, las medidas preventivas deben ir hacia la protección, formación y ergonomía. Respecto a la primera debe fundamentarse en el uso de prendas adecuadas, según tres variables: a) que el frío suele ir acompañado de viento y humedad, b) que el trabajo está inherentemente unido a la génesis de calor, c) que las ropas voluminosas dificultan el movimiento; éstas justificarán la elección. La formación en el uso adecuado de la ropa, de los riesgos y su detección mediante signos de la exposición y congelaciones precoces, así como las tareas, son premisas primordiales para un trabajo seguro. La ergonomía debe incluir un diseño adecuado de las máquinas (tamaño y separación de mandos), al aislamiento de partes metálicas, eliminación de aristas vivas, etc. Igualmente
es fundamental eludir trabajos de supervisión innecesaria e incrementar el esfuerzo en trabajos livianos. No obstante, el control del frío también se efectúa a través de medidas técnicas, organizativas y de protección personal. Medidas técnicas
Diseño adecuado del centro de trabajo, evitando en lo posible que los Página | 116 elementos peligrosos (cortantes, punzantes) entren en contacto con el operario.
Manejo de difusores de aire interiores.
Aislar focos de frío.
Uso de pantallas antiviento en el exterior de los centros de trabajo para aplacar las corrientes de aire frío.
Aclimataciones mediante las oportunas instalaciones térmicas.
Analizar la conveniencia.
Medidas organizativas
Establecimiento de procedimientos de trabajo encaminados a la recuperación de las pérdidas de energía calorífica. En ocasiones conviene incrementar el esfuerzo pero siempre considerando la posible pérdida de coordinación de ideas y movimientos, el aletargamiento y la confusión mental. Regímenes adecuados de trabajo-descanso, considerando la tarea, la carga y el nivel de protección.
Ingestión de líquidos y/o comidas calientes, de forma paulatina.
Control del trabajo de los operarios sometidos a medicación que conlleve pérdida de la energía calorífica.
Control del trabajo de los operarios con alguna sensibilidad especial. Mujeres embarazadas, menores y minusválidos.
Evitar cambios bruscos en la intensidad del trabajo.
Evitar personal aislado o tareas sedentarias, favoreciendo la organización de grupos de trabajo con relaciones visuales directa y continua.
Eludir trabajos inmóviles, favoreciendo el tránsito.
Diseño adecuado de puestos de trabajo (máquinas, espacio, etc.) junto con carteles informativos y señales de advertencia, considerando en todo momento la merma de percepción y la aparición de somnolencia.
Reconocimientos médicos iniciales y periódicos.
Medición periódica de la temperatura y la velocidad del aire. Registros bajo control.
Rotación hacia trabajos en ambientes climáticos más benignos.
Ritmos de trabajo adecuados y siempre moderados.
Proveer de espacios calientes o de superficies de protección.
En la SECCIÓN 5.a (trabajo en cámaras frigoríficas y de congelación) del Real Decreto 1661/1995, de 21 de septiembre, sobre jomadas especiales de trabajo. Artículo 31° Jornada de trabajo en cámaras frigoríficas y de congelación. Página | 117 La jornada máxima del personal que trabaje en cámaras frigoríficas y de congelación será la siguiente: a) La normal, en cámaras (de 0 °C hasta -5 °C), debiendo concederse un descanso de recuperación de 10 minutos cada 3 horas de trabajo interrumpido en el interior de las cámaras. b) En las cámaras (de - 5 hasta —18 °C), la permanencia máxima en el interior de las mismas será de 6 horas, debiendo concederse un descanso de recuperación de 15 minutos por cada hora de trabajo ininterrumpido en el interior de las cámaras. c) En las cámaras (de <-18 °C), con una oscilación de 3, la permanencia máxima en el interior de las mismas será de 6 horas, debiendo concederse un descanso de recuperación de 15 minutos por cada 45 minutos de trabajo ininterrumpido en el interior de las cámaras. d) La diferencia entre la jornada normal y las 6 horas de permanencia máxima en el interior de las cámaras establecida en los párrafos b) y c) del apartado de este artículo podrá completarse con trabajo realizado en el exterior de las mismas. Medidas de protección individual Proporcionar vestimenta adecuada para protegerse frente al frío (UNE-EN 14058 de 2004), considerando según el caso los espacios y actividades a desarrollar por el sujeto.
Protección de manos y pies u otros órganos más sensibles y expuestos al frío.
Uso de ropa frente al viento para reducir el efecto de la velocidad del aire.
Sustitución de ropa húmeda por otra seca.
Uso de respiradores para proteger vías respiratorias, evitando la congelación de tejidos pulmonares (casco hermético con tubo respirador). Se debe tener presente que la ropa puede dificultar los movimientos, y la percepción en general (visión, audición y tacto); en todo caso conviene usar un sistema de vestido multicapa o técnico. a) Capa interna para control micro climático (prenda transpirable). b) Capa media para controlar el aislamiento térmico (polar). c) Capa externa para proteger del ambiente (anorak).
Página | 118
ACTUACIÓN PREVENTIVA Utilizar ropa cortaviento Excluir individuos con medicación que interfiera en la regulación de temperatura Reconocimientos previos.
médicos
Sustituir la ropa humedecida.
Medir periódicamente la temperatura y la velocidad del aire.
Disminuir el tiempo de permanencia en ambientes fríos.
Controlar el ritmo del trabajo
EFECTO BUSCADO
Reducir la velocidad del aire Evitar pérdidas excesivas de energía calorífica.
Detectar circulatorias, dérmicos, etc.
disfunciones problemas
Evitar la congelación del agua y la consiguiente pérdida de energía calorífica. Controlar las dos variables termohigrométricas de mayor influencia en el riesgo de estrés por frio. La pérdida de energía calorífica depende del tiempo de exposición al frio. Se consigue de esta forma minimizar la pérdida de calor. Aunmentar el metabolismo para generar mayor potencia calorífica evitando excederse, ya que podría aumentar la sudoración y el humedecimiento de la ropa.
2.3.1. MEDIDAS DE PROTECCIÓN CRITERIOS TLV's DE LA ACGIH Para conservar la destreza manual y eludir accidentes, se precisa una protección especial de las manos. a) Cuando haya que desarrollar trabajos con altas exigencias en precisión, con las manos al descubierto a lo largo de más de 1020 min. en un ambiente inferior a los 16 °C, se deberán tomar medidas especiales para que los trabajadores puedan mantener las Página | 119 manos calientes, pudiendo utilizarse para este fin chorros de aire caliente, aparatos de calefacción de calor radiante como los radiadores eléctricos o placas de contacto calientes. A temperaturas inferiores a -1 °C, los mangos metálicos de las herramientas y las barras de control se recubrirán de material aislante térmico. b) Cuando la temperatura del aire cae por debajo de los 16 °C para trabajos sedentarios, — 4 °C para trabajos ligeros y —7 °C para trabajos moderados, sin que se requiera destreza manual, los trabajadores usarán guantes Para impedir la congelación por contacto, los trabajadores deben llevar guantes anticontacto. a) Si están al alcance de la mano superficies frías a una temperatura por debajo de los 7 °C, el encargado de la sección o el responsable deberá advertir a cada trabajador para que eluda que la piel al descubierto entre en contacto con esas superficies de forma inesperada. b) Cuando la temperatura del aire seca sea de —17,5 °C o inferior, las manos se deben proteger con manoplas. Los mandos de las máquinas y las herramientas para uso en estas condiciones deben estar diseñadas de manera que se puedan manejar o manipular sin quitarse las manoplas. Cuando el trabajo se desarrolla en un medio ambiente ≤4 °C, hay que proveer protección corporal total adicional. Los trabajadores llevarán ropa protectora adecuada para et nivel de frío y la actividad física. a) Se apantallará el puesto de trabajo o utilizará una prenda exterior de capas antiviento fácil de quitar, cuando la velocidad del aire en el lugar de trabajo se vea incrementada por el viento, corriente o por equipos de ventilación forzada. b) Cuando el trabajo es ligero y la ropa que lleva puesta el operario puede mojarse en el lugar de trabajo, la capa externa de la ropa que se utilice puede ser de tipo impermeable al agua Con trabajo más fuerte, en tales condiciones, la capa exterior debe ser hidrófuga, teniendo el operario que cambiarse de ropa exterior cuando esta se moje. Las prendas externas han de tolerar una buena ventilación con el objeto de impedir que las capas internas se mojen con el sudor. c) Si no es posible proteger superficialmente las áreas expuestas del cuerpo para evtar la sensación de frío excesivo o congelación, se deben facilitar artículos de protección con calorifugado auxiliar.
Guante Thinsulate C200 de 3M para el frio.
d) cuando la ropa disponible no proporcione la protección adecuada para eludir la hipotermia o la congelación, el trabajo se modificará o suspenderá hasta que se
proporcione ropa adecuada, o en todo caso, se mejore las condiciones meteorológicas. e) para aquellos operarios que manipulen líquidos como alcohol, gasolina o fluidos limpiadores que se evaporan a temperaturas inferiores a los 4 0C, se implantarán normas especiales para impedir que la ropa o los guantes se impregnen de esos Página | 120 líquidos, por el peligro a lesiones por frío originadas por enfriamiento complementario proveniente de la evaporación. Los valores propuestos por la ACGIH en 2007 contemplan incluso la velocidad del viento, puesto que a igualdad de temperatura, el aumento de la velocidad del viento eleva la magnitud del riesgo. Temp Sin Viento Vient Vient Vient de 8 Km/H o de 16 Km/h o 24 Km/h o de 32 Km/h eratura del viento aire Cielo apreciable despejado °C P P P P P (aprox.) I* I* I* eríodo de I* eríodo de I* eriodo eríodo eríodo trabajo trabajo de de de máximo máximo trabajo trabajo trabajo máximo máximo máximo De In 26 a -28° terrup. Normales De In 29 a -31° terrup. Normales De 7 32 a -34 5 minutos De 5 35 a -37 5 minutos De 4 38 a -39° 0 minutos De 3 40 a -42° 0 minutos De 43 a inf. **
In
7
5
4
terrup. Normales
5 minutos
5 minutos
0 minutos
7
5
4
3
5 minutos
5 minutos
0 minutos
0 minutos
5
4
3
E
5 minutos
0 minutos
0 minutos
4
3
E
0 minutos
0 minutos
3
E
0 minutos
x**
x**
Ex **
Ex
Nota: NI, es el número de interrupciones de 10 minutos en lugar templado. Ex**, es el trabajo que no sea de emergencia, deberá cesar.
x**
Se supone una actividad moderada y fuerte. Para trabajo entre ligero y moderado, aplicar el plan en un escalón inferior. Los TLV´s son aplicables únicamente para operarios con ropa seca.
3. CONSIDERACIONES FINALES PARA SITUACIONES DE ESTRÉS POR CALOR O FRIO Partiendo de la base de que cada caso requiere de un estudio preliminar y particular, y una vez efectuada la obligada "Encuesta Higiénica" donde al menos determinaremos las características del tipo de trabajo ejecutado, particularidades biológicas de las personas que lo materializan y condiciones del medio ambiente laboral o entorno; existen unas normas o recomendaciones de tipo general, que se pueden abreviar como. Aclimatación y adaptación de los trabajadores.
Información sobre los riesgos y formación en primeros auxilios (reconocimiento y tratamiento inmediato de los efectos producidos tanto por sobrecarga térmica como por exposición a bajas temperaturas), así como adiestramiento. Permuta del calor metabólico (reducción en casos de estrés por calor, aumento en caso de frío).
Sustitución del procedimiento. Búsqueda de nuevos emplazamientos.
Aislar (del calor o del frío), apantallar (según riesgos).
Acondicionamiento del medio ambiente (ventilación general o localizada con are tratado frío o caliente, según los riesgos). Instaurar regímenes de trabajo-descanso (acotación de periodos de exposición). Acondicionamiento de áreas de descanso (con temperaturas adecuadas en base a la exposición a ambientes calientes o fríos).
Reconocimiento médicos previos y periódicos.
Instituir un régimen de bebidas y alimentos.
Uso de protecciones personales (ropa de trabajo adaptada a las necesidades).
Evitar trabajar aislados (trabajos con un compañero o superior que pueda detectar y auxiliar en caso de aparición de síntomas adversos).
4. CONDICIONES AMBIENTALES DE LOS LUGARES DE TRABAJO (REAL DECRETO 486/1997). Tanto la legislación laboral española como la legislación europea de la que procede, no contemplan de manera específica la prevención de los riesgos por estrés térmico, aunque sí lo hacen de forma implícita. En particular y más allá de lo expresado en la Ley 31/1995 y el R.D. 39/1997, debemos analizar el RD. 486/1997, de 14 de abril, que aborda las "Disposiciones Mínimas de Seguridad y Salud en los Lugares de Trabajo" especialmente en su artículo 7 y Anexo III, hablando de las condiciones termohigrométricas de los lugares de trabajo, así como ta "Guía Técnica del INSHT" que lo desarrolla.
Página | 121
Real Decreto 486/1997, de 14 de Abril En él se hace referencia a las condiciones de temperatura y humedad que deben reunir los locales de trabajo, bien entendido que no se refieren a situaciones de estrés y por tanto no aplicable. Estos niveles son criterios de confort vinculados a las características particulares del propio lugar de trabajo, de los procesos u operaciones que se desarrollen en él y del clima de la zona en la que esté ubicado. En cualquier caso, el aislamiento térmico de los Página | 122 locales debe adaptarse a las condiciones climáticas propias del lugar. El Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo ha elaborado la "Guía Técnica" correspondiente a la evaluación y prevención de los riesgos relativos a la utilización de los lugares de trabajo. Esta guía trata de exponer los criterios y recomendaciones que pueden facilitar a las empresas y a los responsables de prevención, la interpretación y aplicación del Real Decreto 486/1997, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo. Según este Real Decreto, la exposición a las condiciones ambientales de los lugares de trabajo no debe significar un riesgo para la seguridad y la salud de los trabajadores, ni debe constituir una fuente de incomodidad o molestia para los mismos. Por tanto, aunque establece que las condiciones ambientales de los lugares de trabajo no deben ser un riesgo para la salud y seguridad de los trabajadores, no da disposiciones para ello. Las condiciones que deben cumplirse en los locales de trabajo cerrados, según el citado Real Decreto, son las siguientes: La temperatura de los locales donde se realicen trabajos sedentarios propios de oficinas o similares estará comprendida entre 17 °C y 27 °C.
La temperatura de los locales donde se realicen trabajos ligeros estará comprendida entre 14 °C y 25 °C. La humedad relativa estará comprendida entre 30 y 70 %, excepto en los locales donde existan riesgos por electricidad estática, donde el límite inferior será el 50 %. Los trabajadores no deberán estar expuestos forma continuada a corrientes de aire cuya velocidad exceda de los siguientes límites: trabajos en ambientes no calurosos, 0,25 m/s, trabajos sedentarios en ambientes calurosos, 0,5 m/s y trabajos no sedentarios en ambientes calurosos, 0,75 m/s. Estos límites no se aplicarán a las corrientes de aire expresamente utilizadas para evitar el estrés en exposiciones intensas al calor, ni a las corrientes de aire acondicionado, para las que el límite será de 0,25 m/s en el caso de trabajos sedentarios y 0,35 m/s en los demás casos. A efectos de la aplicación de las anteriores prescripciones deberán tenerse en cuenta las limitaciones o condicionantes que puedan imponer, en cada caso, las características particulares del propio lugar de trabajo, de los procesos u operaciones que se desarrollen en él y del clima de la zona en la que esté ubicado.
Según la "Guía Técnica", cuando la temperatura y /o humedad sobrepasen los valores anteriores, o sin ser las condiciones ambientales tan extremas, o el trabajo sea de tipo medio o pesado, o se den ambas circunstancias, se deberá evaluar el riesgo de estrés térmico por calor, recomendándose para ello el método que figura en la norma UNE-EN 27243.95.
R.D 486/1997 Anexo III Temperatura
Para trabajos sedentarios entre 17 y 27°C
Para trabajos ligeros entre 14 y 25 °C
Humedad relativa
Entre 30 y 70% De 50 a 70% si hay electricidad estática.
Velocidad del aire
Trabajos en ambientes calurosos: 0,25 m/s
Trabajos sedentarios en ambientes calurosos: 0,50 m/s
Trabajos no sedentarios ambientes calurosos: 0,75 m/s
Renovación del aire de los locales
en
Trabajos sedentarios en ambientes no calurosos ni contaminados por humo de tabaco: 30 m 3/h de aire limpio.
no
Resto de casos: 50 m 3/h.
Habitualmente y dado que los criterios fijados por el R.D. 486/1997 no determinan realmente el confort térmico, se suele optar por aplicar la norma UNE-EN ISO 7730 que establece las siguientes condiciones: CONDICIONES INVIERNO Verano
Temperatura operativa
20 - 40 °C
23 – 26°C
Velocidad del aire
<0,15 m/s
< 0,25 m/s
Resistencia térmica ropa
1 clo
0,50 clo
Humedad relativa
50%
50%
VERANO A su vez, indicar como valores complementarios, que según el método L.E.S.T. (Laboratoire d Économie et Sociologie du Travail), los valores óptimos de temperatura, humedad y velocidad del aire en dependencia del tipo de trabajo realizado son los siguientes: Tipo de Temperatura Grado de Velocidad trabajo óptima (°C) humedad (%) del aire (m/s) Trabajo intelectual o trabajo
18 – 24
40-70
0,1
Página | 123
físico ligero en posición sedente 17-22
40-70
0,1-0,2
Trabajo duro
15-21
30-65
0,4-0,5
Trabajo muy
12-18
20-60
1,0-1,5
Trabajo medio de pie
duro
5. NORMATIVA SOBRE EL TEMA
Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales, BOE número 269, de 10 de noviembre. Real Decreto 486/1997, de 14 de abril, BOE número 97, de 23 de abril sobre lugares de trabajo. R.D. 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE). Guía Técnica para la evaluación y prevención de los riesgos relativos a la utilización de los lugares de trabajo. (Real Decreto 486/1997). INSHT. UNE-EN-ISO 7726 (2002). Ergonomía de los ambientes termicos. Instrumentos y métodos de medida de Los parámetros físicos. UNE-EN 28996 (95). Ergonomía. Determinación de la producción de calor metabólico. UNE-EN 27243 (95). Ambientes calurosos. Estimación del estrés térmico del hombre en el trabajo basado en el índice WBGT. W BGT.
UNE-ENV 342. Ropas de proteccion. Conjuntos de protección contra el frío.
UNE-ENV 343. Ropas de protección. Protección contra c ontra la lluvia
UNE-EN ISO 8996. Determinación de la tasa metabólica.
UNE-EN ISO 7933. Determinación analítica e interpretación del estrés térmico mediante el cálculo de la sobrecarga térmica estimada. UNE-EN ISO 9920. Estimación del aislante térmico y de la resistencia a la ergonomía de un conjunto de ropa. ISO 9886. Evaluación de la sobrecarga térmica del organismo a través de mediciones fisiológicas. UNE-EN ISO 7730 (96). Ambientes térmicos moderados. Determinación de los índices PMV y PPD y especificaciones de las condiciones de bienestar térmico.
Página | 124
UNE-EN 1 2515 (97). Ambientes calurosos. Determinación analítica e interpretación del estrés térmico basados en el cálculo de la sudoración requerida. UNE-EN ISO 1 1079. Evaluación de ambientes fríos. Determinación del aislamiento de la vestimenta requerido (IREQ). UNE-EN ISO 7730. Ambientes térmicos moderados. Determinación de los índices Página | 125 PMV y PPD, especificaciones de las condiciones para el bienestar térmico. UNE-EN 14058 (2004). Ropa de protección. Prendas de protección contra ambientes fríos.
6. INFORME TIPO ESTUDIO HIGIÉNICO SOBRE ESTRÉS TÉRMICO DATOS EMPRESA Razón social: Dirección: Palacios_de Dirección: Palacios_de la Valduerna (LEÓN) Actividad: Fabricación Actividad: Fabricación de Productos férricos
DATOS VISITA Fechas visitas: Técnicos Empresa: Colaboradores: Técnico Colaboradores: Técnico de seguridad (Delegados de prevención). Técnico que efectúa el estudio: Jefe Área de Higiene Industrial.
1.- INTRODUCCIÓN La dirección de la empresa ______________________ en Palacios de la Valduerna (LEÓN) solicitó al Servicio de Prevención de _________________, la realización de un estudio que permitiese conocer el posible riesgo higiénico por estrés térmico. Al que pudieran estar sometidos los trabajadores de toda la empresa. De esa forma, se pretendía Página | 126 averiguar la evolución de la situación higiénica ambiental y personal. Para recabar los datos que han permitido la redacción del presente informe, se visitaron las instalaciones los días ____ y ___ de ______________ de ______________ En esas fechas se recogieron muestras de aire que respiraban los trabajadores en horario comprendido, en turnos de mañana y tarde, entre las 8.00 y las 18.00 horas aproximadamente. Las condiciones particulares de cada puesto se detallan más adelante. En el presente informe hacemos referencia, en primer lugar, a las características más sobresalientes de los principales riesgos detectados a lo largo de nuestras visitas, bajo el punto de vista de protección para la salud de los trabajadores, presentando a continuación los criterios que permitan valorar los riesgos y seguidamente se dedicará un apartado a cada punto estudiado que incluye mediciones y resultados del control ambiental, conclusiones y recomendaciones relativas a la situación higiénica de los puestos de trabajo evaluados. 2.- CRITERIOS DE VALORACIÓN La existencia de calor en el ambiente laboral constituye frecuentemente una fuente de problemas que se traduce en quejas por falta de confort, bajo rendimiento en el trabajo, y en ocasiones, riesgos para la salud. El estudio del ambiente térmico requiere el conocimiento de una serie de variables del ambiente, del tipo de trabajo y del individuo. La mayor parte de las posibles combinaciones de estas variables que se presentan en el mundo del trabajo, dan lugar a situaciones de disconfort, sin que existan riesgos para la salud. Con menor frecuencia pueden encontrarse situaciones laborales térmicamente confortables, y pocas veces, el ambiente térmico puede generar un riesgo para la salud. El riesgo de estrés térmico, para una persona expuesta a un ambiente caluroso, depende de la producción de calor de su organismo como resultado de su actividad física y de las características del ambiente que le rodea, que condiciona el intercambio de calor entre el ambiente y su cuerpo. Cuando el calor generado por el organismo no puede ser emitido al ambiente, se acumula en el interior del y la temperatura de éste tiende a aumentar, pudiendo producirse daños irreversibles. Existen diferentes métodos para valorar el ambiente térmico en sus grados de agresividad. En nuestro caso, vamos a utilizar el índice WBGT, que por su sencillez discrimina rápidamente si es o no admisible la si de riesgo de estrés térmico, permitiendo su cálculo, y a menudo, tomar decisiones en cuanto a las medidas preventivas que haya que aplicar. Además, es el método más utilizado entre los Higienistas tanto internacionales como nacionales, prueba de ello es que la American Conference Of Government Industrial Hygienits (ACGIH), lo da en su publicación de los TLV's (Valores Límites) y el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (español) lo recomienda en varias de sus publicaciones (ejemplo en la Guía Técnica de Prevención). El índice WBGT se calcula a partir de la combinación de dos parámetros ambientales: la temperatura de globo TG y la temperatura húmeda natural THN; a veces se emplea también la temperatura seca del aire, TA. Mediante las siguientes ecuaciones: (En el interior de edificaciones o en exterior sin radiación solar).
(En exteriores con radiación solar) Este índice así hallado, expresa las características del ambiente y no debe sobrepasar un cierto valor límite que depende del calor metabólico que el individuo genera durante el trabajo (M). La cantidad de calor producida por el organismo, por unidad de tiempo, es una variable que es necesario conocer para la valoración del estrés térmico. Para estimarla se Página | 127 puede utilizar el dato del consumo metabólico (M), que es la energía total generada por el organismo por unidad de tiempo (potencia), como consecuencia de la tarea que desarrolla el individuo, despreciando en este caso la potencia útil (puesto que el rendimiento es muy bajo) y considerando que toda la energía consumida se transforma en calorífica. El término M puede medirse a través del consumo de oxígeno del individuo, o estimado mediante tablas. Esta última forma es la más utilizada, por la complejidad instrumental que comporta la medida del oxígeno consumido. En nuestro caso, las tablas utilizadas son las facilitadas por la ACGIH, en su TLV's, recomendadas por el I.N.S.H.T. Cuando el valor del índice WBGT en la zona de trabajo es distinto al área de descanso, deben emplearse tanto para la carga térmica metabólica como para la ambiental, valores ponderados en el tiempo. La carga térmica metabólica ponderada en el tiempo se determina mediante la ecuación.
Donde Ml, M2,…, Mn son los valores de la carga térmica metabólica estimados o medidos para cada actividad Y ti, t2,…., tn sus duraciones respectivas.
El valor medio ponderado en el tiempo del índice WBGT se determina mediante la ecuación.
Donde WBGT1, WBGT2, son los valores índice WBGT calculados para cada actividad y t1, t2, .,tn sus duraciones respectivas. Siempre que la suma de todos los tiempos no supere los 60 minutos o los 120 si la exposición es intermitente. Son permisibles exposiciones de calor superiores a las indicadas (32,2 0C), si los trabajadores han estado sometidos a vigilancia médica y se ha establecido que toleran el trabajo con calor mejor que el trabajador medio. A los trabajadores no se les debe permitir que continúen trabajando cuando su temperatura corporal interna sobrepase los 38,0 °C. Una vez calculados el índice WBGT y M (consumo metabólico), se comprobará que el índice no supera los valores límites de referencia, que indicamos en la tabla siguiente y que corresponden a la norma ISO 7243: TABLA Valores límite de referencia para el índice WBGT (ISO 7243) Consumo Persona Persona No
Metabólico Kcal /hora
Aclimatada
Aclimatada
V =0 <100
V ≠0
3 3
100-200
3
310-400
8
>400
2
2 5
2 6
2
2 3
2
2 6
2 9
6
2 5
2
2
Página | 128
3 2
9
2 8
3
3 0
V ≠0
2
3
200-310
=0
3
0
V
2 3
1 8
2 0
Donde V= Velocidad del aire. 3.- MEDICIONES Y RESULTADOS Las medidas incluidas en el presente informe se efectuaron los días ______ y ______ de __________ de ___________ Todas las muestras personales se efectuaron dentro del horario comprendido entre las 8.00 las 18.00 horas, en condiciones de trabajo habituales y representativas de 'a exposición laboral, de acuerdo con las manifestaciones del Sr. ______________ (Técnico de Seguridad) y los Delegados de Prevención Srs. ____________________ y _____________________ Para la recogida de datos se utilizó un equipo monitor CASELLA H.S.M. 100 (n° CATNO 107003D-01), que además de las temperaturas necesarias, determina directamente el índice WBGT. TABLAS DETERMINACIÓN DE ESTRÉS TÉRMICO 1.- PASILLO DESHORNADORA A) PUERTA CERRADA THN TG TA Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT 22,4 °C
36,6 °C
30,4 °C
B) PUERTA ABIERTA THN TG
22,8 °C
°C
°C
TA
40,2
26,8
Con sol
°C
Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT
26,6 °C
26,2
26,0 °C
21,8 °C
Con sombra
2.- PASILLO GUÍA COQUE A) PUERTA CERRADA THN TG
20,1 °C
TA
32,0 °C
27,3 °C
B) PUERTA ABIERTA THN TG
23,4 °C
°C
°C
39,5 °C
°C
27,2 °C
TA
Con sombra viento
Página | 129
y
26,5 °C
Con sombra viento
y
Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT
29,6 °C
23,3
Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT
27,8
3.- TECHO BATERIA A) SITUACIÓN NORMAL THN TG
21,0
23,7 °C
TA
34,6 °C
Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT
26,5 °C
25,4
Con sol
°C
B) PREPACIÓN DE HORNO (eliminación de tapones) THN TG TA Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT 21,4 °C
39,7 °C
31,7 °C
°C
4.- PASILLOS REGENERADORES (tulipas) THN TG TA
28,2 °C
58,3 °C
27,6 °C
Con sombra
Indic Indic Observ e WBGT IN e WBGT aciones OUT
47,2 °C
27,0
37,3 °C
36,3 °C
Con sombra
Observaciones: De acuerdo con las normas reglamentarias, se han elegido varios puestos de trabajo representativos de la exposición de los distintos trabajadores, en labores
habituales y representativas de su jornada laboral. Todos muestreos han sido realizados en zonas o áreas de trabajo. Respecto a la duración de cada muestra, se fijó en función de la operación o fase de trabajo, variabilidad de la exposición a las distintas temperaturas en el tiempo, posibles picos, etc. Algunos datos se contrastaron previamente. El trabajo se ha realizado en dos días de campo tomando 5 muestras por cada determinación diferente. Página | 130 4.- CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA METABÓLICA A la vista de los resultados de las mediciones, se procedió a calcular el consumo metabólico de acuerdo a las tablas de las ACGIH, que indica la Nota Técnica de Prevención 322 de 1993, la cual se expresa en este capítulo, resultando que para los trabajos cuyas secuencias en tiempo y operación son las siguientes: Panelista de control: 120 minutos en TECHO DE BATERÍAS con situación normal (horno cerrado). 30 minutos en PASILLOS GENERADORES (tulipas), con toma de datos. Maquinista deshornadora: 220 minutos en PASILLO DESHORNADORA con 40 minutos mediante puerta abierta y 180 minutos en puerta cerrada. Maquinista cargadora: 110 minutos en TECHO DE BATERÍAS con 95 minutos (horno cerrado) y 15 (horno abierto). Maquinista guía coque: 220 minutos en PASILLO GUÍA COQUE con 40 minutos en puerta abierta y 180 en puerta cerrada. Ayudante deshornadora: 165 minutos en PASILLO DESHORNADORA con 40 minutos en puerta abierta y 125 en puerta cerrada. 55 minutos en TECHO BATERIA con horno abierto. Ayudante guía coque: 165 minutos en PASILLO GUÍA COQUE con 40 minutos en puerta abierta y 125 en puerta cerrada. 55 minutos en TECHO BATERÍAS con horno abierto. Operario red de gas: 20 minutos en PASILLOS GENERADORES (tulipas), abre tulipas y ralla el asiento. Todo ello en base al cálculo realizado según: a) Tiempo de deshorne/en horneadora = 20 minutos. b) Tiempo de preparación de horno y limpieza de tapones y cabezales = 10 minutos. c) Tiempo de toma de TOS por horno en techo = 5 minutos. d) Tiempo de toma de zig/zag = 10 minutos. e) Tiempo de limpieza de una tulipa = 8 minutos. Obteniendo un gasto o consumo metabólico de: TIEMPOS A 480 min Kcal / Hora PUESTO DE TRABAJO 1. PANELISTA CONTROL
2. MAQUINISTA DESHORNADORA
DE
120 techo batería 30 tulipas 330 resto
263,1
220 deshornado. 260 resto
243,7
pasillo
3. MAQUINISTA CARGADORA
110 techo batería 370 resto
4. MAQUINISTA GUÍA 220 COQUE coque 260 resto
pasillo
5. AYUDANTE DESHORNADORA
pasillo
6. AYUDANTE COQUE
GUÍA
165
pasillo
coque 55 techo 260 resto
7. OPERARIO RED DE 20 GAS 460 resto
240,7 Página | 131
coque 55 techo 260 resto 165
guía
181,9
pasillo
guía
240,7
batería
guía
240,7
batería
tulipa
131,3
5.- DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS A la vista de los resultados de las mediciones, y el cálculo del consumo metabólico de acuerdo a las tablas de la ACGIH, y según se establece en el criterio de valoración, para situaciones de trabajo iguales o similares a las existentes durante la jornada en que se efectuaron las mediciones contempladas en el presente informe, se pueden deducir las siguientes conclusiones: En el puesto de OPERADOR DE GAS Y PANELISTA DE CONTROL evaluados los índices de estrés, éstos son superiores al criterio referencia, por lo que existe una situación de riesgo higiénico alta por estrés térmico, por lo que se le debe prestar una atención especial de control, en especial en trabajos realizados en la zona de Tulipas o Pasillos de regeneradores donde hay un nivel de 36,3 °C.
Por otra parte, en el resto de puestos No se supera el nivel de referencia, por lo que la situación no es de riesgo higiénico evidente, todos ellos están por debajo de los límites de referencia.
En el puesto de MAQUINISTA DESHORNADORA con un valor de 243,7 Kcal. /hora le corresponde un índice WBGT límite de 28 °C para personas aclimatadas y velocidad de aire distinta de cero y su nivel medido es de 26,2 °C A su vez, en el puesto de MAQUINISTA CARGADORA con un índice de 30 °C se mide un nivel de 27 °C. En el de MAQUINISTA GUÍA COQUE 28 °C por 26,5 °C, en AYUDANTE DESHORNADORA 280C por 27°C Y en el puesto de AYUDANTE GUÍA COQUE DE 28 °C por 27 °C por lo tanto no se supera el valor límite y se descarta un riesgo higiénico evidente. 6.- CONSIDERACIONES FINALES A la vista de los resultados, y en general, podemos recomendar algunas medidas que son útiles en la corrección y eliminación de condiciones de sobrecarga térmica. Agua potable. Debe existir una fuente adecuada de agua potable cerca del lugar de trabajo y los trabajadores deben estar informados de la necesidad de ingerir agua con frecuencia.
Aclimatación. Aquellos trabajadores nuevos o aquellos recién incorporados (por baja o vacaciones), o aquellos que están asignados a trabajos más ligeros, deben tener un periodo de aclimatación previo antes de incorporarse definitivamente a pleno trabajo. Formación en primeros auxilios. En cada lugar de trabajo donde puedan darse Página | 132 casos de sobrecarga térmica, deben existir personas formadas en el reconocimiento y aplicación de primeros auxilios en enfermedades o síntomas derivados del trabajo en ambientes de calor. Ventilación general. Puede emplearse una ventilación general o una ventilación localizada para reducir la temperatura en el lugar de trabajo. Ventilación por aspiración localizada. La ventilación por aspiración localizada, en aquellos focos de alta producción de calor, ayudará a eliminar el calor latente del aire de trabajo. Enfriamiento localizado. El enfriamiento localizado del trabajador puede ser un medio efectivo de proporcionar alivio al mismo, ante una exposición al calor. Refrigeración del Local. Puede emplearse una refrigeración mecánica del local para reducir la temperatura del aire suministrado y la temperatura del local de trabajo. Ventiladores. Los ventiladores personales aumentan la velocidad del aire y la pérdida de calor por evaporación cuando la temperatura del aire es inferior a 35 °C. Protección radiante. La protección radiante mediante pantallas reflexivas, mamparas, delantales reflexivos, etc., interrumpirá la línea de intercambio térmico radiante. Aislamiento o sustitución. Puede emplearse el aislamiento, nuevo emplazamiento, nuevo diseño o sustitución de equipo y/o procesos para reducir la sobrecarga térmica en el lugar de trabajo. Calor metabólico. Puede reducirse el calor interno generado mediante ajustes en la duración del período de trabajo, la frecuencia y duración de los intervalos de descanso, el ritmo del trabajo, y la mecanización del trabajo. Ropa y aparatos de enfriamiento. Los aparatos personales de refrigeración y/o ropa protectora ayudarán a reducir la sobrecarga térmica cuando las posibilidades de aplicar medidas correctoras son limitadas. Temperatura máxima-mínima. Cuando sea posible, los trabajos pesados deben programarse para que se lleven a cabo en las horas de menos calor del turno laboral. Áreas de descanso. El empleo de áreas de descanso con aire acondicionado o más frío reducirá la acumulación del calor por el trabajador.
Auto-limitación de la exposición. El trabajador puede limitar su exposición e interrumpir su trabajo si es necesario, basándose en síntomas de sobrecarga térmica. Reconocimientos médicos. Aquellos trabajadores expuestos a calor extremo, deben ser reconocidos por un médico antes de ser asignados a este tipo de Página | 133 trabajo; y sometidos a reconocimientos médicos periódicos a partir de su asignación. Vigilancia por un compañero. Los trabajadores deben ser observados por un supervisor entrenado o un compañero que pueda detectar a tiempo cualquier síntoma.
Finalmente, sería necesario el informar y formar a los trabajadores de los riesgos toxicológicos, facilitando información específica sobre estrés térmico, a fin de prevenir posibles enfermedades. Palacios de la Valduerna a _________ de________ de __________ Fdo. __________________ Jefe Área de Higiene Industrial Servicio de PREVENCIÓN ____________
7 EJERCICIOS PRÁCTICOS PROBLEMA N° 0 "Riesgo estrés térmico" Determínese el consumo metabólico a Io largo de 1 hora de un puesto de trabajo ubicado en una nave industrial de Teruel, que se basa en acondicionar mazarotas. Analizando las tareas ejecutadas por los trabajadores, éstos deben, primero rebabar enérgicamente las piezas (trabajo intenso con el brazo y el tronco) y después cargar los Página | 134 trozos desprendidos con una pata manual. De cada hora de trabajo, el rebabado lleva 25 minutos y la recogida de los trozos desprendidos los 35 restantes. En cuanto a los trabajadores están aclimatados, llevan ropa de verano (0,60 clo) y su jornada laboral es de 8:00 h a 15:00 h, con una pausa de media hora a las 10,30 horas. Posteriormente debemos evaluar el riesgo por estrés térmico debido al calor del puesto mencionado considerando los datos medidos. Las mediciones ambientales revelan los valores siguientes: Temperatura de globo 31 = °C
Temperatura húmeda natural = 21 °C
Temperatura del aire Temperatura radiante media
Velocidad del aire 0,4 m/s
Si se supone que las mediciones se han hecho en el momento adecuado, dar una indicación aproximada de cuándo se habrán hecho. A su vez, evaluar el riesgo por estrés térmico debido al calor suponiendo que los trabajadores llevan un traje de protección impermeable al agua, pero permeable al vapor, con capucha, guantes y botas. Por último, proponer cuatro medidas para reducir el riesgo por estrés térmico cuando se usa el traje de protección mencionado en el apartado precedente. Datos:
Metabolismo basal: 44 W/m2
Resolución 1°) El metabolismo total es la suma del metabolismo del trabajo más el metabolismo basal:
Página | 135
Al ser el ambiente homogéneo en espacio y tiempo: WBGT obtenido = 24°C Ahora determinamos el WBGT de referencia en la tabla "Valores de referencia del WBGT", considerando que: los trabajadores son aclimatados, llevan ropa de verano (Iclo = 0,60 clo), la Va apreciable de 0,4 m/s y su Mt = 281,08 W/m 2. Por todo ello el WBGT referencia = 25°C (tabla) Por último comparo el WBGT obtenido con el WBGT referencia y observo que: WBGT obtenido (24,0°C) < WBGT referencia (25°C) Así pues: "El riesgo por estrés térmico debido al calor es menor que el de referencia del método de evaluación aplicado y en consecuencia es aceptable". Dichas mediciones se deberían haber hecho en verano y a la hora de mayor calor. 3°) Cuando los trabajadores llevan ropa de protección, el WBGT de referencia debe rebajarse en 6°C, luego WBGT ref corregido = 25 -6 = 19°C Al Comparar WBGT obtenido con el WBGT ref corregido WBGT obtenido (24,0°C) > WBGT ref corregido (19°C) Por tanto "El riesgo de estrés térmico por calor supera en mayor grado todavía al de referencia del método evaluación aplicado si se mantiene el trabajo sin pausas. Es necesario reducir el riesgo". 4) Respecto a las medidas de prevención y control podríamos indicar: a) Automatizar el proceso. b) Reducir el consumo metabólico, por ejemplo con alguna herramienta manual más ligera. c) Aumentando la ventilación natural o mediante aire acondicionado forzado. d) Organizar el trabajo con pausas (al haber poco calor radiante, no procede plantearse poner pantallas).
PROBLEMA N° 1 "Cálculo del estrés térmico" Un trabajador aclimatado, con indumentaria 0,50 clo, trabaja cerca de la boca de un horno de forja donde 'Baliza habitualmente el siguiente ciclo de trabajo: TIPO DE TAREA
CONSUMO METABÓLICO
A) Corte con cizalla manual de chapa
Pesado brazos, de pie
con
TIEMPO SEGUNDOS ambos
20
B) Volver caminando hasta el apantallamiento
Andando (sin trabajo)
10
C) Esperar siguiente
De pie (sin trabajo)
25
el
corte
EN
