TEMPERATURAS EXTREMAS Calor:
El ser humano es un organismo homeotermo, esto implica que las reacciones metabólicas requieren una temperatura constante (37 ± 1ºC) para desarrollarse, y en consecuencia el propio organismo dispone de mecanismos muy potentes de regulación de la temperatura interna. Los sistemas de termorregulación son muy complejos, pero los conceptos básicos necesarios para comprender su funcionamiento con el fin de aplicarlos a la prevención de riesgos laborales se pueden exponer de forma relativamente simple. Los procesos bioquímicos necesitan energía para elaborar las sustancias propias del organismo y desarrollar trabajo muscular, esta energía se obtiene por descomposición de los principios inmediatos (carbohidratos, lípidos y proteínas), no obstante, la mayor parte de la energía producida se libera como energía térmica (calor). La energía térmica siempre fluye desde los lugares con mayor temperatura hacia los lugares más fríos. Cuando cualquier objeto recibe calor su temperatura aumenta, y si pierde calor su temperatura disminuye, de forma que el flujo de calor tiende a equilibrar las temperaturas. No se pueden evitar ni el flujo de calor ni el equilibrio final de la temperatura de un cuerpo con su entorno, lo que significa que, por bueno que sea el aislamiento, si no hay aporte de calor, la temperatura de un cuerpo acabará siendo igual a la del ambiente que le rodea.
La consecuencia de este fenómeno, aplicada al organismo humano, es que para mantener una temperatura temperatura interna constante es necesario que se esté produciendo calor de forma continua, que funcionen unos mecanismos que faciliten la entrada de calor a los órganos en caso de que pierdan temperatura, o de evacuación de calor si la ganan, y mecanismos de evacuación hacia el exterior del calor excedente. Termorregulación
El conjunto de los mecanismos de termorregulación está gobernado por el hipotálamo, un área del sistema nervioso central situada en la base del cerebro. Su funcionamiento es similar al de un termostato, recibe información mediante una amplia red de receptores sensibles a la temperatura y sus variaciones distribuidos por todo el organismo, y activa los mecanismos fisiológicos necesarios para mantener la temperatura interna constante, incluyendo la descomposición de principios inmediatos para producir energía térmica en caso necesario.
En este esquema, las flechas rojas representan vías nerviosas y las flechas azules indican vías hormonales. En el hombre, la ruta hormonal juega un papel secundario. En otros animales, sin embargo, es la vía principal en la regulación de la temperatura. La hormona liberadora de la tirotropina -TRH- es segregada por el hipotálamo y estimula a la hipófisis para que fabrique la hormona estimulante de la tiroides -TSH-. Esta hormona estimula a la tiroides a fabricar las hormonas triyodotironina (T3) y tiroxina (T4). Estas hormonas tiroideas estimulan el metabolismo energético celular, actuando directamente sobre las mitocondrias.
Conceptos y unidades: a) Exposición a calor: Una persona está expuesta a estrés por calor, cuando existen factores ambientales
y propios del trabajo realizado que pueden hacer subir su temperatura corporal interna por encima de los 38° C: • Factores ambientales: La temperatura, la humedad, la velocidad del aire y, además, la temperatura de
las superficies que rodean al puesto de trabajo, como piso, muros, techo, techo, equipos.
• Factores propios del trabajo: El esfuerzo físico que demandan las tareas realizadas y las características
térmicas de la ropa de trabajo.
b) Calor metabólico: El esfuerzo físico de las tareas realizadas por el trabajador determina el flujo de
calor (calor metabólico) que es necesario eliminar al ambiente. Por ejemplo, un trabajo de oficina puede generar del orden de 70 a 85 Watt por metro cuadrado (W/m2), un trabajo de descarga de un horno de acero puede fluctuar entre 170 y 220 W/m2 (NCh 2644).
c) Calor convectivo: Si la temperatura del aire es menor a la temperatura de la piel, que es del orden de
35° C bajo condiciones de exposición a calor, parte del calor metabólico es transferido desde el cuerpo al aire por convección. Por el contrario, si la temperatura del aire es mayor a la de la piel, desde el aire se transfiere calor hacia el cuerpo. La transferencia de calor, en ambos sentidos, es mayor mientras mayor es la diferencia y también la velocidad del aire. Así por ejemplo, con ropa de verano y temperaturas de 25° C, con velocidades del aire de 0,1 m/s o 0,36 Km/h (aire quieto), se pueden eliminar al ambiente del orden de 30 W/m2; con una velocidad de 1 m/s o 3,6 Km/h, el flujo de calor eliminado aumenta aproximadamente aproximadamente a 40 W/m2 (NCh 2663).
d) Calor radiante: Cuando las superficies que rodean el puesto de trabajo están a mayor temperatura que la superficie de la piel, se produce transferen transferencia cia de calor radiante desde las superficies hacia el cuerpo del trabajador expuesto. Mientras más cercanas al trabajador se encuentren las superficies calientes mayor será el flujo de calor transferido. transferido.
e) Calor de evaporación: Una de las principales formas de eliminar calor en un individuo expuesto a
temperaturas más altas que las de su piel es la evaporación de sudor, siendo la humedad relativa y la temperatura del aire los parámetros que regulan el flujo de calor que se transfiere desde el cuerpo al aire por este mecanismo. Mientras más seco y más baja es la temperatura del aire, mayor será la velocidad de evaporación del sudor. Con temperaturas del aire altas, próximas o superiores a la temperatura de la piel, y humedades relativas del orden del 100%, prácticamente no se produce evaporación del sudor y, por lo tanto, no se elimina el calor necesario por este medio. Por ejemplo, para una temperatura del aire de 34º C y 20% de humedad relativa, el máximo calor que es posible eliminar por evaporación de sudor es del orden de 190 W/m2, nivel que disminuye a 15 W/m2 para la misma temperatura y 100% de humedad relativa (valores calculados con ecuaciones de NCh 2663). f) Calor por respiración: Producto de la respiración existe transferencia de calor por convección, entre el
aire que se respira y el organismo, y por evaporación o variación de la humedad contenida en éste. En condiciones de exposición a calor, este flujo en total es cercano al 10% del calor metabólico.
g) Ropa de trabajo: La evaporación de sudor y transferencia de calor desde la piel al aire es máxima sobre
la piel que se encuentra descubierta. Ropas de trabajo impermeables al vapor de agua y al paso del aire, prendas que encapsulan el cuerpo o si el trabajador debe usar varias capas de prendas, pueden limitar en forma severa la evaporación del sudor. Incluso, es posible que siendo las condiciones ambientales de temperatura, humedad y radiación, moderadas o frías, la sola resistencia de la ropa a la eliminación del calor metabólico pueda producir sobre el trabajador síntomas síntomas de estrés térmico.
Riesgos para la salud
El cuerpo humano sometido a cargas de calor reacciona para mantener constante la temperatura corporal, primero aumentando el flujo sanguíneo hacia la piel (vaso dilatación) y luego, como mecanismo principal de regulación, aumentando la evaporación de sudor. Cuando el balance de calor supera la capacidad de respuesta del sistema regulador se produce un aumento de su temperatura interna, pudiendo presentarse disminución del rendimiento físico y mental, calambres, agotamiento y golpe de calor. Los riesgos para la salud del personal que trabaja en ambientes calurosos dependen en forma importante de la condición física (edad, metabolismo, peso, uso de medicamentos, hipertensión, etc.) y grado de aclimatación al calor (OSHA 2009). Entre los principales síntomas de una persona expuesta a calor se tienen los siguientes: a) Fatiga: Los signos y síntomas principales de la fatiga son disminución en el rendimiento de la habilidad
motriz, mental o de atención del trabajo.
b) Agotamiento: Los síntomas son dolor de cabeza, náusea, mareos, sed y vértigo. c) Calambres: Normalmente se presentan cuando el trabajo es muy intenso. Se atribuye a una falta de sales, debido a la pérdida que se produce por la transpiración. transpiración. d) Colapso: El cerebro no recibe suficiente oxígeno, debido a que la sangre fluye principalmente a las
extremidades. Como resultado de ésto, la persona expuesta se puede desmayar.
e) Enrojecimiento: Se producen manchitas o pápulas principalmente en zonas de la piel donde la ropa es
más ajustada al cuerpo. El aumento del sudor produce picazón en dichas zonas.
f) Golpe de calor: Ocurre cuando el sistema regulador de temperatura del
cuerpo falla y su temperatura se eleva a niveles críticos. Los primeros síntomas son confusión, comportamiento irracional, pérdida de la conciencia, falta de sudor, piel seca y caliente, y temperatura corporal del orden de 41º C, pudiendo llegar a niveles que causen la muerte.
Sin duda el efecto más grave de la exposición a situaciones de calor intenso es el “golpe de calor” que consiste en un colapso de los mecanismos de termorregulación del organismo, las consecuencias pueden ir desde el simple desmayo hasta dejar secuelas irreversibles e incluso la muerte. El agotamiento y los calambres son otros de los síntomas que se observan como consecuencia de la exposición al calor. Junto con estos efectos se manifiestan también los debidos a la descompensación de los electrolitos en los fluidos orgánicos y la deshidratación asociados a la pérdida de líquidos fisiológicos que implica la sudoración. Siempre se trata de efectos agudos, es decir, se producen como consecuencia inmediata de la exposición, prácticamente sin tiempo de latencia, y el organismo recupera su estado normal cuando cesa la exposición, con la excepción evidente de los daños irreversibles que se hayan podido producir durante la misma.
Valores límites Permisibles y Referenciales Referenciales
Para evaluar la exposición a calor, se utilizan indicadores que se basan en mediciones de los factores ambientales y de parámetros que corresponden a la respuesta fisiológica. En nuestra legislación sólo existen límites para el índice TGBH (Decreto Supremo Nº 594), que es un parámetro basado en la medición de los factores factores ambientales. Artículo 96: Para los efectos del presente reglamento, se entenderá por
carga calórica ambiental el efecto de cualquier combinación de temperatura, humedad y velocidad del aire y calor radiante, que determine el Índice de Temperatur Temperaturaa de Globo y Bulbo Húmedo (TGBH).
La carga calórica ambiental a que los trabajadores podrán exponerse en forma repetida, sin causar efectos adversos a su salud, será la que se indica en la tabla de Valores de Límites Permisibles del Índice TGBH, los que se aplicarán a trabajadores aclimatados, completamente vestidos y con provisión adecuada de agua y sal, con el objeto de que su temperatura corporal profunda no exceda los 38°C.
El Índice de Temperatura de Globo y Bulbo Húmedo se determinará considerando las siguientes situaciones: a.- Al aire libre con carga solar: TGBH TGBH = 0,7 TBH + 0,2 TG + 0,1 TBS b.- Al aire libre sin carga carga solar, solar, o bajo techo: TGBH = 0,7 TBH + 0,3 TG
Correspondiendo: TBH = Temperatura de bulbo húmedo natural, en °C TG = Temperatura de globo, en °C TBS = Temperatura de bulbo seco, en °C Las temperaturas obtenidas se considerarán una vez alcanzada una lectura estable en termómetro de globo (entre 20 a 30 minutos).
Artículo 97: La exposición ocupacional a calor debe calcularse como exposición ponderada
en el tiempo según la siguiente ecuación: ecuación:
en la que (TGBH)1 ,(TGBH)2..........y (TGBH)n son los diferentes TGBH encontrados en las distintas áreas de trabajo y descanso en las que el trabajador permaneció durante la jornada laboral y, t1, t2....y t2....y tn son los tiempos en horas de permanencia en las respectivas áreas.
Cálculos
Ejemplo: Un trabajador realiza una labor del tipo continuo que le demanda 285 kcal/h, en una nave industrial. Se realizan mediciones en condiciones extremas de calor, obteniendo los siguientes resultados: resultados: Temperatura de bulbo seco : 32°C Temperatura de bulbo húmedo : 24°C Temperatura de globo : 38°C Respuesta
Cálculos
Ejemplo: Un trabajador realiza una labor del tipo continuo que le demanda 285 kcal/h, en una nave industrial. Se realizan mediciones en condiciones extremas de calor, calor, obteniendo los l os siguientes resultados: Temperatura de bulbo seco : 32°C Temperatura de bulbo húmedo : 24°C Temperatura de globo : 38°C Respuesta: El tipo de trabajo se realiza sin carga solar por lo que utilizará la siguiente fórmula de acuerdo al artículo del DS 594 TGBH =(0,7 TBH)+(0,3TG) TGBH = (0,7 x 24)+(0,3 x 38) TGBH = 28,2 °C
•
•
•
Tipo de trabajo = Continuo Costo energético = 285 kcal/h TGBH = 28,2 °C
TGBH= 28,2 °C < 30,0 °C No Existe Exposición
Métodos de control
Como se deduce de lo expuesto, reducir el riesgo existente en una situación dada puede lograrse bien reduciendo la actividad física del sujeto, bien reduciendo la agresividad ambiental existente, bien actuando sobre ambos factores a la vez; en cada situación concreta deberá analizarse cuál es la contribución al riesgo de cada factor y actuar en consecuencia. consecuencia. Muchas situaciones de estrés térmico están asociadas a la existencia de focos radiantes de importancia y, por ello, deberá prestarse una atención particular al apantallamiento de los mismos, para evitar que la radiación térmica llegue al trabajador, o aislando los elementos calientes para reducir la temperatura de la superficie. Hay que tener en cuenta que la emisión de radiación se produce desde las superficies calientes hacia las superficies superficies más frías que se pueden “ver” desde el foco. La temperatura y la humedad elevadas también pueden ser causas de situaciones de estrés térmico, aunque generalmente se quedan en factores que generan un ambiente muy inconfortable sin llegar a ocasionar situaciones de estrés térmico. En estos casos los sistemas de climatización son la solución. Pueden también considerarse distintos medios de reducir la actividad física, por ejemplo empleando medios mecánicos para el manejo de piezas, o bien reducir el tiempo de exposición estableciendo una rotación entre distintos puestos, o bien periodos de descanso.
Elementos de Protección Personal
En el caso de exposiciones intensas a calor los equipos de protección individual consisten en vestimentas que aíslan al trabajador del medio, normalmente tienen su aplicación en el contexto de ofrecer una protección adecuada durante el tiempo necesario para realizar ciertas operaciones de inspección o mantenimiento. Consisten en trajes, o prendas de vestir, aislantes y aluminizados, que en ocasiones son casi herméticos y disponen de algún mecanismo que permite climatizar el interior del traje. Su aplicación debe realizarse bajo la supervisión de un experto que decida sobre la protección real que ofrece el equipo frente al ambiente, así como sobre el tiempo que puede ser usado y la duración y frecuencia de los periodos de descanso. Hay que tener presente que el equipo aísla del ambiente, y ello es un factor de protección, pero al mismo tiempo dificulta la eliminación del calor generado por el metabolismo, y eso es un factor de riesgo.
No se deben confundir los equipos de protección contra ambientes térmicamente agresivos con los destinados a proteger de quemaduras por contacto con objetos calientes, los que protegen contra proyecciones de partículas candentes o los de protección de los ojos contra radiaciones.
Frío:
Se considera que una persona está expuesta a frío, cuando la temperatura y velocidad del aire en su puesto de trabajo son tales que producen una pérdida neta de calor desde su cuerpo que puede hacer bajar su temperatura hasta 36° C. Como guía se puede considerar que temperaturas menores a 10° C, especialmente al aire libre, pueden generar una condición de exposición a frío. Al flujo de calor convectivo que se pierde desde el cuerpo, se deben agregar, aunque de menor importancia, las pérdidas que se producen por radiación, por respiración y por evaporación de sudor. El calor metabólico generado por el esfuerzo físico que demanda el trabajo, contrarresta las pérdidas, que junto con la vestimenta, son factores que influyen de manera importante en el nivel de enfriamiento que se produce en el cuerpo. Conceptos y unidades: a) Frío: Es la disminución de la temperatura ambiental, es ausencia de calor. b) Intercambio de calor radiante o perdida de calor por radiación: En un ambiente frio,
normalmente las superficies que rodean un puesto de trabajo están a una temperatura inferior a la de la piel y las personas expuestas son las que pierden calor por radiación.
c) Intercambio de calor por evaporación de sudor y respiración: En ambientes fríos,
incluso con humedades relativas altas, la presión de vapor de agua en la piel es mucho mayor que la del aire, pero el individuo expuesto a frío presenta una baja pérdida de calor por sudoración, entre el 5% y 10% respecto a la pérdida de calor por convección. Por su parte, la pérdida de calor por la respiración es del orden del 10% del consumo metabólico.
d) Ropa de trabajo: El vestuario es el principal elemento de
protección del trabajador expuesto a frío. Debe tener la resistencia térmica adecuada para evitar el enfriamiento, puesto que mientras más baja sea la temperatura del puesto de trabajo y más alta la velocidad del aire, mayor debe ser el valor de aislación de la ropa de protección utilizada. e) Sensación térmica: Es el efecto refrescante de cualquier
combinación de temperatura y velocidad del viento o movimiento del aire.
f) Temperatura corporal: es la media ponderada del valor parcial de
la temperatura temperatura de todos los tejidos del cuerpo humano.
g) Velocidad del aire: es la intensidad media de velocidad del aire
integrada integrada sobre todas las direcciones.
Riesgos para la Salud
El efecto más importante del frío sobre el cuerpo humano es la pérdida de calor con el consiguiente descenso de su temperatura interna, pudiendo presentarse reducción en la capacidad de concentración y razonamiento lógico, pérdida de la destreza manual, temblores severos e hipotermia. También se presentan daños localizados por congelamiento de la piel, especialmente en dedos de manos y pies, orejas y nariz. Entre los síntomas o señales principales de las víctimas de hipotermia se tiene lo siguiente (ACGIH 2009): •
Temperatura interna del cuerpo cae a 36° C: Se produce un aumento del
metabolismo para compensar las pérdidas de calor, llegándose a un nivel máximo de temblores al bajar a 35° C. •
Temperatura de 34° C: La persona se encuentra consciente y responde, con
presiones arteriales en el rango normal. •
Temperatura entre 33° y 31° C: Se presenta hipotermia severa, cuyos síntomas
progresivos progresivos son: semi inconsciencia, dificultad para mantener mantener la presión sanguínea, cese de los temblores y pupilas dilatadas. •
Temperatura entre 30° y 29° C: Se observa una disminución progresiva de la
conciencia, aumento de la rigidez muscular, disminución del ritmo respiratorio y bajo pulso y presión sanguínea.
•
Temperatura entre 28° y 27° C: Hay una posible fibrilación ventricular con
irritabilidad miocardial. Se produce un estado de coma profundo. •
Temperatura entre 26° y 24° C: La fibrilación ventricular puede ocurrir
espontáneamente, se puede presentar edema pulmonar. •
Temperatura entre 22° y 21° C: Existe un riesgo máximo de fibrilación ventricular.
•
Temperatura entre 20° y 17° C: La actividad del corazón corazón se detiene alrededor alrededor de los
20° C y el cerebro deja de funcionar aproximadamente a los 17° C. Un número bajo de víctimas se recupera. Además de los síntomas de la hipotermia (NIOSH 2010), que ocurre principalmente principalmente en situaciones accidentales, la exposición repetida a ambientes fríos, con temperaturas entre 0º C y 10º C, rango que no incluye riesgo de congelamiento, puede producir daños en la piel como: •
Perniosis (sabañones): Los síntomas principales son irritación, enrojecimiento,
inflamacióny, en casos severos, posible ulceración de la piel preferentemente en mejillas, orejas y dedos. •
Pie de trinchera (pie de inmersión): Se produce como resultado de la exposición
prolongada a condiciones de frío (sin congelamiento) y principalmente cuando están constantemente húmedos. Los síntomas son enrojecimiento de la piel, calambres en las piernas, inflamación, sensación de hormigueo, ampollas o úlceras, moretones y gangrena.
Con temperaturas inferiores a -1º C se pueden presentar daños por congelamiento, los cuales pueden ser superficiales y afectar sólo la capa externa de la piel, perdiendo color y endureciéndose, o afectar al tejido más profundo, produciendo daños severos que puede llegar hasta la amputación. Los síntomas más comunes corresponden a piel cerosa o azulada, adormecimiento, hormigueo, dolor y reducción de flujo sanguíneo y gangrena. Valores límites Permisibles y Referenciales Artículo 99:
Para los efectos del presente reglamento, se entenderá como exposición al frío las combinaciones de temperatura y velocidad del aire que logren bajar la temperatura profunda del cuerpo del trabajador a 36°C o menos, siendo 35°C admitida para una sola exposición ocasional. Se considera como temperatura ambiental crítica, al aire libre, aquella igual o menor de 10°C, que se agrava por la lluvia y/o corrientes de aire. La combinación de temperatura y velocidad de aire da origen a determinada sensación térmica representada por un valor que indica el peligro a que está expuesto el trabajador. trabajador.
Artículo 100:
A los trabajadores expuestos al frío deberá propocionárseles ropa adecuada, la cual será no muy ajustada y fácilmente desabrochable y sacable. La ropa exterior en contacto con el medio ambiente deber ser de material aislante. Artículo 101:
En los casos de peligro por exposición al frío, deberán deberán alternarse períodos períodos de descanso en zonas temperadas o con trabajos adecuados.
Artículo 102:
Las cámaras frigoríficas deberán contar con sistemas de seguridad y de vigilancia adecuados que faciliten la salida rápida del trabajador en caso de emergencia.
Cálculos Ejemplo:
En una empresa minera ubicada a 3400 m.s.n.m. requiere determinar la sensación térmica de sus trabajadores durante durante las faenas de invierno, para ello se midió la temperatura ambiente y la velocidad del viento con un termo anemómetro arrojando los siguientes resultados: Temperatura ambiente = 4°C Velocidad del viento = 24 km/h • •
Respuesta:
Cruzando los valores de temperatura ambiente y velocidad del aire , la sensación térmica corresponde a una temperatura de -6°C
Métodos de control:
Dado que, en la mayoría de los casos, no es posible modificar las condiciones ambientales, las medidas preventivas deben orientarse hacia la protección, la formación y la ergonomía. Esencialmente la protección debe basarse en el empleo de ropas adecuadas, en cuya selección deben tenerse en cuenta tres factores importantes: que el frío suele ir acompañado de viento y humedad; que el trabajo está indisolublemente unido a la producción de calor, y que las ropas voluminosas dificultan el movimiento. La formación en el empleo adecuado de la ropa, en la toma de conciencia de que el frío entraña riesgos y en la detección de los síntomas y signos de la exposición y congelación precoces, así como en la realización de la tarea, son requerimientos esenciales para que el trabajo se desarrolle en condiciones seguras. La ergonomía del trabajo en ambiente frío debe incluir un diseño adecuado de las máquinas, poniendo atención al tamaño y separación de los mandos, al aislamiento térmico de las partes metálicas a manipular y a la eliminación de bordes cortantes. Si se tiene que realizar un trabajo que requiera destreza manual por debajo de 16ºC es necesario adoptar medidas que mantengan las manos calientes (chorros de aire caliente, aparatos de calefacción por radiación o placas de contacto calientes). Hay que evitar el contacto de la piel con superficies que estén a temperaturas inferiores a –7 ºC para ello se deben utilizar guantes .
