Estrés y confort térmico

Estrés y confort térmico

El cuerpo humano es una máquina térmica. Debe mantener una temperatura de 37ºC para que el metabolismo sea estable y no dependa de los cambios de temperatura del exterior. Para ello realiza una combustión de los materiales orgánicos que se consumen utilizando el oxígeno del aire. En la siguiente figura podemos observar la analogía entre la oxidación química y la oxidación biológica. 

En la oxidación química (combustión) los materiales orgánicos se oxidan por medio del oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y energía en forma de calor. En el caso de la oxidación biológica (respiración) ocurre la misma reacción con la diferencia que una parte de la energía se almacena en forma de moléculas de alta energía (ATP) y otra parte se disipa en forma de calor. Por lo tanto la producción de calor está asociada al metabolismo, es decir al tipo de trabajo realizado.

Por otra parte el cuerpo intercambia calor con el medio a través de diferentes mecanismos. En la siguiente figura se puede observar los mecanismos de convección (a través de un fluido), radiación, conducción (contacto directo con el medio) y evaporación.

El confort térmico se define como la condición en la que el usuario siente satisfacción respecto al ambiente térmico en el que se encuentra.

El cuerpo funciona como un sistema de flujos de energía térmica. Se considera un estado de confort térmico cuando los flujos de ganancia y pérdida de calor son iguales. En la siguiente figura se ilustra este planteamiento. Cuando el flujo de ganancia térmica supera el flujo de pérdida o viceversa se tiene una condición de disconfort térmico por calor o por frío. Cuando este desbalance es pronunciado se tiene la condición de estrés térmico por calor o por frío. En los casos más extremos tenemos el golpe de calor o la hipotermia.    

La forma en que las personas  responden al ambiente térmico depende de la temperatura del aire, de las temperaturas de los cerramientos del local, de la velocidad del aire y de su humedad, además de depender del vestido y de la actividad que desarrollan.

Si se le permite, el usuario se adapta para sentirse confortable en un ambiente determinado, por ello es importante permitirle el control de su ambiente térmico. Los usuarios además desean unas condiciones estables en el edificio que habitan frecuentemente, por ello deben evitarse las fuertes oscilaciones de las condiciones interiores a lo largo del día o entre días sucesivos.

Muchos tenemos la idea intuitiva de que nuestro confort térmico depende fundamentalmente de la temperatura del aire que nos rodea, y nada más lejos de la realidad.

Podemos decir que nuestro cuerpo se encuentra en una situación de confort térmico cuando el ritmo al que generamos calor es el mismo que el ritmo al que lo perdemos para nuestra temperatura corporal normal. Esto implica que, en un balance global, tenemos que perder calor permanentemente para encontrarnos bien, pero a una tasa adecuada.

En ese sentido influyen varios factores:

Factores que influyen en el ritmo de generación de calor

Actividad física y mental. Nuestro cuerpo debe generar calor para mantener nuestra temperatura corporal, pero también es un "subproducto" de nuestra actividad física y mental. Para una situación de reposo, el cuerpo consume unas 70 Kcal / hora, frente a una situación de trabajo, donde se pueden consumir hasta 700 Kcal / h para un ejercicio físico intenso.

Metabolismo. Las personas tienen metabolismos particulares que definen sus propias tasas de disipación de calor.

Factores que influyen en la tasa de pérdida de calor

Aislamiento natural del individuo. El tejido adiposo y el vello, son permiten el aislamiento térmico y reducen las pérdidas de calor.

Ropa de abrigo. La ropa de abrigo mantiene una capa de aire entre la superficie de nuestro cuerpo y el tejido que nos aísla térmicamente. Aunque la ropa de abrigo provoca una sensación de calentamiento del organismo, en realidad lo único que hacen es reducir las pérdidas de calor pues, evidentemente, no consumen energía ninguna y, por tanto, no producen calor. Como no consumen, es el mecanismo más barato energéticamente hablando para regular la temperatura del cuerpo.

Temperatura del aire. Es el valor que se asocia a confort térmico, sin embargo no es el único parámetro determinante en el confort térmico.

Temperatura de radiación. Está relacionada con el calor que recibimos por radiación. Podemos estar confortables con una temperatura del aire muy baja si la temperatura de radiación es alta; por ejemplo, un día moderadamente frío de invierno, en el campo, puede ser agradable si estamos recibiendo el calor del sol de mediodía; o puede ser agradable una casa en la cual la temperatura del aire no es muy alta (15ºC), pero las paredes están calientes (22ºC). Esto es importante, porque suele ocurrir en las casas bioclimáticas, en donde la temperatura del aire suele ser menor que la temperatura de las paredes, suelos y techos, que pueden haber sido calentadas por el sol.

Movimiento del aire. El viento aumenta las pérdidas de calor del organismo, por dos causas: por infiltración, al internarse el aire en las ropas de abrigo y dispersar la capa de aire que nos aísla y por aumentar la evaporación del sudor, que es un mecanismo para eliminar calor.

Humedad del aire. La humedad incide en la capacidad de transpiración que tiene el organismo, mecanismo por el cual se elimina el calor. A mayor humedad, menor transpiración. Por eso es más llevadero un calor seco que un calor húmedo. Un valor cuantitativo importante es la humedad relativa, que es el porcentaje de humedad que tiene el aire respecto al máximo que admitiría.

La humedad relativa cambia con la temperatura por la sencilla razón de que la máxima humedad que admite el aire cambia con ella.

Para llegar a la sensación de confort, el balance global de pérdidas y ganancias de calor debe ser cero, conservando de esta forma nuestra temperatura normal, es decir cuando se alcanza el equilibrio térmico.

A continuación exponemos algunos intervalos de valor de los parámetros de confort externos que interactúan entre sí para la consecución del confort térmico.

• Temperatura del aire ambiente: entre 18 y 26 ºC
• Temperatura radiante media entre 18 y 26 ºC
• Velocidad del aire: entre 0 y 2 m/s
• Humedad relativa: entre el 40 y 65 %