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DIRECCIN GENERAL DE ASISTENCIA TCNICA - DGAT UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA
SEDE VIA DEL MAR
MDULO HIGIENE INDUSTRIAL
Agentes Fsicos
Tema: Ambiente con sobrecarga trmica
Profesor: Ing. Carlos Gmez S.
Diciembre de 2014 - Enero de 2015
Agentes Fsicos Estrs trmico Calor y Fro
MDULO HIGIENE INDUSTRIAL
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Ambiente con sobrecarga trmica1
1 EL AMBIENTE TMICO Y EL ORGANISMO HUMANO El vnculo entre el hombre y los aspectos trmicos del medio ambiente laboral puede estructurarse esquemticamente, teniendo en cuenta que el cuerpo humano es un depsito al que llega un fluido (el calor) a travs de una serie de mecanismos, y a la vez, stos son evacuados a travs de otros (ver figura 1). Del binomio de estos mecanismos de aporte y eliminacin del calor, se obtiene el nivel trmico del organismo que se fija a una cota concreta. Por otro lado, las relaciones entre el hombre y el ambiente trmico 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 lmites muy reducidos. De tal forma, que cuenta con unos mecanismos de regulacin muy activos que le habilitan para que esa temperatura interna permanezca prcticamente constante incluso en condiciones ambientales muy extremas. b) La actividad fsica del hombre origina un calor que el propio organismo almacena y que puede ser muy trascendente cuando el individuo desarrolle una actividad fsica 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 evaluacin tcnica debo de considerar tanto las caractersticas trmicas del ambiente (agresividad trmica ambiental) como la intensidad de trabajo efectuado. c) El tercer aspecto se halla en el campo de las
consecuencias. La exposicin excesiva al calor no implica un deterioro lento y paulatino de ninguna funcin vital, sino que las consecuencias se manifiestan bruscamente, como puede ser un desmayo. Esto mismo puede indicarse para las agresiones por fro, en las que el riesgo fundamental es la congelacin El hombre es homeotermo (ver figura 2) pues su temperatura se mantiene constante: -Temperatura corporal 1,5 C. -Temperatura de la piel, vara (ms caliente la cabeza, tronco y despus manos y pies) 35C. -Temperatura media= 0,7 TRectal + 0,3 T EPIT. (Piel) (Puede varia 35 C + 3C o 2 C). A instancias del calor externo o el producido internamente, el cuerpo dispone de termorregulacin ubicado en el hipotlamo, descifra las seales provenientes de los nervios sensibles al calor, poniendo en marcha si es preciso , una serie de mecanismos:
a) Circulacin sangunea de la piel: por este mecanismo y a travs de la constriccin
o dilatacin de los vasos sanguneos perifricos, dependiendo de que la
temperatura ambiental sea fra o calurosa, la sangre se asentar en la piel,
sindole fcil disipar calor o por otro lado se distanciar de sta, edificando una
1 Corresponde a EXTRACTO
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barrera grasa que perturbar las mermas de calor. As habr dos temperaturas de
piel diferentes.
b) Sudoracin: el propio hipotlamo tambin regula la transpiracin. 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
emisin de relevantes cantidades de este lquido desde el entorno de dos millones
y medio de glndulas sudorparas de la piel.
BALANCE DE CALOR: ACUMULACION = METABOLISMO PRDIDAS Para que no se produzca acumulacin: METABOLISMO=PRDIDAS Analizaremos aqu, cules son las circunstancias en las que una agresin trmica, ya sea por calor o por fro, puede ser peligrosa para las personas expuestas a ella.
Sistema de termorregulacin del organismo Calor Fro
Aumento circulacin sangunea perifrica.
Hasta 2,6 l/min/m2
Vasoconstriccin sangunea en la piel.
Disminuye la cesin de calor al exterior al reducir la superficie de radiacin.
Evaporacin del sudor generado.
Cambio electroltico del mismo (perdida de CINa hasta 15g/l)
Reduccin de la superficie corporal o encogimiento (carne de gallina).
Activacin (apertura) de las glndulas sudorparas (ms de dos millones), desprendimiento lquido con electrolitos.
Escalofro (actividad involuntaria) y aumento de la actividad muscular (voluntaria).
Tiritona generadora de calor. Temblores
Vasodilatacin sangunea en la piel: aumento de intercambio de calor.
Desactivacin (cierre),de las glndulas sudorparas.
Reduccin de la actividad. Merma de la circulacin sangunea perifrica.____________________________
Autofagia de las grasas acumuladas.
Empezaremos por indicar que el ambiente trmico es un conjunto de variables que definen el estado trmico del ambiente (temperatura, humedad, velocidad del aire, presin parcial del vapor de agua en el aire, intercambio de calor radiante, emisividad de los focos radiantes del local, etc.), as como de variables que definen el estado y posicin del cuerpo (actividad del trabajo, produccin metablica de calor, posicin 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 aceptabilidad de los ambientes. El ambiente trmico puede dar lugar a un riesgo a corto plazo, cuando las condiciones son extremas (ambientes muy calorosos o muy fros),si bien en la mayora de los casos, originan disconfort trmico. Comenzamos por analizar los mecanismos mediante los cuales el cuerpo humano recepciona o cede calor al medio ambiente, las formas de evaluacin y determinacin del riesgo, las condiciones ambientales ue debe reunir los lugares de trabajo segn el Real Decreto 486/1997 y las principales medidas de control para el estrs trmico y las temperaturas bajas.
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Ya hemos visto que el hombre necesita mantener la temperatura de sus rganos vitales dentro de unos lmites muy reducidos, a causa de las mltiples y complejas reacciones metablicas 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 situacin letal a temperaturas de
25 C. La situacin opuesta se originara cuando la temperatura central est alrededor de 40 C hipotermia, llegndose al riesgo de muerte si la temperatura rectal esta sobre 43 C. Decir tambin, que no toda la masa corporal del hombre tiene la misma temperatura. De hecho las zonas internas del cuerpo oscilan entre valores prximos 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 lleve. Estas diferencias de la temperatura corporal sirven de amortiguacin si se patentan
variaciones rpidas 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 estrs trmico la presin 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 aclimatacin. A travs de la actividad fsica, el ser humano genera calor (es el nico contaminante que puede ser generado por el hombre), y hay que recordar que cuanto ms intensa sea la actividad fsica del trabajador, mayor ser tambin la cantidad de calor que deber disipar para que el equilibrio trmico pueda conservarse. De tal forma, que el cuerpo humano est continuamente recibiendo cediendo calor al medio ambiente por medio de diferentes mecanismos. La forma de liberar este calor se produce a travs de tres mecanismos: la evaporacin del sudor, la conveccin y la radiacin; no obstante hay que considerar que en situaciones muy calurosas slo es posible liberar calor por medio de la evaporacin del sudor. De forma resumida podemos decir que cuando la transferencia de calor se efecta a travs de slidos o fluidos que no estn en movimiento, el proceso se denomina conduccin, si ocurre a travs de fluidos en movimiento conveccin. A su vez, el calor puede ser igualmente transferido de un cuerpo a otro sin soporte material alguno y entonces hablamos de radiacin. Por otro lado, podemos ganar calor por condensacin o perderlo por evaporacin, sin necesidad de haber diferencia de temperatura para el desarrollo del proceso, que es lo que ocurre en la evaporacin 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 calorfica ms en detalle: La evaporacin del sudor (E) La evaporacin no es otra cosa que la transicin de un elemento de lquido a gas mediante el aporte de una cierta cantidad de calor, llamado calor latente de vaporizacin. Si la temperatura del cuerpo aumenta, las glndulas sudorparas segregan el sudor, el cual se deposita sobre la piel (ver figura 4). La composicin del sudor es bsicamente agua, por lo que su calor latente de vaporizacin se considera el de sta, 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 energa de vaporizacin hace que el cuerpo se refrigere. Naturalmente, este
Figura 3. Medicion oral de la temperatura en 36,8 C
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mecanismo de termoeliminacin, ser efectivo siempre y cuando el sudor segregado se evapore.
Emax=Ke x V0,6 x (Pws-Pwa)
Por tanto, la evaporacin del sudor se trata de un mecanismo de eliminacin de calor, dado que ste , para evaporarse, adquiere de la piel con la que est en contacto el calor preciso para el trnsito del estado lquido a vapor, de esta forma se desprende del calor que le sobra. Hay que indicar que la eliminacin de calor slo se origina si el sudor se evapora y no por el mero hecho de sudar. De esta forma, en un medio laboral muy hmedo donde se pueda sudar y no se evapora ste, prcticamente queda anulado el efecto protector de la sudoracin. La cantidad de sudor que puede evaporarse por unidad de tiempo vara en funcin de dos variables ambientales: la humedad relativa y la velocidad del aire. Cuanto mayor es la primera, ms 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 sudoracin puede quedar anulada por unas condiciones ambientales adversas. Por otro lado, debemos de comentar que dicho mecanismo es nicamente de eliminacin de calor y por tanto no es bidireccional como pueda ocurrir con otros (nicamente perdemos calor, nunca lo ganamos). En procesos de intercambio, el calor transmitido por sudoracin representa aproximadamente el 25% del total. Indicar tambin que el sudor tiene un elevado calor especfico, con lo cual para evaporarlo (transformar agua en
gas) precisa consumir importantes cantidades de calor corporal. Ante esfuerzos importantes y prolongados, con alta humedad exterior o si la hidratacin es inadecuada, la evaporacin puede verse reducida por el propio organismo. Por ltimo, indicar que la sudoracin no slo es necesaria para lograr un equilibrio trmico, sino como un sistema disipador de residuos metablicos y acondicionador de la piel. La conveccin (C) La conveccin es el fenmeno a travs del cual se genera un trasvase de calor por intercambio de masas o fluidos de aire caliente por masas de aire fro, trasvase que se materializa por el gradiente de temperatura entre dichas masas (diferencia de temperatura entre stas), y que se constata en una divergencia de densidades, y por tanto, en un movimiento convectivo. Generalmente se aplica entre slidos 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= Kc x (Ta Ts ) =8,7 x V0,6 x (Ta Ts),si va > 1 m/s, cuando es va 1 m/s Kc= 3,5 + 5,2 Va. Nuestro organismo puede ganar o perder calor por conveccin. La conveccin 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 ste, y cuando la temperatura del aire rebasa a la de la piel, es la ltima la que acoge calor del primero. Al variar poco la temperatura de la piel (se considera situaciones de agresin trmica intensa cuando la temperatura es de 35 C), esto implica, que la proporcin del intercambio que se generar por conveccin depender principalmente de la temperatura del aire. Por otro lado, es patente que esta proporcin es tanto mayor cuanto ms alta es la velocidad del aire.
Figura 4. El sudor y su evaporacin.
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En todos los procesos de intercambio, el calor recibido o transmitido por conveccin bsicamente representa de forma aproximada el 12% del total. La radiacin (R) Se trata de un fenmeno de intercambio trmico que se origina entre dos cuerpos slidos a distinta temperatura y que se encuentran uno en las proximidades del otro, sin estar en contacto mutuo (Ver figura 5). El origen de este fenmeno obedece al hecho de que cualquier objeto emite rayos infrarrojos de onda larga y por tanto energa, en cantidad tanta mayor cuanto ms alta sea su temperatura; al mismo tiempo, absorbe una porcin de la radiacin infrarroja que le llega de otros objetos del entorno que le rodean y refleja el resto. A travs de este mecanismo, el sol calienta la tierra y a todo lo que sta contiene por trasmisin de los rayos infrarrojos (incluso en el vaco).La radiacin se aditiva de manera relevante si un trabajador est en las cercanas de fuentes (no aisladas) cuya superficie tiene una temperatura significativamente ms elevada que la de su piel (hornos, baos trmicos, etc.). En estas circunstancias, la radiacin puede ser lo suficientemente alta como para convertirse en un factor vital de riesgo. Resumiendo, todo cuerpo slido emite radiacin infrarroja de forma constante (a razn 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 ser una ganancia o una prdida 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 radiacin depende de la emisividad de la superficie (capacidad de emisin de la radiacin de la superficie), del rea de la superficie emisora y diferencia a la cuarta potencia entre temperaturas del cuerpo y ambiente. R=Kr x T4p- T
4RM),
donde Kr=feff fclo (feff =factor de rea de radiacin efectiva
postural, fclo =factor superficie persona vestida y no vestida, = emisividad y =Cte. De Boltzman). Recordar, que a diferencia del resto de los mecanismos de transmisin de calor la radiacin electromagntica (ondas) en este caso no precisa de ningn medio material para propagarse, lo que significa que no se ver afectada en su transmisin por variables ambientales, como la velocidad del aire o su humedad relativa, En este caso slo depende de las temperaturas de emisin. A travs del mecanismo de la radiacin se intercambia aproximadamente un 60% del calor total. Por otro lado, si el sujeto estuviera en contacto con
una superficie solida debera d considerarse la conduccin: La conduccin (K) El intercambio de calor por conduccin se patenta a travs del contacto fsico de dos cuerpos (slidos o fluidos) a diferente temperatura, y su valor es funcin, por un lado de la superficie efectiva de contacto y por otro de los incrementos de temperatura y coeficientes de conductividad trmica de los materiales implicados. La transferencia depende de la conductividad trmica de los materiales, seccin de flujo y gradiente de temperatura entre los puntos de contacto.
K = - = (t1-t2)
Figura5. Mecanismos de conveccin y radiacin
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Donde K (o Qx) es la tasa de flujo de calor que atraviesa el rea A en la direccin, x la constante de proporcionalidad se llama conductividad trmica y e el espesor del conductor. Por tanto, se trata del paso de calor desde los objetos (ms calientes) hasta la superficie corporal (ms fra) que se halla en contacto con los mismos. Pasar calor desde el objeto hacia el cuerpo cuando aqul se halla ms caliente y al contrario cuando est ms fro. En la prctica, este mecanismo es poco relevante, salvo si se trata de trabajadores habitualmente sumergidos en agua o en contacto espordico con elementos a gran temperatura. Por la respiracin (L) Mediante la respiracin se genera igualmente una pequea prdida de calor, dado que en el interior de los pulmones tambin se presenta el proceso de evaporacin, aunque sea menor, donde median los mismos parmetros ya mencionados. La transferencia de calor a travs de los procesos precedentes (conduccin y respiracin) tienen menor relevancia que los anteriores, pues slo suponen un 3% del calor total transferido. Por ltimo, podemos destacar el mecanismo de transmisin del calor que es: A travs del metabolismo (M) El cuerpo humano genera calor permanentemente, como consecuencia de la actividad que l mismo efecta para mantener las constantes vitales. Esta cantidad de calor viene fijada por el metabolismo basal (proceso por el que organismo produce la energa necesaria para desarrollar sus funciones vitales bsicas ) y por el calor generado cuando desarrollamos alguna actividad fsica , como hablar, andar etc.
Factores en la Evaluacin de un ambiente trmico
Metabolismo Basal y de Trabajo
Conveccin C=Kc x V0,6 x (Ta-Ts)
Radiacin R=Kr x T4p T
4RM)
Evaporacin Emax=KeV
0,6 x (Pws Pwa)
Individuo X
Ropa de trabajo
X X X
Tipo de trabajo X
Temperatura seca
X X X
Humedad relativa
X
Velocidad del aire
X X X
Temperatura de globo
X
1.1 AMBIENTES TRMICOS EXTREMOS. SU CLASIFICACIN
El cuerpo humano se ve alterado y afectado tanto por las altas temperaturas como por las bajas, ocasionando lo que se conoce como estrs trmico, si bien por lo general los ambientes de altas temperaturas son mucho ms peligroso que los fros, pues normalmente resulta ms fcil protegerse del fro que del calor.
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Las relaciones entre el ser humano y el ambiente trmico establecen una escala de sensaciones que vara del calor al fro, pasando por una zona que se puede calificar como trmicamente confortable o de bienestar. Esta escala tiene sus lmites bien acotados, de modo que rebasarlos en cualquiera de los extremos, puede ocasionar la muerte.
Tipos de ambiente trmicos para el ser humano
Crtico por Calor Confort o Bienestar Permisible Crtico por Fro
Por otra parte, la exposicin al ambiente trmico hace que se genere una serie de efectos en los trabajadores que, en las situaciones ms hostiles, repercuten seriamente en su salud, en otros crean malestar o disconfort y afectan negativamente a la ejecucin de las tareas, tanto en las operaciones manuales como mentales, ya que el calor altera y produce confusin. En todo caso las condiciones de trabajo calurosas y ms en concreto el exceso de calor corporal, hacen aumentar el nmero de accidentes (su probabilidad), se agravan las dolencias previas (enfermedades respiratorias, cardiovasculares, cutneas, renales, diabetes, etc.) as como provoca las denominadas enfermedades vinculadas al calor. Los daos que acarrea la exposicin al calor o al frio intenso aparecen bruscamente (de repente). Es decir, el trabajo en condiciones de calor o fro importantes genera trastornos de forma inmediata y por tanto desenlaces rpido e irreversibles. En el mayor nmero de casos, las causas del estrs trmico son reconocibles de forma sencilla y la posibilidad de que se generen daos es tambin fcilmente previsible. En otros supuestos donde las condiciones ambientales no estn al lmite, el estrs trmico por calor puede pasar inadvertido y ocasionar daos a los trabajadores. Los efectos negativos para la salud toman presencia cuando se ven desarbolados tanto en los mecanismos naturales del individuo en la generacin de calor para mitigar el fro, como en la expulsin del calor para eludir el repunte al alza de la temperatura interna. Una determinada situacin trmica es tolerable, cuando trasponer en juego todos los mecanismos de regulacin, el calor que se produce es igual al que se libera, alcanzando el denominado equilibrio trmico. Cuando se acumula ms calor del que se disipa podemos sufrir una hipertermia (Aumento excesivo de la temperatura interna) y si liberamos ms calor del que producimos hay riesgo de sufrir una hipotermia (disminucin elevada de la temperatura interna).Ambas situaciones son muy peligrosas, pudiendo llegar a ser una emergencia mdica, que en ocasiones de lugar a la muerte. La hipotermia y la hipertermia son situaciones crticas; no obstante entre estos lmites y el equilibrio trmico existen una serie de puntos intermedios, que pasamos a comentar:
a) Situacin de neutralidad, cuando la generacin de calor se compensa con las
perdidas pasivas o prdidas de calor del organismo en condiciones de
normalidad trmica, ocasionadas por conveccin, conduccin y radiacin,
siendo la sensacin general de confort trmico.
b) Ambiente caluroso, cuando las prdidas pasivas son inferiores a la produccin
interna de calor, por lo cual ser necesario que el organismo genere calor para
alcanzar el equilibrio trmico.
c) Ambiente fro, cuando las prdidas pasivas rebasan a la produccin interna de
calor. para alcanzar el equilibrio el balance trmico se necesita un aumento
voluntario (actividad muscular) o involuntario (escalofros) del metabolismo.
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d) Si los ambientes calurosos o fros, ocasionan una pequea variacin en la
temperatura central (< 0,5 C), nos encontramos en una situacin de disconfort
trmico, que puede ser ms o menos incmoda, pero nunca entraa un riesgo
para la salud.
e) Si la situacin genera incrementos superiores a la temperatura central, o una
fatiga excesiva en el sujeto por sobrecarga de los mecanismos fisiolgicos de
regulacin estamos ante un caso de estrs trmico, 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 sera conveniente ampliar el significado higinico del trmino de estrs trmico para eludir falsas denominaciones. Este concepto de origen anglosajn termal stress es una situacin ocasionada por tres variables fundamentales: las condiciones ambientales, la actividad realizada y la ropa que se lleve, que pueden generar en el trabajador daos. Por tanto, podemos deducir que en realidad es la carga trmica que reciben los trabajadores expuestos y que se evidencia tras la interaccin con las condiciones ambientales, el calor metablico del trabajo y la vestimenta, no tratndose por tanto de un efecto que ocasionen las condiciones ambientales extremas en los operarios, sino la causa de los diversos efectos patolgicos que se producen cuando se acumula excesivo calor en el cuerpo. Como vamos a comentar, el estrs trmico se puede presentar en condiciones de trabajo calurosas y de fro, generando una respuesta fisiolgica del cuerpo humano, denominada Tensin Trmica o Fisiolgica (termal strain),que implica disfunciones o alteraciones del cuerpo humano eclosionando mltiples estados patolgicos. Por tanto, todo ambiente trmico 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 trmicas (por calor o fro) ocasionan en el ser humano tensiones trmicas (por calor o fro). Es por ello, que definiremos como sobrecarga calrica (Heat Stress) a la causa que ocasiona en el individuo el efecto sicofisiolgico que se denomina tensin calrica(Heat Strain) ,mientras que la sobrecarga por fro (Cold Stress) es la causa que ocasiona en el hombre el efecto sicofisiolgico que se denomina tensin por fro (Cold Strain).
1.2. REACCIN DEL CUERPO AL ESTRS POR BAJAS TEMPERATURAS
El fro puede ocasionar disfunciones de salud muy relevantes, incluida la muerte, molestias o el disconfort, as como dificultar la realizacin de las tareas, ya que reduce notablemente la destreza manual (incluso aunque se lleven guantes) y produce obnubilacin. Por otra parte, el fro intenso provoca sensacin de dolor en las extremidades. Adems, puede facilitar el inicio o el agravamiento de sntomas asociados con ciertas enfermedades, sobre todo respiratorias, cardiovasculares y del denominado fenmeno de Raynaud. El cuerpo humano, de sangre caliente, reacciona cuando se le expone ante un ambiente Trmico de fro intenso (contacto con agua muy fra, trabajos en cmaras frigorficas industriales, actividades a la intemperie, etc.), cediendo al medio ambiente un calor superior al recibido o producido Figura 6. Congelacin de manos, nariz mejilla y labios
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por el metabolismo, originndose la hipotermia (descenso de a temperatura central del cuerpo y por tanto perdida de calor corporal, < 35 C), patente por una contraccin de los vasos sanguneos de la piel al objeto de eludir la prdida de la temperatura basal. Ante tal circunstancia, los rganos ms alejados del corazn, como las extremidades, son los primeros en verse afectados por la falta de riego sanguneo, de la misma manera otros sntomas posteriores a la exposicin prolongada al fro a destacar son: La dificultad en el habla, la confusin, la torpeza, la prdida de memoria o concentracin (debido a la hipotermia de la sangre del cerebro), la perdida de la destreza manual o sensibilidad, fatiga, nuseas, la piel se vuelve plida y fra, arritmias, disminucin de la presin sangunea, respiracin lenta y superficial, perdida de la conciencia, el shock e incluso la muerte. TRASTORNOS SISTEMTICOS En primer trmino aparecen sntomas de:
a) Malestar general.
b) Torpeza manual por anquilosamiento de las articulaciones.
c) Merma de la sensibilidad. Elevacin del umbral tctil.
En una segunda etapa: a) Enfriamiento a frigore (reumatismo, bronquitis, conjuntivitis, otitis,
enfermedad pulmonar, etc.).
b) La congelacin. Las zonas ms alejadas del corazn (orejas, nariz,
mejillas), las cuales acusan la falta de riesgo sanguneo, son las que
patentan la posible congelacin. 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 fibrilacin. En las
congelaciones, el tejido superficial se queda inservible, provocando
la aparicin de escozores. La piel presenta diversos aspectos, en
funcin del nivel de congelacin:
Nivel cero: Congelacin superficial. Presenta manchas
blanquecinas que desparecen con rapidez al calentar
la zona.
Primer nivel: La zona afectada est 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 saban. Se trata de una lesin que ocasiona
picores, junto con edemas y vesculas, que pueden derivar en
hemorragias o lceras con mala cicatrizacin.
d) Pie de trinchera, tambin llamado pie de inmersin (por
permanecer de forma prolongada los pies mojados e inmviles), es
una dao generado por la exposicin reiterada a temperaturas muy
bajas (pero > a 0 C) con humedad elevada, o al estar en contacto
con el agua, agravndose con el uso de calzado ajustado. Los
sntomas son de hinchazn y edema, entumecimiento y prdida de
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sensibilidad. Inicialmente el color es rojo, despus plido y puede
llegar a ser ciantico.
La aparicin de temblores involuntarios, es una defensa del cuerpo para producir calor. Si esta prdida sigue acrecentndose pueden aparecer cuadros clnicos ms severos; El cerebro se ve afectado con signos de confusin y desorientacin (dificultad en el habla), torpeza, prdida de memoria de coordinacin, 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 sensacin dolora
de fro, tiriteo, palidez, taquicardia y tensin arterial
excesivamente alta.
b) Cuando la temperatura es inferior a 33 hasta 27 C se presenta
bradipnea, bradicardia, hipotensin, 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 msculos
se relajan, se desencadena una fibrilacin ventricular y
sobreviene el paro cardiaco o desaparecen totalmente los
reflejos y cesa la funcin respiratoria. Las arritmias, el shock y el
coma y finalmente la muerte acaece por parada cardiaca,
siempre que la temperatura inferior sea inferior a 26C.
Otras alteraciones: a) Psquicas: mutismo, mal humor, apata alucinaciones, distorsin de la realidad;
b) Psicolgicas, como son las molestias, apata, merma de la capacidad de percepcin
y la memoria obnubilacin.
En el caso de que la temperatura interior sea inferior a 28C, existen unos valores indicativos para los tiempos de trabajo, que en todo caso son orientativos y susceptibles de un estudio ms 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 mximo de 4 horas diarias ,alternando una exposicin y
una de recuperacin; y siempre con trajes adecuados.
Ente -34 C y -57C : 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 lmites, si se usan ropas adecuadas.
-18 a -34 C Mximo 4h/da, alternando 1 hora de exposicin con una hora de recuperacin
-34 a -57 C 2 periodos de 30 minutos, separados cada 4 horas
-57 a -73 C Mximo 5 minutos durante 8 horas de la jornada, con fuertes medidas de seguridad.
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Existen valores ms detallados descritos por la ACGIH, que incluyen adems la
velocidad del viento y que analizaremos posteriormente Un punto relevante a considerar lo forma la eleccin de la ropa de trabajo
adecuada, dado que en general las ropas voluminosas entorpecen el movimiento, debiendo considerar la evacuacin de calor generado a lo largo de la jornada laboral y las condiciones de viento y humedad relativa que generalmente acompaan a los ambientes fros.
1.3 REACCIN DEL CUERPO AL ESTRS TRMICO POR CALOR.
La reaccin de una persona ante un ambiente trmico no presenta una respuesta homognea en todas las situaciones, dado que para unos puede significar una simple molestia y para otros unas manifestaciones concretas y caractersticas al estrs trmico.
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 vasodilatacin sangunea, activacin de las glndulas sudorparas o aumentando la circulacin perifrica. As, se presentan diversas afecciones o patologas clnicamente diferenciadas, consecuencia de la hipertermia. TRASTORNOS SISTEMTICOS
A) Agotamiento por calor. El agotamiento por calor resulta de la prdida de grandes cantidades de lquido por la transpiracin, a veces con una prdida excesiva de sal, generalmente despus de varios das tras trabajar en el calor. Es una forma benigna de patologa que remite rpidamente si se trata pronto, trasladando al afectado a un ambiente ms fro para que repose, tumbado con las rodillas dobladas o sentado con la cabeza baja. Suele estar acompaada por un aumento brusco de la temperatura del cuerpo, lo que genera una vasodilatacin perifrica con aumento de la frecuencia cardiaca y posible fallo de la presin arterial. De seguir trabajando, la persona puede sufrir: dolor de cabeza, nuseas, vrtigo, fatiga fsica, taquicardia, debilidad, sed y aturdimiento. En casos ms graves, la vctima puede vomitar o perder la conciencia, pero sin obnubilacin. La piel est hmeda y mojada, el aspecto es plido o rojo, as como fra; la sudoracin es profusa, y la temperatura del cuerpo est normal o solarmente poco elevada. B) Calambres por calor. Son espasmos (movimientos voluntarios en los msculos) dolorosos atribuibles a la continua prdida de sal a travs del sudor (sudoracin profusa), acompaada por una abundante ingestin de agua sin una adecuada reposicin salina. Los msculos afectados pueden ser de los brazos, las piernas, o el vientre. Pero los msculos cansados (los que se usan para trabajar son normalmente los que son ms propensos a los calambres. Los calambres pueden ocurrir durante o despus de las horas de trabajo, siendo a menudo una etapa temprana del agotamiento de calor, que pueden ser aliviados bebiendo lquidos salados o bebidas isotnicas. C) Golpe de calor. Cuando las cargas de calor ambiental y trabajo son tan altas que los aportes al organismo superan ampliamente las prdidas, se patenta una acumulacin 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 estn fallando los mecanismos de control de la temperatura del organismo. Bajo esta alteracin tan importante del sistema nervioso central que se presenta en personas aparentemente normales, generadora de inconsciencia, desorientacin, vrtigo, delirio, agitacin o convulsiones, etc., junto con sntomas como ausencia de sudoracin (anhidrosis) y rpida elevacin de la temperatura corporal superior a 40-43 C (la piel est caliente, seca y roja), estamos ante un accidente conocido como golpe de calor (ver figura 7). Es una emergencia mdica, de aparicin rpida que puede llegar a la muerte, por lo que cualquier procedimiento que sirva para enfriar al paciente mejora el pronstico. De esta forma aflojarle o quitarle la ropa, envolverle una manta, tela o compresa empapada
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en agua, abanicarle o utilizar un ventilador, e incluso introducirle en una baera de agua fra o similar pueden ser pautas de actuacin para su mejora. Afecta principalmente a los no aclimatados, obesos, mal capacitados para el trabajo, con forma fsica 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 termorregulacin enceflicos y junto con los daos en el SNC tambin afecta a riones e hgado entre otros, con alto riesgo de fallecimiento. En algunas publicaciones, al golpe de calor equivocadamente, se le denomina insolacin. 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 ms o menos graves, golpe de calor incluido. D) Hiperpirexia. A diferencia del golpe de calor el sujeto est consciente, donde persiste la sudoracin y aunque la temperatura rectal rebasa los 40C, tiene una mayor tendencia a disminuir que el golpe de calor.
Figura 7. Causas y reacciones del cuerpo humano ante el estrs trmico por calor. Golpe de calor. Pautas de actuacin para su mejora.
E) Sncope trmico. Se trata de una situacin subjetiva de aturdimiento o fatiga fsica (desmayo o prdida de conocimiento repentino), desmayo o visin borrosa, que se manifiesta al estar expuesto al calor de pie e inmviles durante un largo tiempo, fruto de una insuficiencia circulatoria, que hace que no llegue suficiente sangre al cerebro, ocasionada por xtasis sanguneo en los vasos de la piel dilatados o por hipotensin. De aparicin muy frecuente se manifiesta cuando no hay hidratacin y dficit salino. Sus sntomas son la cefalea, mareos y vmitos, no aumenta la temperatura corporal apenas la piel se haya hmeda y fresca, as como el pulso dbil y rpido. Acaece en sujetos no aclimatados y la recuperacin es rpida habitualmente (va desde unos segundos hasta 1 o 2 minutos). La prolongacin en el tiempo del incremento de la temperatura corporal interna y las exposiciones crnicas acotadas elevadas de estrs trmico, se vinculan a otras alteraciones como la infertilidad temporal (masculina y femenina), pulso cardiaco alto, fatiga, irritabilidad y trastorno del sueo. Durante los primeros 90 das de embarazo no conviene mantener una temperatura corporal por encima de 39C, al afectar significativamente al feto. TRASTORNOS EN LA PIEL Erupciones cutneas y quemaduras. Suele tratarse de un sarpullido por el calor (fiebre millar), ocurre con ms frecuencia en ambientes calurosos y hmedos, donde la transpiracin no se elimina muy fcilmente y la piel queda mojada la mayor parte del tiempo. Las erupciones se presentan en forma de ppulas rojas, de forma desigual y
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usualmente en reas de la piel cubierta por la ropa y producen una sensacin de picazn, especialmente cuando se incrementa la sudoracin. Se produce as, 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 mecnicamente los conductos sudorparos. Las ppulas pueden infectarse si no reciben tratamiento. Las quemaduras se producen cuando el aporte de calor hace que se sobrepase la temperatura mxima cutnea en una zona determinada. En esta situacin, la termorregulacin 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. DESHIDRATACIN Prdida excesiva de agua corporal (agua perdida por el sudor mayor que el agua ingerida).Con una prdida del 5% se deteriora la capacidad fsica y mental, un 10% es el lmite para realizar trabajos y un 15% da lugar al fallecimiento. Segn el dficit global de agua se puede hablar de tres grados de deshidratacin:
a) Ligero: si hay un aproximadamente un 2 % de dficit de agua sobre el peso corporal.
b) Severo: si hay un aproximadamente 6 % de dficit de agua sobre el peso corporal.
c) Muy severo: si hay un aproximadamente 7 % de dficit de agua sobre el peso corporal.
En general se observan sntomas como sed, boca y mucosas secas, fatiga, aturdimiento, taquicardia, piel seca, acartonada ,micciones menos frecuentes y de menor volumen, as como orina concentrada y oscura.
DESALINIZACIN Dficit del nivel de cloruro sdico, que acarrea calambres, en los msculos que realizan el trabajo. Se debe reducir la sudoracin, e ingerir bebidas salinas (Ver figura 8). Segn Marrito clnicamente se pueden presentar tres grados: a) Ligero: si hay un dficit de 0,5 g de sal/kg de peso corporal.
b) Moderadamente severo: si hay un dficit de 0,5 a 0,75 g de sal/kg de peso corporal.
c) Muy severo si hay un dficit mayor de 0,75g de sal/kg de peso corporal. ANHIDROSIS
Dficit de sudor, que acaece cuando una superficie apreciable del cuerpo no traspira. El trabajador siente calor y agotamiento, empeorando su estado al menor esfuerzo fsico del sujeto. OTROS FACTORES Cansancio fugaz por el calor El cansancio fugaz por el calor es un estado temporal de incomodidad y tensin mental o psicolgica causado por una exposicin prolongada al calor. Los trabajadores que no estn acostumbrados al calor estn especialmente propensos y pueden sufrir distintos grados de una disminucin de rendimiento, coordinacin y de su capacidad de estar alerta. La severidad del cansancio fugaz por el calor se reducir con un periodo de adaptacin al ambiente caluroso (aclimatacin al calor). Adems trastornos psiconeurticos, prdida de fuerza, deficiencia respiratoria, trastornos emocionales (explosiones de ira y llanto incontrolable), etc.
Figura 1. El agua ligeramente salina compensa del dficit de cloruro sdico.
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Problemtica de la Termorregulacin
Accidentes Trastornos
Quemaduras Dficit salino acompaado de la fatiga, vmitos, nuseas o vrtigos y desorientacin.
Golpe de calor Afecciones cutneas
Hiperpirexia Sincope trmico por inestabilidad circulatoria
Anhidrosis o deficiencia de sudor
Deshidratacin
Cardiovasculares: hipotensin, lividez , dolor de cabeza ,taquicardias, etc.
Intervalo de temperaturas del cuerpo humano Escala de temperatura y efecto caracterstico
44 C Lmite 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 crticos
34 C Sensacin de fro intensa
33 C Hipotermia
32 C Braquicardia, hipotensin
30 C Somnolencia, apata, frecuencia respiratoria reducida
28 C Musculatura rgida , cesa el movimiento voluntario
26 C Lmite inferior de supervivencia (fibrilacin),la parada cardiaca a 20C
1.4. EVALUACIN DE LAS EXPOSICIONES AL CALOR
Como consecuencia de que el organismo produce calor existe una diferencia sustancial con los dems contaminantes del mundo laboral, en el que el agente fsico agresivo tiene su gnesis 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 trmicamente agresiva, la evaluacin debe considerar tanto las peculiaridades trmicas del entorno (agresividad trmica ambiental, mostrada en la figura
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9) como la intensidad del trabajo desarrollado por el individuo. Podramos incluso afirmar que en cierto modo el propio individuo es uno de los focos de la contaminacin. Otro matiz relevante que distingue las agresiones trmicas de los restantes tipos de contaminacin 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 lenta y paulatina, y generalmente reversible cuando se interrumpe la exposicin; situacin caracterstica de las enfermedades profesionales. Por el contrario, en el caso del calor, las cosas acaecen de una forma divergente. La exposicin extrema al calor no implica un deterioro lento y paulatino de ninguna funcin vital (no se conocen enfermedades profesionales) sino que las consecuencias aparecen sbitamente, como si se tratasen de accidentes biolgicos, as podemos contemplar el desmayo de trabajadores en las proximidades de un horno de fundicin o a un socorrista tras largas horas expuesto al sol. Por tanto, la caracterstica que marca especficamente al ambiente trmico frente a otros contaminantes laborales, es que los sntomas que ocasiona, son reversibles y pueden aparecer y desaparecer en espacios cortos de tiempo, a diferencia de otras enfermedades profesionales, cuya aparicin obedece a largos y prolongados periodos de exposicin, siendo su eliminacin lenta y a veces inviable. No obstante, la evaluacin del problema de exposicin al calor en el medio laboral es algo ms complejo que efectuar unas mediciones ambientales y tomar medidas en relacin a los datos obtenidos. A su vez, indicar que las variables que establecen la interrelacin entre la persona y el ambiente trmico 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 daos por calor hay que destacar: a la falta de aclimatacin al calor, la obesidad, la edad, el estado de salud, la toma de medicamentos, la mala forma fsica, la falta de descanso, el consumo de alcohol, drogas y exceso de cafena o haber sufrido con anterioridad algn trastorno relacionado con el calor. ACLIMATACIN La exposicin repetida y gradual (progresiva) a las condiciones de trabajo calurosas hace que se desarrollen mecanismos fisiolgicos de adaptacin que favorecen la tolerancia del organismo a la sobrecarga trmica,
Figura 9. Ambiente trmico agresivo caracterstico cortesa de Duro Felguera , S.A.
Figura 10. Aclimatacin
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manteniendo su temperatura interna en el rango normal, sin presentar acumulacin de calor al interior del organismo. Estos mecanismos fisiolgicos son:
Aumento de la sudoracin: parte de un repunte en la produccin de sudor, se
generan cambios en su composicin, de manera que merma la salinidad. A su vez,
la persona aclimatada comienza a sudar a temperaturas ms bajas.
La frecuencia cardiaca y la temperatura interna se mantienen en niveles
aceptables, ya que el organismo pierde calor principalmente a travs de la
evaporacin del sudor.
El hombre tiene la capacidad de adaptarse a un amplio rango de condiciones
ambientales, de forma natural (aclimatamiento) o de forma artificial
(aclimatacin), ver figura 10.
Cuando personas no aclimatadas se exponen por primera vez a ambientes con sobrecarga trmica, experimentan elevaciones en la frecuencia cardiaca, aumentos de la temperatura rectal, baja perdida de sudor, molestias y sensacin de angustia que se compensan en das sucesivos de exposicin por efecto de ajustes fisiolgicos y psicolgicos (fundamentalmente durante los primeros 4 7 das ). 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 aclimatacin, al objeto de acomodarse al esfuerzo y a las temperaturas adscritas a dicho puesto. La exposicin tanto al calor como al frio debe materializarse, en un principio, durante periodos muy cortos de tiempo, que debern ir incrementndose paulatinamente, alcanzando as una buena adaptacin. Un mtodo practico y simple para lograr la aclimatacin se basa en indicar que, el primer da de trabajo, la exposicin del trabajador sea la mitad, o lo que es igual que solo se someta a la mitad de la carga fsica y a la mitad de la carga trmica. A partir de este primer da, de forma progresiva y durante unos cuantos das ms se pueden ir sumando ambas cargas, con lo que la aclimatacin se logra en pocos das. De esta forma, puede plantearse que durante la primera jornada laboral el operario trabaje durante la mitad del tiempo; en el segundo da, puede aadrsele una hora, y as consecutivamente hasta completar la totalidad de la jornada laboral. Con ello, logramos que los mecanismos termorreguladores del organismo del operario vayan adaptndose de forma gradual. La OSHA ya en 1986 propone dos esquemas para el proceso de aclimatacin:
Dependiendo si el trabajador es la primera vez que se expone a los puestos
de calor: 20% de la jornada el primer da e incrementos de 20% cada da hasta
completar el 100%.
Si cuenta ya con experiencia en este tipo de trabajo: 50% el primer da, 60% al
segundo, 80% el tercer da y 100% el cuarto da.
Se puede hablar de aclimatacin total al cabo de dos o tres semanas de exposicin al calor, empezando en gran parte a desarrollarse en los 4 o 6 primeros das.
Esta adaptacin a la exposicin al calor se basa fundamentalmente en una mejora progresiva de la circulacin 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 produccin de sudor, incluso con cambios en la composicin del sudor excretado. En individuos aclimatados el sudor no slo es ms abundante, sino ms diluido, el cloruro sdico llega a niveles de 1 a 2 gr/Kg sudor. La aclimatacin 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 estrs trmico es discontinua, estando atenuados despus de 4 das y siendo casi total cuando la ausencia dura tres semanas. De hecho la ausencia en el trabajo durante varios das (vacaciones, enfermedad, cambio de puesto de trabajo, etc.)
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conlleva ir perdiendo la aclimatacin, con lo que los trabajadores necesitan volver a aclimatarse al reincorporarse al trabajo. Se estima que por cada da de descanso se pierde medio da de aclimatacin. A su vez, expresar que la aclimatacin es siempre relativa y especfica, es decir, los trabajadores se aclimatan a unas condiciones de calor y humedad, carga fsica de trabajo determinadas y uso de EPIs concretos. Los incrementos de la actividad o de la carga trmica ambiental, as como de empezar a usar un EPI nuevo requieren por tanto, que los operarios se aclimaten a esas nuevas condiciones. Por ltimo, indicar que se estima que, en la exposicin al fro, no se considera en general el fenmeno de aclimatacin general del cuerpo, salvo excepciones (hombres foca o buzos) donde la aclimatacin en casos poco extremos puede evidenciarse en una semana, pero en casos lmite puede durar meses e incluso aos. Por otra parte se admite que pueda haber aclimatacin local de la cara y las extremidades. En estos ltimos casos, el cambio fisiolgico es un repunte del flujo sanguneo de los dedos, lo que favorece trabajar mejor con las manos. CONSTITUCIN CORPORAL No cabe duda, que las caractersticas fsicas del operario tienen un influjo en el desarrollo de su tarea bajo ambientes con temperaturas extremas. La relacin entre el rea de la piel y el peso es relevante, dado que cuanto mayor sea el rea de la piel, ms superficie de contacto existe con el fin de ceder calor al exterior. Para entender esta cuestin nada mejor que buscar el smil del ratn y el elefante (constituciones corporales lmite), frente a los dos extremos (calor y fro), donde los ratones generalmente mueren y padecen por el frio para lo que precisan comer continuamente y as mantener una alta produccin de calor metablico y no fallecer por este, mientras que los elefantes sufren por el calor para lo que deben ducharse con frecuencia y as disipar su exceso de calor por evaporacin del agua. Es por esto que las personas corpulentas estn en general en desventaja en ambientes calurosos pero en ventaja en los fros respecto a personas poco corpulentas, dado que la generacin de calor de un cuerpo es proporcional a su volumen (W/m), mientras que la disipacin es proporcional a su superficie (W/m), de esta forma a medida que aumentamos el tamao corporal la relacin superficie-volumen disminuye cada vez ms, pues la
superficie crece con el cuadro de sus medidas y el 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 trmicos para temperaturas extremas, actuando nicamente durante un tiempo relativamente breve, por el efecto amortiguador del cuerpo que es superior cuanto menor sea la relacin superficie /volumen. Por tanto, en el caso de individuos obesos (Ver figura 11), la relacin entre la superficie corporal o rea de la piel y peso es ms baja. Dado que la produccin de calor es funcin del peso y la disipacin funcin de la superficie, el hombre corpulento est en desventaja, dado que la relacin entre rea y volumen corporal es menor en l. Adems, las personas obesas suelen tener peor funcionamiento del aparato circulatorio, que es quien transporta el calor al exterior de la capa subcutnea. Por tanto, el peso corporal nos indica que el nivel metablico es mayor, y esto en personas corpulentas es patente, pues ya indicamos que la relacin rea de la piel-peso es pequea, lo que significara mayores problemas para disipar la carga calorfica acumulada. En este crculo de personas repuntan las obesas, cuya capacidad cardiovascular es inferior
Figura 11. Personas obesas
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a la normal, lo que se traduce igualmente en individuos ms susceptibles de sufrir sncopes trmicos o con mayor frecuencia. En contraposicin, los operarios corpulentos poseen la ventaja frente al resto, de precisar una menor capacidad de esfuerzo para ejecutar tareas arduas, y adems su pequea relacin entre piel- peso corporal les concede aplacar con mayor efectividad los cambios trmicos sbitos, soportando mejor el frio, mientras que por el contrario, las personas de baja constitucin toleran mejor el calor. EDAD Y APTITUDES FSICAS 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 sanguneo hacia la piel y hacia los msculos que trabajan, a su vez, la capacidad cardiovascular disminuye con la edad, con lo que se merma la tolerancia a este tipo de situaciones. Adems, los individuos ms veteranos disipan con ms dificultad el calor por sudoracin que los noveles, debido principalmente a una menor capacidad de generacin de sudor, Con la edad los mecanismos termorreguladores del organismo se hacen menos eficientes (ms lentos, menor capacidad de disipacin). A su vez, cada trabajador suele fijar inconscientemente su propio ritmo de trabajo, de forma que l mismo regula su capacidad de esfuerzo. Los trabajadores de edad mas avanzada, por tanto ms expertos, tienen perfectamente asumidas sus capacidades de esfuerzo, por lo que emplean dicha experiencia en eludir los esfuerzos corporales acusados. En contraposicin, y a diferencia de los precedentes, los trabajadores ms jvenes e inexpertos reemplazan su falta de experiencia ejerciendo un exceso de capacidad fsica, lo que ocasiona en ciertos casos, la aparicin de golpes de calor y sncopes .Indicar tambin que los jvenes se suelen aclimatar con mayor facilidad debido a que su organismo no sufre todava los desgastes propios del paso del tiempo y su salud suele ser mayor. Un operario en buenas condiciones fsicas se aclimata mejor en gran parte a su mayor capacidad cardiovascular, que junto con otros factores (ritmo cardiaco, incremento de VO2 mx., denominado volumen mximo de oxgeno, etc.) le dan un amplio margen de seguridad. EL SEXO Y LA ETNIA En principio, dado que la capacidad de sudoracin es semejante entre hombres y mujeres aclimatados/as (ligeramente inferior en mujeres), la diferencia de sexo no representa una causa limitadora de exposicin. No obstante, en el caso de la mujer, la aclimatacin se patenta con mayor dificultad como consecuencia de algunas diferencias fisiolgicas, pues su capacidad cardiovascular es menor que la del hombre, as como su capacidad aerbica. Generalmente, las mujeres soportan el calor peor que los hombres, y mxime cuando estn 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 absorcin de las radiaciones infrarrojas. Las diferencias se deben ms a problemas de aclimatacin. LA VESTIMENTA La ropa altera los intercambios de calor entre la persona y el ambiente, modificando la interrelacin entre el organismo y el medio, al formar una frontera de transicin entre ambos que amortigua o incrementa ara cada situacin los efectos sobre el individuo expuesto. Estos intercambios bsicamente 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 evaporacin merma de forma muy acusada, as como la evacuacin por conveccin y radiacin, que tambin se ve disminuida, si bien est sujeta en mayor
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grado a la composicin de la ropa y de su espesor, as como de su ajuste al cuerpo. Al contrario, la ropa igualmente puede obstaculizar o apantallar el aporte de calor al organismo mediante estos dos ltimos mecanismos. En base a estos principios, contamos con prendas especiales de gran cantidad de aislamiento trmico, as como recubiertas de materiales metlicos (aluminio, cobre, acero, etc.) que favorecen la reflexin de la radiacin. Es el caso de los trajes de bomberos o fundidores. De esta forma, indicar que cuanto ms ropa lleve una persona, mayor ser su aislamiento trmico excepto en las situaciones donde la radiacin trmica es muy alta, donde la ropa merma la capacidad de expulsar el calor corporal, por lo que es un factor que agrava las condiciones trmicas de trabajo, al obstaculizar la evaporacin 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 radiacin calrica sino que es una necesidad perentoria para evitar la deshidratacin del cuerpo ante una excesiva sudoracin (el aire seco vido de agua, absorbe el sudor de forma muy prolija y rauda). Por el contrario en ambientes de calor hmedo (tropicales) donde el aire tiene una carga de humedad muy significativa nos encontraremos con problemas en la evaporacin y la ropa frena an ms este fenmeno, por lo que se precisa una vestimenta ligera (o inexistente). En cuanto al frio, la ropa forma un colchn de aire caliente (calentado por el cuerpo) entre el aire fro y la piel, acotando la velocidad de aire fro sobre la epidermis. A su vez, indicar que los operarios con enfermedades respiratorias, cardiovasculares, diabetes, enfermedades de la piel, enfermedades de las glndulas sudorparas, enfermedades gastrointestinales, insuficiencia renal, epilepsia y enfermedades mentales son ms vulnerables frente al estrs trmico por calor, por lo que no deberan trabajar en condiciones de calor extremo. Por ltimo, la toma de ciertos medicamentos, tanto bajo receta mdica como sin ser rescritos por ste, incrementa los riesgos, por lo que es fundamental preguntar al mdico. De hecho, ciertos medicamentos (tranquilizantes, antihistamnicos, antidepresivos, etc.)Actan modificando la termorregulacin natural del cuerpo, otros como los diurticos pueden facilitar la deshidratacin.
1.6. PRODUCCIN METABLICA DE CALOR
Las unidades clsicas de medida de energa trmica ya sean caloras y/o kilocaloras, no estn incluidas en el sistema internacional de unidades de uso legal en Espaa, siendo la unidad oficial de energa o calor el joule (J) equivalente a 0,239 caloras. Respecto al flujo trmico se medir en watts (W) o kilowatts (kW), equivalente a 861 kcal/h. En los estudios de higiene industrial (tambin en fisiologa) se maneja el flujo trmico por unidad de superficie corporal, que se medir en W/m2, o kW/m2. Ciertos estudios manejan la unidad met que se deduce al contemplar el flujo trmico equivalente a la generacin media de calor de una persona en reposo (104 W o 90 kcal/h), a travs de la superficie corporal media (1,8 m2), y que equivale a un flujo trmico de 58 W/m2 (o 50 kcal h-1 m-2). El consumo metablico o tasa metablica es la energa que el organismo necesita para realizar el trabajo. Est energa la obtiene de la oxidacin de las sustancias alimenticias que ingiere. Por tanto, se dice que es la medida de conversin de la energa qumica de los alimentos en energa mecnica (o trabajo til), necesaria para el funcionamiento de los rganos del cuerpo y el trabajo muscular, y en energa trmica.
Figura 12. Ropa de diversos materiales y confecciones.
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Ya hemos visto, que la actividad fsica del cuerpo humano produce, como subproducto, calor que se acumula en el propio cuerpo. Se puede considerar al organismo, como cualquier otra mquina trmica, que solo convierte en trabajo til una pequea parte de la energa que utiliza (entre el 0 y 25%), determinando un rendimiento energtico global muy pequeo, disipando el resto en forma de calor (entre 75 y 100 %). La fuente de energa, en este caso, la constituyen las diversas sustancias qumicas que el cuerpo obtiene de los alimentos y que almacena a modo
de reservas energticas (hidratos de carbono, lpidos, protenas, etc.) Alrededor del 50 % de la energa 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 energa necesaria mediante procesos de oxidacin para mantener sus funciones vitales y realizar trabajos: mecnico (movimiento de las partes del cuerpo o bombeo del corazn), osmtico (produccin de orina con presin osmtica superior a la de la sangre), elctrico (potenciales elctricos en partes del cuerpo), qumico (sntesis de glucgeno a partir de la glucosa), biolgico (mantenimiento de la estructura vida de las clulas y tejidos). Por tanto, en el organismo an en reposo, se genera calor dada la degradacin de la energa necesaria para mantener las funciones vegetativas (respiracin, circulacin, etc.), denominndolo metabolismo basal. A su vez, el cuerpo al moverse y realizar una labor presenta una produccin metablica extra que se presenta finalmente en forma de calor , despus que las protenas contrctiles (componentes principales del tejido muscular) obtienen energa para realizar su funcin. Con el trabajo corporal, el gasto energtico total se incrementa de forma apreciable. La produccin de calor en el trabajo es la suma del metabolismo basal y del metabolismo o la carga trmica del trabajo, y se denomina Carga Trmica Total o Produccin Metablica de Calor. Mediante esta carga metablica total podremos concretar una temperatura mxima de exposicin que se compara con un ndice, 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 energticos celulares y de su actividad , para mantener su organismo vivo, cuando est en reposo , y el cual depende de la edad ,peso , estatura, sexo, pudiendo ser modificado por trastornos patolgicos 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 est sometido a esfuerzos musculares, y que depender 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 Mtrabajo ponderado para una jornada de trabajo rara vez supera las 350 Kcal/hora. Incluso Du Bois y Du Bois proponen un clculo basado en conocer estimativamente la superficie cutnea, de forma que: S = P0.425 x T0, 725 x 71,84, siendo S la superficie cutnea en cm2, P el peso en kg y T la talla en cm.
Otros desarrollan unas tablas como las que vemos a continuacin del consumo metablico por unidad de superficie en funcin de sexo y la edad:
Figura 3.Reresentacin grfica del ndice WBGT respecto al calor metablico
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Metabolismo Basal segn Boothby-Berkson-Dunn
Hombres Mujeres
EDAD en aos Kcal/m2/h EDAD en aos 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 mxima capacidad del organismo para eliminar calor, por evaporacin del sudor en las condiciones ms favorables, es de unas 600 Kcal/hora, es decir, evaporar un litro de sudor por hora. Otros ndices fisiolgicos lmites de esfuerzo en ambientes calurosos pueden ser: el volumen de oxgeno quemado en el aire respirado, la presin sangunea (n mximo pulsaciones /min = 165) o la recuperacin del latido normal del corazn, en un minuto una vez cesado el ejercicio, y por ltimo la temperatura rectal (lmite aceptable 38C).
1.7 ESTIMACIN DEL CONSUMO ENERGTICO
La estimacin del consumo energtico a travs de tablas es la forma ms sencilla de obtener esta informacin 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, profesin, componentes de la actividad, tareas, etc. Por otro lado, dado que el rendimiento mecnico del cuerpo humano es escaso, o bien la energa consumida no se emplea apenas en realizar til, 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 esttico. En general, cuando ms intensa sea la actividad fsica del individuo, mayor ser tambin la cantidad de calor, que en principio, deber disiparse para que el equilibrio trmico pueda conservarse a la larga. El calor se expresa en kilocaloras (kcal); siendo una kilocalora la cantidad de calor necesaria para elevar un grado centgrado la temperatura de un kilogramo de agua. En las actividades laborales cotidianas que conlleve trabajar de pie y con una actividad fsica moderada (una cadena de montaje, por ejemplo) la cantidad de calor aportada al organismo debido a la actividad fsica o carga trmica metablica es del orden de 200 kcal/h. En individuos con reposo absoluto la mera actividad biolgica produce entorno a 60kcal/hora. A su vez, en las actividades laborales corrientes, las cargas trmicas metablicas 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 mtodos que se diferencian por la exactitud y el grado de dificultad para su aplicacin, pudiendo cometer errores superiores a un 15% segn metodologa aplicada:
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Mtodo del consumo de oxgeno: de alta precisin, no suele aplicarse por
interferir de forma muy marcada en el proceso de trabajo. Es imprescindible y
necesaria una inspeccin del proceso de trabajo, incorporando el factor tiempo.
Mtodo de la frecuencia cardiaca: de precisin media, sobrestima el consumo
metablico, aunque dado que interfiere en el proceso de trabajo tiene escasa
aplicacin. No requiere inspeccin del
proceso de trabajo, incorporando el
factor tiempo.
Mtodo de tablas: de escasa
precisin, aunque depende de la tabla
manejada, suele tener una
implantacin alta y se aplicar cada
tabla en base a la evaluacin elegida
para desarrollar. De aplicarse con
tablas sencillas no es preciso una
inspeccin del proceso de trabajo,
cuestin que cambia si son tablas de mayor precisin.
Como norma y en la medida de lo posible, siempre que no interfiera en el trabajo,
es aconsejable utilizar el ms exacto.
A) ESTIMACIN DEL CONSUMO METABLICO MEDIANTE TABLAS
Desde el punto de vista prctico es el mtodo ms utilizado en el mbito 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 estimacin.
La estimacin del consumo metablico mediante tablas implica aceptar unos valores estandarizados para diversos tipos de actividad, esfuerzo, movimiento, etc., y suponer, tanto que nuestra poblacin motivo de estudio se ajusta a la que se sirvi de base para la confeccin de las tablas, como que las acciones generadoras de un gasto energtico son en nuestro caso, idnticas que las expresadas en las mismas. Estos dos factores constituyen las desviaciones ms significativas respecto a la realidad y ocasionan que los mtodos basados en estimacin de consumo metablico mediante tablas ofrezcan menor precisin que los mtodos basados en mediciones de parmetros fisiolgicos, si bien como hemos comentado son ms fciles de aplicar.
La norma UNE-EN-28996:1995 contiene diversas tablas que se manejan en la determinacin del consumo o calor metablico. Los valores que se muestran se han fijado para personas estndar y que desarrollan su trabajo en condiciones ambientales moderadas.
Algunas de las tablas para calcular el consumo metablico describen de una manera genrica la actividad para la que expresan sus valores, y mediante las cuales nos permiten calcular el calor metablico generado en la situacin 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 metablico, para cada una de las tareas. En este caso, para estimar el calor metablico de la situacin real de trabajo tenemos que estimar el tiempo para cada una de las tareas que lo forman.
Finalmente se aditivan los diversos consumos metablicos indicados en las tablas para esas tareas. Mtodos bsicos:
Figura 14. Actividad deportiva, con carga trmica alta.
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1) Tablas para la estimacin del consumo metablico a partir de una clasificacin
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 vlidos para ser manejados en ciertos mtodos de evaluacin de los riesgos derivados del ambiente trmico, como puede ser el mtodo para evaluar el riesgo por estrs trmico debido al calor mediante el ndice WBGT.
CLASES Valor para el clculo del consumo metablico medio
(W/m2) W*
Ejemplos
0
Reposo
65 115 Descanso
1
Consumo metablico bajo
100 180 Sentado cmodamente: a) trabajo manual ligero como escribir ,escribir a mquina ,coser ,contabilidad; b)trabajo con manos y brazos como operar en un banco pequeo de herramientas ,inspeccin, reunin o clasificacin de materiales ligeros ; c) trabajos con brazos y piernas como conducir un vehculo en condiciones normales, operar con interruptores de pie o pedal.
Estar de pie: taladrar (pequeas partes), mquinas de moler (pequeas partes); bobinado de bobinas o pequeas herramientas, trabajo con herramientas de baja potencia, paseos ocasionales (velocidad hasta 3,5 km/h).
2
Consumo metablico moderado
165 295 a) trabajo sostenido con manos y brazos como llenado y martilleado. B) trabajo con brazos y tronco; como operar con martillos neumticos, enyesado, recoleccin de fruta; c) trabajo con brazos y piernas, como maniobras con vehculos; d)empujar o tirar carretas ligeras o carretillas ; e) Caminar a velocidad superior a 5km/h.
3
Consumo metablico alto
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.
b) empujar o tirar carretas o carretillas cargadas con cargas muy pesadas, vaciar moldes de gravilla; tendido de bloque de hormign.
4
Consumo metablico muy alto
290 520 Actividad muy intensa realizada con un ritmo forzado; trabajo con un hacha ;manejo de palao cavado intenso; subir escaleras, rampas, escalar; caminar rpidamente con pequeos pesos, correr, caminar a velocidad superior a 7 km/h.
*Nota: (W/m2) equivalente a (W) para personas estndar de superficie corporal de 1,8 m2. 2) Tablas para la estimacin del consumo metablico mediante valores propuestos para profesiones o tipos de trabajos Mtodo de aproximacin a la evaluacin del riesgo con poca precisin, basado en la informacin sobre el equipamiento tcnico y la organizacin. Los valores que expresan incorporan el tiempo de trabajo y los tiempos muertos, excepto los de larga duracin, 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
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la tabla, como consecuencia del uso de tecnologas diversas, divergente organizacin de trabajo, etc.
Ocupacin Consumo metablico (W/ m2)
Ocupacin Consumo metablico (W/ m2)
Profesin grfica
Delineante
Encuadernador
70 a 95
75 a 100
Agricultura
Jardinero
Conductor de tractores
115 a 190
85 a 110
Artesano
Albail
Carpintero
Panadero
Relojero
Vidriero
Pintor
Carnicero
110 a 160
110 a 175
110 a 140
55 a 70
90 a 125
100 a 130
105 a 140
Industria minera
Picador
Fogonero
Operador transporte
140 a 240
115 a 175
70 a 85
Ocupacin Consumo
metablico (W/m2) Ocupacin Consumo
metablico (W/m2)
Industria hierro y acero
Operador alto horno
Fundidor
Operador horno elctrico
Moldeador a mano
170 a 220
140 a 240
125 a 145
140 a 240
Ind. Hierro y trabajo mental
Soldador
Tornero
Operador mquina precisin
Mecnico de precisin
75 a 125
75 a 125
80 a 140
70 a 110
Trfico
Conductor coche
Conductor autobs
Conductor carretilla elctrica
70 a 90
75 a 125
80 a 125
Diversas profesiones
Ayudante laboratorio
Profesor
Dependienta
85 a 100
85 a 100
100 a 120
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Conductor de tranva
Conductor gra
80 a 125
65 a 145
Secretaria 70 85
3) Tablas para la estimacin del consumo metablico a travs del consumo metablico de cada componente de la actividad o tarea De todos los mtodos propuestos por la norma UNE EN 28996, este es el ms prctico y utilizado, ya que nos permite dar un valor muy aproximado al real, mediante un desarrollo prctico simple. Para implantarlas es preciso realizar una inspeccin del puesto de trabajo, observar y cronometrar los movimientos o esfuerzos fundamentales implcitos en las tareas, (se precisa analizar los tiempos). El consumo metablico se obtiene sumando los correspondientes a cada componente de la actividad. As debemos sumar:
1) El componente de la postura del cuerpo, Mp 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), MT.t. 4) El consumo metablico basal (consumo metablico de una persona tumbada y descansando), MB.
M= M p + M M.C. + M T.t + M b Respecto al ltimo sumando, el consume metablico basal para el hombre
estndar se ha estimado en 44 W/m2 , siendo este consumo el de una persona tumbada, descansando baja unas determinadas condiciones ; se calcula en funcin del peso, altura, edad y sexo del individuo, aunque estos no signifiquen cambios importantes en los valores anteriormente fijados.
En todo caso el consumo metablico se debe circunscribir para un ciclo de trabajo determinado a partir de su gasto metablico segn actividad y duracin de la misma, todo ello ponderado.
TABLA I: Postura Postura del cuerpo Consumo
metablico
(W/m2)
Postura del cuerpo Consumo metablico
(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 Metablico
(W/m2)
Valor Rango
Medio
Tipo de trabajo Consumo metablico(W/m2)
Valor medio Rango
Trabajo con las manos
Ligero
Medio
Pesado
15
30
40
35
Trabajo con dos brazos
Ligero
Medio
Pesado
65
85
105
65
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Trabajo con el tronco
Ligero
Medio
Pesado
Muy Pesado
125
190
280
390
330
Trabajo con un brazo
Ligero
Medio
Pesado
35
55
75
65
TABLA III: Movimiento del cuerpo
Tipo de Trabajo Consumo metablico (W/m2)/ (m.s-1)
Velocidad del trabajo relacionada con la altura
Subir
Bajar
Subir escalera sin peso
1725
480
1660
TABLA IV
VALORACIN DE LA CARGA DE TRABAJO
VALORES MEDIOS DE LA CARGA TRMICA METABLICA
DURANTE LA REALIZACIN DE DISTINTAS ACTIVIDADES
A. Postura y movimientos corporales
Sentado
De pie
Andando
Subida de una pendiente andando
Kcal/minuto
0,3
0,6
2,0 3,0
Aadir 0,8 por metro de subida
B. Tipo de trabajo Media Kcal/minuto
Trabajo manual Ligero
Pesado
0,4
0,9
Trabajo con un brazo Ligero
Pesado
1,0
1,7
Trabajo con dos brazos Ligero
Pesado
1,5
2,5
Trabajo con el cuerpo Ligero
Moderado
Pesado
Muy pesado
3,5
5,0
7,0
9,0
C. Metabolismo Basal 1Kcal/min
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Nota: el metabolismo de trabajo se determina como la suma de dos componentes , una correspondiente a la posicin y movimiento general del cuerpo (A), y a otra funcin 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 ms prolongados ms prolongados (un ritmo de trabajo de 2 minutos de actividad y 16 minutos trabajando). 4) Tablas del consumo metablico de ciertas actividades tpicas Para el uso de este mtodo no es preciso realizar ningn estudio del puesto de trabajo. Los valores de esta tabla han sido propuestos como consecuencia de los datos obtenidos en mediciones de las actividades reseadas, tiene poca precisin y se utilizan como primera estimacin y clasificacin de aquellas actividades que pueden suponer un mayor ndice de riesgo, adems no deben aplicarse en aquellos casos donde el trabajo tiene una secuencia intermitente.
CALOR PRODUCIDO POR EL CUERPO REALIZANDO DIVERSAS TAREAS
Actividad
DORMIR
CALOR(Kcal/h)
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 PIANO
150
DE PIE, TRABAJO LIGERO DE BANCO SIN ANDAR
175
LIMAR HIERRO
A 42 golpes de lima/minuto
A 60 golpes de lima/minuto
155
294
TRABAJAR EN CARPINTERIA
Serrado manual
Serrado a mquina
Cepillado manual
340
155
465
TRABAJAR EN MQUINA HERRAMIENTA
Trabajo ligero (ajustar, montar)
Trabajo moderado (montar)
Trabajo pesado
155
140
210
Caminar de 2 a 5 km/h 170
Caminar cuesta abajo a 5 km/h, sin carga
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Inclinacin 5
Inclinacin 15
Inclinacin 25
135
216
280
Caminar cuesta arriba (camino liso y suelo firme), sin carga
Inclinacin 5, a 4 km/h.
Inclinacin 15; a 3 km/h.
Inclinacin 25; a 3 km/h.
278
325
465
Caminar con carga a la espalda a 4 km/h
Carga de 10 kg.
Carga de 30 kg.
Carga de 50 kg.
195
290
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 inclinacin a velocidad 11,2 m/min.
Sin carga
Con carga de 20 kg
450
560
BAILAR UN VALS 460
Nota: para una persona estndar (superficie = 1,8 m2):
Nota: (W= J/s)
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Tabla de Niveles Metablicos en unidades Met y/o W/m2
Niveles Metablicos (M) de las siguientes Tareas o Actividades:
W/m2 Met
Acostado 46 0,8
Sentado o relajado 58 1,0
Trabajo de relojero 65 1,1
De pi, relajado 70 1,2
Actividad sedentaria: oficina, vivienda, escuela
70 1,2
Conduciendo un automvil 80 1,4
Profesin grfica, encuadernador 85 1,5
De pi, actividad ligera: comprando, industria ligera
93 1,6
Profesor 95 1,6
Trabajo domstico: afeitarse, lavarse, vestirse
100 1,7
Caminando horizontal 2 Km/h 110 1,9
De pi, actividad media : vendedor, trabajo domstico
116 2,0
Construccin, colocando bloques de 15 Kg 125 2,2
De pi, lavando platos 145 2,5
Trabajo domstico rastrillando hojas sobre el csped
170 2,9
Trabajo domstico: lavando a mano y planchando. (120- 220 W/ m2)
170 2,9
Construccin: hormigonando con un vibrador neumtico
175 3,0
Construccin: encofrando 180 3,1
Caminando al horizonte a 5 Km/h 200 3,4
Forestal: cortando monte con una sierra mecnica
205 3,5
Agricultura: arando con un tiro de animales 235 4,0
Construccin: cargando una carretilla con piedras
275 4,7
Deporte: patinando sobre hielo a 18 Km/h 360 6,2
Agricultura: cavando con una pala (24 380 6,5
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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
Nota: 1 Met 58.2 W/m2
Por ultimo indicar que tambin existen otros mtodos de valoracin de la carga fsica, DENOMINADOS FISIOLGICOS, entre los que se puede destacar:
Evaluacin de la carga fsica mediante el consumo de
oxgeno.
Evaluacin de la carga fsica mediante la frecuencia
cardiaca.
Evaluacin de la carga fsica mediante el control de
alimentos.
Tradicionalmente la medida del gasto energtico se efectu mediante el clculo medida del consumo de oxgeno durante su actividad laboral (ver figura 15), dada la linealidad obtenida entre el volumen de aire respirado y el consumo metablico (1 litro de O2 a 4,85 Kcal), siempre a travs de uso de equipos porttiles como los espirmetros o por medio de la estimacin segn los registros de frecuencia cardiaca (pues con el esfuerzo fsico se incrementa la frecuencia cardiaca) patentados en el lugar de trabajo con cierta fiabilidad (precisin del 5 %), manejando los Holter o con cardiofrecuencmetros 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 lmite puntual y de 110 pulsos/min como lmite de la jornada laboral). Ver en la tabla la tasa de recuperacin segn frecuencia cardiaca:
Tasa de recuperacin de la frecuencia cardiaca
Recuperacin de la frecuencia cardiaca
Recuperacin satisfactoria
Pulsaciones medidas despus de 2,5 min
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acotaciones, pues factores como la forma fsica, temperatura ambiental, tamao de masa muscular activa o incluso los factores psicolgicos pueden afectar sensiblemente. De esta forma las determinaciones de la frecuencia cardiaca pueden sobredimensionar el consumo de oxgeno y estos infravalorar la respuesta fisiolgica (frecuencias respiratoria y cardiaca, tensin arterial, etc.), al plasmar nicamente los requisitos energticos o fsicos. Ver figura 16.
Un criterio muy utilizado es la carga de trabajo relativa que se establece como el tanto por ciento de consumo de oxigeno del operario, medido a lo largo de su trabajo, en base al consumo de oxigeno mximo medido en el laboratorio.
De contar slo con la frecuencia cardiaca (Fc), se podra determinar aproximadamente la carga de trabajo relativa, por medio del clculo de porcentaje de frecuencia cardiaca desplazada, a travs de la frmula de Karvonen.
Limites % Fc = x 100
El consumo de oxigeno mximo se calcula con un ergociclmetro o con una cinta sinfn, de eficiencia mecnica alta (20- 25%). Si la masa muscular activa es pequea o elevada la variable esttica, el consumo de oxgeno mximo y la eficacia mecnica sern menores que cuando se trate de un ejercicio efectuado por grupos de msculos grandes. A su vez, y aunque no sea fcil, si se trata de determinar el consumo de oxgeno en su mximo 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 da. Diversos autores hablan de un 30 a 35% como valor recomendado para toda la jornada de trabajo. El gasto energtico total incluyendo el metabolismo basal (GEtotal) se determina mediante la frmula:
[GEtotal = VO2 x vcO2 ] en kJ/min,
Donde VO2 es el volumen de oxigeno que se ha consumido en l/min y vcO2 el valor calrico 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 calrico vcO2 de 21 kJ/l , su gasto energtico 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 calrico o equivalente energtico del oxgeno puede calcularse a travs del cociente respiratorio (CR) o relacin entre dixido de carbono generado por la combustin de los alimentos durante el trabajo y el oxgeno consumido en ello.
[GEtotal= (0,23 x CR +0,77)5,88] en Wh/l. Donde CR = (CO2producido/O2consumido) ambos en litros en condiciones normalizadas (0C y 760 mmHg).
VO2=(20,9-[O2])VPSTPD/100, Donde 20,9 es el % de oxgeno en aire fresco y VPSTPD la ventilacin pulmonar o volumen de aire expirado en condiciones normalizadas: 0C y 760 mmHg (en litros de aire por minuto) medido por un gasmetro al hacerle pasar el total de aire expirado contenido en una bolsa. La determinacin por ejemplo de consumo de oxigeno puede efectuarse por medio del uso de la bolsa o saco de Douglas para la recoleccin del aire espirado. A destacar el tubo de salida del saco desde donde se extrae una muestra despus de recolectado el aire para medir el porcentaje de oxgeno y el volumen (Ver figura 17).
Por ltimo, indicar que el mtodo 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 as saber
Figura 17. Determinacin del consumo de oxigeno mediante el uso de la bolsa de Douglas (recogida del aire espirado)
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cuntas caloras se almacenan en su cuerpo y cuantas se han invertido en sus actividades. Este mtodo obliga a una cuantificacin muy estricta de todas las actividades (laborales y extralaborales), que ejecuta el trabajador en unos das, de los alimentos que consume y su peso. Se trata por tanto de un mtodo lento, laborioso y tedioso que adems por complejo se suele descartar.
B) CLCULO DEL CONSUMO METABLICO 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 metablico medio. En este caso es preciso desarrollar un anlisis pormenorizado del trabajo, realizar una descripcin detallada del mismo, clasificar cada actividad y considerar factores como el tiempo de ca