Ambiente térmico

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Ambiente térmico El valor de las diferentes variables termo higrométricas, combinado con la intensidad de la actividad realizada en el trabajo, el tipo de vestido y las características individuales de los trabajadores, originan diferentes grados de aceptabilidad del ambiente térmico. El ambiente térmico del lugar de trabajo, aunque no sea extremo, puede influir negativamente en el bienestar de los trabajadores. Un ambiente térmico inadecuado puede originar una reducción del rendimiento físico y mental, con la consiguiente disminución de la productividad, y un incremento de las distracciones, debido a las molestias ocasionadas, pudiendo ser estas distracciones la causa de accidentes laborales. Sistema regulador del cuerpo humano El ser humano tiene un sistema de adaptación muy lento a los cambios de temperatura, el cual, además, presenta un deterioro progresivo ante la disminución de las exigencias ambientales, ya que, cuando las condiciones son desfavorables, el ingenio humano inventa aparatos que las modifican (como ventiladores o sistemas de aire acondicionado), limitando así los mecanismos fisiológicos de adaptación. Para que las células humanas puedan trabajar bien, es necesario que la temperatura dentro del cuerpo se conserve entre 36 y 37.5 °C; el mantener la temperatura interna en estos parámetros funcionales es obligación del hipotálamo, órgano localizado en la base del cerebro, el cual, entre sus funciones tiene la de comandar el sistema termorregulador con un mecanismo de retroalimentación que permite aumentar o disminuir la temperatura en respuesta a las condiciones ambientales. Si la temperatura interna baja más de 29.5 °C, el hipotálamo pierde la capacidad de regulación, precipitando la muerte por paro cardiaco; si aumenta por arriba de los 40 ºC, el sistema de regulación sufre un cortocircuito y se desconecta completamente, originando la muerte porgolpe de calor. De la misma manera como se prende y apaga el termostato del aparato de aire acondicionado de cualquier construcción, el sistema termorregulador del cuerpo mantiene la temperatura interna en rangos fisiológicos (36 y 37.5 °C), gracias a la información que recibe el hipotálamo de los sensores térmicos, los cuales le permiten subir o bajar la temperatura según sea necesario. Los sensores térmicos son neuronas especializadas, muy sensibles al frío y al calor, que tienen la capacidad de detectar las variaciones en la temperatura interna del organismo, los cuales se encuentran localizados normalmente en la piel, en la médula espinal, en los órganos internos y, muy especialmente, en la región posterior del mismo hipotálamo, de modo que, si la temperatura interna desciende por debajo de 36 ºC, el hipotálamo estimula la producción de calor a través de cuatro mecanismos: » Aumenta la termogénesis química. 1 » Aumenta la secreción de la tiritonina. 2 » Secreta más hormonas generadoras de calor, como la tiroxina. 3 » Libera hormonas del estado de estrés como la adrenalina.

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Ambiente trmicoEl valor de las diferentes variables termo higromtricas, combinado con la intensidad de la actividad realizada en el trabajo, el tipo de vestido y las caractersticas individuales de los trabajadores, originan diferentes grados de aceptabilidad del ambiente trmico. El ambiente trmico del lugar de trabajo, aunque no sea extremo, puede influir negativamente en el bienestar de los trabajadores. Un ambiente trmico inadecuado puede originar una reduccin del rendimiento fsico y mental, con la consiguiente disminucin de la productividad, y un incremento de las distracciones, debido a las molestias ocasionadas, pudiendo ser estas distracciones la causa de accidentes laborales.

Sistema regulador del cuerpo humano

El ser humano tiene un sistema de adaptacin muy lento a los cambios de temperatura, el cual, adems, presenta un deterioro progresivo ante la disminucin de las exigencias ambientales, ya que, cuando las condiciones son desfavorables, el ingenio humano inventa aparatos que las modifican (como ventiladores o sistemas de aire acondicionado), limitando as los mecanismos fisiolgicos de adaptacin.

Para que las clulas humanas puedan trabajar bien, es necesario que la temperatura dentro del cuerpo se conserve entre 36 y 37.5 C; el mantener la temperatura interna en estos parmetros funcionales es obligacin del hipotlamo, rgano localizado en la base del cerebro, el cual, entre sus funciones tiene la de comandar el sistema termorregulador con un mecanismo de retroalimentacin que permite aumentar o disminuir la temperatura en respuesta a las condiciones ambientales.

Si la temperatura interna baja ms de 29.5 C, el hipotlamo pierde la capacidad de regulacin, precipitandola muerte por paro cardiaco; si aumenta por arriba de los 40 C, el sistema de regulacin sufre un cortocircuito y se desconecta completamente, originando la muerte porgolpe de calor.De la misma manera como se prende y apaga el termostato del aparato de aire acondicionado de cualquier construccin, el sistema termorregulador del cuerpo mantiene la temperatura interna en rangos fisiolgicos (36 y 37.5 C), gracias a la informacin que recibe el hipotlamo de los sensores trmicos, los cuales le permiten subir o bajar la temperatura segn sea necesario.

Los sensores trmicos son neuronas especializadas, muy sensibles al fro y al calor, que tienen la capacidad de detectar las variaciones en la temperatura interna del organismo, los cuales se encuentran localizados normalmente en la piel, en la mdula espinal, en los rganos internos y, muy especialmente, en la regin posterior del mismo hipotlamo, de modo que, si la temperatura interna desciende por debajo de 36 C, el hipotlamo estimula la produccin de calor a travs de cuatro mecanismos:Aumenta la termognesis qumica.1Aumenta la secrecin de la tiritonina.2Secreta ms hormonas generadoras de calor,como la tiroxina.3Libera hormonas del estado de estrs como laadrenalina.

Por otro lado, si la temperatura interna aumenta por arriba de 36.5 C, el hipotlamo enva sus rdenes para que se realicen las siguientes acciones:

Crear una sensacin psquica de calor, lo que induce a las personas a refrescarse.Bloquear la tiritonina.Disminuir la termognesis qumica.

Aumentar el acarreo sanguneo de calor desde los rganos internos hasta la piel, y abrir los millones de capilares presentes en ella para aumentar el flujo sanguneo, al igual que el radiador de un automvil, lo que permite la prdida de calor por:

Radiacin: 60% de la prdida de calor interno se da por la radiacin infrarroja que el organismo lanza en todas direcciones, trasmitiendo el calor a las paredes y objetos que lo rodean.Conveccin: las molculas del aire, al estar en movimiento, chocan con la piel y se desplazan pudiendo arrastrar en su camino 15% de la temperatura.Conduccin: el calor corporal pasa en forma directa de la piel a los objetos slidos con los que est en contacto.Si la temperatura interna alcanza 37 C, el hipotlamo enva impulsos nerviosos a las glndulas sudorparas de toda la piel para que empiecen a sudar, lo que permite perder calor por evaporacin.

Este sistema de regulacin trmica est reforzado por una capa de grasa de grosor variable que recubre todo el cuerpo, como un poderoso aislante que retrasa hasta 66% la conduccin de la temperatura del exterior hacia los rganos internos, de tal forma que la piel puede estar muy caliente o muy fra, pero la temperatura interna se mantiene estable.Es interesante referir se a la temperatura corporal como un mecanismo adaptativo desarrollado y perfeccionado durante el proceso de la evolucin. Los mamferos, por ejemplo, a diferencia de los anfibios, logramos durante el proceso evolutivo que la temperatura interna fuera constante y por lo tanto independiente de la temperatura del medio ambiente que nos rodea. Para que esto fuera posible la naturaleza nos dot demecanismos homeostticosque a activarse, o bien estimulan la prdida de calor, o bien estimulan la ganancia de calor, siempre buscando que nuestra temperatura interna permanezca en calores constantes.

La ventada de este mecanismo adaptativo salta a la vista. Independientemente de la temperatura del medio ambiente (ambientes fros o calurosos), los mamferos pueden llevar una vida normal hasta ciertos lmites, claro est.

A diferencia de los mal llamados"animales de sangre fra" o poiquilotermos(animales cuya temperatura interna depende de la temperatura del ambiente), nosotros los mamferos o animales homeotermos, "aprendimos" a regular nuestra temperatura corporal, lo que nos permite ser activos en condiciones de fro o calor.

Los reptiles y los anfibios no presentan esta particularidad. Su temperatura interna depende de la temperatura del medio ambiente. Si hace calor se activarn sus sistema enzimticos, calves en el gobierno de las reacciones qumicas. Si el ambiente externo se torna fro, se deprimen los sistemas enzimticos a tal punto que el animal puede quedar prcticamente paralizado.

Es necesario aclarar que la ventaja de los animales homeotermos sobre lospoiquilotermos, no es total. La accin de mantener todo el tiempo la temperatura constante es un proceso muy costoso para nuestros organismos que demandan constantemente del combustible necesario para mantener prendida a toda la "hoguera interna". Elmecanismo homeotrmiconos hace esclavos y muy dependientes de los combustibles (alimentos). Se dice, por ejemplo, que la musaraa, catalogado como el mamfero ms pequeo del mundo, sede consumir diariamente una cantidad de alimentos equivalentes a su propio peso corporal. Bien podemos pensar prcticamente que vive para comer y come para vivir.

Los animales de "sangre fra", al utilizar el calor que les proporciona el medio ambiente, no son tan esclavos de la"hoguera interna"ni de los combustibles (alimentos), necesarios para mantener la hoguera en combustin. Por tal razn estos animales no requieren alimentarse todos los das.

No hay duda sobre la importancia de la temperatura comoconstante homeostticapresente en todos lo lquidos corporales, particularmente en la sangre, encargada entre otros aspectos de "transportar" y "eliminar" el calor producido por las reacciones qumicas que acontecen en el interior de nuestras clulas. Aumentos o disminuciones de la temperatura por encima de 40C o por debajo de 29C respectivamente, influyen de manera drstica sobre la actividad enzimtica, encargada de controlar la velocidad y la direccin de las reacciones qumicas.

Bajo condiciones muy clidas y hmedas o cuando una personas deportista tiene exceso de ropa, la temperatura corporal puede llegar a ser del orden de los 41,1 a 42,3 C. No es raro entonces que los atletas lleguen a perder de 2 a 6 kilogramos de agua (1 Kg equivale prcticamente a 1 litro de agua) durante una actividad fsica desarrollada en un perodo de una a una hora y media o ms.

En los mamferos la principal fuente de calor es lacontraccin muscular:solo el 30% de la energa liberada en las reacciones qumicas energticas se emplea en en el proceso contrctil. El resto, es decir el 70%, se convierte en calor, que deber ser eliminado para garantizar una temperatura corporal constante.

Latemperatura corporal juega un papel importante durante la actividad y el ejercicio fsico, por cuanto influye de manera significativa en la capacidad de trabajo de la persona. Aunque el problema de la temperatura se asocie primordialmente con la realizacin de ejercicios de estructura cclica de larga duracin (maratn, ciclismo a largo aliento, etc.), en condiciones climatolgicas adversas (altas temperaturas y humedad relativa del medio ambiente), tambin juega un papel decisivo en ciertos tipos de actividad fsica que se realizan en espacio y lugares con temperaturas bajas (alpinismo, deportes de invierno, ciertas actividades acuticas y subacuticas).

En ambos casos el problema de la temperatura es diametralmente opuesto. En el primer caso se corre el riesgo de sufrir de calambres de calor, sncopes de calor y lo ms grave, "golpe de calor", es decir se presenta lahipertermia. En el segundo caso, por el contrario, se puede presentar un caso tpico dehipotermia.

La consecuencia menos grave del estado de hipertermia est relacionada con la aparicin de espasmos o calambres musculares, probablemente causados por la prdida de agua y de ciertos minerales, componentes fundamentales del sudor. Loscalambre por calorse tratan llevando al individuo afectado a un lugar ms fresco y administrndole fluidos o una solucin salina.

Un estado algo ms complicado que anterior, es elsncope o agotamiento por calor. Es probable que se produzca por una incapacidad del sistema cardio-vascular y sanguneo para satisfacer por un lado el flujo sanguneo que demandan los msculos esquelticos y por el otro la necesidad de que la piel reciba un flujo suficiente de sangre, que le permita garantizar los mecanismos termorreguladores.Durante el sncope de calorlos mecanismos termorreguladores funcionan, pero no pueden disipar el calor con suficiente rapidez porque no hay bastante volumen de sangre para para permitir una distribucin adecuada hacia la piel.

Algunos sntomas presentes durante el agotamiento o sncope de calor, son la debilidad extrema, agotamiento general, cefalea, meros, nuseas, sudoracin copiosa, piel fra, taquicardia y estados de inconsciencia.

En relacin con el"golpe de calor", sabemos que es un estado crtico, que puede causar la muerte de la persona y por tanto requiere de ayuda profesional. Para superar el "golpe de calor" no es suficiente una sola accin de suspender el ejercicio, por cuanto se trata de una perturbacin delmecanismo termorregulador. Adems de los sntomas anteriormente sealados, el "golpe de calor" puede causar marcha tambaleante, colapso, inconsciencia, prdida de conocimiento y riesgo de muerte. Es necesario sealar que son las neuronas en general y las que se localizan en la corteza cerebral en particular, las clulas que ms dao sufren durante un estado dehipertermia.

Respecto al estado dehipotermia, se presenta cuando el organismo se encuentra durante tiempos relativamente prolongados, en lugares cuya temperatura ambiente es muy baja. El efecto es contrario al que se presenta durante el estado de hipertermia. En estas condiciones, las reacciones qumicas se tornan lentas, lo que se reflejar en el comportamiento lento del individuo. Cuando la temperatura corporal es de 29C, no se producen lesiones importantes aunque las funciones corporales se vuelven demasiado lentas y la personas permanece en estado de animacin suspendida hasta que se recaliente. Temperaturas corporales de 24C y menores, no son compatibles con la vida de un mamfero.

En trminos generales para mantener latemperatura corporal en un valor ms o menos estable (37C), es necesario un constante equilibrio entre la cantidad de calor producido por el organismo y la cantidad de calor eliminado,a travs de los diferentes mecanismos termorreguladores. Este equilibrio puede alterarse por factores hormonales, digestivos, patolgicos (virales, bacterianos), ambientales, as como la prctica de ejercicio fsico.

Se hace referencia ms en detalle a los factores ambientales y su relacin con la prctica deportiva, por cuanto un desconocimiento de estos factores por parte de los entrenadores y de los mismos entrenados, fcilmente evitables, puede terminar en algn tipo de tragedia. Los"golpes de calor"suceden con cierta frecuencia en deportes tales como el atletismo, el ftbol americano, el tenis, entre otros.

Frecuentemente se pueden encontrar personas trotando en horas calurosas del da, vistiendo chaquetas deportivas de hule y por supuesto sudando intensamente. Muchos de ellos consideran que ste tipo de ejercicio fsico es ideal para"quemar" grasa, cuando lo que estn provocando es una intensa deshidratacin del organismo y la posibilidad de que se manifiesta el "golpe de calor".

En realidad el"golpe de calor"no es slo caracterstico de las personas deportistas; temperaturas altas en la poca de verano puede provocar perturbaciones en el estado de salud e incluso la muerte de las personas, siendo las ms vulnerables las poblaciones infantil y de la tercera edad.

Las hormonastiroxina y adrenalinaaumentan el metabolismo de las clulas de muchos tejidos, provocando un aumento del calor producido por las reacciones qumicas. A la hormona adrenalina se le conoce como la hormona de la alarma, por cuanto pone en alerta al animal o al humano en las situaciones de tensin o peligro.

Los procesos digestivos aumentan significativamente el calor producido internamente. Una comida rica en protenas por ejemplo, puede aumentar el metabolismo hasta en un 30%, efecto denominado accin dinmica especfica de los alimentos.

En relacin con cierto tipo de enfermedades de tipo viral o bacteriana, se sabe que producen un aumento en la temperatura corporal, denominadofiebre, estado que se presenta por la accin de los pirticos (protenas o poliscarridos anormales), que llevados por la sangre provocan un desajuste en el funcionamiento del termostato hipotalmico.

Elsentido biolgico de la fiebreen ciertos tipos de enfermedades virales y bacterianas, se entiende en la medida en que la temperatura elevada destruye por ejemplo los gonococos y los treponemas de la sfilis. Sin duda, la fiebre en estos casos se debe percibir como un mecanismo de defensa de nuestro organismo contra cierto tipo de virus o bacterias.

En relacin con los factores ambientales, se sabe que nuestro organismo puede perder y/o ganar calor utilizando mecanismos fsicos y fisiolgicos:

Mecanismos fsicos presentas en la termorregulacin: radiacin, conduccin, conveccin.

1. Prdida o ganancia de calor por radiacin:

Nuestro organismo intercambia en la distancia calor constante con el medio ambiente. Todos los cuerpos irradian calor en forma de ondas electromagnticas, sien el sol la principal fuente irradiadora de calor. Mientras la temperatura corporal sea mayor que la temperatura del ambiente, nuestro cuerpo podr eliminar calor a travs delmecanismo de la radiacin. Entre ms amplio el diapasn observado entre la temperatura corporal (TC) y la temperatura del medio ambiente (TA), ms efectivo ser el mecanismo de prdida de calor por radiacin. Por ejemplo, la ausencia de sudoracin en condiciones de reposo, cuando nos encontramos en lugares muy fros, precisamente por la efectividad delmecanismo de la radiacin.

Por radiacin se entiende el intercambio de calor que ocurre entre dos cuerpos que se encuentran distantes entre s. El calor se dirigir del cuerpo que se encuentra ms caliente al cuerpo que se encuentra menos caliente.

2. Prdida o ganancia de calor por conduccin:

Los mismos principios que explican la transferencia de calor entre dos cuerpos observados en el mecanismo de la radiacin, se observan en relacin al mecanismo de la conduccin. La diferencia radica en que la transferencia de calor por conduccin se presenta cuando hay contacto directo entre los cuerpos u objetos. Cuando hablamos de radiacin se hacia referencia al intercambio de calor entre dos cuerpos distantes entre s. Por ejemplo, si nos encontramos dentro de una habitacin, cuya temperatura ambiente es menor que la temperatura corporal, nuestro cuerpo irradiar calor hacia las paredes de la habitacin en cuestin.

Si nuestro cuerpo hace contacto con un objeto determinado, se presentar el intercambio de calor entre ambos cuerpos. La direccin de este intercambio depende del gradiente de calor de los cuerpos comprometidos. Por ejemplo, si estando desnudos en un ambiente fro, nos sentamos en una silla metlica, sentimos inmediatamente una sensacin desagradable a causa del fro del metal. Pasados unos minutos la sensacin desaparece. Nuestro cuerpo termina "calentando" la silla, es decir hemos transferido calor, por medio delmecanismo de la conduccin.

3. Prdida de calor por conveccin:

La prdida de calor por conveccin es una variante del mecanismo de la conduccin. Se habla de la prdida de calor por conveccin cuando el objeto hace contacto directo con nuestra piel, o bien es el aire, o bien es el agua. Mientras la temperatura corporal sea mayor que la temperatura del aire o del agua que nos rodea, nuestro organismo puede perder calor por medio del mecanismo de la conveccin, siempre y cuando existan corrientes de agua o de aire, que continuamente estn remplazando el aire o el agua que entran en contacto directo con nuestra superficie corporal.

Todos hemos sentido la sensacin desagradable al introducirnos en una piscina cuya agua se encuentra a temperaturas muy bajas. Si nos quedamos inmviles durante cierto tiempo, desaparece un poco la sensacin de fro. Ha sucedido que nuestro cuerpo ha calentado, utilizando el mecanismo de la conveccin, la capa de agua que est en contacto directo con nuestra superficie corporal. En el momento de cambiar de posicin, se vuelve a sentir el agua fra, por cuanto la capa de agua que calentamos con anterioridad ha sido remplazada por una nueva capa de agua, que debemos calentar utilizando el mecanismo de la conveccin.

4. Prdida de calor por la evaporacin del sudor:

La prdida de calor por la evaporacin del sudor se intensifica cuando se realizan actividades fsicas en sitios que presentan una alta temperatura ambiental. Es claro que en la medida en que disminuya el gradiente de temperatura entre nuestro cuerpo y el medio ambiente, perdern eficacia los mecanismos de radiacin, conduccin y conveccin, y ganar eficacia elmecanismo de la evaporacin del sudor. Slo que en este ltimo caso se presenta un atenuante. No basta que la sudoracin sea copiosa para garantizar la efectividad del mecanismo de la sudoracin. El sudor debe ser evaporado, o de lo contrario estaremos deshidratndonos sin perder calor producido por la actividad fsica.

En este momento entra en juego una nueva propiedad climatolgica:la humedad relativa el aire. En ambientes en donde la humedad relativa del aire es muy alta, se dificulta mucho la prdida de calor por la evaporacin del sudor. Lo anterior sucede en los lugares cercanos a grandes fuentes de agua, particularmente fuentes de agua de mar. En estos sitios por lo general la temperatura del ambiente es alta, al igual que la humedad relativa del aire. Al realizar un ejercicio fsico sudaremos copiosamente, pero no estaremos eliminando el calor producido por nuestros msculos. Se siente una sensacin desagradable de "sudor pegajoso", an en condiciones de reposo.5. Mecanismos fisiolgicos presentes en la termorregulacin:

La temperatura corporal es regulada por el sistema nervioso central, a travs del hipotlamo, en donde se localizan neuronas sensibles a los cambios de temperatura en la sangre. Cuando estos sensores captan una disminucin de la temperatura corporal, se activar el centro hipotalmico protector del calor, con el propsito de aumentar la temperatura corporal. Por el contrario, cuando los sensores nerviosos del hipotlamo captan un aumento en la temperatura corporal, se activar el centro de eliminacin de calor, con el objeto de disminuir la temperatura corporal.

6. Reacciones fisiolgicas que aumentan la produccin de calor:

Cuando estamos expuestos al fro ocurre unavasoconstriccingeneralizada de los vasos sanguneos de la piel; lo anterior significa que los vasos sanguneos reducen su dimetro, disminuyendo el flujo de sangre que se dirige hacia la superficie corporal, evitndose la prdida de calor. En estas circunstancias, es comn que involuntariamente comencemos a temblar, reaccin que aumenta la produccin de calor por parte de la musculatura esqueltica.

En condiciones de fro se produce un aumento de la hormona tiroidea por parte de la glndula tiroides, lo cual intensifica el metabolismo de las clulas y en consecuencia se produce una cantidad extra de calor.

7. Reacciones fisiolgicas que incrementan la eliminacin de calor:

Cuando estamos expuestos al calor, o cuando a travs del ejercicio fsico estamos produciendo una gran cantidad de calor, ocurre un mecanismo reflejo a nivel delos vasos sanguneos de la piel, denominadovasodilatacin.

La sangre encargada de transportar el calor producido en las reacciones qumicas, particularmente de carcter energtico, fluye hacia la superficie corporal para estimular la prdida de calor por mecanismos fsicos y fisiolgicos. El aspecto colorado de nuestra cara en condiciones de ejercicio es una muestra clara de que la sangre se ha dirigido hacia la superficie corporal.

En esta circunstancias ocurre tambin la estimulacin de las glndulas sudorparas, que filtran hacia la superficie una copiosa cantidad de sudor, en espera de que ste se evapore si las condiciones climatolgicas as lo permiten.