Calculadores de Prevención Sobrecarga Térmica Estimada _ Introducción
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Calculadores de prevención > Sobrecarga térmica estimada > Introducción
http://calculadores.insht.es:86/Ambientetérmico/Introducción.aspx[11-05-2015 02:50:37 a.m.]
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Introducción
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Sobrecarga térmica estimada Sobrecarga térmica estimada
Introducción
Entrada de datos
Recursos adicionales
Objeto y campo de aplicación
El método de la sobrecarga térmica estimada, establecido en la norma UNE-EN ISO 7933:2004, permite valorar el riesgo de estrés térmico que experimenta un individuo en un ambiente caluroso, y se basa en la estimación de la tasa de sudoración y la temperatura interna que el cuerpo humano alcanzará en respuesta a las condiciones de trabajo.
Principios del método de evaluación
El método de evaluación parte del cálculo del balance térmico del cuerpo humano en base a:
a) Los parámetros del ambiente térmico (estimados o medidos de acuerdo con la UNE-EN ISO 7726): temperatura del aire (ta), temperatura radiante media (trm), presión parcial de vapor (pa) y velocidad del aire (va)
b) Las características medias de los individuos expuestos: tasa metabólica (M), estimada de acuerdo con la ISO 8996, y características térmicas de la ropa, estimadas de acuerdo con la UNE-EN ISO 9920
Etapas principales del cálculo
En la ecuación del balance térmico del cuerpo humano se consideran distintos intercambios de calor y puede expresarse como:
M – W = Cres + Eres + K + C + R + E + S
La metodología compara los valores de la humedad de la piel y de la producción de sudor que se precisan en unas determinadas condiciones de trabajo, con los valores fisiológicamente posibles de esas variables. Para ello se siguen tres fases:
a) Cálculo de la evaporación requerida (Ereq)
El flujo de calor por conducción (K) que aparece en la ecuación del balance térmico puede ser despreciado debido a lo pequeñas que resultan las superficies del cuerpo que están en contacto con objetos sólidos respecto a la superficie corporal, al aislamiento que suponen las prendas de vestir y a que, en general, cuando las superficies de contacto están a una temperatura muy diferente de la de la piel, éstas suelen estar aisladas.
Además, K puede, en general, estar incorporada cuantitativamente por los intercambios de calor por convección (C) y radiación (R) que habría si las superficies no estuvieran en contacto con la piel.
De esta forma, K no es considerado de una manera directa y la ecuación general del balance térmico puede ser descrita como:
E + S = M - W - Cres - Eres - C - R
El flujo de calor por evaporación requerido (Ereq) es el necesario para mantener el equilibrio térmico del cuerpo y, por tanto, para que el almacenamiento de calor (S) sea igual a 0. Viene dado por la expresión:
Ereq = M - W - Cres - Eres - C - R - dSeq
b) Determinación de la evaporación máxima permitida (Emax) por las condiciones ambientales
El flujo máximo de calor por evaporación en la superficie de la piel viene dado por:
c) Estimación de la tasa de sudoración requerida (Swreq) y de la mojadura de la piel requerida (Wreq)
La mojadura de la piel requerida (Wreq) se obtiene a partir de la siguiente relación:
La tasa de sudoración requerida (SWreq), en W/m2, viene dada por:
Valoración de los resultados
La interpretación de los valores calculados mediate el método está basada en:
Dos criterios de estrés:
a) La mojadura máxima de la piel (Wmax)
b) La tasa de sudoración máxima que puede alcanzar el individuo (Swmax)
Estos valores máximos dependen de la aclimatación del individuo y se debe cumplir que wreq = wmax y que Swreq = Swmax
Dos criterios de sobrecarga:
a) La temperatura rectal máxima (tre,max)
b) La perdida de agua máxima (Dmax)
Estos valores se deben comparar con los valores de referencia establecidos en la UNE-EN ISO 7933 (ver la tabla siguiente), que son distintos para individuos aclimatados y no aclimatados, y también varían en función del grado de
Descripción de variables
M: tasa metabólica
W: potencia mecánica efectiva
Cres: intercambios de calor que se producen en el tracto respiratorio mediante convección
Eres: intercambios de calor que se producen en el tracto respiratorio mediante evaporación
K: intercambios de calor que se producen en la piel mediante conducción
C: intercambios de calor que se producen en la piel mediante convección
R: intercambios de calor que se producen en la piel mediante radiación
E: intercambios de calor que se producen en la piel mediante evaporación
S: almacenamiento de calor en el cuerpo
Ereq: evaporación requerida
dSeq: almacenamiento de calor debido al incremento de la temperatura interna asociado a la tasa metabólica
Emax : evaporación máxima permitida
Psk,s : presión de vapor de agua saturado a la temperatura de la piel
Rtdyn : resistencia dinámica total a la evaporación de la ropa y la capa límite de aire
Wreq : mojadura de la piel requrida
SWreq : tasa de sudoración requerida en W/m2
Rreq : fracción de sudor que gotea debido a variaciones pronunciadas de la humedad local de la piel
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protección deseado (nivel para proteger a individuos considerados tipo medio o nivel de alarma para proteger al 95% de la población trabajadora).
ADu = área de la superficie de Du Bois del cuerpo
ADu = 0,202 x (peso en Kg)0,425 x (altura en m)0,725
Swmax debe estar comprendida entre 250 y 400 W/m2
Análisis de la situación de trabajo
Los intercambios de calor se calculan, para el instante ti, a partir de las condiciones del cuerpo en el instante de la computación anterior y en función de las condiciones ambientales y metabólicas existentes durante el incremento de tiempo.
1º. Se calcula Ereq, wreq y Swreq.
2º. Se estiman los valores previsibles de la mojadura de la piel (wp), la evaporación del sudor (Ep) y de la sudoración (Swp), teniendo en cuenta las limitaciones del cuerpo (wmax y Swmax) y la respuesta exponencial del sistema de sudoración.
3º. Se estima la tasa de almacenamiento de calor (dSeq) a partir de la diferencia entre los flujos de calor por evaporación requerido (Ereq) y previsto (Ep). Este calor contribuye a incrementar o disminuir las temperaturas de la piel y el cuerpo.
4º. Se estiman las temperaturas siguientes: de la piel, del cuerpo y rectal.
5º. Se calculan los intercambios de calor que se producen durante el siguiente incremento de tiempo.
De esta manera, las evoluciones de Swp y tre se calculan iterativamente.
Este procedimiento hace posible el considerar no sólo condiciones de trabajo continuo, sino también cualesquiera condiciones con parámetros climáticos o cargas de trabajo características que varíen con el tiempo.
Determinación del tiempo de exposición máximo permisible
El tiempo de exposición máximo permisible (Dlim) se alcanza cuando bien la temperatura rectal o bien la pérdida acumulada de agua llegan a sus correspondientes valores máximos.
La adopción de medidas de precaución especiales y la vigilancia fisiológica directa e individual de los trabajadores serán necesarias en aquellas situaciones laborales en las que:
- el flujo máximo de calor por evaporación en la superficie de la piel (Emax) < 0, lo que da lugar a la condensación de agua sobre la piel, o
- el tiempo de exposición permisible estimado < 30 min, de manera que el fenómeno de inicio de la sudoración cumple una función fundamental en la pérdida de agua por evaporación del individuo.
Organización del trabajo en condiciones de calor
A la vista de los resultados es posible:
- Determinar qué parámetros físicos del ambiente conviene modificar, y hasta qué punto, con el fin de reducir el riesgo de sobrecargas fisiológicas.
- Comparar distintas formas de organizar el trabajo y programar los descansos, si son necesarios.
Para realizar los cálculos de sobrecarga térmica estimada, haga clic en SIGUIENTE.
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