simulación del comportamiento térmico del ser humano resumen

SIMULACIÓN DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO DEL SER HUMANO
Luis Miguel Romeo *, Miguel Ángel Pastor,
* Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos (CIRCE).
Universidad de Zaragoza. Centro Politécnico Superior. María de Luna, 3, 50018 Zaragoza
RESUMEN
e-mail: luismi@unizar.es
El comportamiento térmico del ser humano tiene importantes implicaciones sobre la vida
cotidiana, pero es en el análisis de las condiciones críticas, por ejemplo en la evaluación de puestos de
trabajo, donde resulta fundamental conocer la respuesta y adaptación del cuerpo humano a distintas
situaciones. Esta respuesta dependerá tanto del funcionamiento termorregulador de la persona como de
las condiciones externas, entendiendo por estas, no solo la temperatura y humedad sino también la
influencia de la indumentaria, la radiación solar directa (o de otro foco) o el trabajo realizado entre otras
variables. El presente trabajo tiene como finalidad básica el conocimiento del estado térmico del
individuo cuando se le somete a condiciones térmicas adversas. Para ello, se ha elaborado un simulador
de la transferencia de calor en seres humanos que integra por un lado los factores ambientales
(temperatura, humedad relativa y viento), y el trabajo realizado, por otro lado los aspectos morfológicos y
finalmente la influencia de la indumentaria para obtener como resultado el estado térmico del individuo
(temperaturas media y de distintas zonas, sudoración, etc...).
1

ABSTRACT
The knowledge of the human responses to thermal environments are essential to analyze critical
conditions, for example the study of work places. In these cases it is important to evaluate body
temperatures and the definition of healthy limits. Body responses are influenced not only by internal
thermoregulation but also by external conditions (ambient temperature and relative humidity, clothes,
solar radiation, work, …). The main aim of this work is the knowledge of the human thermal behavior in
adverse conditions. This objective is achieved with a body thermal simulation which includes heat transfer
and body regulation. Input for the simulations are: environmental variables (temperature, humidity, wind
speed), heat produced by the body, morphological aspects and clothing insulation; simulation outputs are
body average temperature, temperature in different parts of the body, sweating, skin wettedness…
2

INTRODUCCIÓN
La necesidad de realizar una simulación del comportamiento térmico del ser humano y de la ropa
que utiliza es obvia, cuanto mejor se conozcan las variables de las que depende, cómo y cuánto afectan
a la respuesta térmica obtenida, mejor se podrá hacer frente a situaciones extremas, se podrán
establecer una serie de límites saludables y de confort en diferentes situaciones cotidianas o e incluso
diseñar tejidos especiales para resistir las condiciones atmosféricas más adversas.
En cualquier caso la disponibilidad de una herramienta informática que sirva para simular el
comportamiento térmico del ser humano permitirá ahorrar mucho tiempo y coste en experimentación.
Hasta ahora el método disponible (1-2), consiste en consultar en unas tablas el aislamiento que
proporciona una determinada prenda, para luego obtener mediante suma el aislamiento total
proporcionado por la vestimenta completa de un ser humano. Este método sólo permite conocer el calor
total que va a perder el ser humano, sin embargo no permite calcular el calor perdido y el grado de
sudoración, las temperaturas internas del cuerpo cuando resulta, por ejemplo, que la temperatura interna
del tronco suele diferir bastante de la de las manos.
Con el nuevo modelo desarrollado se pretende calcular, para cada parte del cuerpo, todas las
variables que intervienen en la transferencia de calor en el ser humano, teniendo en cuenta la ropa que
lleva el individuo en cada zona y las características de ésta (aislamiento térmico, espesor y
permeabilidad al vapor de agua). El objetivo es realizar un modelo útil para realizar comparaciones y
obtener, para un determinado puesto de trabajo y unas condiciones ambientales dadas, tendencias de la
evolución de las temperaturas de distintas partes del cuerpo, y otras variables de interés como
sudoración, vasodilatación o vasoconstricción.
MATERIAL Y MÉTODOS
La creación de un simulador térmico del ser humano requiere integrar en un único modelo, el
organismo, tanto en sus aspectos antropomórficos como en los mecanismos que regulan su estado
térmico en cualquier circunstancia, con el intercambio de calor que tienen lugar en el interior del cuerpo y
entre éste y el entorno que lo rodea. El objetivo de este trabajo representa una síntesis entre medicina y
física. En la primera parte se incluyen los mecanismos que tienen los seres humanos para controlar,
3

aumentar o disminuir su temperatura, y la segunda tiene en cuenta las variables influyentes en la
transferencia de calor entre el ser humano y el ambiente. Para lograr dicho objetivo es imprescindible
identificar todos mecanismos de intercambio de energía que se pueden realizar, definir cuáles de ellos se
llevan a cabo realmente y desde donde se producen y, finalmente, conocer fisiológicamente la respuesta
del organismo a estos intercambios energéticos.
Calor metabólico.
Es una generación de calor que es evacuada al exterior y está asociada a la actividad realizada
por las células, que transforman la energía química de los alimentos en energía mecánica y térmica. Se
relaciona directamente con la intensidad del trabajo, a mayor intensidad, mayor producción de calor
metabólico. También influyen otras variables como la edad, el sexo y el entrenamiento (3), por estas
razones su valor global es una variable de entrada al modelo. Este valor se distribuye para las diferentes
zonas y tejidos del cuerpo, siendo el tronco y los músculos los que se llevan la mayor aportación (4).
Flujo sanguíneo.
Da lugar a un intercambio de calor entre diferentes zonas del cuerpo humano. Se representa en
el modelo como un departamento que tiene una temperatura que es hallada mediante un balance de
energía. Se supone que las venas y arterias se encuentran en contacto con todas las partes del cuerpo y
con todos los tejidos de cada una de ellos. Si la temperatura de la sangre es distinta de la de cada zona
se produce un intercambio de calor cuya dirección depende del valor de las temperaturas, si es mayor la
primera es una entrada de calor al sistema, si ocurre lo contrario se considera una pérdida de calor.
El aporte de calor por flujo sanguíneo depende de la cantidad de sangre que llega a cada zona,
de su capacidad calorífica y de la diferencia de temperaturas entre el flujo sanguíneo y el tejido. La
cantidad de sangre que llega a cada zona del cuerpo se calcula mediante valores de bibliografía (4) y
está relacionada con el oxígeno presente en la misma y por lo tanto con la actividad física realizada. Se
tiene en cuenta que algunas zonas se caracterizan por necesitar un flujo sanguíneo constante por
ejemplo el cerebro y la zona interna del tronco donde están las grandes vísceras.
Evaporación y enfriamiento evaporativo.
Representa la principal fuente de protección del ser humano frente al calor y se debe a la
evacuación de calor del cuerpo por sudoración y por la respiración. La primera se produce cuando se
evapora el sudor depositado sobre el cuerpo, se toma energía de la piel descendiendo su temperatura y
4

cediendo calor al exterior. Su valor depende de la diferencia entre las presiones de vapor de la piel y del
ambiente, del coeficiente de transferencia de calor por evaporación (que está relacionado con el
coeficiente de transferencia de calor por convección), y de la humedad de la piel. Las pérdidas asociadas
a la respiración están relacionadas con las diferentes propiedades del aire expirado y del entorno.
Aunque importante, su cuantía es inferior a la primera, depende de la ventilación pulmonar, asociada a la
producción metabólica, y de las diferencias de temperatura y humedad del aire ambiente y el expulsado.
Conducción.
Se produce dentro del cuerpo desde el interior (tejido interno) hacia el exterior (piel). Su valor
está determinado por la Ley de Fourier y depende de la conductividad térmica de los tejidos (4), de la
diferencia de temperaturas entre ellos y de la distancia a la cual se da esta diferencia. Para calcular su
valor, el aspecto morfológico de las personas se simplifica mediante formas geométricas sencillas, es
decir, cilindros y esferas. El cuerpo queda formado de esta manera por cinco cilindros que representan
tronco, brazos, manos, piernas y pies, y una esfera representando la cabeza, dividiéndose a su vez,
cada una de estas partes, en tejido interno, músculo, tejido adiposo y piel (4, 5).
Convección.
Representa la evacuación del calor de la piel al aire circundante. Al ser el organismo un cuerpo
sólido que se encuentra en el seno de un fluido (aire) y en movimiento relativo, tiene lugar entre ellos una
transferencia de calor por convección que, según la Ley de Newton, depende de la diferencia de
temperaturas entre la piel y el fluido y del coeficiente de convección. Este coeficiente de determina
mediante correlaciones empíricas o semiempíricas de la bibliografía de transferencia de calor y está
influido por parámetros geométricos del cuerpo, por las características del fluido y, principalmente, por la
velocidad relativa entre el cuerpo y el fluido.
En la figura 1 se muestra un esquema de las resistencias térmicas y de los flujos de calor que se
encuentran en el tronco, donde se incluyen los intercambios energéticos debidos al flujo sanguíneo y
calor metabólico en el tejido interno, músculo, tejido adiposo y piel (FS_i, M_i), además de la resistencia
al paso de calor de cada uno de ellos, la respiración (Evp), la evaporación de sudor (Esk) y la pérdidas
por convección al exterior.
Radiación.
5

Es un intercambio energético por medio de ondas electromagnéticas y se produce siempre que
cuerpo y ambiente están a temperaturas diferentes; puede ser tanto un aporte positivo como negativo.
Tiene dos formas, la radiación solar directa y la radiación infrarroja. La cantidad de calor procedente de
la radiación solar directa es elevada y proporciona un calor positivo, sin embargo no está siempre
presente. La radiación infrarroja está siempre presente aportando o quitando calor del cuerpo humano.
La radiación solar directa que recibe el cuerpo humano depende del flujo de energía solar, función de la
hora del día y la época del año y que se toma como entrada al simulador, de la cantidad de cuerpo
cubierta por ropa y de las características de absorción de energía de la piel. La radiación infrarroja tiene
una fuerte dependencia de las temperaturas de las tres superficies implicadas (piel, ropa y entorno) y de
la cantidad de ropa utilizada.
Mecanismos reguladores de la temperatura.
El comportamiento térmico del ser humano se simula mediante de dos sistemas
complementarios, el sistema controlado (pasivo) y el sistema controlante (termorregulador) (6). El
sistema controlado está formado por los diferentes tejidos del cuerpo humano (interno, musculoso,
adiposo y piel), que ofrecen resistencia térmica a la transferencia de calor. El sistema controlante es el
encargado de mantener la temperatura del cuerpo en los niveles más cercanos al estado de referencia.
Para desempeñar su función el sistema controlante posee tres subsistemas: el sensitivo, formado por
todas las terminaciones nerviosas encargadas de recoger las temperaturas de diferentes zonas del
cuerpo; el integrador que se encarga de comparar las temperaturas en cada instante con unas de
referencia, determinando si el individuo siente calor o frío; y el efector, que es el encargado de ejecutar
las acciones ordenadas por el subsistema integrador, siempre dentro de los límites físicos permitidos por
el cuerpo. Dichas acciones correctoras son la vasodilatación y la sudoración cuando es necesario
disminuir la temperatura corporal (ceder calor al ambiente) y la vasoconstricción y el estremecimiento
(relacionado con la actividad física) en el caso de necesidad de aumentar la temperatura. Estas señales
se incorporan al modelo de transferencia de calor en seres humanos mediante funciones matemáticas
obtenidas de ensayos de bibliografía (4, 7, 8). Estas funciones relacionan cada una de estas actuaciones
y su magnitud con la diferencia de temperatura del cuerpo humano respecto a su estado neutro
Influencia de la indumentaria.
6

Es evidente que la simulación del conjunto ser humano – indumentaria necesita de dos partes, la
correspondiente a la transferencia de calor desde el interior del cuerpo humano hasta la piel y la
correspondiente a la transferencia de calor desde la piel al entorno. En el caso de introducir la
indumentaria esta transferencia de calor se modifica al introducir una capa de aire confinado y la capa de
ropa. La ropa que cubre el cuerpo proporciona un efecto aislante en uno y otro sentido, tanto para el
paso de calor como de vapor de agua. El efecto aislante no se debe únicamente al tejido de la prenda,
sino también a la fina capa de aire creada entre la piel y el tejido (9). El efecto de renovación de este aire
es una variable esencial para considerar el efecto aislante y el cálculo de su temperatura. En la figura 2
se puede observar un esquema del modelo térmico de la ropa empleado en la simulación.
Considerando la indumentaria, la convección del calor y humedad desde la piel hasta el exterior
de la ropa juega un papel determinante en las temperaturas del ser humano. El primer intercambio
energético se realiza desde la piel a la capa de aire existente entre piel y ropa (C1 y Esk en la figura 2),
este intercambio se produce por convección y por evaporación y es mayor a medida que aumenta la
velocidad del viento exterior por la mayor renovación de aire. El segundo intercambio convectivo se
produce entre la capa de aire y la parte interna de la ropa (C2I). Una vez que el calor llega a la ropa se
transmite por conducción (Cond) y el tercer intercambio energético se lleva a cabo mediante convección
con el aire exterior (C2E) y se ve afectado directamente por la velocidad del viento. Además de la
transferencia de calor es necesario tener en cuenta el calor disipado por evaporación (Esk), la
indumentaria tiene una influencia fundamental ya que provoca una barrera al paso del vapor de agua. Si
la ropa es impermeable, el sudor no puede escapar al exterior, provocando una sensación de malestar al
individuo e impidiendo que la piel se refrigere. Por lo tanto el modelo considera dos tipos de aislamiento
del cuerpo frente al exterior, uno es el aislamiento térmico y otro es el aislamiento del vapor de agua.
También se tiene en cuenta la renovación de la capa de aire entre la piel y el tejido que actúa como
aislante e incluye los intercambios energéticos entre la piel y el exterior por la zona que no está vestida
(C3E). Finalmente, otro aspecto a tener en cuenta es que la ropa actúa como barrera frente a la
radiación puesto que la energía absorbida y reflejada por ella (Scl) no le llega directamente a la piel
(Ssk). Según las características de la ropa, la energía absorbida o reflejada por ésta será mayor o
menor, afectando así a la energía recibida por la piel.
Una vez obtenidos los flujos de energía que afectan a todas las partes del cuerpo e indumentaria
se debe de cumplir el principio de conservación de la energía. Para ello se realiza un balance de energía
7

para cada parte del cuerpo y otro general al flujo sanguíneo que es el que permite relacionar entre sí
todas las temperaturas.
RESULTADOS
El simulador ha sido validado para el ser humano desnudo comparándolo con datos procedentes
de bibliografía, obteniendo como principales conclusiones que en estado estacionario los resultados
obtenidos son correctos, y en estado transitorio el simulador predice correctamente el estado térmico
cuando el ejercicio realizado es inferior a 550 W (5). Para comprobar la utilidad del modelo desarrollado
incluyendo la indumentaria se exponen una serie de situaciones y ejemplos para observar el
comportamiento térmico del ser humano y su variación en el tiempo.
Ejemplo 1. Evaluación del puesto de trabajo de producción
Se evalúa desde un punto de vista térmico el puesto de trabajo de fábrica cuya tarea se realiza
en una línea de montaje y consiste en la colocación de unas piezas de aluminio en el interior de hornos
para que se suelden y ajusten. El individuo se considera que mide 1,72 m. y pesa 74,4 kg., la
temperatura exterior 30ºC, humedad relativa 60%, temperatura radiante media 50 ºC, velocidad del
viento 0,1 m/s debida básicamente al movimiento realizado por el individuo, trabajo físico realizado de 95
W/m 2 y radiación solar directa nula. Se estudia el comportamiento térmico del individuo durante las ocho
horas de trabajo, contando con un descanso intermedio de veinte minutos en el que la temperatura
exterior baja a 24ºC, la humedad al 50%, la temperatura radiante media baja a 30ºC y el trabajo físico
pasa a ser nulo.
Para la definición de la ropa es habitual emplear un índice de aislamiento térmico que tiene un
valor de 0.155 m 2 ºC/W y que se denota por “clo” (1-2). La ropa que llevan los empleados es
proporcionada por la empresa y consiste en una camiseta de manga corta (0,09 clo), un pantalón tipo
chándal (0,28 clo), calcetines (0,02 clo) y zapatos de suela gruesa (0,04 clo), hay que añadir la ropa
interior (0,04 clo), de este modo quedan cubiertos pies, piernas, tronco y brazos (35 %), quedando el
resto del cuerpo al descubierto. Toda la ropa se supone igual de permeable, con un coeficiente de
permeabilidad (que representa la relación entre el calor evaporativo que puede cederse con una ropa
determinada y el de un termómetro de bulbo húmedo con la misma resistencia térmica al calor sensible)
que es habitual para la ropa de 0,4 (10).
8

La figura 3 muestra la evolución de la temperatura interna de la cabeza. Es necesario tener en
cuenta que las condiciones de trabajo que se estudian son térmicamente exigentes debido a altas
temperaturas exteriores y temperaturas radiante, además de una actividad física apreciable. Se observa
un descenso en la temperatura interna de la cabeza debido a razones dinámicas de la regulación, a los
pocos minutos empieza a incrementarse hasta los 37,85ºC en la cuarta hora de trabajo que es cuando
tiene lugar un descanso de veinte minutos, en el que la temperatura desciende hasta 37,75ºC. Se
aprecia la inercia térmica del cuerpo y de su regulación ya que en los minutos posteriores al descanso la
temperatura sigue descendiendo ligeramente. En el momento en el que termina la jornada laboral la
temperatura se ha elevado nuevamente hasta 37,87ºC. Se comprueba que el descanso es
imprescindible para el trabajador ya que permite que la temperatura interna de la cabeza se mantenga
en niveles adecuados no superando en ningún momento los 38ºC temperatura a la cual aumentan las
posibilidades de un colapso del individuo (11).
Otra variable importante es la temperatura media de la piel, figura 4. Esta variable está más
influenciada por el exterior que la temperatura interna ya que la piel es la que recibe la radiación y la
primera que sufre las consecuencias de las condiciones ambientales externas, por esta razón el aumento
total de esta temperatura llega hasta 2ºC, siendo de 1ºC en el caso de la temperatura interna. Este
aumento da lugar a una mayor transferencia de calor por convección y sudoración. Otra diferencia con el
caso anterior es que al terminar el descanso la temperatura de la piel empieza a subir inmediatamente
en cuanto el operario regresa al puesto, debido a la radiación procedente del horno.
La última variable que ofrece unos resultados significativos es la humedad de la piel, es decir, la
fracción del cuerpo que se encuentra mojada por el sudor. La figura 5 muestra la humedad de la piel del
tronco puesto que es donde más se aprecia la molestia del sudor. La humedad de la piel se incrementa
rápidamente ya que el calor evacuado por sudoración debe ser elevado para que la temperatura interna
de la cabeza se mantenga en valores adecuados. El inconveniente es que casi el 90% de la piel del
trabajador se ve cubierta de sudor con la molestia que esto conlleva. Al igual que la temperatura de la
piel, cuando llega el descanso el descenso es rápido, pero el incremento posterior también lo es,
alcanzando un valor aproximadamente constante durante el resto de la jornada. Esta sudoración hace
que las pérdidas de agua por sudoración alcancen aproximadamente 3 litros al acabar la jornada laboral,
razón por la cual resulta imprescindible una adecuada hidratación que incluya sales minerales.
9

Con este ejemplo se comprueba la aplicabilidad del simulador desarrollado y la forma en que
facilita la obtención de conclusiones para la prevención y posibles modificaciones de condiciones de
trabajo para facilitar riegos innecesarios. En este caso se observa como los trabajadores del ejemplo
pasan la jornada sin sufrir ningún peligro físico pero estando cerca del límite saludable, además hay que
tener en cuenta la incomodidad de que una sudoración elevada no proporciona las condiciones de
trabajo idóneas. El descanso intermedio realizado es imprescindible y evita un estrés térmico importante
a los trabajadores. Entre posibles soluciones para paliar estas condiciones se incluirían la realización de
otro pequeño descanso que disminuyera las temperaturas y la sudoración, el empleo de ropa más
traspirable, e incluso la instalación de pequeñas ventilaciones para que el cuerpo evacue más calor por
convección disminuyendo la aportación de la sudoración.
Ejemplo 2. Trabajo en condiciones extremas
En este apartado se va a analizar el comportamiento térmico de un trabajador a la intemperie
que realice un trabajo físico considerable expuesto a la radiación solar de la mañana de un día de
agosto. El resto de condiciones son las siguientes: individuo de 74,4 kg y 1,72 m, temperatura exterior de
30ºC, humedad relativa del 50%, velocidad del viento de 0,1 m/s por el movimiento realizado por el
individuo, trabajo físico realizado de 380 W/m 2 y radiación solar directa recibida 200 W/m 2 .
La ropa que lleva el trabajador consiste en una camiseta de manga corta (0,09 clo), un pantalón
ligero (0,20 clo), calcetines (0,02 clo) y zapatos ligeros (0,02 clo), hay que añadir la ropa interior (0,04
clo), de este modo quedan cubiertos pies, piernas, tronco y brazos (35 %), quedando el resto del cuerpo
al descubierto. Se realiza también una comparativa entre la opción de trabajar con y sin camiseta.
Debido a que el esfuerzo es elevado cada cierto tiempo hace un descanso y se mete en la
cabina del tractor que tiene aire acondicionado que le proporciona una temperatura interior de 18ºC, una
humedad relativa del 50% y una velocidad del aire de 5 m/s. Hace dos descansos de 13 y 18 minutos, el
primero a los 17 de haber empezado a trabajar y el segundo a los 42 minutos de haber empezado a
trabajar.
En la figura 6 se observa como la temperatura interna de la cabeza aumenta rápidamente y el
primer descanso se realiza antes de que se alcance el límite de 38ºC. Hasta la finalización del primer
descanso las curvas de temperatura son iguales, pero una vez que finaliza y el hombre empieza a
trabajar de nuevo, la temperatura interna de la cabeza en el caso de utilizar camiseta aumenta más
10

ápidamente y alcanza el límite físico antes de llegar al segundo descanso. Esta situación no sucede en
el caso de trabajar sin camiseta. Una vez concluido el descanso se aprecia que la temperatura en el
caso sin camiseta disminuye bastante más y al trabajar de nuevo se alcanza el límite de los 38ºC unos
minutos más tarde.
La temperatura media de la piel, figura 7, es mucho más sensible a los cambios ambientales que
la temperatura interna de la cabeza, presentando unos valores menos continuos y más extremos, sobre
todo en el caso de trabajar sin camiseta. Esto es más o menos evidente ya que la ropa amortigua las
variaciones de las condiciones atmosféricas. Se aprecia que desde que comienza el primer descanso la
temperatura de la piel sin camiseta es menor que la de la curva con camiseta. Esto influye en la
humedad de la piel puesto que al estar a mayor temperatura permite evaporar más sudor y ceder más
calor por radiación y convección. Una variable que muestra una variación contraria a la temperatura de la
piel es la vasoconstricción, cuya evolución con el tiempo se muestra en la figura 8. La vasoconstricción
sucede cuando el individuo siente frío, es decir, cuando se introduce en la cabina refrigerada para
descansar, de este modo a los 3 minutos de comenzar a trabajar la vasoconstricción desaparece
completamente. Se deduce que cuando lleva camiseta el efecto es menor y más amortiguado que sin
camiseta, al contrario que sucede cuando se somete a las condiciones calurosas exteriores. Se aprecia
un pico de subida al final del segundo descanso, probablemente debido a características de la dinámica
reguladora. Finalmente se muestra la humedad de la piel, figura 8, que resulta mayor al trabajar con
camiseta situación lógica ya que cualquier elemento que se interponga entre la piel y el entorno supone
una barrera al paso del vapor de la sudoración. Esta humedad se elimina completamente al llegar a los
descansos explicando las variaciones de la temperatura de la piel.
En conclusión, la realización de un trabajo tan fatigoso puede crea una situación de peligro para
el trabajador a no ser que se realicen los descansos adecuados y a su debido tiempo. Además la ropa
utilizada influye en el tiempo que el trabajador puede mantener su actividad. De cualquier forma la
recomendación sería no realizar un trabajo tan duro con los niveles de radiación solar, temperatura
ambiental y actividad física estudiados ya que se llega pronto (70 minutos) a un alto riesgo de colapso.
CONCLUSIONES
El objetivo de este artículo es mostrar el simulador desarrollado para evaluar el comportamiento
térmico del ser humano ante diferentes situaciones y con diferentes tipos de ropa, permitiendo
11

seleccionar aquella indumentaria que permita al individuo realizar un trabajo en unas condiciones
ambientales dadas de manera que no corra peligro su salud y se sienta lo más cómodo posible
Una vez realizada la validación del modelo se utiliza para simular, comprobar la influencia de
factores atmosféricos y de indumentaria, facilitar la obtención de conclusiones para la prevención y
obtener posibles modificaciones de condiciones de trabajo para evitar riegos innecesarios. Así se pueden
diseñar descansos en el tiempo adecuado para lograr unas condiciones óptimas de trabajo a lo largo de
jornada laboral completa, el empleo de distintos tipos de indumentaria para disminuir en determinados
casos el estrés térmico, la instalación de equipos de calefacción/refrigeración para disminuir la influencia
de las condiciones ambientales o la recomendación de no realizar distintos tipos de trabajo cuando las
condiciones externas lo desaconsejen.
Finalmente, se debe tener presente que la simulación realizada y los resultados obtenidos son
válidos para un individuo estándar ya que es prácticamente imposible cuantificar los aspectos
psicológicos y subjetivos que son propios de cada persona y, evidentemente, los resultados de la
simulación tendrán ligeras desviaciones respecto a resultados experimentales particulares.
Como trabajo futuro resulta necesario seguir investigando el modo de definir completamente las
características de un tejido, en lo que respecta al aspecto térmico como al aspecto de transferencia de
vapor. Resulta de interés obtener un modelo que pueda incluir distintas capas de ropa, cada una de ellas
con unas características diferentes, así se podría simular el comportamiento de los actuales diseños de
prendas formadas por varias capas y cada una con un propósito diferente (evitar el paso de agua pero
no el de vapor, evitar el efecto del viento, proporcionar una baja conductividad térmica al conjunto,...),
para de esta forma extraer conclusiones para la prevención de riesgos por estrés térmico.
12

BIBLIOGRAFÍA
1. Ambientes térmicos calurosos. Determinación analítica e interpretación del estrés térmico, basados en
el cálculo de la tasa de sudoración requerida. ISO 7933:1989 modificada. UNE-EN 12515. 1997; 1-37.
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11079:1993. UNE-ENV ISO 11079. 1998; 1-41.
3. Nadel, E.R.., Pandolf, K.B.., Roberts, MF., Stolwijk, JAJ. Mechanisms of thermal acclimation to
exercise and heat. Journal Appl. Physiol., 1994; 37: 515-520.
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sección 9: Reactions to Environmental Agents. Editado por Lee, DHK., Falk, HL., Murphy, SD., Geiger,
SR. American Physiological Society. 1977. p.45-68.
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8. Stolwijk J.A., Hardy J.D. Partitional calorimetric studies of responses of man to thermal transients. J
Appl Physiol. 1966; 21: 967-77.
9. Berger, X. Y Sari, H. 2000. A new dynamic clothing model. Part I: Heat and mass transfers. Int J Ther
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10. Parsons, K.C. 1995. Computer models as tools for evaluating clothing risks and controls. An Occ Hyg
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11. Guyton A.C., Hall J.E. 1985. Temperatura corporal, regulación de la temperatura y fiebre. En: Tratado
de Fisiología Médica, capítulo 73. 9ª edición. McGraw-Hill Interamericana..
13

Figura 1. Modelo de resistencias con flujos de calor del cuerpo desnudo.
14

Figura 2. Intercambios de energía entre piel y exterior a través de la ropa.
15

Tcab (ºC)
38,2
38
37,8
37,6
37,4
37,2
37
36,8
36,6
36,4
Temperatura interna de la cabeza
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Tiempo (min)
Figura 3. Evolución de la temperatura interna de la cabeza en el ejemplo 1.
16

Tpiel (ºC)
38,0
37,5
37,0
36,5
36,0
35,5
35,0
34,5
34,0
Temperatura media de la piel
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Tiempo (min)
Figura 4. Evolución de la temperatura media de la piel en el ejemplo 1.
17

wpiel
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Humedad de la piel
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Tiempo (min)
Figura 5. Evolución de la humedad de la piel del tronco en el ejemplo 1.
18

Tcab (ºC)
39
38,5
38
37,5
37
36,5
Temperatura interna de la cabeza
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo (min)
Sin Camiseta Con Camiseta
Figura 6. Evolución de la temperatura interna de la cabeza en el ejemplo 2.
19

Tpiel (ºC)
40
38
36
34
32
30
28
Temperatura media de la piel
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo (min)
Sin Camiseta Con Camiseta
Figura 7. Evolución de la temperatura media de la piel en el ejemplo 2.
20

Vasoconstricción (-)
200
175
150
125
100
75
50
25
0
Vasoconstricción
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo (min)
Sin Camiseta Con Camiseta
Figura 8. Evolución de la vasoconstricción en el ejemplo 2.
21

wpiel
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Humedad de la piel
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tiempo (min)
Sin Camiseta Con Camiseta
Figura 9. Evolución de la humedad media de la piel en el ejemplo 2.
22