Carga térmica en el trabajo

PROBLEMAS DE CARGA TÉRMICA EN EL TRABAJO

Podemos decir que el problema térmico laboral se clasifica en:

1- Calor seco
2- Calor húmedo
3- Frío

Los factores que hacen que los mecanismos fisiológicos y psicológicos de adaptación del hombre (reacción al calor, hacen comprender el efecto que tienen sobre la salud

Figura 11.61. Esquema del balance térmico y sus efectos sobre el hombre (Según Langue, 1978)

El calor seco se presenta en las industrias tales como la de fabricación del vidrio, fundiciones, trenes de laminación, etc. donde la carga térmica sobre las personas está incrementada por el calor sensible que escapa de los medios de proceso, en el entorno laboral. Dentro del problema de la carga térmica este tipo de industrias tiene la ventaja que al carecer de humedad el medio ambiente, la capacidad de refrigeración por evaporación del hombre no se ve afectada, (las personas sometidas a estas condiciones su balance térmico está regido por la evaporación de la transpiración).

Pero en cambio en las industrias con procesos de fabricación de calor húmedo, como ser la vulcanización del caucho en base al calor del vapor, planchado en tintorerías, minas profundas, escapes de vapor en zonas laborales, etc. la humedad ambiente hacen que la evaporación se reduzca, por lo tanto el hombre es incapaz de disipar su calor excedente, producto del metabolismo, incrementado por el calor radiante del medio ambiente.

En el tercer caso de la clasificación tenemos a las empresa de frío estas pueden ser por ejemplo, frigoríficos, industria del pescado, fabricación de hielo, helados, etc., ene estos caso el problema es opuesto, no se tiene que disipar el calor del metabolismo, sino que se necesita aporte de calor el cual compense las pérdidas que tiene el hombre por sus mecanismos de disipación.

Desde el punto de vista de las condiciones de confortabilidad térmica el 25 % del calor producido por metabolismo en período de descanso, es transferido desde la superficie de la piel al aire por convección, la mitad es perdido por radiación al entorno y el 25 % restante es cedido por calentamiento del aire inspirado (el calor eliminado por la respiración es del orden del 8 al 10 % del producido por metabolismo, en una persona media, sana y en condiciones normales) y por evaporación de la transpiración de la piel expuesta (desnuda), (unos 20 a 30 gr/h, para una persona media, sana, y en condiciones normales)

Nota:
La máxima velocidad a la cual una persona puede tomar oxígeno durante un tiempo muy breve de gran esfuerzo es del orden de 2,0 a 4.021 l/min

Figura 11.62. Oxigeno recibido, calor producido y energía relativa en un hombre de 70 Kg. De peso (Srgún M. G. Aubertín “Le travail industriel en ambience chaude, E.N.R.S.,1976)

En la figura 11.62. se dan los consumos de O2 necesario, el equivalente de calor y el porcentaje de V O2 máximo para una actividad de baja carga (2,5 l/min), una de carga media (3,0 l/min) y una de carga alta (3,5 l/min)

Nota:
La energía es producida en el cuerpo por medio de una oxidación (denominada combustión), controlada por enzimas, de los hidratos de carbono, grasas y proteínas, transformándolas en dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno, este proceso es exotérico (emite calor).

El calor producido es el medido cuando las mismas cantidades de alimentos son oxidadas a altas temperaturas fuera del organismo, esto es la llamada calorimetría indirecta, la que establece que el calor producido por el metabolismo puede ser medido por el consumo de oxigeno.

Por otro lado tenemos autores que expresan su clasificación sobre la base de la tolerancia humana a las condiciones térmicas que les rodean, las cuales también son tres, neutra, compensatoria e intolerable.

Las condiciones neutras, o permisibles o de confort (zona neutra), se da en las situaciones en las cuales el equilibrio térmico esta dado por la tasa de metabolismo y es independiente de l medio ambiente

Las condiciones de compensación (zona de compensación), están dadas por el equilibrio térmico, el que no depende solamente de la tasa metabólica, sino que su mantenimiento es evaluado por el costo en términos fisiológicos compensatorios, esta situación es la ideal en la cuál las personas pueden permanecer en forma continua y períodos prolongados

En cuanto a la intolerancia (zona de intolerancia), como su nombre lo indica el hombre no podrá permanecer en ella mas que un tiempo limitado.

Who estableció algo muy similar donde definió su clasificación según se observa en la figura 11.63.

NORMAS PARA LAS CONDICIONES DE TRABAJO POR TEMPERATURA Y HUMEDAD

En procedimiento para mantener las condiciones atmosféricas en buen estado de confort es denominado acondicionamiento del aire.

El acondicionamiento del aire y climatización, permite establecer las condiciones del medio ambiente optimas en los lugares de trabajo, ya sea mediante la regulación automática de la temperatura y su grado de humedad, como también de su renovación y purificación a través del intercambio con la atmósfera exterior.

Figura 11.63 Reacción al esfuerzo dependiendo de la carga térmica (Según Who)

Nota:
Casi toda la bibliografía de acondicionamiento del aire toma las mismas variables temperatura humedad, en algunos casos partículas en suspención pero salvo alguna muy especializada el tema de presión, factor sumamente importante y poco investigado, sobre todo para las pequeñas oscilaciones al nivel del mar que resultan sumamente molesta con el contenido de humedad y temperaturas (costas y climas subtropicales), tampoco se estudió en profundidad, salvo en caso particulares, los efectos de baja presión en los mineros de alta montaña, donde entra en juego el rema de bajas temperaturas, humedad y grandes oscilaciones de temperaturas, el cual es un problema en la región Andina de nuestro país.

La temperatura ideal para realizar una tarea en particular siempre dependerá del hombre que la lleve a cabo, (su estado físico, su aclimatación su costumbre, etc.)

Cada autor conseja la temperatura de acorde a su origen, (medio ambiente de su lugar de trabajo o investigación), la mayoría de los datos que se cuentan en el país provienen del hemisferio norte, donde se por ejemplo se da como recomendación para tareas en oficina o trabajos sedentarios la temperatura debe variar entre 16 y 20 °C, mientras que en la actividad fabril entre 12 y 15 °C

En Europa existen indicaciones sobre las temperaturas mínimas aconsejadas para diferentes puestos de trabajo sin dar indicaciones sobre la humedad relativa ambiente. , por ejemplo:

En épocas estivales los valores antes dados deben ser sobre pasados en función a la mayor temperatura exterior aunque estas fueran salas refrigeradas.

Los valores antes dados difieren con los que da Schmidke, (ver figura 11.64)

Figura 11.64. Recomendaciones de la temperatura de trabajo

En las figuras 11.65. y 11.66. se dan valores correspondientes de límites de soportabilidad que están asociados a la energía consumida por la actividad y el tiempo de trabajo para tareas que se realicen en ambientes húmedos, tema que se tomará más adelante.

Figura 11.65. Límites razonables de temperatura para trabajos que se realicen diariamente

Figura 11.66. Tiempo de trabajo permitido para un medio ambiente húmedo y una trabajo corporal que insume 450 kcal/h (Según Mc Connel y Yaglou

También la época del año influye en el rendimiento del trabajo como consecuencia de lo benigno o agresivo del clima dado que esto no es lo mismo para la Patagonia que para Formosa, cada lugar tiene una época de mayor confortabilidad que no tiene que coincidir con la de otro. Además hay que agregar que de una actividad a otra también hay influencias como consecuencia de la existencia o no de carga térmica, lo que se combina con el clima si este es o no frío.

El cansancio, que puede bien provenir de efectos climáticos es un elemento que incide en el aumento de los accidentes, según Anderson esto se debe a una tendencia del estado de salud del individuo, debido a la correlación existente con las enfermedades en las vías respiratorias, además encontró una relación con la pérdida de rendimiento debido a las altas temperaturas durante el verano, (de aproximadamente un 3 %, llegando algunas veces al 5 %), en su investigación comprobó la relación de esto con el dormir mal por la temperatura a la noche (superior a 27 °C) y a comida inapropiada, (con exceso de calorias).

Nota:
En casos extremos se recurre para bajar las temperatura a distintos sistemas de refrigeración, (haciendo circular el aire por superficies frías), con hielo,, salmuera o con algún otro refrigerante.

El efecto de las bajas temperaturas también es perturbante, el frío se combate con distintos sistemas de calefacción.

En la figura 11.67. se dá a título de referencia una relación entre la temperatura y la velocidad de movimiento del aire sobre la base del tipo de trabajo

Figura 11.67.
En la figura 11.68. se agregan más datos sobre recomendaciones de temperaturas en distintos locales

Figura 11.68. Temperaturas convenientes en distintos locales (Según The Amrican Society of Machanical Engineers)

En cuanto a la aclimatación del medio ambiente se recomienda procurar que la diferencia de temperaturas externa e interna no supere los 4 *C, además, según Gradjean para una humedad relativa del 50% deben mantenerse los límites de la siguiente tabla. (Figura 11.69.)

Figura 11.69. Relaciones ideales entre temperaturas externas e internas en verano (según Grandjean, 1969)

Las diferencias de las temperaturas entre las ventanas, ventanales, paredes, etc. y el aire debe ser el menor que sea posible para no perder el calor por radiación, además hay que tener en cuenta que por más que el aire del medio ambiente llegue a ser muy agradable la presencia de ventanas o reas de superficies frías dan una sensación muy desagradable, siendo la diferencia máxima recomendable para guardar el confort en estos casos del orden del + 2 *C.

El disconfort por diferencias térmicas muy marcadas se dan en paredes exteriores mal aisladas, sistemas de calefacción mal balanceados o con deficiente instalación, grandes ventanales, etc.

Grandjean determinó que en un edificio moderno con un 50% de su superficie exterior compuesta por ventanas pierde a través de ellas el 82% del calor y el 18% restante a través de sus paredes, techo y piso. De lo anterior queda perfectamente señalado que toda medida de aislamiento térmica a encarar debe comenzar por las ventanas.

Es aconsejable que la temperatura de las habitaciones calefaccionadas de todo edificio no exceda de los 24 *C pues no se justifica por razones de agradabilidad valores mayores y además no sobrecargar el salto térmico entre el interior y el exterior cuando salgan las personas del edificio, también se recomienda que la velocidad de movimiento del aire en los lugares de trabajo no exceda de 0,1 m/s, también la humedad relativa por razones fisiológicas debe estar acotada entre 40 y 65%. Hay que tener en cuenta que valores menores producen el resecamiento del ojo y de las vías respiratorias, y valores superiores disminuyen la posibilidad de evaporación de la transpiración, disminuyendo el confort del medio ambiente.

EFECTOS DEL CLIMA

Todo estudio tiene que tener en cuenta que la aclimatación ofrece ventajas tales como:

Como inicio de la tarea se debe comenzar como es lógico con la recopilación de datos, tales como:

Para luego actuar sobre las probables medidas de corrección:

Figura 11.70. Esquema de ejemplo de un diagrama de investigación de un problema con carga térmica (Concepto de ventilación y formación del clima)

Nota:
En los lugares que no es viable por los procesos de fabricación tener un índice de humedad adecuado, como el indicado en el punto anterior, como puede ser en la fabricación de tejidos, es conveniente tener en movimiento el aire a una velocidad superior a la señalada anteriormente, con el fin de lograr un clima más soportable

Figura 11.70. Relación entre la humedad relativa y la temperatura del aire

TRABAJO A BAJAS TEMPERATURAS

Las exposiciones al frío intenso de las personas suele ser el resultado de situaciones aleatorias y/o accidentales, las cuales no se pueden evitar. Son considerados ambientes fríos a aquéllos donde al balance térmico determinado sobre la base de los intercambios de calor por convección y radiación son negativos.

El organismo humano tiene varios medios para contrarrestar el efecto de las bajas temperaturas, estos los podemos dividir en:

Reacciones térmicas:
Como ya mencionamos la variación de la temperatura de la superficie de la piel es una de las reacciones, en la que juega un importante papel la temperatura del medio ambiente y la velocidad de desplazamiento del aire, (ver figuras 11.71. y 11.72).

Reacciones del sistema circulatorio:
También como ya se mencionó la exposición a las bajas temperaturas produce una disminución de la frecuencia cardíaca, Leblanc en 1975 determinó que exposición a las bajas temperaturas, de la cara, lleva a una disminución del ritmo cardíaco, con un aumento de las presiones sistóliticas, las que pueden llegar de 20 a 40 Tor, siendo las variaciones de la frecuencia cardíaca proporcionales a las variaciones de la temperatura de la superficie de la cara, (ver figura 11.73.).

Figura 11.71.
Figura 11.72.
Figura 11.73.

Reacciones metabólica:

En el caso que la protección que posea la persona contra el frío sea insuficiente, el consumo de energía aumenta, (aumento del metabolismo para compensar las pérdidas de calor).

Como el consumo de energía en este caso se produce por un aumento del consumo metabólico de los músculos esqueléticos, manifestando en primer lugar un aumento del vigor y luego surgen escalofríos (tiritona), ver figura 11.74.).

Figura 11.74. Situaciones clínicas progresivas de hipotermia (Según American Family Phisician, 1982)

Síntomas en el hombre:
El primer síntoma que aparece a modo de advertencia para quién se exponga (como reacción del cuerpo) ante el estrés de frío, es la sensación de dolor en las extremidades, pero el problema más grave es el descenso de la temperatura corporal interna, considerando como límite aceptable de descenso de la temperatura interna de 36 °C, dado que a partir de este punto comienzan a aparecer efectos en forma gradual que van desde una reducción de la actividad mental (disminución de la capacidad de toma de decisiones), hasta la perdida del conocimiento con el riesgo de muerte que ello representa.

Como se estableció antes la temperatura rectal normal de una persona es de 37,6 °C, ante la exposición a aire frío o inmersión en agua fría, surgen una serie de reacciones en cadena que comienzan con la pérdida de calor, dado que el producido por el cuerpo es inferior a la pérdida, cuando la pérdida llega a 36 °C, se produce un incremento del metabolismo interno Como se mencionó), ante la necesidad de recuperar el calor perdido (búsqueda del equilibrio térmico), dado el caso que la exposición al frío continúe, la persona comenzará experimentar manifestaciones clínicas en forma progresivas de la hipotermia, en la siguiente secuencia:

En ambientes cerrados con bajas temperaturas, el organismo se torna sensible, la sensación de frío está dada por la temperatura del aire, la velocidad de desplazamiento del mismo y en una medida menor la humedad relativa ambiente, la imposibilidad de no poder influir sobre estos factores, obliga a utilizar ropa de abrigo (para dar confort y evitar enfermedades), la que siempre acarea incomodidad en los movimientos.

Los daños a la salud que puede generar el frío son:

En el caso de tareas de tipo tecnico-informativo o informativo-mental, las bajas temperaturas llevan a una disminución de la capacidad de concentración de los individuos como también de la pérdida de reacción, tendencia a aumentar los errores; también se pierde destreza en los movimientos de los dedos, disminuyendo la velocidad de trabajo, esto se ve en las tareas de tipeo.

Como causa del frío disminuye más la habilidad (destreza) en los dedos, que en el resto del cuerpo

La vestimenta adecuada puede con pendas los efectos del frío pero bajo ciertas circunstancias puede resultar molesta

Figura 11.75. Disminución de la habilidad manual por acción del frío (Según Wenzel, Piekarski en 1980)

Como consecuencias de las bajas temperaturas, aunque esta no lleguen a 5°C, el hombre pierde su sensibilidad en las manos como consecuencia de la disminución de temperatura de los dedos, esto se puede apreciar en el trabajo de Wenzel y Piekarski, (ver figura 11.75.).

Medidas correctivas para situaciones de bajas temperaturas

Antes que tomar cualquier medida se debe considerar el control sobre las funciones fisiológicas, el cual consiste en considerar las características de la persona expuesta, su grado de aclimatación al frío y adaptación a él

El intercambio de calor se efectúa en forma proporcional a la superficie de la piel (fundamentalmente en las extremidades), por lo tanto la relación superficie/peso es un factor de suma importancia, una persona delgada y alta tiene que recibir más calor que una persona baja y gruesa para mantener la homeotermia.

Otro factor de importancia es la grasa subcutánea, dado que la conductibilidad térmica de la capa de grasa es menor que la de los músculos, en consecuencia la pérdida de calor a través de la piel es menor cuanto mayor es el espesor de la capa de grasa subcutánea.

Figura 11.76. Influencias del pináculo adiposo sobre el descenso de la temperatura rectal en el transcurso del tiempo para una persona expuesta al frío

Ya en el punto 11.2. hablamos de aclimatación y también en el punto 11.3. pero lo hicimos mencionando las altas temperaturas más que las bajas, podemos decir que en las bajas temperaturas la aclimatación del cuerpo se presenta en la reducción de los escalofríos y un aumento de la presión arterial.

La pérdida del calor por efecto de la exposición a bajas temperaturas puede tener consecuencias graves sin que se alcancen los límites anteriores establecidos, muchos de los accidentes de trabajo son consecuencia de la pérdida de destreza o de la capacidad mental del de la persona expuesta, sin tomarse medidas preventivas adecuadas.

En los trabajos que se requiera destreza manual, se deben tomar medidas cuando la exposición exceda los 25 minutos en ambientes con temperaturas inferiores a los 15 °C, con el objetivo de mantener las manos calientes, para ello siempre que no se realicen tareas a la intemperie, se pueden colocar equipos de calefacción (aire caliente, calor radiante, etc.), o por medio de la utilización de guantes adecuados, (si estos no interfieren con la destreza requerida por la tarea, los mandos de las máquinas y/o equipos, las herramientas, etc.)

Nota:
Es importante diseñar los mandos y controles manuales, en los puestos de trabajo a bajas temperaturas, de manera tal que puedan ser operados con guantes y el mismo criterio emplearlo en la elección y compra de las herramientas de uso manual

En las tareas que se realicen a temperaturas inferiores a los 5 °C se debe suministrar al trabajador ropa adecuada, cuya elección dependerá del tipo de actividad a desarrollar y del nivel de frío, cumpliendo la función protectora dentro del marco ergonómico, asegurando una mínima transpiración o efecto adecuado de ventilación para evitar que las prendas interiores se mojen por la transpiración, exista una correcta libertad de movimientos y considerar además la posibilidad de poseer una capa impermeable exterior, para que eventualmente no se moje el interior de la ropa.

Figura 11.77. Valores TVL. Cuadro de trabajo/ calentamiento para un turno de trabajo de cuatro horas

En zonas de trabajo a la intemperie es bueno considerar la posibilidad de refugios para el caso de imprevistos cambios climáticos y/o accidentes, o para que los trabajadores puedan usarlos como reguladores para exposiciones de gran intensidad.

Los tiempos de descanso se efectuaran en intervalos regulares o cuando aparezcan signos de cansancio excesivo, somnolencia, irritabilidad, euforia o signos de congelamiento.

La ropa cuando se humedezca debe ser cambiada en forma inmediata y nunca ir a realizar la tarea con la ropa interior húmeda, dentro de este criterio es importante por lo tanto que el ritmo de trabajo no llegue a ser tan intenso que provoque la transpiración y con ello que la ropa se moje.

El suministro de ropa adecuada debe ser acompañado de una buena capacitación del correcto uso de la ropa de protección y de medidas de prevención:

Siempre que fuera posible se modificará el ciclo de trabajo estableciendo pautas adecuadas de trabajo – calentamiento, medidas de protección colectiva, (nunca deberá en condiciones extremas trabajar una persona sola siempre será acompañada por otra de apoyo y auxilio ante cualquier eventualidad

En caso que sea posible la zona de trabajo será apantallada, para disminuir la velocidad del aire

Figura 11.78. Indices de enfriamiento por efecto del viento: Adaptación a trabajos realizados por el Ministerio del Medio Ambiente, Servicio del Medio Sambiente Atmosférico de Canada

Figura 11.79. Velocidades de enfriamiento por efecto del viento Ministerio del Medio Ambiente, Servicio del Medio Sambiente Atmosférico de Canada