Carga Térmica – Generalidades

LOS MÉTODOS INSTRUMENTALES DE EVALUACIÓN

Son los que tratan de establecer modelos físicos que determinen las reacciones del hombre cuando es sometido a condiciones termohigrométricas, por el empleo de la cuantificación de factores externos, dentro de ellos podemos mencionar el índice WBGT, (método de temperatura de globo y bulbo húmedo), el cual fue desarrollado por Yaglou y Minard en 1957, (para controlar la exposición del personal de la Marina de los EE.UU.), que ha sido adoptado como valor permisible promedio (TLV) por la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), debido a su simplicidad, rapidez de utilización en puestos de trabajo expuestos al calor y eficacia. El mismo utiliza la tamperatura de globo, la temperatura húmeda y el valor de carga metabólica, fue adoptado en el Decreto regalmentario 351/79 ANEXO II, Capítulo 8 artículo 60. (Ver figura 11.8.)

Si bien existen métodos más precisos como el del «índice de tensión térmica», los parámetros intervinientes que denotan los aportes y pérdidas de calor de los individuos en estudio, como el conocimiento de cada carga interviniente que afecta el balance térmico, hacen difícil el cálculo, como la exacta determinación de cada valor, por lo cual no pueden competir con la facilidad de las mediciones necesarias en el método WBGT.

Anexo II Correspondiente al art. 60 de la Reglamentación aprobada por Decreto 351/79 CAPITULO VIII CARGA TERMICA 1) Instrumental a emplear Los aparatos que se enumeran a continuación constituyen un conjunto mínimo para la evaluación de la carga térmica, sin excluir otros que puedan cumplir eficientemente los mismos objetivos, siempre que sus resultados sean comparables con los obtenidos con la metodología fijada por esta reglamentación. a) Globotermómetro Se medirá con éste la temperatura del globo y consiste en una esfera hueca de cobre, pintada de color negro mate, con un termómetro o termoculpa inserto en ella, de manera que el elemento sensible esté ubicado en el centro de la misma, con espesor de paredes de 0,6 mm. y su diámetro de 150 mm. aproximadamente. Se verificará la lectura del mismo cada 5 minutos, leyendo su graduación a partir de los primeros 20 minutos hasta obtener una lectura constante. b) Termómetro de bulbo húmedo natural Se medirá con éste la temperatura de bulbo húmedo natural y consiste en un termómetro cuyo bulbo estará recubierto por un tejido de algodón. Este deberá mojarse con agua destilada durante no menos de media hora antes de efectuarse la lectura, se prolongará aproximadamente una longitud igual a la del bulbo y estará sumergido en un recipiente conteniendo agua destilada. 2) Estimación del calor metabólico Se realizará por medio de tablas según la posición en el trabajo y el grado de actividad. Se considerará el calor metabólico (M) como la sumatoria del metabolismo basal (MB), y las adiciones derivadas de la posición (MI) y el tipo de trabajo (MII), por lo que: M= MB + MI + MII En donde: a) Metabolismo Basal (MB) Se considerará a MB = 70W b) Adición derivada de la posición (MI) Posicion de cuerpo MI (W) Acostado o Sentado 21 De pie 42 Caminando 140 Subiendo pendiente 210 c) Adición derivada del tipo de trabajo. Tipo de trabajo MII (W) Trabajo manual ligero 28 Trabajo manual pesado 63 Trabajo con un brazo: ligero 70 Trabajo con un brazo: pesado 126 Trabajo con ambos brazos: ligero 105 Trabajo con ambos brazos: pesado 175 Trabajo con el cuerpo: ligero 210 Trabajo con el cuerpo: moderado 350 Trabajo con el cuerpo: pesado 490 Trabajo con el cuerpo: muy pesado 630 Coef.= 1,163 para pasar de K cal/H a Watt. 3) Evaluación de la carga térmica A efectos de evaluar la exposición de los trabajadores sometidos a carga térmica, se calculará el Indice de Temperatura Globo Bulbo Húmedo (TGBH). Este cálculo partirá de las siguientes ecuaciones: a) Para lugares interiores o exteriores sin carga solar TGBH = 0,7 TBH + 0,3 TG. b) Para lugares exteriores con carga solar TGBH = 0,7 TBH + 0,2 TG + 0,1 TBS. Donde: TGBH: índice de temperatura globo bulbo húmedo TBH: temperatura del bulbo húmedo natural TBS: temperatura del bulbo seco TG: temperatura del globo. Las situaciones no cubiertas por la presente reglamentación, serán resueltas por la autoridad competente de acuerdo a la mejor información disponible. LIMITES PERMISIBLES PARA LA CARGA TERMICA Valores dados en C grados – TGBH Régimen de trabajo y descanso Tipo de Trabajo Liviano (menos de 230 W) Moderado (230-400W) Pesado (mas de 400W) Trabajo continuo 30,0 26,7 25,0 75% trabajo y 25% descanso cada hora 30,6 28,0 25,9 50% trabajo y 50% descanso cada hora 31,4 29,4 27,9 25% trabajo y 75% descanso cada hora 32,2 31,1 30,0 Trabajo continuo: Ocho horas diarias (48 horas semanales). Si el lugar de descanso determina un índice menor a 24 grados C (TGBH) el régimen de descanso puede reducirse en un 25%.

Figura 11.8. Anexo II, correspondiente al artículo 60 de la reglamentación aprobada por el Decreto N° 351/79. Capítulo 8 Carga térmica

Al no poder efectuarse la medición de la temperatura corporal para supervisar la carga térmica en el hombre, este método usa la medida de factores ambientales que más estrechamente se correlacionan con la temperatura corporal interna y demás respuestas fisiológicas

El valor del índice WBGT se obtiene por ponderación mediante ecuaciones apropiadas de la Temperatura del globo (Tg), Temperatura seca (Ts) y Temperatura húmeda (Th):

1- Exteriores con carga solar:

WBGT = 0,7 Th + 0,2 Tg + 0,1 Ts

2- Interiores o exteriores sin carga solar:

WBGT = 0,7 Th + 0,3 Tg

De donde:

WBGT = Temperatura de globo y bulbo húmedo según la ecuación en °C
Th = Temperatura natural de termómetro de bulbo húmedo en °C
Tg = Temperatura del termómetro de globo en °C, algunos autores la denotan como T
Ts = Temperatura del bulbo seco °C

La forma de la determinación del Indice WBGT, la descripción del instrumental y las condiciones bajo las que se han de efectuar las mediciones de los parámetros intervinientes están denotados en las Normas ISO 7243 (estimación del estrés térmico en el ambiente de trabajo basada en el índice WBGT) e ISO 7726 (ambientes térmicos, instrumentos y métodos para la cuantificación de magnitudes físicas)

Las temperaturas WBGT determinadas para unas condiciones específicas, se comparan con las temperaturas WBGT máxima admisible para condiciones esas condiciones de trabajo, ver figura 11.9.

Régimen de Trabajo – descanso	Carga de trabajo
–	Ligera	Moderada	Fuerte
Trabajo continuo 75% de Trabajo + 25% de descanso cada hora 50% de Trabajo + 50% de descanso cada hora 25% de Trabajo + 75% de descanso cada hora	30,0 30,6 31,4 32,2	26,7 28,0 29,4 31,1	25,5 25,9 27,9 30,0

Figura 11.9. Valores permisibles de exposición al calor en °C (Según la American Conference of Govermmental Industrial Hygienist)

Este método tiene el inconveniente que al basarse en la Temperatura de globo, la Temperatura del bulbo seco y la Temperatura del bulbo húmedo, indirectamente está ponderando otras variables que influyen sobre ella, como son la temperatura del aire, la velocidad de se desplazamiento y la temperatura media radiante, no siendo sensible a los cambios de estas variables una a una, además este método no considera la aclimatación, la cual hay que considerar efectuando correcciones, otro elemento a tener en cuenta es la ropa que usa el hombre su forma física (si es obeso o no), su edad, etc.

Otro problema de este método es que denota la situación de disconfort o de riesgo, pero no denota el grado y su efecto a largo o corto plazo.

La aplicación de este método no es uniforme existen distintos criterios de los cuales describiremos algunos, tales como:

NIOSH
ACGIH
OSHA
ISO

CRITERIO NIOSH:

El NIOSH, utilizando el método del WBGT, determinó un nivel promedio para una exposición continua de una hora de duración o intermitente durante un tiempo de dos horas, de 26,1°C por encima del cual las personas expuestas deben seguir un proceso de aclimatación, beber agua y tomar sal, usando ropa de protección, (previamente se debe tratar de reducir las cargas térmicas ambientales sobre la persona).

Los valores límites que deben aplicarse son los establecidos en la figura 11.10., los mismos están establecidos para períodos continuos de trabajo de dos horas de duración a la exposición más desfavorable en la jornada laboral, los valores WBGT determinados y las cargas de trabajo serán los valores promedios ponderados en el tiempo para el período de dos horas en cuestión

Este método obliga a tenerse en cuenta en la evaluación térmica, que junto con el índice determinado, el metabolismo correspondiente a la actividad y la duración de la exposición (o exposiciones), según la figura 11.10.

Si en un mismo día de trabajo una persona está expuesta a distintas condiciones ambientales, se debe determinar el índice WBGT que pondere las distintas exposiciones, con los tiempos de duración de cada una de ellas mediante el empleo de la siguente ecuación:

En donde

(WBGT)i = Cada uno de los índices calculados
WBGTm = Indice medio
ti = Tiempo de permanencia respectiva a cada índice

CARGA DE TRABAJO	VALORES PERMITIDOS DE WBGT °C
	Velocidad del aire < 1,5 m/seg	Velocidad del aire > 1,5 m/seg
Ligera < 200 kcal/h	30	32,2
Moderada 200 – 300 kcal/h	27,8	30,5
Pesada 300 kcal/h	26,1	28,9

Figura 11.10. Valores límite permitidos de WBGT en gardos centígrados en función de la exposición al calor en el lugar de trabajo. (Según el Ds H. S. Belding y otros)

Si en un mismo día de trabajo una persona está expuesta a distintas condiciones ambientales, se debe determinar el índice WBGT que pondere las distintas exposiciones, con los tiempos de duración de cada una de ellas mediante el empleo de la siguente ecuación:´

En donde

(WBGT)i = Cada uno de los índices calculados
WBGTm = Indice medio
ti = Tiempo de permanencia respectiva a cada índice

CRITERIO AACHS:

El «Atandard Advisory Committe en Heat Stress» aconseja, para los casos de tareas con carga térmicas, teniendo en cuenta la velocidad del aire y el tipo de trabajo, cuando este se efectúe en distintos ambientes en la misma jornada laboral, el cálculo del índice WBGT, debe ser hecho utilizando el período de dos horas más caluroso de la jornada

La figura 11.11. presenta un diagrama psicométrico, la comparación de os valores límites del método WBGT, propuestos por el «Atandard Advisory Committe en Heat Stress», para un trabajo de 300 Kcal/h, para bajas y alta velocidad del aire, con los valores índice calculados por los métodos de «Temperatura Efectiva» y de «Tensión Térmica», las líneas continuas corresponde a los estados determinados de idéntico Indice de Tensión Térmica, con un caudal de transpiración de l/h y una temperatura de la piel (Tp) igual a 35 °C.

Cuando en el lugar de trabajo las condiciones de saturación del aire con vapor de agua (humedad relativa próxima a 100%), se observa una convergencia de los valores determinados por los tres métodos, pero cuando la temperatura radiante (del globo) son altos y la humedad relativa baja, el método WBGT da valores que difieren con los fisiológicos, pero van en beneficio de la seguridad de las personas expuestas, de igual forma, los valores obtenidos por método de Temperatura Efectiva, independientemente de la velocidad del aire, los valores obtenidos son menos próximos a los fisiológicos que los del método WBGT

Figura 11.11. Comparación de índices térmicos

CRITERIO ACGIH:

La ACGIH en sus tablas TLV¨s, las temperaturas determinadas por el método WBGT propuestas para la persona que se encuentre aclimatada o no se rigen por lo establecido en las figuras 11.12. y 11.9., en el Anexo 11-1 figuras Ane 11.1.1 y 11.1.2.

El índice de estrés térmico se obtiene de :

La carga térmica soportada en WBGT
———————————————————————–
La carga máxima que pueda soportarse en le tarea

En el caso de tareas donde la exposición al calor y el esfuerzo muscular son intermitentes en cálculo se efectúa por la siguiente ecuación:

En donde:

T = Valores medidos en los distintos intervalos de trabajo y/o descanso durante el
período total de trabajo
t = Duración (en minutos) de cada intervalo

Figura 11.13.

CRITERIO OSHA

La falta de valores que evalúen la incidencia de la velocidad del aire hace que en determinados casos los resultados obtenidos no lleguen a ser correctos, por ello la OSHA, introdujo en la normalización de este índice este factor, los valores están representados en la figura 11.14.

CARGA DE TRABAJO	BAJA VELOCIDAD DEL AIRE (HASTA 90 m/min)	ALTA VELOCIDAD DEL AIRE (SUPERIORES A 90 m/min)
Ligera (200 kcal/hora o menor)	30	32
Moderado (201 kcal/hora a 300 kcal/hora)	28	30,5
Pesado (superiores a 300 kcal/hora)	26	29

Figura 11.14. Valores umbrales WBGT en °C

CRITERIO ISO 7243

Según la Norma ISO 7243 los valores determinados por el método WBGT admisibles se indican en las figuras 11.15. y 11.16. en el Anexo 1.11 ver figura Ane 1.11.3.

Temperaturas WBGT para diferentes régimenes de Trabajo – descanso

-..-..- 25% trabajo – 75% descanso/hora	– – – – 75% trabajo – 25% descanso/hora
-.-.-.-50% trabajo – 50% descanso/hora	___Trabajo continuo

Figura 11.15.

Figura 11.16. Valores de referencia WBGT correspondientes a diversas situaciones

 

 

Lic. José Luis Melo