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Fecha de Publicación: 14/2/2003
Ergonomía

Desarrollo de los Métodos Fisiológicos - 1º Parte



Nota:
Ante de comenzar a desarrollar algunos de los muchos métodos debemos indicar que el calor metabólico se expresa en kcal/h como lo venimos indicando pero también se los hache en otras unidades para lo cual se tiene:

1 kcal/hora = 3,97 BTU/ h = 1,6 Watts

4Btu aprox 1 kcal

Uno de los métodos fisiológicos es el métodos del Indice de Temperatura Efectiva (TE), este método solo se utiliza como criterio de evaluación del confort térmico dado que no toma en cuenta la carga metabólica ni las influencias de la carga térmica total de aporte por radiación.

El método de SE TE basa en el estudio de las respuesta de grandes grupos de personas, de las cuales se toman las observaciones y se las lleva a diagramas psicométricos modificados, permitiendo de esta manera evaluar una temperatura la cual nos indica el grado de confort del medio

En los puestos de trabajo las condiciones climáticas se determinan por medio de las siguientes magnitudes:

  • Temperatura del aire (temperatura a bulbo seco) en *C.
  • Humedad relativa porcentual del aire (temperatura de bulbo húmedo en *C).
  • Temperatura radiante media en *C.
  • Velocidad del aire en m/s.

Como referencia sobre aparatos de medición y la manera de efectuarla hay estudios realizados por Wenzel y Piekarki en 1980, además están las Normas Din 33403 partes 1, 2 y 3.

De la magnitudes básicas mencionadas surge el desarrollo de las tablas de combinaciones equivalentes para la apreciación del clima en el medio ambiente.

Dichos valores tienen en cuenta que combinaciones distintas de humedad relativa, velocidad del aire (viento) y temperatura ambiente pueden dar la misma sensación climática, estas combinaciones sin tener en cuenta la temperatura efectiva según Yaglou, basada sobre la temperatura de un ambiente con el 100 % de humedad relativa y con una velocidad del aire (viento) de tan solo 0,1 m/s.

Mediante un ensayo Wenzelk y Piekarski en 1980 que describiremos determinaron la llamada temperatura efectiva, la prueba consiste en la determinación de combinaciones climáticas bajo las cuales un individuo percibe la misma sensación térmica, en la figura 11.21. se observa la forma como se realizan los ensayos para la determinación de la temperatura efectiva (NET).

La temperatura referida a una persona vestida se denomina Temperatura Efectiva Normal (NET), la misma se mide en °C y se determina de un nomograma el cual describiremos más adelante.

Si la temperatura del aire (temperatura de bulbo seco) difiere mucho de la temperatura radiante media debe emplearse la "temperatura del globo" en lugar de la temperatura del

Figura 11.21. Determinación de la temperatura efectiva (Según Wenzel, Piekarski en 1980)

bulbo seco, pues se trata de determinar la llamada Temperatura Efectiva Normal Corregida (CNET), que es la suma de la temperatura de irradiación y de la temperatura de bulbo seco.

A parte de la NET y de la CNET hay una serie de magnitudes en uso, cuyos valores para las mismas condiciones climáticas varia considerablemente, en los casos críticos se recomienda usas distintos métodos de evaluación, para asegurarse los resultados dada la importancia que se tiene. Hay que hacer notar que el objetivo primordial es el cálculo de la temperatura efectiva para implementar medidas correctivas o de protección con la finalidad de aproximarse lo más posible a las condiciones óptimas de ambiente (clima ideal u óptimo).

Cuando se habla de condiciones climáticas óptimas se quiere referir ala confort del lugar, el grado de confort climático (térmico), no solo está dado por las magnitudes climáticas básicas o de la temperatura efectiva, sino también por la tarea, forma con que se lleva a cabo y la vestimenta.

El confort térmico no se puede definir con exactitud en formas individual, sino que se debe realizar en forma grupal, para poder tener precisión, la cual mayor ser cuanto mayor sea el grupo de personas, ya que en forma individual se presentan considerables diferencias en la apreciación del clima.

Sobre la base de apreciaciones del clima se desarrollan las denominadas curvas de confort que tienen en cuenta las condiciones térmicas, la actividad y la vestimenta.

Figura 11.22. Apreciación del clima por un grupo de personas (N=1300, humedad relativa = 50%, velocidad del aire = 0,1 m/s, vestimenta liviana)

También hay encuestas sobre la apreciación del clima según la estación del año, las hechas por Grandjean demostraron que la confortabilidad promedio varia siendo desplazada hacia temperaturas más altas en verano, ver figuras 11.23. y 11.24.


Encuesta sobre la sensación térmica, en oficinistas, en una prueba aleatoria en invierno (Según Grandjean 1964/65)

 

Figura 11.23.


Encuenta sobre la sensación en el cuerpo

Figura 11.24.

Otro elemento que entra en juego en la agradabilidad de un clima es la velocidad de movimiento del aire hecho que se observa en la figura 11.25


Porcentaje de descontentode personas que realizan tareas administrativas trabajando con ropa de oficina /trabajo liviano 100w)

Figura 11.25


Valor límite para la velocidad del aire según la norma DIN 1946 (1979) tomada en 1978 para el disconfort, con oscilaciones períodicas de 0,1 Hz, límite para velocidad máxima del 2% del valor tomando previamente la velocidad del aire

Figura 11.26.

El índice TE hace intervenir la temperatura seca, la húmeda y la velocidad de movimiento del aire, en figuras anteriores pudimos apreciar distintas relaciones entre estos parámetros, pero nos hace falta ver la relación existente entre la temperatura de bulbo húmedo y la de bulbo seco por ello esta se presenta en la figura 11.27.

La TE es representada en ábacos los cuales varían mucho según el autor, esto no se debe a una diferencia de criterio o a errores, sino que estas diferencias aparecen como consecuencia de la falta de una normalización sobre como debe tomarse, entonces cada investigador aplica su criterio, se deben hacer las mediciones con la persona desnuda, parcialmente vestida, con ropa liviana, de invierno, etc., por ello antes de usar un ábaco hay que verificar la información para saber como se encontraba el hombre durante el estudio.

En la figuras 11.28. y 11.29. se presentan dos gráficos tomados con distinto criterio y si se desea ahondar más en el anexo 2.11. hay un tercero para poder comparar.

La forma de uso de los nomogramas es sumamente sencilla partiendo de los datos de las temperaturas de bulbo húmedo y de bulbo seco en el medio ambiente, se unen estas en gráfico con un línea recta, y en la intercesión de esta con la correspondiente curva de velocidad de desplazamiento del aire en el lugar que se está investigando se obtiene un punto, se verifica cual es la temperatura efectiva correspondiente a él viendo cual línea oblicua casi perpendicular a la de las velocidades del aire pasa.


Relación entre la temperatura de los termómetros del bulbo húmedo y de bulbo seco en función de la humedad relativa

Figura 11.27.


Figura 11.28. Alaco de temperatura efectiva, válido para personas con el torso desnudo. (Según Kerslake 1972)

Figura 11.29. Abaco de temperatura efectiva, válido para personas vestidas normalmente

También está el índice de temperatura efectiva corregida ICNET, el cual surge del CNET temperatura efectiva normal corregida, esto es como se intuye debido a que el índice de la temperatura efectiva como se mencionó no hace intervenir el intercambio de calor por radiación.

El índice de temperatura efectiva es solo apto dende no existan fuentes que irradien calor, por lo tanto en zonas donde hay focos de radiación elevada como se hornos, inyectoras de plástico, etc. no es útil.

Para poder aplicar este índice en los lugares mencionados se hicieron una cantidad de correcciones, con la intención de hacer intervenir la temperatura radiante media a través de la lectura en untermómetro de globo (Tg).

En los casos que existe una tasa alta de radiación, las correcciones que se realizan son:

  • Se coloca la temperatura de globo Tg en la escala d la temperatura seca (sustituir Tg por Ta)
  • Se busca en un diagrama psicrométrica, la temperatura húmeda que corresponda al aire (con la misma humedad absoluta), si se calentase desde la temperatura seca Ta, hasta la temperatura de globo Tg.
  • La temperatura húmeda corregida en la escala de la temperatura húmeda.
  • Uniendo los puntos y en donde corta el ábaco de la velocidad de movimiento del aire correspondiente , se toma la temperatura que es la temperatura efectiva corregida.

En la figura 11.30. es la tabla de los valores límites de temperatura efectiva corregida en °C en función del metabolismo y del estado de aclimatación de la persona, estos índices que se utilizan para determinar el grado de confort, otro ábaco utilizado es el el dr la figura 11.31.

Metabolismo
Persona no aclimatada
Persona aclimatada
M = 220 W
M = 350 W
M = 530 W
30
28
26,5
32
30
28,5

Figura 11.30.

 



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