ALGUNAS CONSIDERACIONES DE LA SOBRECARGA TÉRMICA Y SU REPERCUSIÓN EN TRABAJADORES
Autor: Ms.C. Consuelo Padilla Méndez y Dr. Juan Marsán Castellanos
OTROS CONCEPTOS Y HERRAMIENTAS DE RR.HH.
05-2006
En el presente trabajo se analizan los resultados de un grupo de
investigaciones que fueron diseñadas con el objetivo de conocer las
características de las edificaciones industriales así como la
repercusión de la sobrecarga térmica en aspectos como la productividad
del trabajo, la fatiga al finalizar la jornada laboral y la tensión
térmica resultante.
Estas investigaciones contemplaron actividades industriales y a la
intemperie.
Introducción:
Los efectos desfavorables de los ambientes calurosos provocan pérdida de
la motivación por la actividad, disminución de la concentración y de la
atención con el incremento en consecuencia de accidentes y una
disminución en la calidad del trabajo y del rendimiento que puede, según
diversos autores decaer hasta el 40%1-2.
El ambiente térmico puede ser evaluado a través de sus factores
constituyentes como son: la temperatura del aire, la humedad del aire la
velocidad del aire y la temperatura de radiación. Las exposiciones
pueden ser clasificadas en cuatro tipos ,atendiendo a los valores
alcanzados de los parámetros constituyentes:
‑ Confort o bienestar térmico
‑límites permisibles
‑críticas por calor
‑críticas por frío
Los ambientes críticos por calor pueden provocar diferentes patologías,
como la fatiga, el golpe de calor, la hiperpirexia, la deshidratación
entre tras. Mondelo3 plantea que se ha observado también irritabilidad,
agresividad, distracciones, incomodidad, reducciones en los rendimientos
físico y mental.
Estas situaciones bajo la influencia de valores críticos pueden incluso
provocar la muerte.
Las exposiciones críticas por calor son más frecuentes en nuestro país,
se pueden encontrar en siderurgias, fábricas de vidrio, construcción,
pesca y agricultura. Por esta razón las investigaciones han tratado los
problemas térmicos con mayor énfasis en los trabajos calurosos.
Actualmente con el desarrollo turístico se hace necesario estudiar
también el confort, ya que estos trabajos e incluso los huéspedes
requieren determinadas condiciones micro climáticas. Los trabajos en
pantallas de visualización de datos ha ido en aumento requiriendo
también estudios más detallados 4-5.
Al realizar las valoraciones del microclima laboral debemos tener
presente dos términos fundamentales: la sobrecarga térmica y la tensión
térmica.
La sobrecarga térmica no es más que la cantidad de calor que ha
de disiparse para que el organismo siga en equilibrio térmico y se
representa por la suma del calor metabólico (M),y de las ganancias o
pérdidas de calor por convección(C) y radiación(R).
El otro término corresponde a la tensión térmica que se define como la
modificación fisiológica o patológica consiguiente a la sobrecarga
térmica por ejemplo, aumento del pulso, de la temperatura corporal y de
la sudoración.
Las consecuencias fisiológicas y médicas no son directamente
proporcionales a la intensidad de la sobrecarga térmica en todo su
rango. En un rango más bien grande de temperaturas las funciones
fisiológicas son independientes de ésta.
Esto sucede en la zona de compensación plena, en cambio en la zona de
compensación limitada la tensión fisiológica se incrementa
exponencialmente, de tal forma que para altos niveles de sobrecarga
térmica un pequeño incremento de ésta provoca un gran incremento en la
tensión fisiológica.
El hombre para mantenerse vivo necesita estar en constante intercambio
de calor con el ambiente que lo rodea. Por ello al hablar de vida
tenemos que pensar en calor ,ya que el cuerpo humano es un generador
constante de calor, incluso en situaciones de reposo puede producir o
generar entre 65 y 80 w de calor en correspondencia con el sexo, la edad
y la superficie corporal.
Los valores del metabolismo pueden estimarse por tablas o en el
laboratorio a través del consumo máximo de oxígeno o del volumen minuto
respiratorio. En Cuba clasificamos el gasto energético en tres
categorías: ligero, moderado y pesado.
No solamente a través del metabolismo el cuerpo humano genera calor,
cuando se expone a temperaturas ambientes más calientes o a mayor
temperaturas que su piel o cuando está rodeado de objetos sólidos a
mayores temperaturas el cuerpo ganará calor también en el caso inverso
(temperaturas mas frías) el cuerpo perderá calor.
Aquí entran a jugar su papel los mecanismos de intercambio
térmico(el metabolismo, la convección, la radiación y la evaporación)
mediante ellos se llevará a cabo los intercambios térmicos entre el
cuerpo humano y el ambiente durante toda la vida del ser humano, o sea
es un movimiento constante de energía, que de desaparecer ,también lo
haría la vida misma y por tanto la sociedad.
Niebel1, plantea que hay que tener presente la temperatura del cuerpo
del trabajador por lo que debe determinarse los efectos acumulativos de
todas las fuentes receptoras del calor. Tanto las situaciones de
equilibrio térmico como de sobrecarga térmica entre el hombre y su
ambiente puede expresarse por:
M ± R ± C ‑E =A
Donde:
M = ganancia de calor por metabolismo
R = intercambio de calor por radiación
C = intercambio de calor por convección
E = pérdida de calor por evaporación
A = calor almacenado en el organismo
4.Indicadores utilizados para evaluar el microclima laboral.
Para valorar la sobrecarga térmica se han propuesto y utilizado
diferentes indicadores entre los que debemos mencionar por ser los más
utilizados internacionalmente y en nuestro país el Índice de Temperatura
Efectiva el cual se aplicó desde el 1923, el Índice de Temperatura
Efectiva Corregida (1946),el Índice de sobrecarga Calórica (1955) y el
Índice de Temperatura de Globo Bulbo Húmedo (1957).
En nuestro país se utilizó durante varios años la norma cubana 19‑01‑03
"Aire de la Zona de Trabajo6.Esta norma está basada en parámetros
independientes como son: temperatura del aire, humedad relativa del aire
y la temperatura de globo, con la consiguiente limitación que esto
implica en la interpretación de la misma.
En esta norma se plantean tres condiciones micro climáticas: óptimas permisibles y críticas; por lo que resulta necesario destacar que para la clasificación de las condiciones óptimas se consideró la evaluación de varios indicadores entre ellos la temperatura de la piel con los cuales se propuso la utilización de la expresión de Fanger7 para determinar los valores deseables del microclima.
Las restantes condiciones micro climáticas fueron clasificadas según
criterios de la literatura internacional y las respuestas subjetivas de
los individuos estudiados no estando sustentado por mediciones de las
respuestas fisiológicas.
Actualmente trabajamos con el Índice de Temperatura de Globo Bulbo
Húmedo el cual sido reconocido y recomendado por la Internacional
Organization for Standization (ISO)8.Al respecto Mondelo señala lo
siguiente: ventajas:1)Permite la evaluación del ambiente por medio de un
valor único que integra todos los parámetros del microclima,2)se
requiere para su evaluación de un equipamiento sencillo ,que puede
construir se en el país,3)el método de cálculo es sumamente fácil,
4) puede emplearse para la evaluación de ambientes calurosos bajo techo
y a la intemperie,5)permite su ponderación para niveles variables de
exposición. Como desventaja tiene las siguientes:
1) no aconsejable para ambientes muy secos (humedades relativas
inferiores al 30% y
2) no aconsejable para situaciones próximas al confort.
Repercusión de la sobrecarga térmica en los trabajadores cubanos
En Cuba durante una parte del tiempo las condiciones climáticas
desfavorables ocasionan no ya dificultades para la eliminación del
calor, sino que imponen carga adicional al organismo debido al calor
convectivo y al calor por radiación, lo que se suma o adiciona a la
carga calórica derivada del proceso tecnológico, convirtiendo en muchas
ocasiones, los lugares de trabajo" como indeseables". Esto conlleva a
una disminución marcada de la productividad del trabajo, elevado
ausentismo, inestabilidad de la fuerza de trabajo y a un mayor número de
accidentes.
Por ello se hace necesario solucionar con la mejora planificada y
paulatina de las condiciones micro climáticas y con la elaboración cada
vez de mejores proyectos de fábricas. Esta cuestión ataña a los
higienistas del trabajo, pero también en
igual medida a proyectistas del Ministerio de la Construcción ,al
personal docente de la Enseñanza Superior de pregrado y de postgrado en
la que se preparan ingenieros, arquitectos y médicos que deben enfrentar
la solución a estos problemas.
Pero para que se logre lo anterior se necesita de bases y principios
científicamente fundamentados, que muestren las soluciones más efectivas
y al mismo tiempo económicas de resolver este problema en nuestro país,
de manera de lograr una mejora real de las condiciones micro climáticas
de trabajo que satisfaga a nuestros trabajadores.
Ello debe ir aparejado a un ahorro sustancial en la instalación y
explotación de sistemas de ventilación ,que como sabemos en la
actualidad son poco eficientes y provocan derroche de energía,
principalmente porque los proyectistas no cuentan con información sobre
el comportamiento del microclima en nuestras industrias y carecen de
recomendaciones adaptadas a nuestras condiciones. Otro aspecto del
ahorro es el que se produciría al disminuirse o eliminarse el pago por
condiciones anormales de trabajo en lo que al calor se refiere.
Para conocer estos problemas se comenzaron un grupo de investigaciones
sobre las edificaciones industriales en Cuba y su influencia sobre el
microclima laboral9-13. Se estudió el comportamiento de las variables
microclimáticas,el aprovechamiento de la ventilación natural, el
cumplimiento de la norma cubana y se realizó un análisis de las
cubiertas entre otras.
En estas investigaciones se pudo observar que las naves estudiadas
tenían poco movimiento de aire (casi nulo), en la mayoría de los puestos
de trabajo.
Se observó que existían un gran número de ventanas cerradas por diversas
razones ( muy ajenas al proceso productivo),lo que reducía la
posibilidad de renovación del aire en el interior de los locales por
medio de la ventilación natural. También se observó la reducción de los
coeficientes de aprovechamiento de las brisas naturales debido a la
existencia de edificaciones cercanas.
Se estudiaron edificaciones o naves con cinco tipos diferentes de
cubiertas: asbesto cemento, chapas de acero galvanizado, chapas de acero
galvanizado con aislamiento térmico tipo sándwich, losas prefabricadas
de hormigón tipo doble T y por último ,losas prefabricadas de siporex.
Las naves que tenían cubiertas con menor resistencia térmica y puntales
iguales o menores de 6 metros resultaron tener peores condiciones micro
climáticas, por lo que se aconsejó que dada la necesidad de emplear
tales puntales se analice la posibilidad de aumentar la resistencia
térmica de las cubiertas.
Considerándolos resultados obtenidos se está conformando una guía
metodológica para proyectistas e ingenieros que estén vinculados en la
elaboración de proyectos industriales.
Debe aclararse que estos estudios se realizaron en naves o edificios
industriales con tecnología fría, o sea que no se generaban grandes
fuentes de calor radiante debido al proceso tecnológico. La carga de
calor radiante apreciable era debido a la incidencia de los rayos
solares solamente.
Para el estudio de la sobrecarga térmica se han estudiado trabajadores
que ejercen su labor en talleres de confecciones textiles14 , talleres
de hilado15-16,
construcción17,cocinas de petróleo18 y combinado del vidrio19 entre
otras.
En estas investigaciones se estudió el comportamiento de otros aspectos
como la productividad del trabajo, la fatiga al término de la jornada
laboral, el tiempo de exposición y la tensión térmica a través de las
variables temperatura oral, temperatura de la piel, frecuencia cardiaca
y la tasa de sudoración horaria.
A continuación se presentan algunos resultados de forma muy sintetizada
de las investigaciones referidas anteriormente.
Para conocer el comportamiento de la productividad del trabajo y la
fatiga al finalizar la jornada laboral se realizó una investigación en
un taller de confecciones textiles masculinas con trece trabajadoras. En
este estudio no se encontró diferencias significativas en la
productividad del trabajo pero sin embargo la fatiga al finalizar la
jornada fue significativa ya que se encontró un número mayor de
fatigados en los segundos días de cada situación estudiada ésto es
típico considerando el efecto residual del día anterior (tablas 1 y 2).
Una investigación que formó parte del Problema Principal de Medicina
sobre "La Mujer Trabajadora Cubana" correspondió al tema de
investigación la valoración de la sobrecarga térmica en la mujer
trabajadora se seleccionaron 15 obreras de un taller de hilado, las
mismas permanecían en posición bípeda y caminando durante la jornada de
trabajo .
En la tabla 3 se expresan los resultados de las variables fisiológicas
estudiadas en esta investigación como el gasto energético (GE),la
frecuencia cardiaca (FC),la temperatura oral(TO),la temperatura de la
piel(TP) y la tasa de sudoración horaria(TSH).Se observó un incremento
de las mismas en las condiciones calurosas .Esta actividad se clasificó
desde el punto de vista energético como ligera ya que los valores del
gasto energético están por debajo de 176W.
La frecuencia cardiaca tuvo un aumento en las condiciones calurosas
debido a que el aumento de la sobrecarga térmica incrementa la
acumulación de calor del organismo y ésto impone una carga mayor al
sistema circulatorio que se palpa a través del aumento de la frecuencia
cardiaca ;
si se compara estos valores promedios obtenidos con los valores que
propone la American Heart Association para el reposo (de 50 a 100 pul/min.)
y el límite que recomienda la Organización Mundial de la salud de 110
pul/min. puede clasificarse esta actividad desde el punto de vista
cardiovascular como ligera.La temperatura oral tampoco mostró valores
alarmantes ya que si se considera el criterio de añadir 0.4°C al valor
obtenido en ningún momento se sobrepasa el valor recomendado de 38.0°C.
La temperatura de la piel mostró valores que concuerdan con los valores
propuestos por Fanger7, Minard20-21, Landberg y otros autores para
mantener el confort térmico y el equilibrio térmico.
La tasa de sudoración horaria tuvo un aumento en las condiciones
calurosas pero los valores encontrados son inferiores a los que plantea
la Organización Mundial de la Salud (entre 1.5 y 2 litros/hora).
De todo lo anterior se evidenciar que las trabajadoras que laboren en
situaciones similares de actividad metabólica y sobrecarga térmica no
presentarán una tensión térmica que pueda provocar patologías graves, se
alcanzará el equilibrio térmico pero con signos de incomodidad y
disconfort en las situaciones calurosas (tabla 3).
Durante varios años se ejecutó el Problema Principal de Medicina sobre
los trabajadores de la construcción. Para estudiar la sobrecarga térmica
en actividades de este sector se seleccionaron nueve actividades :cavar
con pico, cavar con pala, poner losas de piso, estibar, encofrar,
vagonear, hacer mezcla, repellar pared y poner bloques en diferentes
condiciones micro climáticas (invierno y verano).
A pesar de encontrar en algunas actividades valores altos de la
frecuencia cardiaca (cavar con pala y cavar con pico) los resultados
arrojaron la ausencia de una tensión térmica alarmante mantenida ya que
los obreros regulaban su tiempo de trabajo y descanso lo que facilitaba
su recuperación fisiológica (tablas 4 y5).
Debido a las altas temperaturas radiantes que originan las cocinas de
petróleo y a la gran cantidad de éstas en el país, se realizó un estudio
en centros de elaboración de alimentos de tres hospitales en Ciudad de
la Habana, para conocer el tiempo de exposición, los valores de la
temperatura de la piel y el tiempo de respuesta de sensación dolorosa
por efecto de la radiación.
Para ello fueron seleccionados ocho cocineros. Los valores de
temperatura de radiación alcanzaron valores de hasta 58,9°C, las
temperaturas de contacto en las cocinas en la zona frontal fue de 92°C y
en los laterales de 93°C y 126°C respectivamente. Estos valores
sobrepasan el límite de 40°C recomendado internacionalmente.
La exposición en este tipo de trabajo no es continua, la respuesta de
sensación dolorosa en la piel por efecto de la radiación térmica, se
manifiesta en los cocineros para una exposición máxima tolerable no
mayor que 7 minutos. Los valores promedios de la temperatura de la piel
no presentaron valores relevantes ya que están dentro de los límites con
los cuales se mantiene el equilibrio térmico (tablas 6 y 7).
Otro estudio fisiológico –ambiental correspondió al realizado en
trabajadores de la industria del vidrio. Se valoró la aparición de
fatiga al final de la jornada laboral mediante una batería de cinco
pruebas. Se estudiaron 10 trabajadores que incluían sopladores,
moldeadores, sacadores y cortadores que operan en altas temperaturas, en
régimen de producción en cadena, mediante el registro horario del pulso,
temperatura oral y sudoración. Se obtuvieron promedios diarios que se contrastaron con el resultado de las pruebas de fatiga Estas fueron negativas en todas las ocasiones, excepto el test de Yoshitake que fue positivo en ocho de los diez trabajadores.
La percepción de fatiga que esto implica se justifica por la monotonía
de la tarea y las condiciones adversas del microclima. Los resultados
negativos del resto de las pruebas corresponden con los cambios ligeros
de los parámetros fisiológicos(todos dentro de la zona de seguridad)
durante la actividad laboral, pese a los valores micro climáticos por
encima de la norma establecida (tabla 8).
IV. Conclusiones
De acuerdo a los hallazgos en estas investigaciones se puede afirmar que
la patología más difundida es la fatiga, as enfermedades descritas en la
literatura especializada no se presentan debido a varios factores entre
los que podemos señalar en primer lugar el régimen de trabajo y descanso
que en muchos casos es regulado y en otros no, lo que implica una
recuperación fisiológica de los trabajadores ,
también hay que considerar el grado de aclimatación que tiene el cubano
acostumbrado a convivir con altas temperaturas todo el año y en cierta
medida la disminución del ritmo de actividad por parte del trabajador
cuando siente los efectos del calor. Razón por la cual podemos inferir
que los trabajadores cubanos mantienen el equilibrio térmico en la
realización de sus actividades.
Se ha determinado que resulta innecesario el empleo de medidas
adicionales como la ingestión de líquidos y sales que faciliten el
proceso de aclimatación en trabajo ligero y moderado y hasta 35,0°C de
temperatura del aire, ya que el trabajador cubano desarrolla un proceso
de aclimatación natural que condiciona la base fisiológica necesaria
para lograr una inmediata adaptación a las condiciones climáticas en la
industria, las cuales son por lo general menos húmedas y permiten que el
principal mecanismo de disipación del calor ,la evaporación del sudor
tenga lugar de una forma rápida y eficiente22.
No obstante lo anterior resulta necesario en primer lugar aplicar
medidas de control para dar solución a este riesgo muy presente en las
industrias y en segundo lugar, lograr un ambiente de trabajo
confortable, higiénico y seguro para el hombre que labora en el proceso
de producción y una elevada calidad de la seguridad y protección de las
instalaciones y el medio ambiente.
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12.--------------------Edificaciones Industriales y Microclima Laboral
IV. Predicción de variables microclimáticas. Rev Ing Ind Vol XIV, 1,
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N°2.87 1989.
15.‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑: El Trabajo y la Sobrecarga Térmica en la Mujer
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19. Ponmerenck, Carlos, W.,et al: Criterios fisiológicos para la
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21. National Institute for Occupational Safety and Health. Criteria for
a Recommended Standard. Occupational exposure to hot environments.
Revised criteria, 1986
22. Wong. Kwan, C. Criterios fisiológicos de aclimatación al calor.
Trabajo para optar por el título de Especialista de Primer Grado en
Medicina del Trabajo. Instituto de Medicina del Trabajo 1983.
Tabla 1: Incrementos de la productividad del trabajo y proporción de
rechazos en trabajadoras de la industria textil.
|
Trabajador
# |
Incremento
de la productividad (%) |
Rechazos
con aire acondicionado |
Rechazos
sin aire acondicionado |
|
1 |
-20 |
16 |
14 |
|
2 |
-9 |
1 |
1 |
|
3 |
-13 |
1.5 |
0 |
|
4 |
22 |
0 |
0 |
|
5 |
-27 |
0 |
13.4 |
|
6 |
15 |
0 |
1 |
|
7 |
5 |
5 |
3 |
|
8 |
-10 |
5 |
3 |
|
9 |
15 |
10 |
4 |
|
10 |
20 |
6 |
5 |
|
11 |
7 |
3 |
3 |
|
12 |
7 |
0.5 |
4.3 |
|
13 |
-42 |
0 |
1.3 |
Tabla 2: Número de fatigados
|
|
Test
de Yoshitake
1er
día
2do día |
Frecuencia
crítica de fusión
1er
día 2do día |
||
|
Aire
acondicio-nado |
10 |
11 |
2 |
3 |
|
Sin
aire acondicio-nado |
12 |
13 |
7 |
8 |
Tabla 3: Valores promedios y desviaciones estándares de las variables fisiológicas en dos situaciones microclimáticas en talleres de hilado.
|
|
Con aire
acondicionado |
Sin aire
acondicionado |
||
|
Variables |
X |
S |
x |
s |
|
Gasto
energético (GE)
|
137.1 |
37.1 |
148.9 |
31.6 |
|
Frec.cardíaca
(Fc) |
90.4 |
11.8 |
96.9 |
13.0 |
|
Temperatura oral
(To) |
36.9 |
0.2 |
37.1 |
|