Para sobrevivir y trabajar en condiciones más frías o más calientes, se debe proporcionar un clima cálido en la superficie de la piel por medio de ropa y calefacción o refrigeración artificial. Es necesario comprender los mecanismos de intercambio de calor a través de la ropa para diseñar los conjuntos de ropa más efectivos para trabajar a temperaturas extremas.

Mecanismos de transferencia de calor de ropa

La naturaleza del aislamiento de la ropa.

La transferencia de calor a través de la ropa, o por el contrario, el aislamiento de la ropa, depende en gran medida del aire que queda atrapado dentro y sobre la ropa. La ropa consiste, en una primera aproximación, en cualquier tipo de material que ofrezca un agarre a las capas de aire. Esta afirmación es aproximada porque algunas propiedades de los materiales siguen siendo relevantes. Estos se relacionan con la construcción mecánica de los tejidos (por ejemplo, la resistencia al viento y la capacidad de las fibras para soportar tejidos gruesos), y con las propiedades intrínsecas de las fibras (por ejemplo, absorción y reflexión de la radiación térmica, absorción de vapor de agua, absorción del sudor ). Para condiciones ambientales no demasiado extremas, los méritos de varios tipos de fibra a menudo se sobreestiman.

Capas de aire y movimiento de aire.

La noción de que es el aire, y en particular el aire en calma, el que proporciona aislamiento, sugiere que las capas gruesas de aire son beneficiosas para el aislamiento. Esto es cierto, pero el espesor de las capas de aire está físicamente limitado. Las capas de aire se forman por adhesión de moléculas de gas a cualquier superficie, por cohesión de una segunda capa de moléculas a la primera, y así sucesivamente. Sin embargo, las fuerzas de unión entre las capas subsiguientes son cada vez menores, con la consecuencia de que las moléculas exteriores se mueven incluso por pequeños movimientos externos de aire. En aire tranquilo, las capas de aire pueden tener un espesor de hasta 12 mm, pero con un movimiento de aire vigoroso, como en una tormenta, el espesor disminuye a menos de 1 mm. En general, existe una relación de raíz cuadrada entre el espesor y el movimiento del aire (ver “Fórmulas y Definiciones”). La función exacta depende del tamaño y la forma de la superficie.

Conducción de calor del aire quieto y en movimiento.

El aire quieto actúa como una capa aislante con una conductividad constante, independientemente de la forma del material. La perturbación de las capas de aire conduce a la pérdida de espesor efectivo; esto incluye perturbaciones no solo debidas al viento, sino también a los movimientos del usuario de la ropa: desplazamiento del cuerpo (un componente del viento) y movimientos de partes del cuerpo. La convección natural se suma a este efecto. Para ver un gráfico que muestra el efecto de la velocidad del aire sobre la capacidad aislante de una capa de aire, consulte la figura 1.

Figura 1. Efecto de la velocidad del aire sobre la capacidad aislante de una capa de aire.

Transferencia de calor por radiación

La radiación es otro mecanismo importante para la transferencia de calor. Cada superficie irradia calor y absorbe el calor que irradian otras superficies. El flujo de calor radiante es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura entre las dos superficies de intercambio. Una capa de ropa entre las superficies interferirá con la transferencia de calor por radiación al interceptar el flujo de energía; la ropa alcanzará una temperatura que es aproximadamente el promedio de las temperaturas de las dos superficies, cortando la diferencia de temperatura entre ellas en dos, y por lo tanto el flujo radiante se reduce por un factor de dos. A medida que aumenta el número de capas de intercepción, disminuye la tasa de transferencia de calor.

Por lo tanto, las capas múltiples son efectivas para reducir la transferencia de calor radiante. En guatas y vellones de fibra, la radiación es interceptada por fibras distribuidas, en lugar de una capa de tejido. La densidad del material de fibra (o más bien la superficie total del material de fibra por volumen de tejido) es un parámetro crítico para la transferencia de radiación dentro de tales vellones de fibra. Las fibras finas proporcionan más superficie para un peso dado que las fibras gruesas.

Aislamiento de tela

Como resultado de las conductividades del aire encerrado y la transferencia de radiación, la conductividad de la tela es efectivamente una constante para telas de varios espesores y ligaduras. Por lo tanto, el aislamiento térmico es proporcional al espesor.

Resistencia al vapor del aire y los tejidos.

Las capas de aire también crean una resistencia a la difusión del sudor evaporado de la piel húmeda al medio ambiente. Esta resistencia es aproximadamente proporcional al grosor del conjunto de ropa. Para las telas, la resistencia al vapor depende del aire encerrado y de la densidad de la construcción. En los tejidos reales, la alta densidad y el gran grosor nunca van de la mano. Debido a esta limitación es posible estimar el equivalente en aire de tejidos que no contienen películas o recubrimientos (ver figura 8). Las telas recubiertas o las telas laminadas en películas pueden tener una resistencia al vapor impredecible, que debe determinarse mediante medición.

Figura 2. Relación entre espesor y resistencia al vapor (deq) para telas sin recubrimientos.

Desde capas de tela y aire hasta ropa

Múltiples capas de tela

Algunas conclusiones importantes de los mecanismos de transferencia de calor son que la ropa altamente aislante es necesariamente gruesa, que se puede obtener un alto aislamiento mediante conjuntos de ropa con múltiples capas delgadas, que un ajuste holgado proporciona más aislamiento que un ajuste ceñido y que el aislamiento tiene un límite inferior , fijado por la capa de aire que se adhiere a la piel.

En la ropa para climas fríos, a menudo es difícil obtener grosor usando solo telas delgadas. Una solución es crear telas gruesas montando dos telas delgadas en una guata. El propósito del bateo es crear la capa de aire y mantener el aire adentro lo más quieto posible. También hay un inconveniente con las telas gruesas: cuanto más se conectan las capas, más rígida se vuelve la ropa, lo que restringe el movimiento.

Variedad de ropa

El aislamiento de un conjunto de ropa depende en gran medida del diseño de la ropa. Los parámetros de diseño que afectan el aislamiento son el número de capas, las aberturas, el ajuste, la distribución del aislamiento sobre el cuerpo y la piel expuesta. Algunas propiedades de los materiales, como la permeabilidad al aire, la reflectividad y los recubrimientos, también son importantes. Además, el viento y la actividad modifican el aislamiento. ¿Es posible dar una descripción adecuada de la ropa con el fin de predecir la comodidad y la tolerancia del usuario? Se han realizado varios intentos, basados ​​en diferentes técnicas. La mayoría de las estimaciones del aislamiento del conjunto completo se han realizado para condiciones estáticas (sin movimiento, sin viento) en conjuntos interiores, porque los datos disponibles se obtuvieron de maniquíes térmicos (McCullough, Jones y Huck 1985). Las mediciones en sujetos humanos son laboriosas y los resultados varían ampliamente. Desde mediados de la década de 1980, se han desarrollado y utilizado maniquíes móviles confiables (Olesen et al. 1982; Nielsen, Olesen y Fanger 1985). Además, las técnicas de medición mejoradas permitieron experimentos humanos más precisos. Un problema que aún no se ha superado por completo es la correcta inclusión de la evaporación del sudor en la evaluación. Los maniquíes que sudan son raros, y ninguno de ellos tiene una distribución realista de la tasa de sudor en el cuerpo. Los humanos sudan de manera realista, pero inconsistente.

Definición de aislamiento de la ropa.

Aislamiento de ropa (I_cl en unidades de m²K/W) para condiciones de estado estacionario, sin fuentes de radiación o condensación en la ropa, se define en "Fórmulas y definiciones". A menudo I se expresa en la unidad clo (no es una unidad internacional estándar). Un clo equivale a 0.155 m²K/W. El uso de la unidad clo significa implícitamente que se relaciona con todo el cuerpo y, por lo tanto, incluye la transferencia de calor por las partes expuestas del cuerpo.

I se modifica por el movimiento y el viento, como se explicó anteriormente, y después de la corrección, el resultado se llama aislamiento resultante. Este es un término de uso frecuente pero no generalmente aceptado.

Distribución de la ropa sobre el cuerpo.

La transferencia total de calor del cuerpo incluye el calor que se transfiere a través de la piel expuesta (generalmente la cabeza y las manos) y el calor que pasa a través de la ropa. Aislamiento intrínseco (consulta: "Fórmulas y Definiciones") se calcula sobre el área total de la piel, no solo sobre la parte cubierta. La piel expuesta transfiere más calor que la piel cubierta y, por lo tanto, tiene una profunda influencia en el aislamiento intrínseco. Este efecto se potencia al aumentar la velocidad del viento. La Figura 3 muestra cómo el aislamiento intrínseco disminuye sucesivamente debido a la curvatura de las formas del cuerpo (las capas externas son menos efectivas que las internas), las partes del cuerpo expuestas (vía adicional para la transferencia de calor) y el aumento de la velocidad del viento (menos aislamiento, en particular para la piel expuesta) (Lotens 1989). Para conjuntos gruesos, la reducción del aislamiento es espectacular.

Figura 3. Aislamiento intrínseco, ya que está influenciado por la curvatura del cuerpo, la piel desnuda y la velocidad del viento.

Espesor y cobertura típicos del conjunto

Aparentemente, tanto el grosor del aislamiento como la cobertura de la piel son determinantes importantes de la pérdida de calor. En la vida real, los dos están correlacionados en el sentido de que la ropa de invierno no solo es más gruesa, sino que también cubre una mayor proporción del cuerpo que la ropa de verano. La Figura 4 demuestra cómo estos efectos juntos dan como resultado una relación casi lineal entre el grosor de la ropa (expresado como volumen de material aislante por unidad de área de la ropa) y el aislamiento (Lotens 1989). El límite inferior lo establece el aislamiento del aire adyacente y el límite superior la facilidad de uso de la ropa. La distribución uniforme puede proporcionar el mejor aislamiento en el frío, pero no es práctico tener mucho peso y volumen en las extremidades. Por lo tanto, a menudo se hace hincapié en el tronco y la sensibilidad de la piel local al frío se adapta a esta práctica. Las extremidades juegan un papel importante en el control del balance de calor humano, y el alto aislamiento de las extremidades limita la efectividad de esta regulación.

Figura 4. Aislamiento total resultante del espesor de la ropa y distribución sobre el cuerpo.

Ventilación de la ropa

Las capas de aire atrapadas en el conjunto de ropa están sujetas al movimiento y al viento, pero en un grado diferente al de la capa de aire adyacente. El viento crea ventilación en la ropa, tanto cuando el aire penetra en la tela como al pasar a través de las aberturas, mientras que el movimiento aumenta la circulación interna. Havenith, Heus y Lotens (1990) encontraron que dentro de la ropa, el movimiento es un factor más fuerte que en la capa de aire adyacente. Sin embargo, esta conclusión depende de la permeabilidad al aire de la tela. Para tejidos altamente permeables al aire, la ventilación por el viento es considerable. Lotens (1993) demostró que la ventilación puede expresarse en función de la velocidad efectiva del viento y la permeabilidad del aire.

Estimaciones del aislamiento de la ropa y la resistencia al vapor

Estimaciones físicas del aislamiento de la ropa

El grosor de un conjunto de ropa proporciona una primera estimación del aislamiento. La conductividad típica de un conjunto es de 0.08 W/mK. Con un grosor medio de 20 mm, eso da como resultado una I_cl de 0.25m²K/W, o 1.6 clo. Sin embargo, las partes holgadas, como los pantalones o las mangas, tienen una conductividad mucho más alta, más del orden de 0.15, mientras que las prendas apretadas tienen una conductividad de 0.04, el famoso 4 clo por pulgada informado por Burton y Edholm (1955). ).

Estimaciones de tablas

Otros métodos utilizan valores de tabla para prendas de vestir. Estos elementos se han medido previamente en un maniquí. Un conjunto bajo investigación debe separarse en sus componentes, y estos deben buscarse en la tabla. Hacer una elección incorrecta de la prenda de vestir tabulada más similar puede causar errores. Para obtener el aislamiento intrínseco del conjunto, los valores de aislamiento individuales se deben poner en una ecuación de suma (McCullough, Jones y Huck 1985).

Factor de superficie de la ropa

Para calcular el aislamiento total, f_cl tiene que ser estimado (ver "Fórmulas y definiciones"). Una estimación experimental práctica es medir el área de la superficie de la ropa, hacer correcciones para las partes superpuestas y dividir por el área total de la piel (DuBois y DuBois 1916). Otras estimaciones de varios estudios muestran que f_cl aumenta linealmente con el aislamiento intrínseco.

Estimación de la resistencia al vapor

Para un conjunto de ropa, la resistencia al vapor es la suma de la resistencia de las capas de aire y las capas de ropa. Por lo general, la cantidad de capas varía según el cuerpo y la mejor estimación es el promedio ponderado por área, incluida la piel expuesta.

Resistencia relativa al vapor

La resistencia evaporativa se usa con menos frecuencia que I, porque pocas medidas de C_cl (o P_cl) están disponibles. Woodcock (1962) evitó este problema al definir el índice de permeabilidad al vapor de agua i_m como la proporción de I y R, relacionada con la misma relación para una sola capa de aire (esta última relación es casi una constante y se conoce como la constante psicrométrica S, 0.0165 K/Pa, 2.34 Km³/g o 2.2 K/torr); i_m= I/(R·S). Valores típicos para i_m para la ropa no revestida, determinados en maniquíes, son de 0.3 a 0.4 (McCullough, Jones y Tamura 1989). Valores para i_m para compuestos de tela y su aire adyacente se puede medir de manera relativamente simple en un aparato de placa caliente húmeda, pero el valor depende en realidad del flujo de aire sobre el aparato y la reflectividad del gabinete en el que está montado. Extrapolación de la relación de R y I para personas vestidas desde medidas en telas hasta conjuntos de ropa (DIN 7943-2 1992) a veces se intenta. Este es un asunto técnicamente complicado. Una razón es que R es proporcional sólo a la parte convectiva de I, por lo que se deben hacer correcciones cuidadosas para la transferencia de calor por radiación. Otra razón es que el aire atrapado entre los compuestos de tela y los conjuntos de ropa puede ser diferente. De hecho, la difusión de vapor y la transferencia de calor pueden tratarse mejor por separado.

Estimaciones por modelos articulados

Hay modelos más sofisticados disponibles para calcular el aislamiento y la resistencia al vapor de agua que los métodos explicados anteriormente. Estos modelos calculan el aislamiento local sobre la base de leyes físicas para varias partes del cuerpo y las integran al aislamiento intrínseco de la forma humana completa. Para ello, la forma humana se aproxima mediante cilindros (figura ). El modelo de McCullough, Jones y Tamura (1989) requiere datos de vestimenta para todas las capas del conjunto, especificados por segmento corporal. El modelo CLOMAN de Lotens y Havenith (1991) requiere menos valores de entrada. Estos modelos tienen una precisión similar, que es mejor que cualquiera de los otros métodos mencionados, con la excepción de la determinación experimental. Desafortunadamente e inevitablemente, los modelos son más complejos de lo que sería deseable en un estándar ampliamente aceptado.

Figura 5. Articulación de forma humana en cilindros.

Efecto de la actividad y el viento

Lotens y Havenith (1991) también proporcionan modificaciones, basadas en datos de la literatura, del aislamiento y la resistencia al vapor debido a la actividad y el viento. El aislamiento es menor mientras está sentado que de pie, y este efecto es mayor para la ropa altamente aislante. Sin embargo, el movimiento disminuye el aislamiento más que la postura, dependiendo de la fuerza de los movimientos. Durante la marcha se mueven tanto los brazos como las piernas, y la reducción es mayor que durante el ciclismo, cuando sólo se mueven las piernas. También en este caso, la reducción es mayor para conjuntos de ropa gruesa. El viento disminuye más el aislamiento para la ropa ligera y menos para la ropa pesada. Este efecto podría estar relacionado con la permeabilidad al aire de la tela de la cubierta, que suele ser menor para el equipo de clima frío.

La figura 8 muestra algunos efectos típicos del viento y el movimiento sobre la resistencia al vapor de la ropa impermeable. No existe un acuerdo definitivo en la literatura sobre la magnitud del movimiento o los efectos del viento. La importancia de este tema se destaca por el hecho de que algunas normas, como la ISO 7730 (1994), requieren el aislamiento resultante como entrada cuando se aplica a personas activas o personas expuestas a un movimiento de aire significativo. Este requisito a menudo se pasa por alto.

Figura 6. Disminución de la resistencia al vapor con el viento y al caminar para varias prendas impermeables.

Control de la humedad

Efectos de la absorción de humedad

Cuando los tejidos pueden absorber el vapor de agua, como hacen la mayoría de las fibras naturales, la ropa funciona como un amortiguador del vapor. Esto cambia la transferencia de calor durante los transitorios de un entorno a otro. A medida que una persona con ropa no absorbente pasa de un ambiente seco a uno húmedo, la evaporación del sudor disminuye abruptamente. En la ropa higroscópica, la tela absorbe vapor y el cambio en la evaporación es gradual. Al mismo tiempo el proceso de absorción libera calor en el tejido aumentando su temperatura. Esto reduce la transferencia de calor seco de la piel. En primera aproximación, ambos efectos se anulan entre sí, dejando sin cambios la transferencia total de calor. La diferencia con la ropa no higroscópica es el cambio más gradual en la evaporación de la piel, con menor riesgo de acumulación de sudor.

Capacidad de absorción de vapor

La capacidad de absorción del tejido depende del tipo de fibra y de la masa del tejido. La masa absorbida es aproximadamente proporcional a la humedad relativa, pero es superior al 90 %. La capacidad de absorción (llamada recuperar) se expresa como la cantidad de vapor de agua que se absorbe en 100 g de fibra seca a una humedad relativa del 65%. Los tejidos se pueden clasificar de la siguiente manera:

• baja absorción—acrílico, poliéster (1 a 2 g por 100 g)
• absorción intermedia—nylon, algodón, acetato (6 a 9 g por 100 g)
• alta absorción—seda, lino, cáñamo, rayón, yute, lana (11 a 15 g por 100 g).

Absorción de agua

La retención de agua en los tejidos, a menudo confundida con la absorción de vapor, obedece a reglas diferentes. El agua libre se une débilmente a la tela y se esparce bien hacia los lados a lo largo de los capilares. Esto se conoce como mecha. La transferencia de líquido de una capa a otra se realiza solo para telas húmedas y bajo presión. La ropa puede humedecerse con el sudor no evaporado (superfluo) que se absorbe de la piel. El contenido líquido del tejido puede ser elevado y su evaporación en un momento posterior puede suponer una amenaza para el equilibrio térmico. Esto suele ocurrir durante el descanso después de un trabajo duro y se conoce como después del enfriamiento. La capacidad de los tejidos para retener líquidos está más relacionada con la construcción del tejido que con la capacidad de absorción de las fibras y, a efectos prácticos, suele ser suficiente para absorber todo el sudor superfluo.

Condensación

La ropa puede mojarse por la condensación del sudor evaporado en una capa en particular. La condensación ocurre si la humedad es más alta de lo que permite la temperatura local. En climas fríos, ese será a menudo el caso en el interior de la tela exterior, en frío extremo incluso en capas más profundas. Donde tiene lugar la condensación, la humedad se acumula, pero la temperatura aumenta, como lo hace durante la absorción. Sin embargo, la diferencia entre la condensación y la absorción es que la absorción es un proceso temporal, mientras que la condensación puede continuar durante períodos prolongados. La transferencia de calor latente durante la condensación puede contribuir de manera muy significativa a la pérdida de calor, lo que puede ser deseable o no. La acumulación de humedad es principalmente un inconveniente, debido a la incomodidad y el riesgo de enfriamiento posterior. En caso de condensación profusa, el líquido puede ser transportado de regreso a la piel para evaporarse nuevamente. Este ciclo funciona como un tubo de calor y puede reducir considerablemente el aislamiento de la ropa interior.

Simulación dinámica

Desde principios del siglo XX se han desarrollado muchos estándares e índices para clasificar la ropa y los climas. Casi sin excepción, estos se han ocupado de estados estacionarios, condiciones en las que el clima y el trabajo se mantuvieron el tiempo suficiente para que una persona desarrollara una temperatura corporal constante. Este tipo de trabajo se ha vuelto raro, debido a la mejora de la salud ocupacional y las condiciones de trabajo. El énfasis se ha trasladado a la exposición de corta duración a circunstancias difíciles, a menudo relacionadas con el manejo de calamidades en ropa protectora.

Por lo tanto, existe la necesidad de simulaciones dinámicas que involucren la transferencia de calor de la ropa y la tensión térmica del usuario (Gagge, Fobelets y Berglund 1986). Tales simulaciones pueden llevarse a cabo mediante modelos informáticos dinámicos que se ejecutan en un escenario específico. Entre los modelos más sofisticados hasta la fecha con respecto a la ropa está THDYN (Lotens 1993), que permite una amplia gama de especificaciones de ropa y se ha actualizado para incluir características individuales de la persona simulada (figura 9). Se pueden esperar más modelos. Sin embargo, existe la necesidad de una evaluación experimental más extensa, y la ejecución de tales modelos es el trabajo de expertos, en lugar de una persona inteligente. Los modelos dinámicos basados ​​en la física de la transferencia de calor y masa incluyen todos los mecanismos de transferencia de calor y sus interacciones (absorción de vapor, calor de fuentes radiantes, condensación, ventilación, acumulación de humedad, etc.) para una amplia gama de conjuntos de ropa, incluidos civiles, ropa de trabajo y protección.

Figura 7. Descripción general de un modelo térmico dinámico.

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Un ambiente frío se define por condiciones que causan pérdidas de calor corporal mayores de lo normal. En este contexto, “normal” se refiere a lo que las personas experimentan en la vida cotidiana en condiciones cómodas, a menudo en interiores, pero esto puede variar debido a las condiciones sociales, económicas o climáticas naturales. A los efectos de este artículo se considerarán fríos los ambientes con una temperatura del aire inferior a 18 a 20ºC.

El trabajo en frío comprende una variedad de actividades industriales y ocupacionales bajo diferentes condiciones climáticas (ver tabla 1). En la mayoría de los países, la industria alimentaria requiere trabajar en condiciones de frío, normalmente de 2 a 8 ºC para alimentos frescos y por debajo de –25 ºC para alimentos congelados. En tales ambientes fríos artificiales, las condiciones están relativamente bien definidas y la exposición es casi la misma día a día.

Tabla 1. Temperaturas del aire de varios ambientes laborales fríos

Fuente: Modificado de Holmér 1993.

En muchos países, los cambios climáticos estacionales implican que el trabajo al aire libre y el trabajo en edificios sin calefacción durante períodos más cortos o más largos deben realizarse en condiciones de frío. La exposición al frío puede variar considerablemente entre diferentes lugares de la tierra y tipo de trabajo (ver tabla 1). El agua fría presenta otro peligro, al que se enfrentan las personas que se dedican, por ejemplo, a trabajos en alta mar. Este artículo trata sobre las respuestas al estrés por frío y las medidas preventivas. Los métodos para evaluar el estrés por frío y los límites de temperatura aceptables de acuerdo con las normas internacionales adoptadas recientemente se tratan en otra parte de este capítulo.

Estrés por frío y trabajo en el frío

El estrés por frío puede estar presente en muchas formas diferentes, afectando el equilibrio de calor de todo el cuerpo, así como el equilibrio de calor local de las extremidades, la piel y los pulmones. El tipo y la naturaleza del estrés por frío se describen ampliamente en otras partes de este capítulo. El medio natural para lidiar con el estrés por frío es mediante acciones conductuales, en particular, el cambio y el ajuste de la ropa. Una protección suficiente evita el enfriamiento. Sin embargo, la protección en sí misma puede causar efectos adversos no deseados. El problema se ilustra en la figura 1.

Figura 1. Ejemplos de efectos de frío.

El enfriamiento de todo el cuerpo o de partes del cuerpo produce incomodidad, deterioro de la función sensorial y neuromuscular y, en última instancia, lesiones por frío. El malestar por frío tiende a ser un fuerte estímulo para la acción conductual, reduciendo o eliminando el efecto. La prevención del enfriamiento mediante la colocación de ropa, calzado, guantes y protectores contra el frío interfiere con la movilidad y la destreza del trabajador. Hay un “costo de protección” en el sentido de que los movimientos y movimientos se vuelven restringidos y más agotadores. La necesidad continua de ajuste del equipo para mantener un alto nivel de protección requiere atención y juicio, y puede comprometer factores como la vigilancia y el tiempo de reacción. Uno de los objetivos más importantes de la investigación en ergonomía es la mejora de la funcionalidad de la ropa manteniendo la protección contra el frío.

En consecuencia, los efectos del trabajo en frío deben dividirse en:

• efectos del enfriamiento de los tejidos

• efectos de las medidas de protección (“costo de la protección”).

En la exposición al frío, las medidas conductuales reducen el efecto de enfriamiento y, eventualmente, permiten el mantenimiento del equilibrio térmico y el confort normales. Las medidas insuficientes provocan reacciones termorreguladoras, fisiológicamente compensatorias (vasoconstricción y escalofríos). La acción combinada de los ajustes fisiológicos y de comportamiento determina el efecto resultante de un estrés por frío dado.

En las siguientes secciones se describirán estos efectos. Se dividen en efectos agudos (que ocurren en minutos u horas), efectos a largo plazo (días o incluso años) y otros efectos (no directamente relacionados con las reacciones de enfriamiento). per se). La Tabla 2 presenta ejemplos de reacciones asociadas con la duración de la exposición al frío. Naturalmente, los tipos de respuestas y su magnitud dependen en gran medida del nivel de estrés. Sin embargo, las exposiciones largas (días y más) difícilmente involucran los niveles extremos que se pueden alcanzar por un corto tiempo.

Tabla 2. Duración del estrés por frío no compensado y reacciones asociadas

Efectos agudos del enfriamiento

El efecto más obvio y directo del estrés por frío es el enfriamiento inmediato de la piel y las vías respiratorias superiores. Los receptores térmicos responden y se inicia una secuencia de reacciones termorreguladoras. El tipo y la magnitud de la reacción están determinados principalmente por el tipo y la severidad del enfriamiento. Como se mencionó anteriormente, la vasoconstricción periférica y los escalofríos son los principales mecanismos de defensa. Ambos contribuyen a conservar el calor corporal y la temperatura central, pero comprometen las funciones cardiovasculares y neuromusculares.

Sin embargo, los efectos psicológicos de la exposición al frío también modifican las reacciones fisiológicas de forma compleja y en parte desconocida. El ambiente frío provoca distracción en el sentido de que requiere un mayor esfuerzo mental para manejar los nuevos factores estresantes (evitar refrescarse, tomar medidas de protección, etc.). Por otro lado, el frío también provoca excitación, en el sentido de que el aumento del nivel de estrés aumenta la actividad nerviosa simpática y, por lo tanto, la preparación para la acción. En condiciones normales, las personas usan solo porciones menores de su capacidad, preservando así una gran capacidad de reserva para condiciones inesperadas o exigentes.

Percepción del frío y confort térmico

La mayoría de los humanos experimentan una sensación de neutralidad térmica a una temperatura operativa entre 20 y 26ºC cuando realizan un trabajo sedentario muy ligero (trabajo de oficina a 70 W/m²) con ropa adecuada (valores de aislamiento entre 0.6 y 1.0 clo). En este estado y en ausencia de desequilibrios térmicos locales, como corrientes de aire, las personas se encuentran en confort térmico. Estas condiciones están bien documentadas y especificadas en normas como la ISO 7730 (consulte el capítulo Control del ambiente interior en este Enciclopedia).

La percepción humana del enfriamiento está estrechamente relacionada con el balance de calor de todo el cuerpo, así como con el balance de calor del tejido local. El malestar térmico por frío surge cuando no se puede mantener el equilibrio del calor corporal debido a una combinación inadecuada de actividad (producción de calor metabólico) y ropa. Para temperaturas entre +10 y +30ºC, la magnitud del “malestar por frío” en una población se puede predecir mediante la ecuación de confort de Fanger, descrita en la norma ISO 7730.

Una fórmula simplificada y razonablemente precisa para el cálculo de la temperatura termoneutral (T) para la persona promedio es:

t = 33.5 – 3·I_cl – (0.08 + 0.05·I_cl) ·M

donde M es el calor metabólico medido en W/m² y I_cl el valor de aislamiento de la ropa medido en clo.

El aislamiento de la ropa requerido (valor clo) es mayor a +10ºC que el calculado con el método IREQ (valor de aislamiento requerido calculado) (ISO TR 11079, 1993). La razón de esta discrepancia es la aplicación de diferentes criterios de “comodidad” en los dos métodos. ISO 7730 se enfoca en gran medida en el confort térmico y permite una sudoración considerable, mientras que ISO TR 11079 solo permite "controlar" la sudoración en niveles mínimos, una necesidad en el frío. La Figura 2 muestra la relación entre el aislamiento de la ropa, el nivel de actividad (producción de calor) y la temperatura del aire según la ecuación anterior y el método IREQ. Las áreas rellenas deben representar la variación esperada en el aislamiento de la ropa requerida debido a los diferentes niveles de "comodidad".

Figura 2. Temperatura óptima para el "confort" térmico en función de la ropa y el nivel de actividad ().

La información de la figura 2 es solo una guía para establecer las condiciones térmicas interiores óptimas. Existe una variación individual considerable en la percepción del confort térmico y la incomodidad por el frío. Esta variación se origina en las diferencias en los patrones de vestimenta y actividad, pero también contribuyen las preferencias subjetivas y la habituación.

En particular, las personas que realizan actividades sedentarias muy ligeras se vuelven cada vez más susceptibles al enfriamiento local cuando la temperatura del aire desciende por debajo de 20 a 22 ºC. En tales condiciones, la velocidad del aire debe mantenerse baja (por debajo de 0.2 m/s) y debe seleccionarse ropa aislante adicional para cubrir las partes sensibles del cuerpo (p. ej., cabeza, cuello, espalda y tobillos). El trabajo sentado a temperaturas inferiores a 20ºC requiere aislamiento de asiento y respaldo para reducir el enfriamiento local debido a la compresión de la ropa.

Cuando la temperatura ambiente desciende por debajo de los 10ºC, el concepto de confort se vuelve más difícil de aplicar. Las asimetrías térmicas se vuelven “normales” (p. ej., cara fría e inhalación de aire frío). A pesar de un equilibrio de calor corporal óptimo, tales asimetrías pueden sentirse incómodas y requieren calor adicional para eliminarlas. El confort térmico en el frío, a diferencia de las condiciones interiores normales, es probable que coincida con una ligera sensación de calor. Esto debe recordarse cuando se evalúa el estrés por frío utilizando el índice IREQ.

Rendimiento

La exposición al frío y las reacciones fisiológicas y de comportamiento asociadas tienen un impacto en el rendimiento humano en varios niveles de complejidad. La Tabla 3 presenta una descripción general esquemática de los diferentes tipos de efectos en el rendimiento que se pueden anticipar con la exposición al frío leve y extremo.

Tabla 3. Indicación de los efectos anticipados de la exposición al frío leve y severa

0 indica ningún efecto; – indica degradación; – – indica una fuerte degradación; 0: indica un hallazgo contradictorio.

La exposición leve en este contexto implica un enfriamiento nulo o insignificante del núcleo del cuerpo y un enfriamiento moderado de la piel y las extremidades. La exposición severa da como resultado un balance de calor negativo, una caída en la temperatura central y una disminución pronunciada concomitante de la temperatura de las extremidades.

Las características físicas de la exposición al frío leve y severo dependen en gran medida del equilibrio entre la producción interna de calor corporal (como resultado del trabajo físico) y las pérdidas de calor. La ropa protectora y las condiciones climáticas ambientales determinan la cantidad de pérdida de calor.

Como se mencionó anteriormente, la exposición al frío provoca distracción y enfriamiento (figura 1). Ambos tienen un impacto en el desempeño, aunque la magnitud del impacto varía según el tipo de tarea.

El comportamiento y la función mental son más susceptibles al efecto de distracción, mientras que el rendimiento físico se ve más afectado por el enfriamiento. La compleja interacción de las respuestas fisiológicas y psicológicas (distracción, excitación) a la exposición al frío no se comprende completamente y requiere más trabajo de investigación.

La Tabla 4 indica las relaciones reportadas entre el rendimiento físico y la temperatura del cuerpo. Se supone que el rendimiento físico depende en gran medida de la temperatura del tejido y se deteriora cuando cae la temperatura de los tejidos vitales y las partes de los órganos. Por lo general, la destreza manual depende de manera crítica de la temperatura de los dedos y las manos, así como de la temperatura de los músculos de la mano derecha. La actividad muscular bruta se ve poco afectada por la temperatura de la superficie local, pero es muy sensible a la temperatura del músculo. Dado que algunas de estas temperaturas están relacionadas entre sí (p. ej., temperatura central y muscular), es difícil determinar relaciones directas.

Tabla 4. Importancia de la temperatura de los tejidos corporales para el rendimiento físico humano

0 indica ningún efecto; – indica deterioro con temperatura más baja; – – indica una fuerte degradación; 0 – indica resultados contradictorios; (–) indica un posible efecto menor.

La descripción general de los efectos de rendimiento en las tablas 3 y 4 es necesariamente muy esquemática. La información debe servir como una señal para la acción, donde la acción significa una evaluación detallada de las condiciones o la adopción de medidas preventivas.

Un factor importante que contribuye a la disminución del rendimiento es el tiempo de exposición. Cuanto más larga sea la exposición al frío, mayor será el efecto sobre los tejidos más profundos y la función neuromuscular. Por otro lado, factores como la habituación y la experiencia modifican los efectos perjudiciales y restablecen parte de la capacidad de rendimiento.

Ejecución manual

La función de la mano es muy susceptible a la exposición al frío. Debido a su pequeña masa y gran superficie, las manos y los dedos pierden mucho calor mientras mantienen altas temperaturas de los tejidos (30 a 35ºC). En consecuencia, estas altas temperaturas solo se pueden mantener con un alto nivel de producción de calor interno, lo que permite un alto flujo sanguíneo sostenido a las extremidades.

La pérdida de calor de las manos se puede reducir con el frío usando ropa adecuada para las manos. Sin embargo, un buen calzado para las manos en climas fríos significa grosor y volumen y, en consecuencia, destreza y función manual deterioradas. Por lo tanto, el desempeño manual en el frío no puede ser preservado por medidas pasivas. En el mejor de los casos, la reducción del rendimiento puede limitarse como resultado de un compromiso equilibrado entre la elección de prendas de vestir funcionales, el comportamiento laboral y el esquema de exposición.

La función de la mano y los dedos depende en gran medida de la temperatura local del tejido (figura 3). Los movimientos finos, delicados y rápidos de los dedos se deterioran cuando la temperatura del tejido baja unos pocos grados. Con un enfriamiento más profundo y una caída de la temperatura, las funciones generales de la mano también se ven afectadas. Se encuentra un deterioro significativo en la función de la mano a temperaturas de la piel de la mano de alrededor de 15 ºC, y se producen deterioros graves a temperaturas de la piel de alrededor de 6 a 8 ºC debido al bloqueo de la función de los receptores sensoriales y térmicos de la piel. Dependiendo de los requisitos de la tarea, puede ser necesario medir la temperatura de la piel en varios sitios de la mano y los dedos. La temperatura de la yema del dedo puede ser más de diez grados inferior a la del dorso de la mano en determinadas condiciones de exposición.

Figura 3. Relación entre la destreza de los dedos y la temperatura de la piel de los dedos.

La Figura 4 indica las temperaturas críticas para diferentes tipos de efectos en la función manual.

Figura 4. Efectos brutos estimados sobre el rendimiento manual a diferentes niveles de temperatura de manos/dedos.

Rendimiento neuromuscular

Es evidente a partir de las figuras 3 y 4 que existe un efecto pronunciado del frío sobre la función y el rendimiento muscular. El enfriamiento del tejido muscular reduce el flujo sanguíneo y ralentiza los procesos neuronales como la transmisión de señales nerviosas y la función sináptica. Además, aumenta la viscosidad de los tejidos, lo que resulta en una mayor fricción interna durante el movimiento.

La producción de fuerza isométrica se reduce en un 2% por ºC de temperatura muscular baja. La producción de fuerza dinámica se reduce entre un 2 y un 4 % por ºC de temperatura muscular baja. En otras palabras, el enfriamiento reduce la producción de fuerza de los músculos y tiene un efecto aún mayor en las contracciones dinámicas.

Capacidad de trabajo físico

Como se mencionó anteriormente, el rendimiento muscular se deteriora con el frío. Con función muscular deteriorada hay un deterioro general de la capacidad de trabajo físico. Un factor que contribuye a la reducción de la capacidad de trabajo aeróbico es el aumento de la resistencia periférica de la circulación sistémica. La vasoconstricción pronunciada aumenta la circulación central, lo que eventualmente conduce a diuresis por frío y presión arterial elevada. El enfriamiento del núcleo también puede tener un efecto directo sobre la contractilidad del músculo cardíaco.

La capacidad de trabajo, medida por la capacidad aeróbica máxima, disminuye entre un 5 y un 6 % por cada ºC de temperatura central más baja. Así, la resistencia puede deteriorarse rápidamente como consecuencia práctica de la capacidad máxima disminuida y con un requerimiento energético incrementado del trabajo muscular.

Otros efectos del frío

Temperaturas corporales

A medida que baja la temperatura, la superficie del cuerpo se ve más afectada (y también más tolerante). La temperatura de la piel puede descender por debajo de los 0ºC en unos segundos cuando la piel está en contacto con superficies metálicas muy frías. Asimismo, las temperaturas de las manos y los dedos pueden disminuir varios grados por minuto en condiciones de vasoconstricción y protección deficiente. A la temperatura normal de la piel, los brazos y las manos están superperfundidos debido a las derivaciones arteriovenosas periféricas. Esto crea calor y mejora la destreza. El enfriamiento de la piel cierra estas derivaciones y disminuye la perfusión en manos y pies a una décima parte. Las extremidades constituyen el 50% de la superficie corporal y el 30% de su volumen. El retorno de la sangre pasa a través de venas profundas concomitantes a las arterias, reduciendo así la pérdida de calor según el principio de contracorriente.

No se produce vasoconstricción adrenérgica en la región cabeza-cuello, lo que debe tenerse en cuenta en situaciones de emergencia para prevenir la hipotermia. Una persona con la cabeza descubierta puede perder el 50% o más de su producción de calor en reposo a temperaturas bajo cero.

Se requiere una tasa alta y sostenida de pérdida de calor de todo el cuerpo para el desarrollo de la hipotermia (descenso de la temperatura central) (Maclean y Emslie-Smith 1977). El equilibrio entre la producción de calor y la pérdida de calor determina la tasa de enfriamiento resultante, ya sea un enfriamiento de todo el cuerpo o un enfriamiento local de una parte del cuerpo. Las condiciones para el balance de calor se pueden analizar y evaluar sobre la base del índice IREQ. Una respuesta notable al enfriamiento local de las partes sobresalientes del cuerpo humano (p. ej., los dedos de las manos y los pies y las orejas) es el fenómeno de caza (reacción de Lewis). Después de una caída inicial a un valor bajo, la temperatura del dedo aumenta varios grados (figura 5). Esta reacción se repite de forma cíclica. La respuesta es muy local, más pronunciada en la punta del dedo que en la base. Está ausente en la mano. Lo más probable es que la respuesta en la palma de la mano refleje la variación de temperatura del flujo sanguíneo que irriga los dedos. La respuesta puede ser modificada por exposiciones repetidas (amplificada), pero es más o menos abolida en asociación con el enfriamiento de todo el cuerpo.

Figura 5. Vasodilatación inducida por frío de los vasos de los dedos que provoca aumentos cíclicos en la temperatura del tejido.

El enfriamiento progresivo del cuerpo produce una serie de efectos fisiológicos y mentales. La Tabla 16 indica algunas respuestas típicas asociadas con diferentes niveles de temperatura central.

Tabla 5. Respuestas humanas al enfriamiento: reacciones indicativas a diferentes niveles de hipotermia

Corazón y circulación

El enfriamiento de la frente y la cabeza provoca una elevación aguda de la presión arterial sistólica y, finalmente, una frecuencia cardíaca elevada. Se puede observar una reacción similar al poner las manos desnudas en agua muy fría. La reacción es de corta duración y se alcanzan valores normales o ligeramente elevados después de segundos o minutos.

La pérdida excesiva de calor corporal provoca vasoconstricción periférica. En particular, durante la fase transitoria, el aumento de la resistencia periférica da como resultado una elevación de la presión arterial sistólica y un aumento de la frecuencia cardíaca. El trabajo cardíaco es mayor de lo que sería para actividades similares a temperaturas normales, un fenómeno doloroso que experimentan las personas con angina de pecho.

Como se mencionó anteriormente, el enfriamiento más profundo de los tejidos generalmente ralentiza los procesos fisiológicos de las células y los órganos. El enfriamiento debilita el proceso de inervación y suprime las contracciones del corazón. Se reduce el poder de contracción y, además del aumento de la resistencia periférica de los vasos sanguíneos, se reduce el gasto cardíaco. Sin embargo, con hipotermia moderada y severa, la función cardiovascular disminuye en relación con la reducción general del metabolismo.

Pulmones y vías respiratorias

La inhalación de volúmenes moderados de aire frío y seco presenta problemas limitados en personas sanas. El aire muy frío puede causar molestias, en particular, con la respiración nasal. Los altos volúmenes de ventilación de aire muy frío también pueden causar microinflamación de la membrana mucosa de las vías respiratorias superiores.

Con la progresión de la hipotermia, la función pulmonar se deprime al mismo tiempo que la reducción general del metabolismo corporal.

Aspectos funcionales (capacidad de trabajo)

Un requisito fundamental para el funcionamiento en ambientes fríos es la provisión de suficiente protección contra el enfriamiento. Sin embargo, la protección en sí misma puede interferir seriamente con las condiciones de desempeño. El efecto cojeante de la ropa es bien conocido. Los cascos y cascos interfieren con el habla y la visión, y las prendas para las manos afectan la función manual. Mientras que la protección es necesaria para la preservación de condiciones de trabajo saludables y cómodas, las consecuencias en términos de deterioro del rendimiento deben reconocerse plenamente. Las tareas tardan más en completarse y requieren un mayor esfuerzo.

La ropa de protección contra el frío puede pesar fácilmente de 3 a 6 kg, incluidas las botas y el gorro. Este peso se suma a la carga de trabajo, en particular durante el trabajo ambulatorio. Además, la fricción entre las capas de la ropa multicapa produce resistencia al movimiento. El peso de las botas debe mantenerse bajo, ya que el peso adicional en las piernas contribuye relativamente más a la carga de trabajo.

La organización del trabajo, el lugar de trabajo y el equipo deben adaptarse a los requisitos específicos de una tarea de trabajo en frío. Se debe permitir más tiempo para las tareas y se necesitan descansos frecuentes para la recuperación y el calentamiento. El lugar de trabajo debe permitir movimientos fáciles, a pesar de la ropa voluminosa. Del mismo modo, el equipo debe estar diseñado para que pueda ser operado con una mano enguantada o aislado en el caso de manos descubiertas.

Lesiones por frio

Las lesiones graves por aire frío se pueden prevenir en la mayoría de los casos y ocurren solo esporádicamente en la vida civil. Por otro lado, estas heridas suelen ser de gran importancia en la guerra y en los cataclismos. Sin embargo, muchos trabajadores corren el riesgo de sufrir lesiones por frío en sus actividades rutinarias. El trabajo al aire libre en climas severos (como en áreas árticas y subárticas, por ejemplo, pesca, agricultura, construcción, exploración de gas y petróleo y pastoreo de renos), así como el trabajo en interiores realizado en ambientes fríos (como en las industrias de alimentos o almacenamiento) pueden implique peligro de lesiones por frío.

Las lesiones por frío pueden ser sistémicas o localizadas. Las lesiones locales, que en la mayoría de los casos preceden a la hipotermia sistémica, constituyen dos entidades clínicamente diferentes: las lesiones por frío glacial (FCI) y las lesiones por frío no glacial (NFCI).

Lesiones por frío helado

Fisiopatología

Este tipo de lesión local ocurre cuando la pérdida de calor es suficiente para permitir una verdadera congelación del tejido. Además de un ataque criogénico directo a las células, el daño vascular con disminución de la perfusión y la hipoxia tisular son mecanismos patogénicos contribuyentes.

La vasoconstricción de los vasos cutáneos es de gran importancia en el origen de una congelación. Debido a las amplias derivaciones arteriovenosas, las estructuras periféricas, como las manos, los pies, la nariz y las orejas, están superperfundidas en un ambiente cálido. Solo alrededor de una décima parte del flujo sanguíneo en las manos, por ejemplo, se necesita para la oxigenación de los tejidos. El resto crea calor, facilitando así la destreza. Incluso en ausencia de una disminución de la temperatura central, el enfriamiento local de la piel ocluye estas derivaciones.

Para proteger la viabilidad de las partes periféricas de las extremidades durante la exposición al frío, tiene lugar una vasodilatación intermitente inducida por el frío (CIVD). Esta vasodilatación es el resultado de la apertura de las anastomosis arteriovenosas y ocurre cada 5 a 10 minutos. El fenómeno es un compromiso en el plan fisiológico humano para conservar el calor y, sin embargo, preservar de forma intermitente la función de manos y pies. La vasodilatación es percibida por la persona como períodos de calor punzante. La CIVD se vuelve menos pronunciada a medida que disminuye la temperatura corporal. Las variaciones individuales en el grado de CIVD podrían explicar la diferente susceptibilidad a las lesiones locales por frío. Las personas indígenas de clima frío presentan un CIVD más pronunciado.

En contraste con la crioconservación de tejido vivo, donde la cristalización del hielo ocurre tanto intracelular como extracelularmente, la FCI clínica, con una tasa de congelación mucho más lenta, produce solo cristales de hielo extracelulares. El proceso es exotérmico, libera calor y, por lo tanto, la temperatura del tejido permanece en el punto de congelación hasta que se completa la congelación.

A medida que crecen los cristales de hielo extracelulares, las soluciones extracelulares se condensan, lo que hace que este espacio se convierta en un medio hiperosmolar, lo que conduce a la difusión pasiva de agua desde el compartimento intracelular; que el agua a su vez se congela. Este proceso progresa hasta que toda el agua "disponible" (que no está unida a proteínas, azúcar y otras moléculas) ha sido cristalizada. La deshidratación celular altera las estructuras proteicas, los lípidos de la membrana y el pH celular, lo que lleva a una destrucción incompatible con la supervivencia celular. La resistencia a FCI varía en diferentes tejidos. La piel es más resistente que los músculos y los nervios, por ejemplo, lo que podría ser el resultado de un menor contenido de agua tanto intra como intercelularmente en la epidermis.

El papel de los factores hemorreológicos indirectos se interpretó anteriormente como similar al encontrado en las lesiones por frío sin congelación. Sin embargo, estudios recientes en animales han demostrado que la congelación causa lesiones en la íntima de las arteriolas, vénulas y capilares antes de que haya evidencia de daño a otros elementos de la piel. Por lo tanto, es obvio que la parte reológica de la patogenia de la FCI es también un efecto criobiológico.

Cuando se vuelve a calentar una congelación, el agua comienza a volver a difundirse a las células deshidratadas, lo que provoca una inflamación intracelular. La descongelación induce la máxima dilatación vascular, creando edema y formación de ampollas debido a la lesión de las células endoteliales (capa interna de la piel). La interrupción de las células endoteliales expone la membrana basal, lo que inicia las adherencias plaquetarias y comienza la cascada de coagulación. El siguiente estancamiento de sangre y trombosis inducen anoxia.

Como es la pérdida de calor del área expuesta lo que determina el riesgo de congelación, la sensación térmica es un factor importante a este respecto, y esto significa no solo el viento que sopla, sino también cualquier movimiento de aire que pase por el cuerpo. Correr, esquiar, hacer skijoring y andar en vehículos abiertos deben considerarse en este contexto. Sin embargo, la carne expuesta no se congelará mientras la temperatura ambiente esté por encima del punto de congelación, incluso con vientos de alta velocidad.

El consumo de alcohol y productos del tabaco, así como la desnutrición y la fatiga son factores predisponentes a la FCI. Una lesión por frío previa aumenta el riesgo de FCI posterior, debido a una respuesta simpática postraumática anormal.

El metal frío puede provocar rápidamente una congelación cuando se sujeta con la mano desnuda. La mayoría de las personas son conscientes de esto, pero a menudo no se dan cuenta del riesgo de manipular líquidos sobreenfriados. La gasolina enfriada a –30ºC congelará la carne expuesta casi instantáneamente ya que la pérdida de calor por evaporación se combina con la pérdida por conducción. Esta congelación rápida provoca una cristalización extra e intracelular con destrucción de las membranas celulares principalmente de forma mecánica. Un tipo similar de FCI ocurre cuando se derrama propano líquido directamente sobre la piel.

Cuadro clinico

Las lesiones por frío helado se subdividen en congelaciones superficiales y profundas. La lesión superficial se limita a la piel y los tejidos subcutáneos subyacentes inmediatos. En la mayoría de los casos, la lesión se localiza en la nariz, los lóbulos de las orejas y los dedos de las manos y los pies. El dolor punzante y punzante suele ser el primer signo. La parte afectada de la piel se vuelve pálida o blanca como la cera. Está adormecido y se indentará con la presión, ya que los tejidos subyacentes son viables y flexibles. Cuando la FCI se extiende a una lesión profunda, la piel se vuelve blanca y parecida al mármol, se siente dura y se adhiere al tacto.

Tratamiento

Una congelación debe tratarse de inmediato para evitar que una lesión superficial se convierta en una profunda. Trate de llevar a la víctima al interior; de lo contrario, protéjalo del viento mediante el refugio de camaradas, un saco de viento u otros medios similares. El área congelada debe descongelarse mediante la transmisión pasiva de calor desde una parte más caliente del cuerpo. Ponga la mano caliente contra la cara y la mano fría en la axila o en la ingle. Como el individuo congelado está bajo estrés por frío con vasoconstricción periférica, un compañero cálido es un terapeuta mucho mejor. Está contraindicado masajear y frotar la parte congelada con nieve o bufanda de lana. Tal tratamiento mecánico solo agravaría la lesión, ya que el tejido está lleno de cristales de hielo. Tampoco se debe considerar descongelar frente a una fogata o una estufa de campamento. Dicho calor no penetra a ninguna profundidad y, como el área está parcialmente anestesiada, el tratamiento puede incluso provocar una lesión por quemadura.

Las señales de dolor en un pie congelado desaparecen antes de que se produzca la congelación real, ya que la conductividad nerviosa se anula alrededor de los +8ºC. ¡La paradoja es que la última sensación que uno siente es que no siente nada en absoluto! En condiciones extremas, cuando la evacuación requiere viajar a pie, debe evitarse la descongelación. Caminar con los pies congelados no parece aumentar el riesgo de pérdida de tejido, mientras que volver a congelar una congelación sí lo hace en mayor grado.

El mejor tratamiento para una congelación es la descongelación en agua tibia entre 40 y 42ºC. El procedimiento de descongelación debe continuar a esa temperatura del agua hasta que regresen la sensación, el color y la suavidad del tejido. Esta forma de descongelación a menudo termina en un tono no rosado, sino burdeos debido a la estasis venosa.

En condiciones de campo, se debe tener en cuenta que el tratamiento requiere más que una descongelación local. Se debe cuidar al individuo en su totalidad, ya que una congelación suele ser el primer signo de una hipotermia progresiva. Póngase más ropa y dele bebidas calientes y nutritivas. La víctima suele mostrarse apática y hay que obligarla a cooperar. Inste a la víctima a realizar actividades musculares, como golpear los brazos contra los costados. Tales maniobras abren derivaciones arteriovenosas periféricas en las extremidades.

Una congelación profunda está presente cuando la descongelación con transferencia pasiva de calor durante 20 a 30 minutos no tiene éxito. Si es así, la víctima debe ser enviada al hospital más cercano. Sin embargo, si dicho transporte puede tomar horas, es preferible llevar a la persona a la vivienda más cercana y descongelar sus heridas en agua tibia. Después de la descongelación completa, se debe acostar al paciente con el área lesionada elevada y se debe organizar el transporte inmediato al hospital más cercano.

El recalentamiento rápido provoca un dolor de moderado a intenso y, a menudo, el paciente necesitará un analgésico. El daño capilar provoca la fuga de suero con hinchazón local y formación de ampollas durante las primeras 6 a 18 horas. Las ampollas deben mantenerse intactas para prevenir infecciones.

Lesiones por frío sin congelación

Fisiopatología

La exposición prolongada a condiciones frías y húmedas por encima del punto de congelación combinada con la inmovilización que provoca el estancamiento venoso son los requisitos previos para la NFCI. La deshidratación, la alimentación inadecuada, el estrés, las enfermedades o lesiones intercurrentes y la fatiga son factores contribuyentes. NFCI afecta casi exclusivamente piernas y pies. Las lesiones graves de este tipo ocurren con gran rareza en la vida civil, pero en tiempos de guerra y catástrofes ha sido y será siempre un problema grave, causado en la mayoría de los casos por un desconocimiento de la afección debido a la aparición lenta e indistinta de los primeros síntomas.

NFCI puede ocurrir bajo cualquier condición donde la temperatura ambiental sea más baja que la temperatura corporal. Al igual que en la FCI, las fibras constrictoras simpáticas, junto con el propio resfriado, inducen una vasoconstricción prolongada. El evento inicial es de naturaleza reológica y se asemeja al observado en la lesión por reperfusión isquémica. Además de la duración de la baja temperatura, la susceptibilidad de la víctima parece ser importante.

El cambio patológico debido a la lesión isquémica afecta a muchos tejidos. Los músculos degeneran, sufren necrosis, fibrosis y atrofia; los huesos muestran una osteoporosis temprana. De especial interés son los efectos sobre los nervios, ya que el daño nervioso es responsable del dolor, la disestesia prolongada y la hiperhidrosis que a menudo se encuentran como secuela de estas lesiones.

Cuadro clinico

En una lesión por frío sin congelación, la víctima se da cuenta demasiado tarde del peligro amenazante porque los síntomas iniciales son muy vagos. Los pies se vuelven fríos e hinchados. Se sienten pesados, leñosos y entumecidos. Los pies se presentan fríos, dolorosos, sensibles, a menudo con las plantas arrugadas. La primera fase isquémica dura desde horas hasta unos pocos días. Le sigue una fase hiperémica de 2 a 6 semanas, durante la cual los pies están calientes, con pulso saltón y aumento del edema. No son infrecuentes las ampollas y las ulceraciones, y en casos graves puede surgir gangrena.

Tratamiento

El tratamiento es sobre todo de apoyo. En el lugar de trabajo, los pies deben secarse cuidadosamente pero mantenerse frescos. Por otro lado, se debe calentar todo el cuerpo. Se deben dar muchas bebidas calientes. A diferencia de las lesiones por frío helado, el NFCI nunca debe calentarse activamente. El tratamiento con agua tibia en lesiones locales por frío solo se permite cuando hay cristales de hielo en el tejido. Por regla general, el tratamiento posterior debe ser conservador. Sin embargo, la fiebre, los signos de coagulación intravascular diseminada y la licuefacción de los tejidos afectados requieren una intervención quirúrgica, que en ocasiones termina en una amputación.

Las lesiones por frío sin congelación se pueden prevenir. Se debe minimizar el tiempo de exposición. El cuidado adecuado de los pies con tiempo para secarlos es importante, así como las instalaciones para cambiarse a calcetines secos. Descansar con los pies elevados y administrar bebidas calientes siempre que sea posible puede parecer ridículo, pero a menudo es de vital importancia.

Hipotermia

Hipotermia significa temperatura corporal por debajo de lo normal. Sin embargo, desde un punto de vista térmico, el cuerpo consta de dos zonas: el caparazón y el núcleo. El primero es superficial y su temperatura varía considerablemente según el ambiente externo. El núcleo consta de tejidos más profundos (p. ej., cerebro, corazón y pulmones, y la parte superior del abdomen), y el cuerpo se esfuerza por mantener una temperatura central de 37 ± 2 ºC. Cuando la termorregulación está alterada y la temperatura central comienza a descender, el individuo sufre estrés por frío, pero no hasta que la temperatura central alcanza los 35ºC se considera que la víctima está en estado de hipotermia. Entre 35 y 32ºC, la hipotermia se clasifica como leve; entre 32 y 28ºC es moderado y por debajo de 28ºC, severo (Tabla 16).

Efectos fisiológicos de la temperatura central baja

Cuando la temperatura central comienza a descender, una intensa vasoconstricción redirige la sangre desde el caparazón hacia el centro, evitando así la conducción de calor desde el centro hacia la piel. Para mantener la temperatura, se inducen escalofríos, a menudo precedidos por un aumento del tono muscular. Los escalofríos máximos pueden aumentar la tasa metabólica de cuatro a seis veces, pero a medida que oscilan las contracciones involuntarias, el resultado neto a menudo no es más del doble. La frecuencia cardíaca, la presión arterial, el gasto cardíaco y la frecuencia respiratoria aumentan. La centralización del volumen sanguíneo provoca una diuresis osmolal con sodio y cloruro como constituyentes principales.

La irritabilidad auricular en la hipotermia temprana a menudo induce fibrilación auricular. A temperaturas más bajas, las extrasístoles ventriculares son comunes. La muerte se produce a 28 ºC o menos, con mayor frecuencia como resultado de la fibrilación ventricular; también puede sobrevenir asistolia.

La hipotermia deprime el sistema nervioso central. La lasitud y la apatía son signos tempranos de disminución de la temperatura central. Tales efectos alteran el juicio, provocan comportamientos extraños y ataxia, y terminan en letargo y coma entre 30 y 28ºC.

La velocidad de conducción nerviosa disminuye con la temperatura más baja. La disartria, los titubeos y los tropiezos son manifestaciones clínicas de este fenómeno. El frío también afecta a los músculos y las articulaciones, perjudicando el rendimiento manual. Disminuye el tiempo de reacción y la coordinación, y aumenta la frecuencia de los errores. La rigidez muscular se observa incluso en hipotermia leve. A una temperatura central inferior a 30ºC, la actividad física es imposible.

La exposición a un ambiente anormalmente frío es el prerrequisito básico para que ocurra la hipotermia. Los extremos de edad son factores de riesgo. Las personas mayores con una función termorreguladora deteriorada, o cuya masa muscular y capa de grasa aislante se encuentran reducidas, corren un mayor riesgo de sufrir hipotermia.

Clasificación

Desde un punto de vista práctico, es útil la siguiente subdivisión de la hipotermia (ver también la Tabla 16):

• hipotermia accidental
• hipotermia de inmersión aguda
• hipotermia por agotamiento subagudo
• hipotermia en trauma
• Hipotermia crónica subclínica.

Hipotermia de inmersión aguda Ocurre cuando una persona cae en agua fría. El agua tiene una conductividad térmica aproximadamente 25 veces mayor que la del aire. El estrés por frío se vuelve tan grande que la temperatura central se ve forzada a bajar a pesar de una máxima producción de calor del cuerpo. La hipotermia se establece antes de que la víctima se agote.

Hipotermia subaguda por agotamiento puede ocurrirle a cualquier trabajador en un ambiente frío, así como a los esquiadores, escaladores y caminantes en la montaña. En esta forma de hipotermia, la actividad muscular mantiene la temperatura corporal siempre que haya fuentes de energía disponibles. Sin embargo, entonces la hipoglucemia asegura que la víctima esté en riesgo. Incluso un grado relativamente leve de exposición al frío puede ser suficiente para continuar enfriando y causar una situación peligrosa.

Hipotermia con trauma mayor es un signo ominoso. La persona lesionada a menudo es incapaz de mantener la temperatura corporal y la pérdida de calor puede verse exacerbada por la infusión de líquidos fríos y por quitarse la ropa. Los pacientes en estado de shock que se vuelven hipotérmicos tienen una mortalidad mucho mayor que las víctimas normotérmicas.

Hipotermia crónica subclínica se encuentra a menudo en personas de edad avanzada, a menudo en asociación con desnutrición, vestimenta inadecuada y movilidad restringida. El alcoholismo, el abuso de drogas y las enfermedades metabólicas crónicas, así como los trastornos psiquiátricos, son causas que contribuyen a este tipo de hipotermia.

Gestión prehospitalaria

El principio fundamental de la atención primaria de un trabajador que sufre de hipotermia es evitar una mayor pérdida de calor. Una víctima consciente debe ser trasladada al interior, o al menos a un refugio. Quítese la ropa mojada y trate de aislar a la persona tanto como sea posible. Es obligatorio mantener a la víctima en posición acostada con la cabeza cubierta.

Los pacientes con hipotermia de inmersión aguda requieren un tratamiento bastante diferente del requerido por aquellos con hipotermia por agotamiento subaguda. La víctima de la inmersión se encuentra a menudo en una situación más favorable. La disminución de la temperatura central ocurre mucho antes de que el cuerpo se agote y la capacidad de generar calor permanece intacta. El equilibrio de agua y electrolitos no se altera. Por lo tanto, dicho individuo puede tratarse con una inmersión rápida en un baño. Si no hay una tina disponible, sumerja los pies y las manos del paciente en agua tibia. El calor local abre las derivaciones arteriovenosas, aumenta rápidamente la circulación sanguínea en las extremidades y mejora el proceso de calentamiento.

En la hipotermia por agotamiento, en cambio, la víctima se encuentra en una situación mucho más grave. Las reservas calóricas se consumen, el equilibrio electrolítico se desequilibra y, sobre todo, la persona se deshidrata. La diuresis por frío comienza inmediatamente después de la exposición al frío; la lucha contra el frío y el viento exagera la sudoración, pero ésta no se percibe en el ambiente frío y seco; y por último, la víctima no siente sed. Un paciente que sufre de hipotermia por agotamiento nunca debe recalentarse rápidamente en el campo debido al riesgo de inducir un shock hipovolémico. Como regla, es mejor no recalentar activamente al paciente en el campo o durante el transporte al hospital. Un estado prolongado de hipotermia que no progresa es mucho mejor que los esfuerzos entusiastas para calentar al paciente en circunstancias en las que no se pueden manejar las complicaciones sobrevenidas. Es obligatorio manipular al paciente con cuidado para minimizar el riesgo de una posible fibrilación ventricular.

Incluso para el personal médico capacitado, a menudo es difícil determinar si una persona con hipotermia está viva o no. El colapso cardiovascular aparente en realidad puede ser solo un gasto cardíaco reducido. A menudo es necesaria la palpación o auscultación durante al menos un minuto para detectar pulsos espontáneos.

La decisión de administrar o no reanimación cardiopulmonar (RCP) es difícil en el campo. Si hay algún signo de vida, la RCP está contraindicada. Las compresiones torácicas realizadas prematuramente pueden inducir fibrilación ventricular. Sin embargo, la RCP debe iniciarse inmediatamente después de un paro cardíaco presenciado y cuando la situación permita que los procedimientos se realicen de manera razonable y continua.

salud y frio

Una persona sana con ropa y equipo adecuado y trabajando en una organización adecuada para la tarea no está en situación de riesgo para la salud, aunque haga mucho frío. Es controvertido si la exposición al frío a largo plazo mientras se vive en áreas de clima frío significa riesgos para la salud. Para las personas con problemas de salud, la situación es bastante diferente y la exposición al frío podría ser un problema. En una determinada situación, la exposición al frío o la exposición a factores relacionados con el frío o las combinaciones de frío con otros riesgos pueden producir riesgos para la salud, especialmente en una situación de emergencia o accidente. En áreas remotas, cuando la comunicación con un supervisor es difícil o no existe, se debe permitir que los propios empleados decidan si se presenta o no una situación de riesgo para la salud. En estas situaciones deben tomar las precauciones necesarias para hacer la situación segura o detener el trabajo.

En las regiones árticas, el clima y otros factores pueden ser tan duros que se deben tomar otras consideraciones.

Enfermedades infecciosas Las enfermedades infecciosas no están relacionadas con el frío. Las enfermedades endémicas ocurren en las regiones árticas y subárticas. La enfermedad infecciosa aguda o crónica en un individuo dicta el cese de la exposición al frío y al trabajo duro.

El resfriado común, sin fiebre ni síntomas generales, no hace nocivo el trabajo en frío. Sin embargo, para las personas con enfermedades complicadas como asma, bronquitis o problemas cardiovasculares, la situación es diferente y se recomienda trabajar en interiores en condiciones cálidas durante la estación fría. Esto también es válido con un resfriado con fiebre, tos profunda, dolor muscular y deterioro del estado general.

El asma y la bronquitis son más comunes en las regiones frías. La exposición al aire frío a menudo empeora los síntomas. El cambio de medicación a veces reduce los síntomas durante la estación fría. Algunas personas también pueden recibir ayuda mediante el uso de inhaladores medicinales.

Las personas con enfermedades asmáticas o cardiovasculares pueden responder a la inhalación de aire frío con broncoconstricción y vasoespasmo. Se ha demostrado que los atletas que entrenan varias horas a altas intensidades en climas fríos desarrollan síntomas asmáticos. Aún no está claro si el enfriamiento extenso del tracto pulmonar es o no la explicación principal. Ahora hay en el mercado máscaras livianas especiales que brindan algún tipo de función de intercambiador de calor, por lo que conservan energía y humedad.

Un tipo endémico de enfermedad crónica es el “pulmón esquimal”, típico de los cazadores y tramperos esquimales expuestos al frío extremo y al trabajo duro durante largos períodos. Una hipertensión pulmonar progresiva a menudo termina en una insuficiencia cardíaca del lado derecho.

Desordenes cardiovasculares. La exposición al frío afecta en mayor grado al sistema cardiovascular. La noradrenalina liberada por las terminaciones nerviosas simpáticas aumenta el gasto cardíaco y la frecuencia cardíaca. El dolor de pecho debido a la angina de pecho a menudo empeora en un ambiente frío. El riesgo de sufrir un infarto aumenta durante la exposición al frío, especialmente en combinación con el trabajo duro. El frío eleva la presión arterial con un mayor riesgo de hemorragia cerebral. Por lo tanto, se debe advertir a las personas en riesgo y reducir su exposición al trabajo duro en el frío.

El aumento de la mortalidad durante la temporada de invierno es una observación frecuente. Una razón podría ser el aumento del trabajo cardíaco mencionado anteriormente, lo que promueve la arritmia en personas sensibles. Otra observación es que el hematocrito aumenta durante la estación fría, lo que provoca una mayor viscosidad de la sangre y una mayor resistencia al flujo. Una explicación plausible es que el clima frío puede exponer a las personas a cargas de trabajo repentinas y muy pesadas, como limpiar la nieve, caminar en la nieve profunda, resbalar, etc.

Desordenes metabólicos. La diabetes mellitus también se encuentra con mayor frecuencia en las zonas más frías del mundo. Incluso una diabetes sin complicaciones, especialmente cuando se trata con insulina, puede hacer imposible el trabajo al aire libre en áreas más remotas. La arteriosclerosis periférica temprana hace que estos individuos sean más sensibles al frío y aumenta el riesgo de congelación local.

Las personas con función tiroidea deteriorada pueden desarrollar fácilmente hipotermia debido a la falta de la hormona termogénica, mientras que las personas con hipertiroidismo toleran el frío incluso con ropa ligera.

Los pacientes con estos diagnósticos deben recibir una atención especial por parte de los profesionales de la salud y ser informados de su problema.

Problemas musculoesqueléticos. Se supone que el resfriado en sí mismo no causa enfermedades en el sistema musculoesquelético, ni siquiera el reumatismo. Por otro lado, el trabajo en condiciones de frío suele ser muy exigente para los músculos, los tendones, las articulaciones y la columna vertebral debido a la gran carga que suele implicar este tipo de trabajo. La temperatura en las articulaciones disminuye más rápido que la temperatura de los músculos. Las articulaciones frías son articulaciones rígidas debido a la creciente resistencia al movimiento debido al aumento de la viscosidad del líquido sinovial. El frío disminuye la potencia y la duración de la contracción muscular. En combinación con trabajo pesado o sobrecarga local, aumenta el riesgo de lesiones. Además, la ropa de protección puede afectar la capacidad de controlar el movimiento de las partes del cuerpo, lo que contribuye al riesgo.

La artritis en la mano es un problema especial. Se sospecha que la exposición frecuente al frío puede causar artritis, pero hasta el momento la evidencia científica es escasa. Una artritis existente de la mano reduce la función de la mano en el frío y causa dolor e incomodidad.

Criopatías. Las criopatías son trastornos en los que el individuo es hipersensible al frío. Los síntomas varían, incluidos los que involucran el sistema vascular, la sangre, el tejido conectivo, la "alergia" y otros.

Algunas personas sufren de dedos blancos. Manchas blancas en la piel, sensación de frío, función reducida y dolor son síntomas cuando los dedos se exponen al frío. Los problemas son más comunes entre las mujeres, pero sobre todo se encuentran en fumadores y trabajadores que utilizan herramientas vibratorias o conducen motos de nieve. Los síntomas pueden ser tan molestos que es imposible trabajar incluso durante una ligera exposición al frío. Ciertos tipos de medicamentos también pueden empeorar los síntomas.

Urticaria por frío, debido a los mastocitos sensibilizados, aparece como un eritema con picor en las partes de la piel expuestas al frío. Si se detiene la exposición, los síntomas generalmente desaparecen en una hora. Rara vez la enfermedad se complica con síntomas generales y más amenazantes. Si es así, o si la urticaria en sí es muy molesta, el individuo debe evitar la exposición a cualquier tipo de resfriado.

Acrocianosis se manifiesta por cambios en el color de la piel hacia la cianosis después de la exposición al frío. Otros síntomas pueden ser disfunción de la mano y los dedos en el área acrocianótica. Los síntomas son muy comunes y, a menudo, pueden reducirse aceptablemente mediante una exposición reducida al frío (p. ej., ropa adecuada) o un uso reducido de nicotina.

Estrés psicológico. La exposición al frío, especialmente en combinación con factores relacionados con el frío y la lejanía, estresa al individuo, no solo fisiológicamente sino también psicológicamente. Durante el trabajo en condiciones climáticas frías, con mal tiempo, largas distancias y quizás en situaciones potencialmente peligrosas, el estrés psicológico puede perturbar o incluso deteriorar tanto la función psicológica del individuo que no se puede realizar el trabajo de manera segura.

Tabaquismo y rapé. Los efectos nocivos para la salud a largo plazo del tabaquismo y, en cierta medida, del rapé son bien conocidos. La nicotina aumenta la vasoconstricción periférica, reduce la destreza y aumenta el riesgo de lesiones por frío.

El alcohol. Beber alcohol da una agradable sensación de calor y, en general, se piensa que el alcohol inhibe la vasoconstricción inducida por el frío. Sin embargo, los estudios experimentales en humanos durante exposiciones relativamente cortas al frío han demostrado que el alcohol no interfiere en mayor medida con el equilibrio térmico. Sin embargo, los escalofríos se deterioran y, en combinación con el ejercicio extenuante, la pérdida de calor se hace evidente. Se sabe que el alcohol es una causa dominante de muerte en la hipotermia urbana. Da una sensación de bravuconería e influye en el juicio, lo que lleva a ignorar las medidas profilácticas.

El Embarazo. Durante el embarazo las mujeres no son más sensibles al frío. Por el contrario, pueden ser menos sensibles, debido al aumento del metabolismo. Los factores de riesgo durante el embarazo se combinan con los factores relacionados con el frío, como los riesgos de accidentes, la torpeza debido a la ropa, el levantamiento de objetos pesados, los resbalones y las posiciones de trabajo extremas. Por lo tanto, el sistema de salud, la sociedad y el empleador deberían prestar especial atención a la mujer embarazada en el trabajo en frío.

Farmacología y resfriado

Los efectos secundarios negativos de los fármacos durante la exposición al frío pueden ser termorreguladores (generales o locales) o pueden alterar el efecto del fármaco. Siempre que el trabajador mantenga la temperatura corporal normal, la mayoría de los medicamentos recetados no interfieren con el desempeño. Sin embargo, los tranquilizantes (p. ej., barbitúricos, benzodiazepinas, fenotiazidas y antidepresivos cíclicos) pueden perturbar la vigilancia. En una situación amenazante, los mecanismos de defensa contra la hipotermia pueden verse afectados y se reduce la conciencia de la situación peligrosa.

Los betabloqueantes inducen vasoconstricción periférica y disminuyen la tolerancia al frío. Si una persona necesita medicación y está expuesta al frío en su situación laboral, se debe prestar atención a los efectos secundarios negativos de estos medicamentos.

Por otro lado, no se ha demostrado que ningún fármaco o cualquier otra cosa que se beba, coma o administre al cuerpo sea capaz de aumentar la producción normal de calor, por ejemplo, en una situación de emergencia cuando amenaza hipotermia o una lesión por frío.

programa de control sanitario

Los riesgos para la salud relacionados con el estrés por frío, los factores relacionados con el frío y los accidentes o traumatismos se conocen solo de forma limitada. Existe una gran variación individual en las capacidades y el estado de salud, y esto requiere una cuidadosa consideración. Como se mencionó anteriormente, enfermedades especiales, medicamentos y algunos otros factores pueden hacer que una persona sea más susceptible a los efectos de la exposición al frío. Un programa de control de salud debe ser parte del procedimiento de empleo, así como una actividad repetitiva para el personal. La Tabla 6 especifica los factores a controlar en diferentes tipos de trabajo en frío.

Tabla 6. Componentes recomendados de los programas de control de la salud para el personal expuesto al estrés por frío y factores relacionados con el frío

*= control de rutina, **= factor importante a considerar, ***= factor muy importante a considerar.

Prevención del estrés por frío

Adaptación humana

Con exposiciones repetidas a condiciones de frío, las personas perciben menos incomodidad y aprenden a adaptarse y hacer frente a las condiciones de una manera individual y más eficiente que al comienzo de la exposición. Esta habituación reduce parte del efecto de excitación y distracción, y mejora el juicio y la precaución.

Comportamiento

La estrategia más aparente y natural para la prevención y el control del estrés por frío es la de la precaución y el comportamiento intencional. Las respuestas fisiológicas no son muy poderosas para prevenir las pérdidas de calor. Los seres humanos son, por lo tanto, extremadamente dependientes de medidas externas como la ropa, la vivienda y el suministro de calor externo. La mejora continua y el refinamiento de la ropa y el equipo proporciona una base para una exposición exitosa y segura al frío. Sin embargo, es esencial que los productos se prueben adecuadamente de acuerdo con los estándares internacionales.

Las medidas para la prevención y el control de la exposición al frío suelen ser responsabilidad del empleador o del supervisor. Sin embargo, la eficacia de las medidas de protección depende en gran medida del conocimiento, la experiencia, la motivación y la capacidad del trabajador individual para realizar los ajustes necesarios a sus requisitos, necesidades y preferencias. Por lo tanto, la educación, la información y la capacitación son elementos importantes en los programas de control de la salud.

Aclimatación

Hay evidencia de diferentes tipos de aclimatación a la exposición al frío a largo plazo. La circulación mejorada de manos y dedos permite el mantenimiento de una temperatura tisular más alta y produce una vasodilatación inducida por frío más fuerte (consulte la Figura 18). El rendimiento manual se mantiene mejor después de repetidas exposiciones al frío de la mano.

El enfriamiento repetido de todo el cuerpo parece aumentar la vasoconstricción periférica, lo que aumenta el aislamiento del tejido superficial. Las mujeres coreanas que buceaban con perlas mostraron marcados aumentos en el aislamiento de la piel durante la temporada de invierno. Investigaciones recientes han revelado que la introducción y el uso de trajes húmedos reducen tanto el estrés por frío que el aislamiento del tejido no cambia.

Se han propuesto tres tipos de posibles adaptaciones:

• mayor aislamiento del tejido (como se mencionó anteriormente)
• reacción hipotérmica (descenso "controlado" de la temperatura central)
• reacción metabólica (aumento del metabolismo).

Las adaptaciones más pronunciadas se deben encontrar con los nativos de las regiones frías. Sin embargo, la tecnología moderna y los hábitos de vida han reducido la mayoría de los tipos extremos de exposición al frío. La ropa, los refugios con calefacción y el comportamiento consciente permiten que la mayoría de las personas mantengan un clima casi tropical en la superficie de la piel (microclima), lo que reduce el estrés por frío. Los estímulos a la adaptación fisiológica se debilitan.

Probablemente, los grupos más expuestos al frío en la actualidad pertenecen a expediciones polares y operaciones industriales en regiones árticas y subárticas. Hay varios indicios de que cualquier eventual adaptación encontrada con exposición severa al frío (aire o agua fría) es de tipo aislante. En otras palabras, se pueden mantener temperaturas centrales más altas con una pérdida de calor reducida o sin cambios.

Equilibrio de la dieta y el agua

En muchos casos, el trabajo en frío se asocia con actividades que demandan energía. Además, la protección contra el frío requiere ropa y equipos que pesen varios kilogramos. El efecto cojeante de la ropa aumenta el esfuerzo muscular. Por lo tanto, determinadas tareas laborales requieren más energía (y más tiempo) en condiciones de frío. La ingesta calórica a través de los alimentos debe compensar esto. Se debe recomendar a los trabajadores al aire libre un aumento del porcentaje de calorías que aportan las grasas.

Las comidas proporcionadas durante las operaciones de frío deben proporcionar suficiente energía. Se deben incluir suficientes carbohidratos para garantizar niveles de azúcar en sangre estables y seguros para los trabajadores que realizan trabajos duros. Recientemente, se han lanzado al mercado productos alimenticios con afirmaciones de que estimulan y aumentan la producción de calor corporal en el frío. Normalmente, tales productos consisten simplemente en carbohidratos, y hasta ahora han fallado en las pruebas para funcionar mejor que productos similares (chocolate), o mejor de lo esperado por su contenido de energía.

La pérdida de agua puede ser significativa durante la exposición al frío. En primer lugar, el enfriamiento de los tejidos provoca una redistribución del volumen sanguíneo, lo que induce la “diuresis por frío”. Las tareas y la vestimenta deben permitir esto, ya que puede desarrollarse rápidamente y requiere una ejecución urgente. El aire casi seco en condiciones bajo cero permite una evaporación continua de la piel y el tracto respiratorio que no se percibe fácilmente. La sudoración contribuye a la pérdida de agua y debe controlarse cuidadosamente y preferiblemente evitarse, debido a su efecto perjudicial sobre el aislamiento cuando es absorbido por la ropa. El agua no siempre está disponible en condiciones bajo cero. En exterior debe ser suministrado o producido por el derretimiento de nieve o hielo. Como hay una depresión de la sed, es obligatorio que los trabajadores en el frío beban agua con frecuencia para eliminar el desarrollo gradual de la deshidratación. El déficit de agua puede reducir la capacidad de trabajo y aumentar el riesgo de sufrir lesiones por frío.

Acondicionamiento de los trabajadores para el trabajo en el frío

Con mucho, las medidas más efectivas y apropiadas para adaptar a los humanos al trabajo en frío son el acondicionamiento: educación, capacitación y práctica. Como se mencionó anteriormente, gran parte del éxito de los ajustes a la exposición al frío depende de la acción del comportamiento. La experiencia y el conocimiento son elementos importantes de este proceso conductual.

Las personas dedicadas al trabajo en frío deberían recibir una introducción básica a los problemas específicos del frío. Deben recibir información sobre reacciones fisiológicas y subjetivas, aspectos de salud, riesgo de accidentes y medidas de protección, incluyendo vestimenta y primeros auxilios. Deben ser capacitados gradualmente para las tareas requeridas. Solo después de un tiempo determinado (días o semanas) deben trabajar horas completas en condiciones extremas. La Tabla 7 proporciona recomendaciones sobre el contenido de los programas de acondicionamiento para varios tipos de trabajo en frío.

Tabla 7. Componentes de los programas de acondicionamiento para trabajadores expuestos al frío

*= nivel de rutina,  **= factor importante a considerar,  ***= factor muy importante a considerar.

Introducción básica significa educación e información sobre los problemas específicos del resfriado. El registro y análisis de accidentes/lesiones es la mejor base para las medidas preventivas. La capacitación en primeros auxilios debe ser un curso básico para todo el personal, y grupos específicos deben recibir un curso extendido. Las medidas de protección son componentes naturales de un programa de acondicionamiento y se tratan en la siguiente sección. El entrenamiento de supervivencia es importante para las áreas árticas y subárticas, y también para el trabajo al aire libre en otras áreas remotas.

control tecnico

Principios generales

Debido a los muchos factores complejos que influyen en el balance de calor humano y las variaciones individuales considerables, es difícil definir las temperaturas críticas para un trabajo sostenido. Las temperaturas dadas en la Figura 6 deben considerarse como niveles de acción para mejorar las condiciones mediante diversas medidas. A temperaturas inferiores a las indicadas en la figura 6, las exposiciones deben controlarse y evaluarse. Las técnicas para evaluar el estrés por frío y las recomendaciones para exposiciones de tiempo limitado se tratan en otra parte de este capítulo. Se supone que se dispone de la mejor protección para manos, pies y cuerpo (ropa). Con una protección inadecuada, se esperará que se enfríe a temperaturas considerablemente más altas.

Figura 6. Temperaturas estimadas a las que se pueden desarrollar ciertos desequilibrios térmicos del cuerpo.*

Las tablas 8 y 9 enumeran diferentes medidas preventivas y de protección que se pueden aplicar a la mayoría de los tipos de trabajo en frío. Se ahorra mucho esfuerzo con una cuidadosa planificación y previsión. Los ejemplos dados son recomendaciones. Debe enfatizarse que el ajuste final de la ropa, el equipo y el comportamiento laboral debe dejarse en manos del individuo. Solo con una integración prudente e inteligente del comportamiento con los requisitos de las condiciones ambientales reales se puede crear una exposición segura y eficiente.

Tabla 8. Estrategias y medidas durante varias fases de trabajo para la prevención y el alivio del estrés por frío

Fuente: Modificado de Holmér 1994.

Tabla 9. Estrategias y medidas relacionadas con factores y equipos específicos

Fuente: Modificado de Holmér 1994.

La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH 1992) ha dado algunas recomendaciones sobre las condiciones climáticas bajo las cuales se deben tomar ciertas medidas. Los requisitos fundamentales son que:

• se proporcione a los trabajadores ropa de protección adecuada y suficiente
• se deben tomar precauciones especiales para los trabajadores mayores o los trabajadores con problemas circulatorios.

A continuación se presentan otras recomendaciones relacionadas con la provisión de protección para las manos, el diseño del lugar de trabajo y las prácticas laborales.

protección de mano

Las operaciones finas con las manos desnudas por debajo de los 16ºC requieren prever un calentamiento de las manos. Los mangos metálicos de herramientas y barras deben estar cubiertos por materiales aislantes a temperaturas inferiores a –1ºC. Se deben usar guantes anticontacto cuando haya superficies a –7ºC o menos al alcance. A –17ºC se deben utilizar guantes aislantes. Los líquidos de evaporación a temperaturas inferiores a 4 °C deben manipularse de forma que se eviten salpicaduras en zonas de la piel descubiertas o mal protegidas.

Practicas de trabajo

Por debajo de la temperatura de enfriamiento equivalente a –12 ºC, los trabajadores deben estar bajo supervisión constante (sistema de compañeros). Se aplican muchas de las medidas dadas en la Tabla 18. Con temperaturas más bajas, es cada vez más importante que los trabajadores reciban instrucciones sobre los procedimientos de seguridad y salud.

Diseño del lugar de trabajo

Los lugares de trabajo deben estar protegidos del viento y las velocidades del aire deben mantenerse por debajo de 1 m/s. Se debe usar ropa protectora contra el viento cuando sea apropiado. Se debe proporcionar protección para los ojos para condiciones especiales al aire libre con sol y suelo cubierto de nieve. Se recomienda el examen médico para las personas que trabajan habitualmente en frío por debajo de -18ºC. Las recomendaciones en cuanto al control del lugar de trabajo incluyen las siguientes:

• Se debe disponer una termometría adecuada cuando la temperatura sea inferior a 16ºC.
• Las velocidades del viento en interiores deben monitorearse al menos cada 4 horas.
• El trabajo al aire libre requiere la medición de la velocidad del viento y la temperatura del aire por debajo de –1ºC.
• La temperatura de enfriamiento equivalente debe determinarse para combinaciones de viento y temperatura del aire.

La mayoría de las recomendaciones en las Tablas 8 y 9 son pragmáticas y directas.

La ropa es la medida más importante para el control individual. El enfoque multicapa permite soluciones más flexibles que las prendas individuales que incorporan la función de varias capas. Al final, sin embargo, las necesidades específicas del trabajador deberían ser el determinante último de cuál sería el sistema más funcional. La ropa protege contra el enfriamiento. Por otro lado, vestirse demasiado cuando hace frío es un problema común, también reportado por las exposiciones extremas de las expediciones árticas. Vestirse demasiado puede resultar rápidamente en grandes cantidades de sudor, que se acumula en las capas de ropa. Durante los períodos de baja actividad, el secado de la ropa húmeda aumenta la pérdida de calor corporal. La medida preventiva obvia es controlar y reducir la sudoración mediante la selección adecuada de ropa y ajustes tempranos a los cambios en el ritmo de trabajo y las condiciones climáticas. No existe un tejido de ropa que pueda absorber grandes cantidades de sudor y que también conserve una buena comodidad y propiedades aislantes. La lana permanece esponjosa y aparentemente seca a pesar de la absorción de algo de agua (recuperación de humedad), pero grandes cantidades de sudor se condensan y causan problemas similares a los de otras telas. La humedad produce cierta liberación de calor y puede contribuir a la conservación del calor. Sin embargo, cuando la prenda de lana se seca sobre el cuerpo, el proceso se invierte como se mencionó anteriormente, y la persona inevitablemente se enfría.

La tecnología moderna de fibras ha producido muchos materiales y tejidos nuevos para la fabricación de prendas de vestir. Ahora hay disponibles prendas que combinan impermeabilidad con buena permeabilidad al vapor de agua, o alto aislamiento con peso y grosor reducidos. Sin embargo, es esencial seleccionar prendas con propiedades y funciones probadas y garantizadas. Hay muchos productos disponibles que intentan imitar los productos originales más caros. Algunos de ellos representan una calidad tan baja que incluso pueden ser peligrosos de usar.

La protección contra el frío está determinada principalmente por el valor de aislamiento térmico del conjunto de ropa completo (valor clo). Sin embargo, propiedades como la permeabilidad al aire, la permeabilidad al vapor y la impermeabilidad de la capa exterior en particular son esenciales para la protección contra el frío. Están disponibles estándares internacionales y métodos de prueba para medir y clasificar estas propiedades. Del mismo modo, se pueden probar las propiedades de protección contra el frío de las prendas de mano y el calzado utilizando normas internacionales como las normas europeas EN 511 y EN 344 (CEN 1992, 1993).

Trabajo en frío al aire libre

Los problemas específicos del trabajo en frío al aire libre son el conjunto de factores climáticos que pueden provocar estrés por frío. La combinación de viento y baja temperatura del aire aumenta significativamente el poder de enfriamiento del ambiente, lo que debe tenerse en cuenta en términos de organización del trabajo, protección del lugar de trabajo y vestimenta. La precipitación, ya sea en el aire en forma de nieve o lluvia, o en el suelo, requiere ajustes. La variación en las condiciones climáticas requiere que los trabajadores planifiquen, traigan y usen ropa y equipo adicional.

Gran parte del problema en el trabajo al aire libre se relaciona con las grandes variaciones en la actividad y el clima durante un turno de trabajo. No hay ningún sistema de ropa disponible que pueda adaptarse a variaciones tan grandes. En consecuencia, la ropa debe cambiarse y ajustarse con frecuencia. Si no lo hace, puede provocar enfriamiento debido a una protección insuficiente, o sudoración y sobrecalentamiento causado por demasiada ropa. En este último caso, la mayor parte del sudor se condensa o es absorbido por la ropa. Durante los períodos de descanso y baja actividad, la ropa mojada representa un peligro potencial, ya que su secado drena el cuerpo de calor.

Las medidas de protección para el trabajo al aire libre incluyen regímenes apropiados de trabajo y descanso con pausas de descanso en refugios o cabañas con calefacción. Las tareas de trabajo estacionarias pueden protegerse del viento y las precipitaciones mediante carpas con o sin calefacción adicional. La calefacción puntual por infrarrojos o calentadores de gas se puede utilizar para ciertas tareas de trabajo. La prefabricación de piezas o componentes puede realizarse en interiores. En condiciones bajo cero, las condiciones del lugar de trabajo, incluido el clima, deben monitorearse regularmente. Deben existir reglas claras sobre qué procedimientos aplicar cuando las condiciones empeoran. Los niveles de temperatura, eventualmente corregidos por el viento (índice de sensación térmica), deben acordarse y vincularse a un programa de acción.

Trabajo de cámaras frigoríficas

Los alimentos congelados requieren almacenamiento y transporte a temperaturas ambiente bajas (–20ºC). El trabajo en cámaras frigoríficas se puede encontrar en la mayor parte del mundo. Este tipo de exposición al frío artificial se caracteriza por un clima constante y controlado. Los trabajadores pueden realizar un trabajo continuo o, lo más común, un trabajo intermitente, alternando entre climas fríos y templados o cálidos fuera del almacén.

Siempre que el trabajo requiera cierto esfuerzo físico, el equilibrio térmico se puede lograr seleccionando la ropa de protección adecuada. Los problemas especiales de manos y pies a menudo requieren descansos regulares cada 1.5 a 2 horas. El descanso debe ser lo suficientemente largo para permitir el recalentamiento (20 minutos).

La manipulación manual de productos congelados requiere guantes de protección con suficiente aislamiento (en particular, de la palma de la mano). Los requisitos y métodos de prueba para guantes de protección contra el frío se proporcionan en la norma europea EN 511, que se describe con más detalle en el artículo "Índices y estándares de frío" en este capítulo. Los calefactores locales (p. ej., radiadores de infrarrojos), colocados en lugares de trabajo con trabajo estacionario, mejoran el equilibrio térmico.

Gran parte del trabajo en las cámaras frigoríficas se realiza con carretillas elevadoras. La mayoría de estos vehículos están abiertos. Conducir crea una velocidad de viento relativa, que en combinación con la baja temperatura aumenta el enfriamiento del cuerpo. Además, el trabajo en sí es bastante ligero y la producción de calor metabólico asociada es baja. En consecuencia, el aislamiento de la ropa requerido es bastante alto (alrededor de 4 clo) y no se puede cumplir con la mayoría de los tipos de monos en uso. El conductor se enfría, empezando por los pies y las manos, y la exposición tiene que ser limitada en el tiempo. Dependiendo de la ropa de protección disponible, se deben organizar horarios de trabajo apropiados en términos de trabajo en frío y trabajo o descanso en ambientes normales. Una medida sencilla para mejorar el equilibrio térmico es instalar un asiento con calefacción en el camión. Esto puede prolongar el tiempo de trabajo en el frío y evitar el enfriamiento local del asiento y el respaldo. Las soluciones más sofisticadas y costosas incluyen el uso de cabinas con calefacción.

Surgen problemas especiales en los países cálidos, donde el trabajador de la cámara frigorífica, generalmente el conductor del camión, está expuesto de forma intermitente al frío (–30 ºC) y al calor (30 ºC). Las exposiciones breves (de 1 a 5 minutos) a cada condición dificultan la adopción de ropa adecuada; puede ser demasiado cálido para el período al aire libre y demasiado frío para el trabajo en la cámara frigorífica. Las cabinas de los camiones pueden ser una solución, una vez que se resuelva el problema de la condensación en las ventanas. Se deben elaborar regímenes de trabajo-descanso apropiados y basados ​​en las tareas de trabajo y la protección disponible.

Los lugares de trabajo frescos, que se encuentran por ejemplo en la industria de alimentos frescos, comprenden condiciones climáticas con temperaturas del aire de +2 a +16ºC, dependiendo del tipo. Las condiciones a veces se caracterizan por humedades relativas altas, lo que induce la condensación del agua en los puntos fríos y los pisos húmedos o cubiertos de agua. El riesgo de resbalar aumenta en tales lugares de trabajo. Los problemas se pueden solucionar con buenas rutinas de higiene y limpieza en el lugar de trabajo, que contribuyen a reducir la humedad relativa.

La velocidad del aire local de las estaciones de trabajo suele ser demasiado alta, lo que genera quejas por corrientes de aire. Los problemas a menudo se pueden resolver cambiando o ajustando las entradas de aire frío o reorganizando las estaciones de trabajo. Los amortiguadores de productos congelados o fríos cerca de las estaciones de trabajo pueden contribuir a la sensación de corrientes de aire debido al aumento del intercambio de calor por radiación. La ropa debe seleccionarse sobre la base de una evaluación de los requisitos. Se debe utilizar el método IREQ. Además, la ropa debe estar diseñada para proteger de las corrientes locales, la humedad y el agua. Los requisitos especiales de higiene para la manipulación de alimentos imponen algunas restricciones en el diseño y el tipo de ropa (es decir, la capa exterior). Un sistema de vestimenta adecuado debe integrar la ropa interior, las capas intermedias aislantes y la capa exterior para formar un sistema de protección funcional y suficiente. A menudo se requiere protección para la cabeza debido a las exigencias higiénicas. Sin embargo, el casco existente para este propósito es a menudo una gorra de papel, que no ofrece ninguna protección contra el frío. De manera similar, el calzado a menudo comprende zuecos o zapatos livianos, con malas propiedades aislantes. La selección de cascos y calzado más adecuados debería preservar mejor el calor de estas partes del cuerpo y contribuir a un mejor equilibrio térmico general.

Un problema especial en muchos lugares de trabajo geniales es la preservación de la destreza manual. Las manos y los dedos se enfrían rápidamente cuando la actividad muscular es baja o moderada. Los guantes mejoran la protección pero perjudican la destreza. Hay que encontrar un delicado equilibrio entre las dos demandas. Cortar carne a menudo requiere un guante de metal. Un guante de tela delgada usado debajo puede reducir el efecto de enfriamiento y mejorar la comodidad. Los guantes delgados pueden ser suficientes para muchos propósitos. Las medidas adicionales para evitar el enfriamiento de las manos incluyen la provisión de mangos aislados de herramientas y equipos o calefacción puntual utilizando, por ejemplo, radiadores infrarrojos. Los guantes calentados eléctricamente están en el mercado, pero a menudo tienen una mala ergonomía y una calefacción o capacidad de batería insuficientes.

Exposición al agua fría

Durante la inmersión del cuerpo en agua, el potencial de grandes pérdidas de calor en poco tiempo es grande y presenta un peligro aparente. La conductividad térmica del agua es más de 25 veces mayor que la del aire y, en muchas situaciones de exposición, la capacidad del agua circundante para absorber calor es infinita.

La temperatura termoneutra del agua es de 32 a 33ºC, ya temperaturas más bajas el cuerpo responde con vasoconstricción por frío y escalofríos. Exposiciones prolongadas en agua a temperaturas entre 25 y 30ºC provocan enfriamiento corporal y desarrollo progresivo de hipotermia. Naturalmente, esta respuesta se vuelve más fuerte y más grave con la disminución de la temperatura del agua.

La exposición al agua fría es común en accidentes en el mar y en relación con deportes acuáticos de diversa índole. Sin embargo, incluso en actividades laborales, los trabajadores corren el riesgo de sufrir hipotermia por inmersión (p. ej., buceo, pesca, navegación y otras operaciones en alta mar).

Las víctimas de naufragios pueden tener que entrar en agua fría. Su protección varía desde prendas finas hasta trajes de inmersión. Los chalecos salvavidas son equipo obligatorio a bordo de los barcos. Deben estar equipados con un collar para reducir la pérdida de calor de la cabeza de las víctimas inconscientes. El equipamiento del buque, la eficacia de los procedimientos de emergencia y el comportamiento de la tripulación y los pasajeros son determinantes importantes para el éxito de la operación y las condiciones de exposición posteriores.

Los buzos entran regularmente en aguas frías. La temperatura de la mayoría de las aguas con buceo comercial, en particular a cierta profundidad, es baja, a menudo por debajo de los 10ºC. Cualquier exposición prolongada en agua tan fría requiere trajes de buceo con aislamiento térmico.

Pérdida de calor. El intercambio de calor en el agua puede verse simplemente como un flujo de calor a lo largo de dos gradientes de temperatura: uno interno, desde el centro hasta la piel, y otro externo, desde la superficie de la piel hasta el agua circundante. La pérdida de calor en la superficie del cuerpo se puede describir simplemente por:

C_w = h_c· (T_sk–T_w) ·A_D

donde C_w son los y de pérdida de calor por convección (W), h_c es el coeficiente de transferencia de calor por convección (W/°Cm²), T_sk es la temperatura media de la piel (°C), T_w es la temperatura del agua (°C) y A_D es el área de superficie corporal. Los pequeños componentes de la pérdida de calor por la respiración y por las partes no sumergidas (p. ej., la cabeza) pueden despreciarse (consulte la sección sobre buceo a continuación).

El valor de h_c está en el rango de 100 a 600 W/°Cm². El valor más bajo se aplica al agua sin gas. La turbulencia, ya sea causada por movimientos de natación o agua que fluye, duplica o triplica el coeficiente de convección. Es fácil comprender que el cuerpo desprotegido puede sufrir una pérdida considerable de calor por el agua fría, superando eventualmente lo que se puede producir incluso con un ejercicio intenso. De hecho, una persona (vestida o desnuda) que cae en agua fría en la mayoría de los casos ahorra más calor permaneciendo quieta en el agua que nadando.

La pérdida de calor hacia el agua se puede reducir significativamente usando trajes protectores especiales.

Buceo. Las operaciones de buceo a varios cientos de metros bajo el nivel del mar deben proteger al buceador de los efectos de la presión (una ATA o 0.1 MPa/10 m) y el frío. Respirar aire frío (o una mezcla de gas frío de helio y oxígeno) drena el calor corporal de los tejidos pulmonares. Esta pérdida directa de calor desde el núcleo del cuerpo es grande a altas presiones y puede alcanzar fácilmente valores más altos que la producción de calor metabólico del cuerpo en reposo. Es mal percibido por el organismo humano. Se pueden desarrollar temperaturas internas peligrosamente bajas sin una respuesta de escalofríos si la superficie del cuerpo está caliente. El trabajo moderno en alta mar requiere que el buzo reciba calor adicional tanto en el traje como en el aparato de respiración, para compensar las grandes pérdidas de calor por convección. En el buceo profundo, la zona de confort es estrecha y más cálida que a nivel del mar: 30 a 32ºC a 20 a 30 ATA (2 a 3 MPa) y aumentando de 32 a 34ºC hasta 50 ATA (5 MPa).

Factores fisiológicos: La inmersión en frío provoca un fuerte impulso respiratorio agudo. Las respuestas iniciales incluyen un “boqueo inspiratorio”, hiperventilación, taquicardia, vasoconstricción periférica e hipertensión. Una apnea inspiratoria de varios segundos es seguida por un aumento de la ventilación. La respuesta es casi imposible de controlar voluntariamente. Por lo tanto, una persona puede inhalar agua fácilmente si el mar está agitado y el cuerpo se sumerge. Los primeros segundos de exposición al agua muy fría, en consecuencia, son peligrosos y puede ocurrir un ahogamiento repentino. La inmersión lenta y la protección adecuada del cuerpo reducen la reacción y permiten un mejor control de la respiración. La reacción se desvanece gradualmente y la respiración normal generalmente se logra en unos pocos minutos.

La rápida tasa de pérdida de calor en la superficie de la piel enfatiza la importancia de los mecanismos internos (fisiológicos o constitucionales) para reducir el flujo de calor del núcleo a la piel. La vasoconstricción reduce el flujo sanguíneo de las extremidades y preserva el calor central. El ejercicio aumenta el flujo sanguíneo de las extremidades y, junto con el aumento de la convección externa, de hecho puede acelerar la pérdida de calor a pesar de la elevada producción de calor.

Después de 5 a 10 min en agua muy fría, la temperatura de las extremidades desciende rápidamente. La función neuromuscular se deteriora y la capacidad de coordinar y controlar el rendimiento muscular se degrada. El rendimiento de la natación puede verse severamente reducido y rápidamente poner a la persona en riesgo en aguas abiertas.

El tamaño del cuerpo es otro factor importante. Una persona alta tiene un área de superficie corporal más grande y pierde más calor que una persona pequeña en determinadas condiciones ambientales. Sin embargo, la masa corporal relativamente mayor compensa esto de dos maneras. La tasa de producción de calor metabólico aumenta en relación con el área de superficie más grande, y el contenido de calor a una temperatura corporal dada es mayor. El último factor comprende un amortiguador más grande para las pérdidas de calor y una tasa más lenta de disminución de la temperatura central. Los niños corren un mayor riesgo que los adultos.

Con mucho, el factor más importante es el contenido de grasa corporal, en particular, el espesor de la grasa subcutánea. El tejido adiposo es más aislante que otros tejidos y es evitado por gran parte de la circulación periférica. Una vez que se ha producido la vasoconstricción, la capa de grasa subcutánea actúa como una capa adicional. El efecto aislante está relacionado casi linealmente con el espesor de la capa. En consecuencia, las mujeres en general tienen más grasa cutánea que los hombres y pierden menos calor en las mismas condiciones. De la misma manera, las personas gordas están mejor que las delgadas.

Protección personal. Como se mencionó anteriormente, la estadía prolongada en aguas frías y templadas requiere un aislamiento externo adicional en forma de trajes de buceo, trajes de inmersión o equipos similares. El traje húmedo de neopreno espumado proporciona aislamiento por el grosor del material (células de espuma cerradas) y por la “fuga” relativamente controlada de agua al microclima de la piel. Este último fenómeno da como resultado el calentamiento de esta agua y el establecimiento de una temperatura más alta de la piel. Los trajes están disponibles en varios grosores, proporcionando más o menos aislamiento. Un traje húmedo se comprime en profundidad y pierde gran parte de su aislamiento.

El traje seco se ha convertido en estándar a temperaturas inferiores a 10ºC. Permite el mantenimiento de una temperatura de la piel más alta, dependiendo de la cantidad de aislamiento adicional que se use debajo del traje. Es requisito fundamental que el traje no presente fugas, ya que pequeñas cantidades de agua (0.5 a 1 l) reducen gravemente el poder aislante. Aunque el traje seco también se comprime en profundidad, el aire seco se agrega automática o manualmente desde el tanque de buceo para compensar el volumen reducido. Por lo tanto, se puede mantener una capa de aire de microclima de cierto espesor, proporcionando un buen aislamiento.

Como se mencionó anteriormente, el buceo en aguas profundas requiere calefacción auxiliar. El gas de respiración se precalienta y el traje se calienta mediante el lavado de agua tibia desde la superficie o la campana de buceo. Las técnicas de calentamiento más recientes se basan en ropa interior calentada eléctricamente o túbulos de circuito cerrado llenos de líquido tibio.

Las manos son particularmente susceptibles al enfriamiento y pueden requerir protección adicional en forma de guantes aislantes o calentados.

Exposiciones seguras. El rápido desarrollo de la hipotermia y el peligro inminente de muerte por exposición al agua fría requiere algún tipo de predicción de las condiciones de exposición seguras e inseguras.

La Figura 7 muestra los tiempos de supervivencia previstos para las condiciones típicas en alta mar del Mar del Norte. El criterio aplicado es un descenso de la temperatura central a 34ºC para el percentil décimo de la población. Se supone que este nivel está asociado con una persona consciente y manejable. El uso, el uso y el funcionamiento adecuados de un traje seco duplican el tiempo de supervivencia previsto. La curva inferior se refiere a la persona desprotegida sumergida en ropa normal. Como la ropa se empapa completamente con agua, el aislamiento efectivo es muy pequeño, lo que resulta en tiempos de supervivencia cortos (modificado de Wissler 1988).

Figura 7. Tiempos de supervivencia previstos para escenarios típicos en alta mar del Mar del Norte.

Trabajar en regiones árticas y subárticas

Las regiones árticas y subárticas del mundo comprenden problemas adicionales a los del trabajo en frío normal. La estación fría coincide con la oscuridad. Los días con luz solar son cortos. Estas regiones cubren áreas extensas, despobladas o escasamente pobladas, como el norte de Canadá, Siberia y el norte de Escandinavia. Además, la naturaleza es dura. El transporte se realiza a grandes distancias y lleva mucho tiempo. La combinación de frío, oscuridad y lejanía requiere una consideración especial en términos de organización del trabajo, preparación y equipamiento. En particular, debe proporcionarse formación en supervivencia y primeros auxilios y debe proporcionarse el equipo adecuado y estar fácilmente disponible en el trabajo.

Para la población activa en las regiones árticas existen muchos peligros que amenazan la salud, como se menciona en otra parte. Los riesgos de accidentes y lesiones son altos, el abuso de drogas es común, los patrones culturales producen problemas, al igual que la confrontación entre la cultura local/nativa y las demandas industriales occidentales modernas. La conducción de motos de nieve es un ejemplo de exposición a riesgos múltiples en condiciones árticas típicas (ver más abajo). Se cree que el estrés por frío es uno de los factores de riesgo que produce una mayor frecuencia de ciertas enfermedades. El aislamiento geográfico es otro factor que produce diferentes tipos de defectos genéticos en algunas áreas nativas. Las enfermedades endémicas, por ejemplo, ciertas enfermedades infecciosas, también son de importancia local o regional. Los colonos y los trabajadores invitados también corren un mayor riesgo de diferentes tipos de reacciones de estrés psicológico secundarias al nuevo entorno, la lejanía, las duras condiciones climáticas, el aislamiento y la conciencia.

Se deben considerar medidas específicas para este tipo de trabajo. El trabajo debe realizarse en grupos de tres, de modo que en caso de emergencia, una persona pueda acudir en busca de ayuda mientras otra se queda atendiendo a la víctima de, por ejemplo, un accidente. Se debe considerar la variación estacional de la luz del día y el clima y planificar las tareas de trabajo en consecuencia. Los trabajadores deben ser revisados ​​por problemas de salud. Si es necesario, debe estar disponible equipo adicional para situaciones de emergencia o supervivencia. Los vehículos como automóviles, camiones o motos de nieve deben llevar equipo especial para reparaciones y situaciones de emergencia.

Un problema de trabajo específico en estas regiones es la moto de nieve. Desde los años sesenta, la moto de nieve ha pasado de ser un vehículo primitivo y de baja tecnología a uno rápido y técnicamente muy desarrollado. Se utiliza con mayor frecuencia para actividades de ocio, pero también para el trabajo (10 a 20%). Las profesiones típicas que utilizan la moto de nieve son la policía, el personal militar, los pastores de renos, los leñadores, los granjeros, la industria turística, los tramperos y los equipos de búsqueda y rescate.

La exposición a las vibraciones de una moto de nieve significa un riesgo mucho mayor de lesiones inducidas por vibraciones para el conductor. El conductor y los pasajeros están expuestos a gases de escape no purificados. El ruido producido por el motor puede provocar pérdida de audición. Debido a la alta velocidad, las irregularidades del terreno y la poca protección para el conductor y los pasajeros, el riesgo de accidentes es alto.

El sistema musculoesquelético está expuesto a vibraciones y posiciones y cargas de trabajo extremas, especialmente cuando se conduce en terrenos difíciles o pendientes. Si se queda atascado, manejar el motor pesado provoca transpiración y, a menudo, problemas musculoesqueléticos (p. ej., lumbago).

Las lesiones por frío son comunes entre los trabajadores de motos de nieve. La velocidad del vehículo agrava la exposición al frío. Las partes típicas lesionadas del cuerpo son especialmente la cara (en casos extremos podría incluir la córnea), las orejas, las manos y los pies.

Las motos de nieve generalmente se usan en áreas remotas donde el clima, el terreno y otras condiciones contribuyen a los riesgos.

El casco para moto de nieve debe desarrollarse para la situación de trabajo en la moto de nieve teniendo en cuenta los riesgos de exposición específicos producidos por el propio vehículo, las condiciones del terreno y el clima. La ropa debe ser abrigada, a prueba de viento y flexible. Los transitorios de actividad experimentados durante la conducción de motos de nieve son difíciles de acomodar en un sistema de ropa y requieren una consideración especial.

El tráfico de motos de nieve en áreas remotas también presenta un problema de comunicación. La organización del trabajo y el equipo deben garantizar una comunicación segura con la base de operaciones. Se debe llevar equipo adicional para manejar situaciones de emergencia y permitir la protección durante un tiempo suficiente para que funcione el equipo de rescate. Dicho equipo incluye, por ejemplo, saco de viento, ropa adicional, equipo de primeros auxilios, pala para nieve, kit de reparación y equipo de cocina.

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La prevención de los efectos fisiopatológicos de la exposición al frío debe considerarse desde dos puntos de vista: el primero se refiere a los efectos fisiopatológicos observados durante la exposición general al frío (es decir, de todo el cuerpo), y el segundo a los observados durante la exposición local al frío. frío, que afecta principalmente a las extremidades (manos y pies). Las medidas preventivas en este sentido apuntan a reducir la incidencia de los dos tipos principales de estrés por frío: la hipotermia accidental y la congelación de las extremidades. Se requiere un enfoque doble: métodos fisiológicos (p. ej., alimentación e hidratación adecuadas, desarrollo de mecanismos de adaptación) y medidas farmacológicas y tecnológicas (p. ej., vivienda, ropa). En última instancia, todos estos métodos tienen como objetivo aumentar la tolerancia al frío tanto a nivel general como local. Además, es esencial que los trabajadores expuestos al frío tengan la información y la comprensión de tales lesiones necesarias para garantizar una prevención eficaz.

Métodos fisiológicos para prevenir lesiones por frío

La exposición al frío en el ser humano en reposo se acompaña de vasoconstricción periférica, que limita la pérdida cutánea de calor, y de producción de calor metabólico (esencialmente mediante la actividad del escalofrío), lo que implica la necesidad de ingesta de alimentos. El gasto de energía requerido por toda actividad física en el frío aumenta debido a la dificultad de caminar en la nieve o en el hielo y la necesidad frecuente de manejar equipo pesado. Además, la pérdida de agua puede ser considerable debido a la sudoración asociada a esta actividad física. Si no se compensa esta pérdida de agua, puede ocurrir deshidratación, aumentando la susceptibilidad a la congelación. La deshidratación a menudo se ve agravada no solo por la restricción voluntaria de la ingesta de agua debido a la dificultad de tomar suficiente líquido (el agua disponible puede congelarse o es posible que haya que derretir la nieve), sino también por la tendencia a evitar la micción adecuadamente frecuente (micción) , que requiere salir del refugio. La necesidad de agua en el frío es difícil de estimar porque depende de la carga de trabajo del individuo y del aislamiento de la ropa. Pero en cualquier caso, la ingesta de líquidos debe ser abundante y en forma de bebidas calientes (5 a 6 l al día en caso de actividad física). La observación del color de la orina, que debe permanecer clara, da una buena indicación del curso de la ingesta de líquidos.

En cuanto a la ingesta calórica, se puede suponer que es necesario un aumento del 25 al 50% en un clima frío, en comparación con climas templados o cálidos. Una fórmula permite calcular el aporte calórico (en kcal) indispensable para el equilibrio energético en el frío por persona y por día: kcal/persona por día = 4,151–28.62T_a, Donde T_a es la temperatura ambiente en °C (1 kcal = 4.18 julios). Así, para un T_a de –20ºC, necesidad de unas 4,723 kcal (2.0 x 10⁴ j) debe anticiparse. La ingesta de alimentos no parece tener que modificarse cualitativamente para evitar problemas digestivos del tipo de la diarrea. Por ejemplo, la ración para clima frío (RCW) del Ejército de los Estados Unidos consta de 4,568 kcal (1.9 x 10⁴ J), en forma deshidratada, por día y por persona, y se divide cualitativamente de la siguiente manera: 58% carbohidratos, 11% proteínas y 31% grasas (Edwards, Roberts y Mutter 1992). Los alimentos deshidratados tienen la ventaja de ser ligeros y fáciles de preparar, pero hay que rehidratarlos antes de consumirlos.

En la medida de lo posible, las comidas deben tomarse calientes y divididas en desayuno y almuerzo en cantidades normales. Un complemento lo aportan las sopas calientes, los bizcochos secos y las barritas de cereales picadas a lo largo del día, y el aumento del aporte calórico en la cena. Este último recurso aumenta la termogénesis inducida por la dieta y ayuda al sujeto a conciliar el sueño. El consumo de alcohol es extremadamente desaconsejable en un clima frío porque el alcohol induce vasodilatación cutánea (fuente de pérdida de calor) y aumenta la diuresis (fuente de pérdida de agua), al tiempo que modifica la sensibilidad de la piel y perjudica el juicio (que son factores básicos involucrados en el reconocimiento de los primeros signos de lesión por frío). El consumo excesivo de bebidas que contienen cafeína también es perjudicial porque esta sustancia tiene un efecto vasoconstrictor periférico (aumento del riesgo de congelación) y un efecto diurético.

Además de una alimentación adecuada, el desarrollo de mecanismos de adaptación generales y locales puede reducir la incidencia de lesiones por frío y mejorar el rendimiento psicológico y físico al reducir el estrés causado por un ambiente frío. Sin embargo, es necesario definir los conceptos de adaptaciónes, aclimatación y habituación a frío, los tres términos varían en sus implicaciones según el uso de diferentes teóricos.

En opinión de Eagan (1963), el término adaptacion al frio es un término genérico. Agrupa bajo el concepto de adaptación los conceptos de adaptación genética, aclimatación y habituación. La adaptación genética se refiere a los cambios fisiológicos transmitidos genéticamente que favorecen la supervivencia en un ambiente hostil. Bligh y Johnson (1973) diferencian entre adaptación genética y adaptación fenotípica, definiendo el concepto de adaptación como “cambios que reducen la tensión fisiológica producida por un componente estresante del ambiente total”.

Aclimatación puede definirse como una compensación funcional que se establece durante un período de varios días a varias semanas en respuesta a factores complejos del entorno, como las variaciones climáticas en un entorno natural, o a un factor único en el entorno, como en el laboratorio (la “aclimatación artificial” o “aclimatación” de esos escritores) (Eagan 1963).

habituación es el resultado de un cambio en las respuestas fisiológicas resultante de una disminución en las respuestas del sistema nervioso central a ciertos estímulos (Eagan 1963). Esta habituación puede ser específica o general. La habituación específica es el proceso que ocurre cuando cierta parte del cuerpo se acostumbra a un estímulo repetido, mientras que la habituación general es aquella por la cual todo el cuerpo se acostumbra a un estímulo repetido. La adaptación local o general al frío se adquiere generalmente por habituación.

Tanto en el laboratorio como en el medio natural se han observado diferentes tipos de adaptación general al frío. Hammel (1963) estableció una clasificación de estos diferentes tipos adaptativos. El tipo metabólico de adaptación se manifiesta por el mantenimiento de la temperatura interna combinado con una mayor producción de calor metabólico, como en los Alacalufs de Tierra del Fuego o los Indios del Ártico. La adaptación de tipo aislante también se manifiesta por el mantenimiento de la temperatura interna pero con una disminución de la temperatura cutánea media (aborígenes de la costa tropical de Australia). La adaptación del tipo hipotérmico se manifiesta por una caída más o menos considerable de la temperatura interna (tribu del desierto de Kalahari, indios quechuas del Perú). Finalmente, hay una adaptación de tipo mixto aislacional e hipotermal (aborígenes de Australia central, lapones, buzos coreanos amas).

En realidad, esta clasificación es de carácter meramente cualitativo y no tiene en cuenta todos los componentes del balance térmico. Por lo tanto, recientemente hemos propuesto una clasificación que no es solo cualitativa sino también cuantitativa (ver Tabla 1). La modificación de la temperatura corporal por sí sola no indica necesariamente la existencia de una adaptación general al frío. De hecho, un cambio en la demora en comenzar a temblar es una buena indicación de la sensibilidad del sistema termorregulador. Bittel (1987) también ha propuesto la reducción de la deuda térmica como indicador de adaptación al frío. Además, este autor demostró la importancia de la ingesta calórica en el desarrollo de mecanismos adaptativos. Hemos confirmado esta observación en nuestro laboratorio: sujetos aclimatados al frío en el laboratorio a 1 °C durante 1 mes de forma discontinua desarrollaron una adaptación de tipo hipotermal (Savourey et al. 1994, 1996). La hipotermia está directamente relacionada con la reducción del porcentaje de masa grasa corporal. El nivel de aptitud física aeróbica (VO_2max) no parece estar involucrado en el desarrollo de este tipo de adaptación al frío (Bittel et al. 1988; Savourey, Vallerand y Bittel 1992). La adaptación de tipo hipotermal parece ser la más ventajosa porque mantiene las reservas de energía al retrasar la aparición de los escalofríos pero sin que la hipotermia sea peligrosa (Bittel et al. 1989). Trabajos recientes en el laboratorio han demostrado que es posible inducir este tipo de adaptación sometiendo a las personas a inmersión localizada intermitente de las extremidades inferiores en agua helada. Además, este tipo de aclimatación ha desarrollado un “síndrome de triyodotironina polar” descrito por Reed y colaboradores en 1990 en sujetos que habían pasado largos períodos en la región polar. Este síndrome complejo aún no se conoce bien y se evidencia principalmente por una disminución en la reserva de triyodotironina total tanto cuando el ambiente es térmicamente neutro como durante la exposición aguda al frío. Sin embargo, aún no se ha definido la relación entre este síndrome y la adaptación del tipo hipotérmico (Savourey et al. 1996).

Tabla 1. Mecanismos generales de adaptación al frío estudiados durante una prueba estándar de frío realizada antes y después de un período de aclimatación.

La adaptación local de las extremidades está bien documentada (LeBlanc 1975). Se ha estudiado tanto en tribus nativas o grupos profesionales expuestos naturalmente al frío en las extremidades (esquimales, lapones, pescadores en la isla de Gaspé, talladores de pescado ingleses, carteros en Quebec) como en sujetos adaptados artificialmente en el laboratorio. Todos estos estudios han demostrado que esta adaptación se evidencia en temperaturas de la piel más altas, menos dolor y una vasodilatación paradójica más temprana que ocurre a temperaturas de la piel más altas, lo que permite prevenir la congelación. Estos cambios están básicamente relacionados con un aumento del flujo sanguíneo periférico de la piel y no con la producción local de calor a nivel muscular, como hemos demostrado recientemente (Savourey, Vallerand y Bittel 1992). La inmersión de las extremidades varias veces al día en agua fría (5ºC) durante varias semanas es suficiente para inducir el establecimiento de estos mecanismos adaptativos locales. Por otro lado, existen pocos datos científicos sobre la persistencia de estos diferentes tipos de adaptación.

Métodos farmacológicos para prevenir lesiones por frío

El uso de fármacos para mejorar la tolerancia al frío ha sido objeto de una serie de estudios. La tolerancia general al frío se puede potenciar favoreciendo la termogénesis con fármacos. De hecho, se ha demostrado en sujetos humanos que la actividad de los escalofríos se acompaña notablemente de un aumento de la oxidación de los hidratos de carbono, combinado con un aumento del consumo de glucógeno muscular (Martineau y Jacob 1988). Los compuestos metilxantínicos ejercen sus efectos estimulando el sistema simpático, exactamente como el frío, aumentando así la oxidación de los hidratos de carbono. Sin embargo, Wang, Man y Bel Castro (1987) han demostrado que la teofilina fue ineficaz para prevenir la caída de la temperatura corporal en sujetos humanos en reposo en el frío. Por otro lado, la combinación de cafeína con efedrina permite un mejor mantenimiento de la temperatura corporal en las mismas condiciones (Vallerand, Jacob y Kavanagh 1989), mientras que la ingesta de cafeína sola no modifica la temperatura corporal ni la respuesta metabólica (Kenneth et al. . 1990). La prevención farmacológica de los efectos del frío a nivel general es aún un tema de investigación. A nivel local, se han realizado pocos estudios sobre la prevención farmacológica de la congelación. Usando un modelo animal para la congelación, se probaron una cierta cantidad de medicamentos. Los antiagregantes plaquetarios, los corticoides y también varias otras sustancias tenían un efecto protector siempre que se administraran antes del período de recalentamiento. Hasta donde sabemos, no se ha realizado ningún estudio en humanos sobre este tema.

Métodos técnicos para prevenir las lesiones por frío

Estos métodos son un elemento básico en la prevención de lesiones por frío, y sin su uso el ser humano sería incapaz de vivir en zonas climáticas frías. La construcción de refugios, el uso de una fuente de calor y también el uso de ropa permiten vivir en regiones muy frías creando un microclima ambiental favorable. Sin embargo, las ventajas que proporciona la civilización a veces no están disponibles (en el caso de expediciones civiles y militares, náufragos, heridos, vagabundos, víctimas de avalanchas, etc.). Por lo tanto, estos grupos son particularmente propensos a lesiones por frío.

Precauciones para trabajar en el frío

El problema del acondicionamiento para el trabajo en el frío se relaciona principalmente con personas que no están acostumbradas a trabajar en el frío y/o que provienen de zonas climáticas templadas. La información sobre las lesiones que puede causar el frío es de fundamental importancia, pero también es necesario adquirir información sobre cierto número de tipos de comportamiento. Todo trabajador en una zona fría debe estar familiarizado con los primeros signos de lesión, especialmente lesiones locales (color de la piel, dolor). El comportamiento con respecto a la ropa es vital: varias capas de ropa permiten al usuario ajustar el aislamiento proporcionado por la ropa a los niveles actuales de gasto de energía y estrés externo. Las prendas mojadas (lluvia, sudor) deben secarse. Se debe prestar toda la atención a la protección de las manos y los pies (sin vendajes apretados, atención a la cobertura adecuada, cambio oportuno de calcetines, digamos dos o tres veces al día, debido a la sudoración). Debe evitarse el contacto directo con todos los objetos metálicos fríos (riesgo de congelación inmediata). La ropa debe estar garantizada contra el frío y probada antes de cualquier exposición al frío. Se deben recordar las reglas de alimentación (con atención a la ingesta calórica y las necesidades de hidratación). Debe prohibirse el abuso de alcohol, cafeína y nicotina. El equipo accesorio (refugio, carpas, sacos de dormir) debe ser revisado. Se debe eliminar la condensación en tiendas de campaña y sacos de dormir para evitar la formación de hielo. Los trabajadores no deben soplar en los guantes para calentarlos o esto también provocará la formación de hielo. Finalmente, se deben hacer recomendaciones para mejorar la condición física. De hecho, un buen nivel de condición física aeróbica permite una mayor termogénesis en el frío severo (Bittel et al. 1988), pero también asegura una mejor resistencia física, un factor favorable debido a la pérdida de energía extra de la actividad física en el frío.

Las personas de mediana edad deben mantenerse bajo cuidadosa vigilancia porque son más susceptibles a las lesiones por frío que las personas más jóvenes debido a su respuesta vascular más limitada. El cansancio excesivo y una ocupación sedentaria aumentan el riesgo de lesiones. Las personas con ciertas condiciones médicas (urticaria por frío, síndrome de Raynaud, angina de pecho, congelación previa) deben evitar la exposición al frío intenso. Ciertos consejos adicionales pueden ser de utilidad: proteger la piel expuesta frente a la radiación solar, proteger los labios con cremas especiales y proteger los ojos con gafas de sol frente a la radiación ultravioleta.

Cuando ocurre un problema, los trabajadores en una zona fría deben mantener la calma, no deben separarse del grupo y deben mantener el calor corporal cavando hoyos y acurrucándose. Se debe prestar especial atención a la provisión de alimentos y medios para pedir ayuda (radio, cohetes de socorro, espejos de señales, etc.). Cuando exista riesgo de inmersión en agua fría, se deben proporcionar botes salvavidas y equipos que sean estancos y proporcionen un buen aislamiento térmico. En caso de naufragio sin bote salvavidas, el individuo debe tratar de limitar al máximo la pérdida de calor agarrándose a los materiales flotantes, acurrucándose y nadando con moderación con el pecho fuera del agua si es posible, porque la convección creada por nadar aumenta considerablemente. pérdida de calor. Beber agua de mar es perjudicial debido a su alto nivel de sal.

Modificación de Tareas en el Frío

En una zona fría, las tareas laborales se modifican considerablemente. El peso de la ropa, el transporte de cargas (carpas, alimentos, etc.) y la necesidad de atravesar terrenos difíciles aumentan la energía gastada por la actividad física. Además, la ropa dificulta el movimiento, la coordinación y la destreza manual. El campo de visión a menudo se ve reducido por el uso de gafas de sol. Además, la percepción del fondo se ve alterada y reducida a 6 m cuando la temperatura del aire seco es inferior a –18ºC o cuando hay viento. La visibilidad puede ser nula en una nevada o en la niebla. La presencia de guantes dificulta ciertas tareas que requieren un trabajo fino. Debido a la condensación, las herramientas suelen estar cubiertas de hielo, y agarrarlas con las manos desnudas conlleva cierto riesgo de congelación. La estructura física de la ropa se altera con el frío extremo, y el hielo que se puede formar como resultado de la congelación combinada con la condensación a menudo bloquea los cierres de cremallera. Finalmente, los combustibles deben protegerse contra la congelación mediante el uso de anticongelantes.

Así, para el desempeño óptimo de las tareas en un clima frío debe haber varias capas de ropa; protección adecuada de las extremidades; medidas contra la condensación en ropa, herramientas y tiendas de campaña; y calentamiento regular en un refugio con calefacción. Las tareas de trabajo deben emprenderse como una secuencia de tareas sencillas, si es posible realizadas por dos equipos de trabajo, uno trabajando mientras el otro se calienta. Se debe evitar la inactividad en el frío, así como el trabajo en solitario, lejos de los caminos utilizados. Se podrá designar a una persona competente como responsable de la protección y prevención de accidentes.

En conclusión, parece que un buen conocimiento de las lesiones por frío, el conocimiento del entorno, una buena preparación (aptitud física, alimentación, inducción de mecanismos adaptativos), vestimenta adecuada y distribución adecuada de tareas pueden prevenir las lesiones por frío. Cuando se produzcan lesiones, se puede evitar lo peor mediante una asistencia rápida y un tratamiento inmediato.

Ropa de Protección: Prendas Impermeables

El uso de prendas impermeables tiene por objeto proteger contra las consecuencias de una inmersión accidental y, por tanto, concierne no sólo a todos los trabajadores susceptibles de sufrir tales accidentes (marineros, pilotos de avión), sino también a los que trabajan en aguas frías (buceadores profesionales). Tabla 2, extraída de la Atlas Oceanográfico del océano norteamericano, muestra que incluso en el Mediterráneo occidental la temperatura del agua rara vez supera los 15ºC. En condiciones de inmersión, el tiempo de supervivencia de una persona vestida con un cinturón salvavidas pero sin equipo anti-inmersión se ha estimado en 1.5 horas en el Báltico y 6 horas en el Mediterráneo en enero, mientras que en agosto es de 12 horas en el Báltico y está limitada sólo por el agotamiento en el Mediterráneo. Por lo tanto, el uso de equipos de protección es una necesidad para los trabajadores en el mar, en particular para aquellos que pueden verse sumergidos sin asistencia inmediata.

Tabla 2. Media mensual y anual del número de días en que la temperatura del agua es inferior a 15 °C.

Las dificultades para producir dicho equipo son complejas, porque se deben tener en cuenta requisitos múltiples, a menudo contradictorios. Estas limitaciones incluyen: (1) el hecho de que la protección térmica debe ser efectiva tanto en el aire como en el agua sin impedir la evaporación del sudor (2) la necesidad de mantener al sujeto en la superficie del agua y (3) las tareas a realizar fuera. Además, el equipo debe diseñarse de acuerdo con el riesgo involucrado. Esto requiere una definición exacta de las necesidades previstas: ambiente térmico (temperatura del agua, aire, viento), tiempo antes de que llegue la ayuda y presencia o ausencia de un bote salvavidas, por ejemplo. Las características de aislamiento de la ropa dependen de los materiales utilizados, el contorno del cuerpo, la compresibilidad del tejido protector (que determina el espesor de la capa de aire aprisionado en la ropa debido a la presión ejercida por el agua), y la humedad que pueda estar presente en la ropa. La presencia de humedad en este tipo de prendas depende principalmente de su impermeabilidad. La evaluación de dicho equipo debe tener en cuenta la eficacia de la protección térmica provista no solo en el agua sino también en el aire frío, e involucrar estimaciones tanto del tiempo de supervivencia probable en términos de las temperaturas del agua y del aire como del estrés térmico anticipado y la posible impedimento mecánico de la ropa (Boutelier 1979). Finalmente, las pruebas de estanqueidad realizadas sobre un sujeto en movimiento permitirán detectar posibles deficiencias en este sentido. En definitiva, los equipos antiinmersión deben cumplir tres requisitos:

• Debe proporcionar una protección térmica eficaz tanto en el agua como en el aire.
• Debe ser cómodo.
• No debe ser ni demasiado restrictivo ni demasiado pesado.

Para cumplir con estos requisitos se han adoptado dos principios: o utilizar un material que no sea estanco pero que mantenga sus propiedades aislantes en el agua (como es el caso de los llamados trajes “wet”) o asegurar la total estanqueidad con materiales que son además aislantes (trajes "secos"). En la actualidad, el principio de la prenda mojada se aplica cada vez menos, especialmente en aviación. Durante la última década, la Organización Marítima Internacional ha recomendado el uso de un traje anti-inmersión o de supervivencia que cumpla con los criterios del Convenio internacional para la seguridad de la vida humana en el mar (SOLAS) adoptado en 1974. Estos criterios se refieren en particular al aislamiento, infiltración mínima de agua en el traje, el tamaño del traje, ergonomía, compatibilidad con ayudas para flotar y procedimientos de prueba. Sin embargo, la aplicación de estos criterios plantea una serie de problemas (en particular, los relacionados con la definición de las pruebas a aplicar).

Aunque se conocen desde hace mucho tiempo, ya que los esquimales utilizaban piel de foca o intestinos de foca cosidos, los trajes antiinmersión son difíciles de perfeccionar y probablemente los criterios de estandarización se revisarán en los próximos años.

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El estrés por frío se define como una carga térmica en el cuerpo bajo la cual se anticipan pérdidas de calor mayores de lo normal y se requieren acciones termorreguladoras compensatorias para mantener el cuerpo térmicamente neutral. Las pérdidas de calor normales, por lo tanto, se refieren a lo que las personas experimentan normalmente durante las condiciones de vida en interiores (temperatura del aire de 20 a 25ºC).

A diferencia de las condiciones de calor, la ropa y la actividad son factores positivos en el sentido de que más ropa reduce la pérdida de calor y más actividad significa una mayor producción interna de calor y un mayor potencial para equilibrar la pérdida de calor. En consecuencia, los métodos de evaluación se enfocan en la determinación de la protección requerida (ropa) en niveles de actividad dados, niveles de actividad requeridos para protección dada o valores de “temperatura” para combinaciones dadas de los dos (Burton y Edholm 1955; Holmér 1988; Parsons 1993).

Sin embargo, es importante reconocer que existen límites en cuanto a la cantidad de ropa que se puede usar y el nivel de actividad que se puede mantener durante períodos prolongados. La ropa de protección contra el frío tiende a ser voluminosa y cojeando. Se requiere más espacio para el movimiento y los movimientos. El nivel de actividad puede estar determinado por el trabajo a ritmo pero, preferiblemente, debe ser controlado por el individuo. Para cada individuo existe una cierta tasa de producción de energía más alta, dependiendo de la capacidad de trabajo físico, que puede sostenerse por períodos de tiempo prolongados. Por lo tanto, una alta capacidad de trabajo físico puede ser ventajosa para exposiciones prolongadas y extremas.

Este artículo trata sobre los métodos de evaluación y control del estrés por frío. Los problemas relacionados con aspectos organizativos, psicológicos, médicos y ergonómicos se tratan en otra parte.

Trabajo frio

El trabajo en frío abarca una variedad de condiciones tanto en condiciones naturales como artificiales. La exposición al frío más extremo está asociada con misiones en el espacio exterior. Sin embargo, las condiciones de trabajo en frío en la superficie de la tierra abarcan un rango de temperatura de más de 100ºC (tabla 1). Naturalmente, se espera que la magnitud y la gravedad del estrés por frío aumenten con la temperatura ambiente más baja.

Tabla 1. Temperaturas del aire de varios ambientes laborales fríos

Fuente: Modificado de Holmér 1993.

Está claro en una tabla que grandes poblaciones de trabajadores al aire libre en muchos países experimentan estrés por frío más o menos severo. Además, el trabajo en cámaras frigoríficas se realiza en todas partes del mundo. Las encuestas en los países escandinavos revelan que aproximadamente el 1 % de la población total de trabajadores considera que el frío es un factor importante de molestia en el lugar de trabajo.

Tipos de estrés por frío

Se pueden definir los siguientes tipos de estrés por frío:

• enfriamiento de todo el cuerpo
• enfriamiento local, incluido el enfriamiento de las extremidades, el enfriamiento convectivo de la piel (sensación térmica), el enfriamiento conductivo de la piel (enfriamiento por contacto) y el enfriamiento de las vías respiratorias.

Lo más probable es que varios, si no todos, estén presentes al mismo tiempo.

La evaluación del estrés por frío implica la determinación de un riesgo de uno o más de los efectos mencionados. Por lo general, la tabla 2 puede usarse como una primera clasificación aproximada. En general, el estrés por frío aumenta cuanto menor es el nivel de actividad física y menor la protección disponible.

Tabla 2. Clasificación esquemática del trabajo en frío

La información proporcionada en la tabla debe interpretarse como una señal para la acción. En otras palabras, el tipo particular de estrés por frío debe evaluarse y controlarse, si es necesario. A temperaturas moderadas prevalecen los problemas asociados a molestias y pérdidas de función por enfriamiento local. A temperaturas más bajas, el factor importante es el riesgo inminente de una lesión por frío como secuela de los otros efectos. Para muchos de los efectos, aún no existen relaciones discretas entre el nivel de estrés y el efecto. No se puede excluir que un problema particular de frío pueda persistir también fuera del rango de temperaturas indicado por la tabla.

Métodos de evaluación

Los métodos para evaluar el estrés por frío se presentan en el Informe técnico ISO 11079 (ISO TR 11079, 1993). Otras normas relativas a la determinación de la producción de calor metabólico (ISO 8996, 1988), la estimación de las características térmicas de la ropa (ISO 9920, 1993) y las mediciones fisiológicas (ISO DIS 9886, 1989c) proporcionan información complementaria útil para la evaluación del estrés por frío.

La Figura 1 describe las relaciones entre los factores climáticos, el efecto de enfriamiento anticipado y el método recomendado para la evaluación. A continuación se proporcionan más detalles sobre los métodos y la recopilación de datos.

Figura 1. Evaluación del estrés por frío en relación con los factores climáticos y los efectos de enfriamiento.

Refrigeración de todo el cuerpo

El riesgo de enfriamiento de todo el cuerpo se determina analizando las condiciones del equilibrio térmico corporal. El nivel de aislamiento de la ropa necesario para el equilibrio térmico a niveles definidos de tensión fisiológica se calcula con una ecuación matemática de equilibrio térmico. El valor de aislamiento requerido calculado, IREQ, puede considerarse como un índice de estrés por frío. El valor indica un nivel de protección (expresado en clo). Cuanto mayor sea el valor, mayor será el riesgo de desequilibrio del calor corporal. Los dos niveles de tensión corresponden a un nivel bajo (sensación neutra o de “confort”) y un nivel alto (sensación de frío a frío).

El uso de IREQ comprende tres pasos de evaluación:

• determinación de IREQ para condiciones de exposición dadas
• comparación del IREQ con el nivel de protección proporcionado por la ropa
• determinación del tiempo de exposición si el nivel de protección es inferior al IREQ

La figura 2 muestra los valores de IREQ para un esfuerzo fisiológico bajo (sensación térmica neutra). Los valores se dan para diferentes niveles de actividad.

Figura 2. Valores de IREQ necesarios para mantener un bajo nivel de tensión fisiológica (sensación térmica neutra) a temperatura variable.

Los métodos para estimar los niveles de actividad se describen en la norma ISO 7243 (tabla 3).

Tabla 3. Clasificación de niveles de tasa metabólica

Fuente: ISO 7243 1989a

Una vez que se determina el IREQ para determinadas condiciones, el valor se compara con el nivel de protección que ofrece la ropa. El nivel de protección de un conjunto de ropa está determinado por su valor de aislamiento resultante ("valor clo"). Esta propiedad se mide según el proyecto de norma europea prEN-342 (1992). También se puede derivar de los valores básicos de aislamiento proporcionados en las tablas (ISO 9920).

La Tabla 4 proporciona ejemplos de valores básicos de aislamiento para conjuntos típicos. Los valores deben corregirse por la supuesta reducción causada por el movimiento del cuerpo y la ventilación. Por lo general, no se realiza ninguna corrección para el nivel de reposo. Los valores se reducen en un 10 % para trabajos ligeros y en un 20 % para niveles de actividad más altos.

Tabla 4. Ejemplos de valores básicos de aislamiento (I^cl) de ropa*

*El nivel de protección nominal se aplica solo a condiciones estáticas y sin viento (reposo). Los valores deben reducirse con el aumento del nivel de actividad.

Fuente: Modificado de ISO/TR-11079 1993.

El nivel de protección que ofrecen los mejores sistemas de vestimenta disponibles corresponde a 3 o 4 clo. Cuando el sistema de vestimenta disponible no proporciona suficiente aislamiento, se calcula un límite de tiempo para las condiciones reales. Este límite de tiempo depende de la diferencia entre el aislamiento de la ropa requerido y el de la ropa disponible. Dado que ya no se logra una protección total contra el enfriamiento, el límite de tiempo se calcula sobre la base de una reducción anticipada del contenido de calor corporal. De manera similar, se puede calcular un tiempo de recuperación para restaurar la misma cantidad de calor.

La figura 3 muestra ejemplos de límites de tiempo para trabajos ligeros y moderados con dos niveles de aislamiento de la ropa. Los límites de tiempo para otras combinaciones pueden estimarse por interpolación. La figura 4 se puede utilizar como guía para evaluar el tiempo de exposición, cuando se dispone de la mejor ropa de protección contra el frío.

Figura 3. Límites de tiempo para trabajos ligeros y moderados con dos niveles de aislamiento de la ropa.

Figura 4. Valores de IREQ ponderados en el tiempo para exposición intermitente y continua al frío.

Las exposiciones intermitentes generalmente comprenden períodos de trabajo interrumpidos por pausas para calentar o por períodos de trabajo en un ambiente más cálido. En la mayoría de las condiciones, se reemplaza poco o nada la ropa (principalmente por razones prácticas). El IREQ puede entonces determinarse para la exposición combinada como un promedio ponderado en el tiempo. El período de promediación no debe exceder de una a dos horas. Los valores IREQ ponderados en el tiempo para algunos tipos de exposición intermitente se dan en la figura 4.

Los valores IREQ y los límites de tiempo deben ser indicativos y no normativos. Se refieren a la persona promedio. La variación individual en términos de características, requisitos y preferencias es grande. Gran parte de esta variación debe manejarse seleccionando conjuntos de ropa con gran flexibilidad en términos de, por ejemplo, ajuste del nivel de protección.

Enfriamiento de extremidades

Las extremidades, en particular los dedos de las manos y los pies, son susceptibles de enfriarse. A menos que se pueda mantener un aporte de calor suficiente por parte de la sangre caliente, la temperatura del tejido cae progresivamente. El flujo sanguíneo de las extremidades está determinado por las necesidades energéticas (requeridas para la actividad muscular), así como por las de termorregulación. Cuando se cuestiona el equilibrio térmico de todo el cuerpo, la vasoconstricción periférica ayuda a reducir las pérdidas de calor del núcleo a expensas de los tejidos periféricos. Con una actividad alta, hay más calor disponible y el flujo sanguíneo de las extremidades se puede mantener más fácilmente.

La protección que ofrecen las prendas de mano y el calzado en términos de reducción de las pérdidas de calor es limitada. Cuando la entrada de calor a la extremidad es baja (p. ej., con reposo o poca actividad), el aislamiento necesario para mantener las manos y los pies calientes es muy grande (van Dilla, Day y Siple 1949). La protección que ofrecen los guantes y manoplas solo proporciona un retraso en la velocidad de enfriamiento y, en consecuencia, tiempos más prolongados para alcanzar una temperatura crítica. Con niveles de actividad más altos, la protección mejorada permite calentar las manos y los pies a temperaturas ambiente más bajas.

No se dispone de un método estándar para evaluar el enfriamiento de las extremidades. Sin embargo, ISO TR 11079 recomienda 24ºC y 15ºC como temperaturas críticas de la mano para niveles de estrés bajo y alto, respectivamente. La temperatura de la punta de los dedos puede ser fácilmente de 5 a 10 °C más baja que la temperatura promedio de la piel de la mano o simplemente la temperatura del dorso de la mano.

La información proporcionada en la figura 5 es útil para determinar los tiempos de exposición aceptables y la protección requerida. Las dos curvas se refieren a condiciones con y sin vasoconstricción (nivel de actividad alto y bajo). Además, se supone que el aislamiento de los dedos es alto (dos clo) y se usa ropa adecuada.

Figura 5. Protección de dedos.

Un conjunto similar de curvas debería aplicarse a los dedos de los pies. Sin embargo, puede haber más clo disponible para la protección de los pies, lo que resulta en tiempos de exposición más prolongados. Sin embargo, de las figuras 3 y 5 se deduce que el enfriamiento de las extremidades probablemente sea más crítico para el tiempo de exposición que el enfriamiento de todo el cuerpo.

La protección proporcionada por la ropa de mano se evalúa utilizando los métodos descritos en la norma europea EN-511 (1993). El aislamiento térmico de toda la ropa de mano se mide con un modelo de mano calentado eléctricamente. Se utiliza una velocidad del viento de 4 m/s para simular condiciones de uso realistas. El rendimiento se da en cuatro clases (tabla 5).

Tabla 5. Clasificación de la resistencia térmica (I) al enfriamiento por convección de prendas de mano

Fuente: Basado en EN 511 (1993).

contacto frío

El contacto entre las manos desnudas y las superficies frías puede reducir rápidamente la temperatura de la piel y causar lesiones por congelamiento. Pueden surgir problemas con temperaturas superficiales de hasta 15ºC. En particular, las superficies metálicas brindan excelentes propiedades conductoras y pueden enfriarse rápidamente en contacto con las áreas de la piel.

Actualmente no existe un método estándar para la evaluación general del enfriamiento por contacto. Se pueden dar las siguientes recomendaciones (ACGIH 1990; Chen, Nilsson y Holmér 1994; Enander 1987):

• El contacto prolongado con superficies metálicas por debajo de 15ºC puede afectar la destreza.
• El contacto prolongado con superficies metálicas por debajo de 7ºC puede provocar entumecimiento.
• El contacto prolongado con superficies metálicas por debajo de 0ºC puede provocar congelamiento o congelación.
• Un contacto breve con superficies metálicas por debajo de –7 ºC puede provocar congelamiento o congelación.
• Debe evitarse cualquier contacto con líquidos a temperatura bajo cero.

Otros materiales presentan una secuencia similar de peligros, pero las temperaturas son más bajas con materiales menos conductores (plásticos, madera, espuma).

La protección contra el enfriamiento por contacto proporcionada por las prendas de mano se puede determinar utilizando la norma europea EN 511. Se dan cuatro clases de rendimiento (tabla 6).

Tabla 6. Clasificación de la resistencia térmica de contacto de las prendas de mano (I)

Fuente: Basado en EN 511 (1993).

Enfriamiento de la piel por convección

El índice de sensación térmica (WCI) representa un método empírico simple para evaluar el enfriamiento de la piel sin protección (cara) (ISO TR 11079). El método predice la pérdida de calor del tejido sobre la base de la temperatura del aire y la velocidad del viento.

Las respuestas asociadas con diferentes valores de WCI se indican en la tabla 7.

Tabla 7. Índice de sensación térmica (WCI), temperatura de enfriamiento equivalente (T_eq ) y tiempo de congelación de la carne expuesta

Una interpretación de WCI que se usa con frecuencia es la temperatura de enfriamiento equivalente. Esta temperatura en condiciones de calma (1.8 m/s) representa el mismo valor WCI que la combinación real de temperatura y viento. La Tabla 8 proporciona temperaturas de enfriamiento equivalentes para combinaciones de temperatura del aire y velocidad del viento. La tabla se aplica a personas activas y bien vestidas. Existe un riesgo cuando la temperatura equivalente desciende por debajo de –30 ºC y la piel puede congelarse en 1 o 2 minutos por debajo de –60 ºC.

Tabla 8. Poder de enfriamiento del viento sobre la carne expuesta expresado como temperatura de enfriamiento equivalente en condiciones casi tranquilas (velocidad del viento 1.8 m/s)

Los valores subrayados representan un riesgo de congelación o congelación.

Enfriamiento del Tracto Respiratorio

La inhalación de aire frío y seco puede causar problemas a personas sensibles entre +10 y 15 ºC. Las personas sanas que realizan trabajos ligeros o moderados no requieren una protección especial de las vías respiratorias hasta –30ºC. El trabajo muy pesado durante exposiciones prolongadas (p. ej., eventos deportivos de resistencia) no debe realizarse a temperaturas inferiores a –20 ºC.

Recomendaciones similares se aplican al enfriamiento del ojo. En la práctica, la gran incomodidad y la discapacidad visual asociadas con el enfriamiento de los ojos normalmente requieren el uso de gafas protectoras u otra protección mucho antes de que la exposición se vuelva peligrosa.

Medidas

Dependiendo del tipo de riesgo esperado, se requieren diferentes conjuntos de mediciones (figura 6). Los procedimientos para la recopilación de datos y la precisión de las mediciones dependen del propósito de las mediciones. Se debe obtener la información pertinente sobre la variación en el tiempo de los parámetros climáticos, así como del nivel de actividad y/o vestimenta. Deberían adoptarse procedimientos sencillos de ponderación temporal (ISO 7726).

Figura 6. La relación del riesgo esperado de estrés por frío con los procedimientos de medición requeridos.

Medidas preventivas para el alivio del estrés por frío

Las acciones y medidas para el control y reducción del estrés por frío implican una serie de consideraciones durante las fases de planificación y preparación de los turnos de trabajo, así como durante el trabajo, que se tratan en otras partes de este capítulo y este Enciclopedia.

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