El ser humano es capaz de regular su temperatura corporal aunque las temperaturas exteriores sean muy diferentes. Esto es resultado de una evolución y adaptación de la especie a la naturaleza.
La temperatura corporal sólo puede mantenerse constante cuando existe un equilibrio entre producción, captación y emisión de calor. Aunque existen distintas versiones de definir la comodidad térmica, asumimos la definición fisiológica, que es aquella que cumple que:
M-W ± R ± C ± RES – E = 0
M= calor generado por el propio metabolismo.
W= trabajo realizado por el individuo y que lleva asociado un consumo energético, por eso lleva asociado un carácter negativo.
R= pérdidas o ganancias de calor por radiación.
C= pérdidas o ganancias de calor por convección.
RES= pérdidas o ganancias de calor producidas por la respiración al inhalar aire a alta o baja temperatura.
E= pérdidas de calor debido al proceso de evaporación.
Cuando no existe equilibrio térmico, el cuerpo humano activa mecanismos fisiológicos de termorregulación para controlar el calor que cede o no cede al ambiente con la finalidad de alcanzar de nuevo el equilibrio y mantener la temperatura del cuerpo dentro de los estrechos valores permitidos.
Condiciones de frío
Cuando hace frío, el cuerpo pierde calor con mucha velocidad y es necesario reducir las pérdidas y evitar que la temperatura corporal descienda hasta niveles de peligro.
Para no perder calor con demasiada facilidad tiene lugar el fenómeno de la vasoconstricción, que consiste en disminuir al máximo el riego sanguíneo. Además, no se activa el sistema de sudoración. Se intenta proteger al máximo la temperatura del núcleo. Con este mecanismo, es cierto que el núcleo se protege, pero en cambio las extremidades quedan más desfavorecidas, ya que el menor riego sanguíneo hace que el mínimo calor llegue a estas zonas, ya que se intenta disminuir el intercambio. Por eso, las extremidades son las más desfavorecidas en este proceso de autoprotección.
Además, puede aparecer el tiriteo, que no es más que movimientos involuntarios de los músculos. Una persona en reposo puede multiplicar por tres su producción de calor metabólico con el tiriteo intenso, y aumentar así en 01,5º C su temperatura.
Cuando hace calor
En climas cálidos, la temperatura corporal tiende a ascender y el cuerpo reacciona de forma inversa a lo que sucedía anteriormente, ya que se activan los mecanismos para incrementar las pérdidas de calor. Aumenta el flujo sanguíneo para favorecer el intercambio y refrigerar la piel.
A mayor temperatura exterior, más posibilidad de absorción de calor, todo lo contrario a lo que se está intentando evitar.
En este caso, el calor absorbido junto con el propio producido por el metabolismo deberá eliminarse por medio de la sudoración. La evaporación del sudor adquiere una importancia cada vez mayor al aumentar la temperatura ambiente. Además, durante cualquier actividad, el ser humano genera una cantidad de calor que deberá eliminar para mantener su temperatura dentro del rango en los límites adecuados. En estos casos, el sudor es el responsable del enfriamiento de la piel para mantener el equilibrio térmico.
El sudor tiene un elevado calor específico, con lo cual para evaporarlo (transformar agua en gas) se necesita consumir importantes cantidades de calor corporal. Si el esfuerzo es prolongado, la hidratación inadecuada o existe una elevada humedad exterior, la evaporación puede verse reducida por el propio organismo. Es importante una adecuada hidratación; a veces la sensación de sed no es suficiente para cubrir la importante pérdida hídrica que se está sufriendo. El organismo es capaz de evaporar hasta 32 gramos / min, y la ropa no deberá impedirlo.
Al comparar edades, se observa que la tolerancia al calor se reduce con la edad, ya que tarda más en sudar una persona de edad avanzada que una joven. Además, se ha observado que la mujer tolera mejor la humedad que el hombre. En ambientes húmedos se reduce el sudor, y debido a que la relación superficie / masa es ligeramente mayor en la mujer no necesita sudar tanto.
Según la actividad, el consumo de O2 variará notablemente. En reposo un consumo de 300 ml de O2 por minuto crea un carga térmica de aproximadamente 100 W. Teniendo en cuenta que el área de un individuo de tamaño medio es de 1.77 m2, este consumo supone un calor metabólico de 56 W/m2 que deberá ser eliminado. Como ejemplo, cuando estamos dormidos el calor generado es de 42 W/m2. Un trabajo fuerte como correr a 8,5 Km/h genera una carga de 360 W/m2. De ahí la importancia de que el ser humano elimine ese calor por alguno de los procesos ya citados: convección, radiación, respiración, realización de algún trabajo (W).... Si no fuese así, la temperatura corporal subiría de forma peligrosa, en el caso de trabajos sólo estables 0,06º C por minuto.
La ropa va a permitir en parte que el individuo alcance el confort térmico más rápidamente y con el menor esfuerzo posible.
En situaciones de esfuerzo y producción de sudor, la ropa no debe impedir la difusión de éste, ya que supondría condensación en la piel y posterior reducción del sudor. Esto se consigue con materiales transpirables. En ambientes fríos, la ropa deberá presentar el aislamiento térmico necesario para evitar el fenómeno de la vasoconstricción. Ello demuestra la importancia que adquieren ambas variables en el estudio del confort.
El aire tiene un elevado calor específico. Esto significa que aunque necesite bastante energía para calentarse, el proceso de enfriamiento también será lento. Cuanto más aire sea capaz de almacenar un prenda, mayor capacidad aislante presentará. Cuanto más fina sea la fibra que compone el tejido, más capacidad de almacenar aire, ya que aumenta la superficie de contacto. Y cuanto más fibras finas presente, más aire se puede atrapar. Pero es muy importante la capacidad recuperadora de las mismas, ya que en caso de movimiento, lavados,... el aislamiento podría verse reducido notablemente por una compactación de estas fibras.
En presencia de humedad, ésta puede desplazar y sustituir al aire almacenado. Aire con elevado calor específico es sustituido por agua con elevada conductividad térmica. Este agua permite que el calor generado por el usuario sea conducido más rápidamente a las zonas frías (exterior) y el microclima creado por el aire estanco se rompe, perdiendo así parte del aislamiento térmico.
Conversión de unidades
Aunque la forma más común de expresar el aislamiento térmico es en las unidades del sistema internacional, podemos encontrar otras maneras de expresar el aislamiento.
Clo, unidad francesa 1 clo -> 0,155 m2 K/W
Esta unidad se diseñó para que una persona desnuda tenga un valor de 0 clo y alguien vestido con traje típico de negocio tenga un valor de 1 clo.
Tog, unidad inglesa: 1 Tog -> 0,1 m2 K/W
1 Tog ? 0,645 clo
En los últimos años , han aparecido nuevos equipos con la capacidad de medir esta variable, como el tog-metter (tog) y el skin model (m2 K/W). Es importante tener en cuenta que la unidad del Tog nace de los resultados obtenidos con el equipo Tog-metter. Los Togs se pueden convertir al sistema internacional o viceversa, pero no se puede predecir qué aislamientos se obtendrían en el caso de que el mismo tejido se ensayase con el equipo skin model. Por eso, cada valor de aislamiento térmico debe ir acompañado del método de ensayo utilizado para la medida.
La resistencia al vapor de agua (Ret) es la segunda variable a tener en cuenta en el estudio del confort, sobre todo en ropa destinada a épocas calurosas o para el campo del deporte donde la evacuación del sudor es primordial para mantener al usuario seco.
Los tejidos de calada con un gramaje aproximado a 200 g/m2 y similar, nunca deberán presentar un Ret superior a 5. Para conjuntos o sándwiches, es más difícil poder predecir el Ret adecuado. Normas de vestimenta que cubren la protección para frío marcan que prendas con elevado aislamiento térmico no deberán superar un Ret de 55 m2 K/W.
En cuanto a tejidos tipo sándwich, a continuación se muestran algunas de las combinaciones más usuales:
-Tejido exterior -> estrictos requisitos mecánicos, resistencia al agua y a la penetración de agua
-Tejido intermedio -> membranas cortavientos imper-transpirables
- membranas hidrófilas
- membranas hidrófobas micro-porosas
-> capas aislantes (PES no tejido)
-Tejido interior -> forro; PA tejida o de punto muy fina o tejido más grueso.
Para las estaciones de primavera / otoño e invierno así como en deportes de bajas temperaturas, se utiliza como tejido interior una capa con elevado poder de aislamiento; el Rct será la principal variable.
Por el contrario, en verano deja de utilizarse el tejido aislante interior y se sustituye por un forro generalmente de poliamida; el Ret será la principal variable.
Hay muy poca bibliografía sobre lo que es bueno o no respecto a la transpirabilidad de los tejidos. La presente clasificación es sólo válida para tejidos laminados que por sí solos tendrían uso en épocas estivales y temperaturas agradables.
Esta tabla es orientativa; no aparece en normas vestimenta para protección de algún tipo de riesgo.
Como consejo
En sistemas multi-capas destinados a verano, los Ret no deberán sobrepasar los 20 m2Pa/W. Valores de Ret superiores de hasta 40 m2Pa/W quedarán restringidos a sistemas con capas aislantes destinados al uso durante primavera-otoño y hasta 55 m2Pa/W para sistemas aislantes para invierno.
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