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Artículos - Eficiencia energética
Escrito por Jesús Soto   
sábado, 26 de julio de 2008

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¿Alguna vez has oído algo así? "Claro, cómo está muy flaco siempre tiene frío". O lo contrario... "está tan gordo que siempre tiene calor".

En este artículo explicamos que, si bien el peso tiene que ver con la producción de energía metabólica y el gasto energético individual en términos absolutos, ningún índice de confort o estrés térmico considera que afecte al grado de sensación térmica. Otro tema sería la afección de la constitución individual, o la ingesta de algunas sustancias como el alcohol.

 

SENSACIÓN TÉRMICA (II) - TASA DE ACTIVIDAD METABÓLICA

 

En nuestra vida cotidiana, estamos continuamente disipando energía calorífica producida por nuestro organismo, normalmente con el fin de desarrollar infinidad de trabajos mecánicos (respirar, levantarse de la silla...)

El proceso metabólico convierte energía química en calor, y lo hace en una cantidad suficiente para que nuestro cuerpo siga funcionando. Esta energía también se destina a la ejecución de trabajos mecánicos externos (levantar peso, desplazar objetos...) pero en su mayor parte se transformará en calor interno, por lo que se suele desechar su valor.

El proceso metabólico convierte energía química en calor, y lo hace en una cantidad suficiente para que nuestro cuerpo siga funcionando. Esta energía también se destina a la ejecución de trabajos mecánicos externos (levantar peso, desplazar objetos...) pero en su mayor parte se transformará en calor interno, por lo que se suele desechar su valor.

Por tanto, se puede considerar:

       Balance interno de calor = Energía metabólica - Trabajo externo
       Balance interno de calor ~ Energía metabólica

Es práctica habitual utilizar el met como unidad de medida de la tasa de actividad metabólica. El met se define como el metabolismo de una persona sentada y sin una actividad especial. Su equivalencia con otras unidades es:

       1 met = 58,15 W/m2 = 50 kcal/h·m2

Se puede apreciar que en la anterior expresión que el met es la relación entre la potencia térmica (W ó kcal/h) y la superficie corporal. Para el cálculo de una aproximación a nuestra superficie corporal "SC" podemos emplear la ecuación de DuBois & DuBois, usando como parámetros, nuestra altura "H" y el peso "P":

       SC = 0,202·P0,425·H0,725

Se estima que la superficie corporal media de la población es de 1,8 m2, aunque por supuesto, varía de un individuo a otro. Por ejemplo, dos personas con una altura H igual a 1,70 m., pero con distinto peso P de 60 y 100 kg, tendrán superficies corporales SC de 1,69 y 2,10 m2 respectivamente.

Es decir, el met no es una unidad absoluta de la actividad metabólica, sino una unidad de tasa metabólica (más bien de potencia térmica) relativa a la superficie de piel de nuestro cuerpo.

De forma aproximada, y relativizando, podemos decir que el metabolismo de cualquier persona sentada y sin una actividad especial será:

       Producción metabólica / SC = 1 met = 58,15 W/m2 = 50 kcal/h·m2

... pero en términos absolutos, y siguiendo con el ejemplo anterior, podemos observar cómo una persona obesa tiene un gasto energético muy superior debido a su metabolismo, aunque en principio no afecte a la sensación térmica de modo significativo:

  • H = 1,70 m, P = 60 kg. - Producción metabólica = 1,69 met·m2 = 98,27 W = 84,5 kcal/h
  • H = 1,70 m., P = 70 kg. - Producción metabólica = 1,80 met·m2 = 104,67 W = 90,0 kcal/h (valor medio)
  • H = 1,70 m., P = 100 kg. - Producción metabólica = 2,10 met·m2 = 122,12 W = 105,0 kcal/h

La norma UNE-EN ISO 7730, citada por el Reglamento de Instalaciones Térmicas de Edificios (RITE), presenta una relación de los valores para la producción de energía metabólica en función de la actividad desarrollada por el individuo.

 

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA METABÓLICA
Actividad Valor
met W/m2 kcal/h·m2
 Tendido y en reposo 0,8 46,5 40
 Sentado y en reposo 1,0 58,2 50
 Actividad ligera, sentado (oficina, hogar, escuela, laboratorio) 1,2 69,8 60
 Actividad ligera, de pie (de compras, laboratorio, industria ligera) 1,6 93,0 80
 Actividad media, de pie (vendedor, tareas domésticas, trabajo con máquinas) 2,0 116,3 100
 Marcha en llano a 2 km/h 1,9 110,5 95
 Marcha en llano a 3 km/h 2,4 139,6 120
 Marcha en llano a 4 km/h 2,8 162,8 140
 Marcha en llano a 5 km/h 3,4 197,7 170

 

El valor de la tasa de actividad metabólica puede variar desde un valor mínimo de 0,8 met (~45 W/m2) hasta más de 8,5 met (~500 W/m2) en el caso de un ejercicio muy intenso... aunque todos conocemos gente en nuestro trabajo que se esfuerza constantemente por bajar de los 0,5 met.

Aunque la tabla anterior presenta unas aproximaciones plenamente aceptadas, existen otros métodos para el cálculo de la producción de energía metabólica, como son:

  • Norma ISO 8996, métodos de tanteo (al igual que la UNE-EN ISO 7730) que realiza el cálculo en función de la profesión desarrollada o del tipo de actividad
  • INSHT-NPT 323, métodos de observación que calcula en función de los componentes de la actividad o de la actividad-tipo desarrollada
  • Métodos de análisis que utilizan el ritmo o frecuencia cardiaca
  • Métodos de actuación experta que realizan estimaciones a partir del consumo de oxígeno, del agua doblemente marcada o la calorimetría directa

Un sistema de climatización muy avanzado es el que se incorpora en algunos modelos sobresalientes de vehículos, de la marca Lexus, y que utiliza una lectura de calorimetría directa mediante infrarrojos, y adecua las condiciones térmicas interiores a las necesidades del individuo, de modo que se equilibre la transferencia de calor, aportándose en cada momento una potencia térmica igual a la tasa de energía metabólica.

 

Fuentes:

  • Libro: "Ergonomía 2 - Confort y estrés térmico" - UPC
  • Web: ergonautas.com - UPV
  • Norma: "UNE-EN ISO 7730"
  • Norma: "ISO 8996"
  • Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios - RITE

 

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