Un estudio revela cómo el calor y la falta de viento pueden reducir la eficacia del sudor para enfriar el cuerpo

El trabajo, liderado por el profesor asociado de Ingeniería Konrad Rykaczewski, ha utilizado ANDI, un maniquí personalizado equipado con sensores distribuidos por todo el cuerpo, para medir la pérdida y la ganancia de calor en determinadas condiciones. Los investigadores cubrieron el dispositivo con poros capaces de liberar sudor simulado en respuesta al aumento de la temperatura para estudiar con mayor precisión la mecánica de la sudoración.

Corrientes de aire opuestas

Comprender este proceso es, según los científicos, fundamental para predecir con precisión el estrés térmico y la eficacia de los mecanismos de refrigeración en diferentes situaciones. Este conocimiento se emplea para elaborar recomendaciones dirigidas a trabajadores expuestos al estrés por calor y para diseñar prendas de refrigeración y sistemas de gestión térmica destinados a personal de emergencias, soldados y atletas. La evaporación del sudor en forma de vapor de agua es la que permite enfriar el cuerpo, mientras que el movimiento del aire acelera ese proceso y favorece el enfriamiento. Sin embargo, los investigadores han centrado su atención en un aspecto poco estudiado: la forma en que la temperatura y la humedad modifican la flotabilidad del aire próximo a la piel. Cuando la temperatura exterior supera a la de la piel, el aire situado junto a ella se enfría, aumenta su densidad y desciende. En cambio, en ambientes cálidos y secos, la humedad generada por la evaporación del sudor produce una corriente ascendente, debido a que el aire húmedo es más ligero que el aire seco.

Los investigadores han comprobado que, cuando las temperaturas se aproximan a los 40 grados, la humedad es baja y no existe viento, estas corrientes de aire opuestas próximas a la piel pueden llegar a anularse por completo. Como consecuencia, se impide el flujo de aire que podría favorecer la evaporación del sudor. En ausencia de viento, este fenómeno provoca un mayor almacenamiento de calor en el organismo y eleva de manera significativa tanto la temperatura de la piel como la temperatura corporal interna. Los autores recuerdan que los modelos de balance térmico humano utilizados habitualmente no contemplan esta circunstancia, por lo que pueden subestimar la temperatura que alcanza el cuerpo en ambientes cálidos y secos con poca ventilación.

Resultados de la investigación

Para determinar el impacto de este proceso, los investigadores combinaron modelos de evaporación del sudor con simulaciones del funcionamiento del organismo para regular su temperatura. Según Rykaczewski, ignorar los efectos de flotabilidad provocados por la humedad llevó a subestimar en más de 16 grados el aumento de la temperatura corporal central de una persona en reposo expuesta durante dos horas al calor en aire en calma.

El investigador ha destacado la importancia de estos resultados especialmente para espacios interiores o lugares en los que existe muy poca circulación de aire. El estudio ha requerido analizar por separado las diferentes vías de transferencia de calor, comprobar que podían reproducirse mediante modelos computacionales y, posteriormente, integrarlas en un único modelo. A partir de este trabajo, los investigadores sitúan entre las cuestiones más importantes para futuras aplicaciones cómo controlar el sudor y qué materiales pueden colocarse en contacto con la piel para optimizar la refrigeración.