Calculadora de WBGT: temperatura de globo y bulbo húmedo y límites de trabajo y descanso
Calcula el WBGT con lecturas medidas (bulbo húmedo natural, globo y aire) o estímalo con el clima (temperatura, humedad, viento y sol) mediante el modelo de Liljegren que usa OSHA, con los ciclos de trabajo y descanso de ACGIH, el REL/RAL de NIOSH, el ajuste por ropa y la categoría de bandera.
Cómo funciona
Exteriores: WBGT = 0.7 Tnwb + 0.2 Tg + 0.1 Ta · Interiores: WBGT = 0.7 Tnwb + 0.3 Tg · WBGT efectivo = WBGT + ajuste por ropa · REL de NIOSH = 56.7 − 11.5 log₁₀ M y RAL = 59.9 − 14.1 log₁₀ M (M en W) · Proporción de trabajo = (M_permitida − 117) ÷ (M_trabajo − 117), donde M_permitida es la tasa metabólica media en 1 hora que el límite permite con tu WBGT
La temperatura de globo y bulbo húmedo (WBGT) es el índice de estrés térmico que usan OSHA, NIOSH, ACGIH, el ejército y la mayoría de las organizaciones deportivas. Combina la temperatura del aire, la humedad (a través del bulbo húmedo natural Tnwb, una mecha mojada expuesta al aire), el calor radiante del sol o de superficies calientes (el globo negro de 15 cm, Tg) y el viento, que influye en ambos. Si tienes un medidor de WBGT, elige “medidas” y escribe sus tres lecturas. Si no, la calculadora estima Tg y Tnwb con datos del clima mediante el modelo de balance de calor y masa de Liljegren et al. (2008), el mismo que usan la calculadora de WBGT para exteriores de OSHA y los pronósticos de WBGT del Servicio Meteorológico de EE. UU.: la radiación solar de cielo despejado sale de la altura del sol (modelo de Haurwitz), con cielo nublado o parcialmente nublado se toma cerca del 25% y del 60% de ella, y también puedes escribir un valor medido. Luego el resultado se compara con tres referencias. La tabla de ACGIH relaciona el WBGT con la carga de trabajo (ligera unos 180 W, moderada 300 W, pesada 415 W, muy pesada 520 W) y da la parte de cada hora que se puede trabajar: el TLV es para personas aclimatadas y el límite de acción, más bajo, para no aclimatadas. Las curvas REL y RAL de NIOSH dan el mismo tipo de límite como fórmula de la tasa metabólica, y la calculadora las usa para estimar los minutos de trabajo por hora. La ropa que impide evaporar el sudor se suma al WBGT antes de comparar (factores de ajuste por ropa de ACGIH). Las categorías TB MED 507 del Ejército de EE. UU. (bandera blanca a negra) se muestran como referencia. Los límites suponen personas sanas e hidratadas; enfermedades, medicamentos, obesidad, edad y un golpe de calor previo reducen la tolerancia.
Ejemplo resuelto
Con los valores predeterminados: aire a 31 °C, 55% de humedad, viento de 1.56 m/s (3.5 mph), pleno sol con el sol a 60° de altura y presión a nivel del mar. La radiación de cielo despejado es de unos 888 W/m², 82% de ella directa. El modelo de Liljegren da una temperatura de globo de 47.8 °C y un bulbo húmedo natural de 26.1 °C, así que WBGT = 0.7 × 26.06 + 0.2 × 47.76 + 0.1 × 31 = 30.9 °C (87.6 °F). A la sombra, el mismo clima da 25.7 °C. Para trabajo moderado de una persona aclimatada con ropa normal, 30.9 °C supera el TLV de 30.0 °C para 25–50% de trabajo, pero no el de 31.5 °C para 0–25%, así que el trabajo debe limitarse a unos 15 minutos por hora con descanso a la sombra. El REL de NIOSH permite trabajo moderado continuo solo hasta 28.2 °C; con 30.9 °C permite una media de 175 W en la hora, es decir (175 − 117) ÷ (300 − 117) = 32% de trabajo, unos 19 minutos por hora. En la escala del Ejército de EE. UU. es categoría 3, bandera amarilla.
Fuentes: OSHA: Outdoor WBGT calculator (Liljegren method) · OSHA Technical Manual, Section III Chapter 4: Heat Stress · NIOSH Criteria for a Recommended Standard: Occupational Exposure to Heat and Hot Environments (2016-106) · pythermalcomfort: NIOSH work-capacity model (REL equation) · Emory University EHS heat stress program (ACGIH screening tables)
Preguntas frecuentes
¿En qué se diferencia el WBGT del índice de calor?
El índice de calor solo usa la temperatura y la humedad del aire y supone sombra y viento ligero. El WBGT también incluye el sol o el calor radiante y el viento, y está calibrado con la tensión fisiológica de personas trabajando; por eso lo usan los límites laborales, militares y deportivos. A pleno sol el WBGT puede estar en zona de peligro aunque el índice de calor parezca moderado.
¿Qué WBGT es peligroso?
Depende de la carga de trabajo y de la aclimatación. Para una persona aclimatada con trabajo moderado, el trabajo continuo es aceptable hasta unos 28 °C de WBGT; por encima de unos 31.5 °C incluso 15 minutos de trabajo por hora superan el TLV de ACGIH. Las personas no aclimatadas necesitan límites 2–4 °C más bajos.
¿Qué tan precisa es una estimación de WBGT con datos del clima?
El modelo de Liljegren suele quedar a menos de 1 °C de un medidor de WBGT cuando los datos son correctos, pero los errores en la radiación solar, la nubosidad y el viento del sitio pesan mucho. El suelo reflectante o caliente, la maquinaria cercana y el aire quieto en una fosa o un techo pueden subir el valor real varios grados.
¿Con qué WBGT se suspende el deporte al aire libre?
Muchas asociaciones escolares de EE. UU. limitan los entrenamientos desde unos 30.5–32 °C de WBGT y los suspenden por encima de unos 33 °C. La bandera negra del Ejército de EE. UU. (TB MED 507) empieza en 32.2 °C (90 °F).
¿Por qué la ropa se suma al WBGT?
El cuerpo pierde calor sobre todo al evaporar el sudor. Las capas dobles, los overoles y en especial los trajes con barrera de vapor frenan esa evaporación, así que ACGIH suma un factor de ajuste al WBGT medido: desde 0.5 °C para overoles SMS hasta 11 °C para trajes de uso limitado con barrera de vapor.
¿Qué diferencia hay entre el TLV y el límite de acción?
El TLV es para personas sanas, aclimatadas e hidratadas: casi todas pueden trabajar en él o por debajo sin enfermarse por calor. El límite de acción es más bajo y protege a quienes no están aclimatados; por encima de él, el empleador debe aplicar un programa de estrés térmico con capacitación, agua, descansos y vigilancia.
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Estimación educativa. Los límites de estrés térmico (ACGIH, NIOSH, OSHA, militares) son una guía para personas sanas y no sustituyen un programa de prevención en el trabajo, un medidor de WBGT en el sitio ni la atención médica. El golpe de calor es una emergencia: llama a emergencias y enfría a la persona de inmediato.