Imagen: Medidor del índice de calor y sensación térmica que muestra la temperatura real y cómo se siente. Creative Commons (dominio público).
humedad relativa.
El cuerpo humano genera calor debido a procesos metabólicos (actividad muscular, digestión de alimentos, circulación sanguínea, etc.).
La temperatura sentida estima la sensación subjetiva de frío percibida por la piel. Se calcula en función de cómo diferentes factores afectan la pérdida de calor corporal. Esta pérdida de calor se debe a la evaporación del sudor, la conducción a través de la piel y la convección con el movimiento del aire.
Cuanto más fuerte es el viento, más calor se disipa, dando la impresión de una temperatura más baja. Por tanto, el viento acelera la pérdida de calor del cuerpo por convección. Elimina la capa de aire caliente cerca de la piel, acelerando así el proceso de enfriamiento. Esto puede hacerte sentir más frío, incluso si la temperatura ambiente no es extremadamente baja.
La luz solar directa tiene un efecto de calentamiento en el cuerpo. Cuanto más fuerte era el sol, más alta se sentía la temperatura. El efecto de calentamiento del sol se debe a la radiación. De hecho, los rayos del sol atraviesan la atmósfera y penetran en la piel, lo que la calienta.
A temperaturas más altas, la alta humedad puede hacer que sentir calor sea más incómodo. Cuando hace calor, la alta humedad limita la capacidad del cuerpo para perder calor a través del sudor. El sudor tiene dificultad para evaporarse en el aire saturado de humedad. Esto puede hacerte sentir pesado e incómodo.
La fórmula matemática comúnmente utilizada es el índice de viento del Servicio Meteorológico Nacional (NWS).
El movimiento del aire acelera la tasa de transferencia de calor del cuerpo humano a la atmósfera circundante, particularmente cuando las temperaturas son inferiores a aproximadamente 7°C (45°F).
La fórmula matemática en unidades del sistema internacional:
Tfieltro = 13,12 + 0,6215 × T − 11,37 × V0,16 + 0,3965 × T × V0,16
T es la temperatura del aire en grados Celsius, medida a 1,5 metros del suelo, en un refugio.
V es la velocidad del viento en kilómetros por hora.
13.12 es un término constante que tiene en cuenta ciertos parámetros fisiológicos, en particular el calor producido por el metabolismo humano.
0,6215 es un coeficiente utilizado para convertir la velocidad del viento a unidades compatibles con la temperatura en grados Celsius.
11,37 es el coeficiente asociado a la velocidad del viento (V). Modifica el impacto del viento sobre la sensación de frío teniendo en cuenta la variación de la pérdida de calor corporal con la velocidad del viento.
0,16 es un exponente utilizado con la velocidad del viento en la fórmula. Este exponente (0,16) representa la dependencia de la pérdida de calor de la velocidad del viento. Indica cómo la sensación de frío aumenta de forma no lineal con la velocidad del viento.
39,65 es un término que tiene en cuenta la humedad relativa. Esto significa que la humedad afecta la forma en que el viento influye en el frío que sientes.
Todos estos valores son coeficientes constantes que se utilizan para ajustar el cálculo de la temperatura del fieltro a la temperatura real. Estos coeficientes se derivan de investigaciones empíricas, estudios meteorológicos y observaciones para mejorar la precisión del índice de sensación térmica al reflejar de manera más realista el efecto del viento en la percepción de la temperatura. Ajustando estos coeficientes buscamos que el índice de sensación térmica sea más representativo de la realidad subjetiva de la sensación de frío en presencia de viento.
La fórmula matemática en unidades de medida anglosajonas:
Tfieltro = 35,74 + 0,6215 × T − 35,75 × V0,16 + 0,4275 × T × V0,16
Tfelt es el índice del viento en grados Fahrenheit,
T es la temperatura del aire en grados Fahrenheit,
V es la velocidad del viento en millas por hora.
Cálculo en unidades del sistema internacional:
T=5°C (temperatura real en grados Celsius), V=40 km/h (velocidad del viento).
Fórmula de Excel: = (13,12 + 0,6215 * 5) - (11,37 * 40^0,16) + (0,3965 * 5 * 40^0,16)
Temperatura sentida = 0,71°C.
Cálculo en unidades de medida anglosajonas:
T=41°F (temperatura real en Fahrenheit), V=24,8 mph (velocidad del viento en millas por hora).
Fórmula de Excel: = (35,74 + 0,6215 *41) - (35,75 * 24,8^0,16) + (0,4275 * 41 * 24,8^0,16)
Temperatura de sensación = 41,9°F.
Esta fórmula aparentemente complicada ilustra cómo el viento aumenta la pérdida de calor del cuerpo, haciendo que la temperatura parezca más fría de lo que realmente es. Por lo tanto, el índice de sensación térmica proporciona una medida más precisa de cuánto frío se siente. ¿Pero es el sentimiento general para todos los individuos?
Los parámetros elegidos son parámetros medios, por lo que la fórmula del índice de sensación térmica proporciona una aproximación general de la sensación de frío.
De hecho, la percepción individual de la temperatura puede variar dependiendo de varios factores fisiológicos, psicológicos y ambientales. Cosas como la masa corporal, el nivel de actividad, la circulación sanguínea, la tasa metabólica, la resistencia individual al frío e incluso aspectos psicológicos como la tolerancia personal al frío pueden influir en cómo una persona experimenta la temperatura.
Además, la fórmula no tiene en cuenta ciertos factores locales como la exposición a la luz solar, la presencia de obstáculos que puedan reducir la velocidad del viento, etc.
Es importante señalar que la temperatura sentida es un concepto subjetivo. Depende de la sensibilidad del individuo a la temperatura, de su equipamiento y de su estado de salud.
La temperatura que siente un cuerpo humano desnudo en el espacio interestelar depende de la potencia térmica liberada por el cuerpo, la temperatura del medio ambiente y el modo de intercambio de calor. En general, el cuerpo humano pierde calor por convección, conducción y radiación.
En el espacio no hay convección ni conducción, porque no hay materia. Por tanto, el único modo de intercambio de calor es la radiación.
El cuerpo humano emite radiación infrarroja con una longitud de onda de aproximadamente 10 µm, lo que corresponde a una temperatura de 37°C. El medio interestelar también emite radiación, cuya temperatura media es de -270,45°C. La temperatura que siente el cuerpo humano es, por tanto, la diferencia entre la temperatura del cuerpo y la temperatura del medio ambiente, multiplicada por un coeficiente de intercambio de calor por radiación.
En realidad, un cuerpo humano expuesto al vacío del espacio sin protección moriría en cuestión de minutos, no por frío, sino por descompresión, deshidratación, asfixia e irradiación. Por tanto, no podemos hablar de temperatura sentida.
Teoría del muro de Planck