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Montañismo y Exploración
Fisiología del hombre en el desierto

El hombre es un excelente regulador de la temperatura que puede disipar calor por sudoración a una tasa de más de diez veces de la de su tasa metabólica en reposo. El hombre no puede almacenar agua y, si acaso, tiene poca habilidad para ser entrenado a usar menos agua en el desierto. La necesidad de agua es regida por la necesidad de disipación de calor.







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Resumen

El hombre es un excelente regulador de la temperatura que puede disipar calor por sudoración a una tasa de más de diez veces de la de su tasa metabólica en reposo. Las tasas de sudoración pueden ser tan altas como 12 litros por día y, en periodos cortos, 3 litros o más por hora.

Un problema de las tasas altas de sudoración es el peligro de la depleción de la sal. El sudor contiene una cantidad variable de cloruro de sodio, pero siempre suficiente para causar una considerable pérdida de sal cuando el sudor es producido en grandes cantidades. Los síntomas más obvios, calambres severos y dolorosos, ocurren cuando se bebe agua para reemplazar la pérdida, diluyendo los fluidos corporales. Por lo tanto, es necesario un consumo relativamente alto de cloruro de sodio.

La necesidad de agua se manifiesta como sed y una urgencia de beber. Característicamente, el hombre no bebe lo suficiente como para recuperar la pérdida, aun cuando haya suficiente agua. Así incurre en una deshidratación voluntaria que durante el día en el desierto alcanza frecuentemente de 3 a 5 por ciento de su peso corporal. La tendencia es recuperar el déficit durante las comidas. El hombre no puede beber de una sola vez más de un litro de líquido, aproximadamente.

Mientras el cuerpo pierde agua, el volumen de orina se reduce a un valor mínimo de algo menos de medio litro por día. La función renal continúa en este nivel hasta que se alcanzan estadios severos de deshidratación. Conforme progresa la deshidratación hay un signo considerable de falla circulatoria. El volumen de plasma se reduce más que su parte proporcional en la pérdida total de agua y en consecuencia la viscosidad de la sangre se incrementa. El pulso se incrementa y el volumen por latido del corazón se reduce, pero el rendimiento cardiaco permanece igual.

Cuando la deshidratación llega a ser más severa en un ambiente caliente, el calor metabólico no es llevado lo suficientemente rápido a la piel por la sangre circulante. Aunque la sudoración continúe y la piel sea fresca, la temperatura más profunda aumenta rápida o explosivamente. A este estadio de deshidratación, la muerte en un ambiente caliente es causada por un aumento explosivo de temperatura mientras la temperatura corporal alcanza rápidamente el límite fatal de 41º y 42º C.

El hombre no puede almacenar agua y, si acaso, tiene poca habilidad para ser entrenado a usar menos agua en el desierto. La necesidad de agua es regida por la necesidad de disipación de calor. El uso de ropa, dentro de ciertos límites, reduce el gasto de agua cuando actúa como una barrera aislante contra el flujo de calor desde el medio hacia la superficie de la piel.

Introducción

Los desiertos del mundo son hostiles al hombre pero tienen una vida animal más rica de lo que usualmente imaginamos. Se estima que entre uno y dos quintos de la superficie de la Tierra es desierto. En vastas áreas de estas tierras áridas no hay agua permanente y pueden pasar muchos años entre una lluvia y otra. Aunque el hombre puede penetrar y algunas veces prosperar en los desiertos, puede hacerlo por sus adaptaciones culturales ?depende del agua que lleve con él u obtenga por excavación o perforación?. Es nuestra cultura tecnológica, no nuestra fisiología, la que nos permite vivir ahí. Sin suministro de agua, el hombre puede vivir un día, o cuando más dos, en un desierto caliente. Aún los más primitivos de los hombres vivientes, los aborígenes de la Edad de Piedra de Australia Central, dependen del agua. No tiene agricultura y vive de la tierra árida como cazador y recolector. Ocasionalmente obtiene algo de agua cavando en algunos lugares, pero las fuentes y charcos permanentes limitan el rango de sus amplios viajes.

Aún en estos mismos desiertos, y en todos los desiertos del mundo, encontramos una variedad de animales que parecen pasarla bien en condiciones demasiado adversas al hombre.

El calor del desierto. Este no es el lugar para revisar los extremos del clima desértico. Es suficiente mencionar que las temperaturas del aire en un día de verano están frecuentemente entre 40 y 45ª C, y han sido reportadas temperaturas extremas del aire entre 55º y 60º C en varias localidades desérticas tanto del Viejo como del Nuevo Mundos.

El efecto de la alta temperatura del aire es intensificado por la radiación solar. La baja humedad atmosférica y la ausencia de nubes en el desierto permiten alcanzar el suelo a una alta proporción de radiación solar, tanto en el rango visible como en el infrarrojo. Además, parte de la radiación solar es dispersada y reflejada desde el suelo. Por otro lado, el suelo, que se calienta rápidamente, se convierte en un radiador por sí mismo. Frecuentemente, el suelo tiene una temperatura superficial de 60º o 70º C. En el Sahara, en junio, la superficie de la arena llega a ser tan caliente que uno no puede caminar en las dunas con sandalias abiertas porque la arena caliente se mete entre los dedos. Amigos árabes me dijeron que si su camino pasaba a través de las dunas durante un viaje de verano o de caza, protegían sus pies con calzado de lana. La radiación calorífica desde el suelo es apreciable, pero la carga combinada de aire, sol y suelo pueden ser tan grandes que excedan por un factor de diez el calor metabólico producido por un hombre.

En las noches la temperatura cae rápidamente y puede ser encarnizadamente fría. Una diferencia de 30º C entre día y noche no es, probablemente, inusual, mientras que el los húmedos trópicos las temperaturas de día y noche difieren por no más de unos pocos grados.

La razón principal de las fluctuaciones extremas de la temperatura en el desierto es la baja humedad. La radiación solar durante el día no tiene obstáculos, el suelo tiene una baja capacidad calorífica debido a la ausencia de agua de las capas superficiales, la conducción del calor a las capas más profundas es lenta porque el aire aislante ha reemplazado al agua, mejor conductora, y ningún calor es removido por la evaporación de agua de la superficie. En la noche, las condiciones inversas prevalecen. La radiación al cielo despejado es alta y el calor del suelo se pierde rápidamente. Debido a la brusca caída de la temperatura, el punto de rocío se alcanza raramente porque la humedad atmosférica es muy baja y en verano rara vez se forma rocío. Los muchos reportes que describen la excesiva formación de humedad en el desierto son durante el invierno, el tiempo preferido para la mayoría de los viajes en el desierto.

Mantenerse fresco y vivo

El hombre es un excelente regulador de la temperatura. En un clima normal, pierde calor de su cuerpo a la misma velocidad con la que lo forma y por lo tanto la temperatura del cuerpo permanece muy constante. De día a día y de año en año la temperatura del cuerpo varía cuando más por unos pocos grados, lo que significa que la pérdida de calor iguala muy cercanamente a la ganancia: permanecemos en un balance calorífico. En medios muy fríos tendemos a perder calor más rápidamente y si no permanecemos en nuestro propio clima artificial privado, podemos protegernos con ropa o producir más calor al temblar.

Por otro lado, en un medio caliente, tal como el desierto en un día de verano, mantenerse fresco llega a ser un verdadero problema. Nuestro cuerpo tiende a adquirir calor, tanto del medio circundante como de su propia producción metabólica. A menos que sea posible escapar, el único medio del hombre para prevenir una elevación en la temperatura corporal es ser enfriado por evaporación.

La habilidad del hombre para tolerar temperaturas altas que la de su propio cuerpo fue demostrada dramáticamente hace 200 años por el Dr. Blagden, entonces secretario de la Royal Society. Con unos amigos, entró en una habitación a 260º F (o 126º C) y permaneció ahí por ¾ de hora. Un filete que llevó con él terminó cocinado, pero un perro, que se mantuvo en una canasta para prevenir que sus patas se quemaran, no fue afectado. Esta demostración simple pero impresionante mostró que tanto el hombre como el perro pueden mantenerse frescos bajo condiciones muy calientes. También muestra otra cosa: que la disipación de calor depende de la evaporación de agua. Una taza de agua que fue cubierta por aceite para prevenir su evaporación fue puesta a calentar hasta hervir, mientras que el agua con una superficie libre permaneció más fresca, y si el aire se cargaba de humedad por sólo poner agua en el suelo caliente, era imposible permanecer en la habitación.

Evaporación del agua

Si un hombre está en un medio más caliente que su cuerpo, el calor debe moverse desde las cercanías cálidas hasta el cuerpo fresco. En un día desértico caliente, por lo tanto, debe disipar por evaporación de agua el calor ganado del medio tanto como su propio calor metabólico. Algo de agua se evapora del tracto respiratorio, pero la mayor parte aparece como sudor en la superficie del cuerpo.

Para propósitos de balance calórico, no importa de donde se evapora el agua. Si un gramo de agua se convierte de agua a vapor, rinde aproximadamente 580 calorías de calor.

La razón de que no pueda darse una cifra precisa para el calor de la vaporización del agua es que esta cifra cambia con la temperatura. A 33º C el calor de la vaporización del agua es 544 calorías, mientras que en el punto de ebullición del agua, a 100º C, es de sólo 498 calorías. Esto, sin embargo, no es la historia completa. El agua es vaporizada a la temperatura de la superficie de la piel y una pequeña corrección debe ser aplicada para el cambio de la temperatura del vapora la del aire. Más importante es el hecho de que el vapor se expande mientras se difunde en el aire seco y que cualquier expansión de un gas disminuye su temperatura. Consecuentemente, en un aire seco, se pierde calor adicional por la expansión del vapor de agua y el calor de vaporización efectivo excede el valor que podemos mirar en una tabla.

La medición precisa del calor de evaporación es importante para una estimación adecuada del balance calorífico en el hombre bajo condiciones de laboratorio cuidadosamente controladas. Por otro lado, en condiciones naturales, es casi imposible establecer a qué grado el calor de la expansión beneficia al organismo y para propósitos prácticos, usaremos el valor de 580 calorías por gramo de agua.

Tasas de sudoración

En el aire seco del desierto, el sudor se evapora tan rápidamente como se forma, la piel permanece virtualmente seca y somos incapaces de percibir que las glándulas sudoríparas están activas. Sin embargo, las tasas de sudoración en el hombre son sorprendentemente altas. La habilidad de sudar se incremente con exposiciones repetidas a altas temperaturas y las tasas más altas de sudoración son alcanzadas sólo por hombre aclimatados por una prolongada exposición a calores altos. Durante un día realmente caliente en el desierto se pueden producir hasta 12 litros de sudor, lo que da una tasa aproximada de un litro por hora.

Por supuesto, no siempre se suda de esta forma. Ladell observó tasas de sudoración de aproximadamente 0.5 litros por hora en Arabia; los trabajos de Adolph y Dill en Nevada arrojaron una tasa máxima de sudoración en seis personas que variaban de 1.3 a 1.7 litros por hora con un promedio de 15. litros.

Esto no significa la capacidad máxima del mecanismo de sudoración. Moss reporta tasas tan altas como 2.6 litros por hora en los mineros de carbón, y 8.5 litros en un periodo de cinco horas. Bajo condiciones experimentales estas tasas se han sobrepasado en periodos cortos. En el hombre cercano a los límites tolerables de altas temperaturas combinadas con alta humedad, Eichna encontró un sudor profuso. La mayoría de los hombres promedian 2.5 litros por hora con un rango entre 1.24 a 3.88 litros por hora. Estos hombres realizaban un trabajo de una a cuatro horas en una atmósfera saturada a 35.5º C. La tasa más alta mencionada arriba, 3.88 litros por hora, fue sostenida durante 90 minutos, pero la tasa más elevada observada por Eichna fue 4.2 litros por hora. Eichna menciona que "Los hombres completaron cuatro horas de trabajo en buena condición mientras las tasas de sudoración fueron de 3.0 litros por hora, una pérdida de 12 litros de fluido en las cuatro horas."

Tales tasas de sudoración altas parecen aún más impresionantes si se recuerda que cuatro litros es la misma magnitud que el total de agua presente en el cuerpo. Aunque esta agua es tomada de la sangre cuando pasa por los capilares de las glándulas sudoríparas, la pérdida es parcialmente repuesta por el agua del cuerpo en general y es distribuida en todo el cuerpo. Además, tal pérdida alta de agua no puede ser sostenida por un periodo largo de tiempo sin reemplazarla bebiendo agua, un problema que discutiremos después.

La tasa de sudoración no es alterada por la deshidratación moderada, sino que es ajustada a la necesidad de disipación de calor. Ni bebiendo en exceso se incrementa esta tasa.

Ocasionalmente se encuentran personas que no tienen glándulas sudoríparas funcionales y estos desafortunados demuestran claramente qué tan necesarios son sudar y la evaporación del agua en la regulación de la temperatura en el hombre.

La función de las glándulas sudoríparas está bajo control nervioso. Se han hecho estudios excelentes de los mecanismos reflejos involucrados, mostrando que muchos factores complejos interactúan en el control de la sudoración. Este no es el lugar para revisar este tema. Para nuestros propósitos es suficiente establecer que aún bajo las condiciones desérticas más extremas las tasas de sudoración bastan para una disipación de calor adecuada.

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