Revista de Ingeniería Mecánica Aplicada

Abstracto

Modelado robusto de la respuesta térmica humana al enfriamiento de manos y antebrazos para mejorar el rendimiento y la eficiencia energética

M Rida, W Karaki, N Ghaddar y K Ghali

Se utiliza un enfoque de modelado para estudiar la eficacia del método de enfriamiento activo (AC) de inmersión de manos y antebrazos en agua fría para reducir la temperatura central después de una actividad física intensa. Se utiliza un modelo de biocalor segmentario multinodo transitorio basado en la fisiología y el modelado matemático preciso de las funciones termorreguladoras para predecir las temperaturas centrales y de la piel segmentarias humanas, y el flujo sanguíneo arterial para una tasa metabólica y condiciones ambientales determinadas . La validez del modelo se confirma mediante la comparación con datos experimentales publicados sobre la temperatura central durante y después de la inmersión de antebrazos y manos en agua fría. El modelo validado se utiliza en un estudio de caso para mejorar la comprensión de los cambios térmicos corporales asociados y el flujo sanguíneo arterial y los mecanismos AVA durante las intervenciones de AC que alivian el estrés térmico en un entorno cálido. Se descubre que el tiempo necesario para que la temperatura central baje de 38,0 °C a 37,0 °C es de 33 minutos cuando el sujeto está en reposo y se expone a un enfriamiento por aire a 21 °C en comparación con los 15 minutos cuando las manos y los antebrazos se sumergen en
agua a 10 °C. Se determinó que la pérdida de calor sensible promedio durante el período de enfriamiento asociado con la inmersión de los antebrazos y las manos en agua a 10 °C fue de 106,2 W, en comparación con los 75,9 W del enfriamiento pasivo por aire a 21 °C. Se determinó que el enfriamiento activo es un método eficaz para acelerar la reducción de la temperatura central y se puede utilizar con dispositivos de enfriamiento eficientes, localizados y portátiles.