Modelo de Previsão da Temperatura Interna

O modelo de previsão adotado, foi um modelo proposto por Givoni & Goldman, em 1972, fruto de estudos experimentais no US Army Research Institute of Environmental Medicine. Givoni e Goldman desenvolveram um formulário que permite a previsão da temperatura retal do homem no decorrer de uma atividade, face ao trabalho efetuado, às condições ambiente e às propriedades do vestuário.

Para verificar o comportamento da temperatura retal durante uma atividade, Givoni &

Goldman desenvolveram 3 fórmulas, uma para cada um dos estágios da mesma, sendo

elas, o repouso, a atividade, e a recuperação depois da atividade.

As fórmulas apresentadas no artigo foram manipuladas respeitando certas condições, tal como parâmetros individuais e ambientais de referência, condições essas que foram respeitadas, pelo que o seu uso foi assim viável. Desta feita, algumas das fórmulas não foram utilizadas, pelo que foram substituídas por valores de referência.

Para a criação das 3 fórmulas correspondentes aos 3 estágios da temperatura rectal, outras fórmulas foram desenvolvidas para cálculo dos parâmetros intrínsecos às 3 fórmulas primordiais.

Para manipulação das mesmas fórmulas, uma vez que tal qual elas se apresentavam no artigo não permitiam o cálculo direto das variáveis pretendidas, foram efetuadas algumas conversões, quer de fórmulas, quer de unidades, e que serão explicadas aquando da apresentação das mesmas.

Criação do algoritmo para aplicação em Microsoft Excel

O cálculo dos parâmetros foi todo produzido em Microsoft Visual Basic for Aplications (VBA), para uma manipulação mais simples dos dados posteriormente no Microsoft Excel. Assim, o primeiro passo foi criar funções para todas as variáveis necessárias aos cálculos:

 Função para o cálculo do trabalho externo (Wex)

Onde:

mt – peso do corpo nu + vestuário e acessórios (kg); v – velocidade do movimento (m/s);

G – inclinação (%);

32 Objetivos e metodologia

 Função para cálculo da Carga de Calor Metabólico (Mnet)

Onde:

M –Metabolismo (W);

mt – peso do corpo nu + vestuário e acessórios (kg); v – velocidade do movimento (m/s);

G – inclinação (%);

Nota: Mnet exprime-se em W.

 Função para o cálculo de trocas de calor com o ambiente (Hrc)

Onde:

clo – insolação, ou Resistencia térmica total do vestuário; Ta – temperatura do ar (ºC);

 Função para o cálculo do Arrefecimento Evaporativo Requerido (Ereq)

Onde:

Mnet – Carga de Calor Metabólico (W);

Hrc – Trocas de Calor com o Ambiente (W/ºC); Nota: Ereq é adimensional.

 Função para o cálculo de Capacidade Evaporativa (Emax)

Onde:

imclo – razão im/clo;

PhiPa – pressão de vapor do ar (mmHg);

44 – pressão vapor da pele (mmHg), assumindo a sua temperatura como sendo 36ºC;

Nota: Emax exprime-se em W/mmHg.

34 Objetivos e metodologia

Onde:

Vair – Velocidade do Ar (m/s); M – Metabolismo (W);

Nota: Veff exprime-se em m/s.

 Função para o cálculo da temperatura retal final em equilíbrio (Tref)

Onde:

M – Metabolismo (W); Wex – trabalho externo (W);

clo – insolação, ou resistência térmica total do vestuário; Ta – temperatura do ar (ºC);

Ereq – Arrefecimento evaporativo requerido; Emax – Capacidade Evaporativa (W/mmHg); Nota: Tref exprime-se em (ºC).

 Função para o cálculo da Temperatura retal no Repouso (Tret)

Onde:

Tre0 = temperatura retal inicial (ºC); VarTre = diferença entre Tref e Tre0 (ºC);

t = tempo (h), com t-0,5 a permitir um lag inicial na mudança da temperatura retal no repouso, quando a elevação atinge cerca de 0,1 da total mudança;

 Função para o cálculo da temperatura retal durante o trabalho (Tretwork)

Onde:

Tre0 = temperatura retal inicial (ºC); VarTre = diferença entre Tref e Tre0 (ºC); k = Constante temporal (ºC/h);

t = tempo (h); td = time lag (h);

Nota: Tretwork exprime-se em (ºC).

 Função para o cálculo da constante temporal (k), para valor de T(ºC)

Onde:

k = Constante temporal (ºC/h);

36 Objetivos e metodologia

 Função para o cálculo do time lag (td)

Onde:

M – Metabolimo (W); Nota: td exprime-se em (h).

 Função para o cálculo do time lag do início da recuperação (tdrec)

Onde:

CPeff - Poder de arrefecimento efectivo; imclo – relação im/clo;

PhiPa – Pressão Vapor do ar; Ta – Temperatura do ar.

Onde:

Imclo - relação im/clo;

clo – índice de vestuário (insolação), calculado através da correlação de Veff com o tipo de vestuário em uso;

Trew – Temperatura retal no início da descida da temperatura na recuperação; Trer – Temperatura retal do descanso em equilíbrio;

alpha – constante temporal de recuperação;

tdrec – timelag na recuperação, entre o fim do trabalho e o inicio da descida da temperatura;

CPeff – Poder de arrefecimento efectivo; PhiPa – Pressão Vapor do ar (mmHg); Ta – Temperatura do ar (ºC);

t – tempo (horas).

 Função para o cálculo da temperatura retal depois do trabalho (Tretrec)

Onde:

Tret – Padrão temporal das alterações na temperatura interna em resposta ao trabalho;

Trew - Temperatura retal no início da descida da temperatura na recuperação (neste caso particular, considera-se ser igual a tret/2);

Ta – Temperatura do ar (ºC); HR – humidade relativa; Imclo - relação im/clo;

alpha – constante temporal de recuperação;

Trer – Temperatura retal do descanso em equilíbrio;

tdrec – timelag na recuperação, entre o fim do trabalho e o inicio da descida da temperatura;

38 Objetivos e metodologia

 Função para o cálculo do aumento da temperatura no repouso (RestTref)

Onde:

0,1^a = alteração relativa da temperatura no repouso; Tre0 = temperatura retal inicial (ºC);

VarTre = diferença entre Tref e Tre0 (ºC).

 Função para a conversão da Humidade Relativa (%) em mmHg (Pa)

Onde:

Ta = temperatura do ar (ºC)

a, B, C = coeficientes relativos à equação de Antoine (esta fórmula tem por base a equação de Antoine)

 Função para o cálculo da variação da taxa de sudação (msw)

Onde:

Ereq – Arrefecimento evaporativo requerido; Emax – Capacidade Evaporativa (W/mmHg).