Cuando tenemos mucho calor o cuando hacemos ejercicio sudamos. Esta es una de esas cosas que todo el mundo conoce pero que casi nadie comprende. ¿Por qué sudamos? Se nos ha enseñado de siempre que el sudor se emplea para regular nuestra temperatura corporal. Y eso es completamente cierto. Sudamos para bajar la temperatura. Pero… ¿Bajo qué mecanismo hacemos que esto ocurra? En este artículo obtendrás la respuesta científica de por qué sudamos y cómo el sudar hace que podamos disminuir nuestra temperatura.
El Calor Latente
Pues sí señores, vuelve a aparecer el concepto de calor latente, como a algunos les sonará del artículo anterior:
Voy a hacer un breve resumen de lo ya introducido anteriormente. El concepto de calor latente es el de una energía requerida para producir un cambio de fase.
Como todos sabemos, el calor (Energía) se relaciona directamente con la temperatura. El punto clave para comprender el por qué sudamos es saber que el calor lo disipamos al convertir el sudor (Estado líquido) en gas, siendo el cambio de fase lo que absorbe nuestro calor.
¿Cómo se produce y expulsa el sudor? ¿Cómo se evapora?
Beber agua es fundamental. Se usa para muchísimas funciones básicas (Eliminar toxinas, permitir la digestión, absorber nutrientes…) pero una de las funciones más importantes es la de refrigerar el cuerpo humano. Tal y como lo hace un coche, tenemos una temperatura fija de funcionamiento. Entre distintas personas oscila un poco, pero en general podemos decir que de media nuestra temperatura corporal es de 36,5 ºC.
Volviendo al ejemplo del coche, en el cuerpo humano se generan una serie de reacciones químicas que desprenden calor, de manera que en nuestro interior podemos decir que hay una especie de “central térmica”, tal y como ocurre con el motor. Empleamos el agua como líquido refrigerante, de forma que nuestro sistema de refrigeración se enciende al superar esa temperatura media y se apaga al disminuirla.
Como curiosidad, se sabe que con un par de grados por encima de la temperatura media (A partir de los 40ºC) comienza la muerte celular y existe el riesgo de muerte. Sin embargo, la temperatura corporal puede descender hasta los 30ºC para considerar la hipotermia grave donde podemos perder la consciencia. Esto se debe a que la temperatura regula la velocidad a la que se producen las reacciones químicas de nuestro interior. Una temperatura corporal baja ralentiza las reacciones químicas, ralentizando todo nuestro cuerpo pero dejándolo funcionar a bajo rendimiento en estado de letargo. (¿Os suena la hibernación?) Sin embargo, temperaturas elevadas aumentan aún más la velocidad de las reacciones químicas, que a su vez aumentan aún más la temperatura y sobrecargan el cuerpo humano, de manera que se produce una destrucción en cadena de estructuras celulares y órganos.
El sudor es generado por las glándulas sudoríparas, y es una sustancia que se compone de un 99% de agua y un 1% de proteínas, lípidos y otras sustancias. Estas glándulas secretan el sudor en la piel a nivel microscópico, de manera que siempre existen pequeñas gotitas de sudor en la piel.
Estas pequeñas gotitas de sudor son las que se evaporan absorbiendo el calor de la piel, de forma que disminuimos nuestra temperatura corporal.
Evaporación
Debemos de tener claro lo que es la ebullición y la evaporación. La ebullición se produce cuando un líquido aumenta su temperatura hasta el punto de ebullición, temperatura a partir de la cual el líquido no aumenta más su temperatura sino que comienza a producirse el cambio de fase.
Por otro lado, la evaporación no es más que la incorporación de moléculas de un líquido en el gas. En la entrefase líquido-gas, las moléculas interactúan entre sí, de manera que parte del gas se mezcla en el líquido y parte del líquido se mezcla en el gas. Las gotitas de sudor que se encuentran en nuestra piel absorben nuestro calor y pasan al estado gaseoso poco a poco.
Esto quiere decir que un líquido puede pasar al estado gaseoso sin que se alcance su punto de ebullición. Pero… ¿De qué depende esta tendencia a evaporarse? De la presión de vapor del líquido.
La presión de vapor es la presión que ejerce la fase gaseosa sobre la líquida a una temperatura determinada en equilibrio.
Un líquido está, a cualquier temperatura, en equilibrio con su propio vapor cuando las moléculas de este están presentes en una cierta concentración. En este caso hablamos de equilibrio cuando se alcanzan las condiciones de saturación, donde se igualan la tendencia a evaporación y condensación. Recordemos que al igual que el líquido tiende a mezclarse con el gas, también ocurre lo contrario (Condensación).
La presión que corresponde a esta concentración de moléculas gaseosas en equilibrio se llama presión de vapor del líquido a la temperatura dada, y es una relación directa entre la presión parcial de la fase vapor (presión de vapor), y la presión total de la fase gaseosa. Por lo tanto, conociendo la presión de vapor de un líquido a cierta temperatura, podemos conocer qué concentración de vapor obtendremos en aire en condiciones de saturación.
El agua a temperatura ambiente, por ejemplo, tiene una presión de vapor de unas 0,0234 atm. Que, respecto al 1 atm de presión atmosférica, nos indica que un 2,34% del aire que respiramos contiene agua en estado gaseoso en caso de 100% de humedad. Un 100% de humedad indica que el ambiente se encuentra saturado, es decir, en equilibrio. No se admite más vapor, pero tampoco hay suficiente como para que condense.
Condiciones de confort higrotérmico
Para que se alcancen las condiciones de confort, por lo tanto, no sólo se requiere una temperatura adecuada, sino que también es esencial mantener una humedad correcta.
En fisiología se dice que hay confort higrotérmico cuando no tienen que intervenir los mecanismos termorreguladores del cuerpo para una actividad sedentaria y con una indumentaria ligera.
- La temperatura de confort se sitúa en torno a los 20ºC.
- La humedad relativa no es tan significante ya que el cuerpo humano tolera correctamente el espectro de 30-70% de humedad. Sin embargo, existen problemas cuando se alcanzan valores límites.
Humedad muy elevada
Cuando la humedad es muy elevada (90-100% de humedad), el ambiente no admite más vapor de agua. Se encuentra saturado.
En estas condiciones, nuestro sistema de refrigeración, el sudor, se encuentra completamente anulado. Es lo que ocurre en el típico ambiente selvático o por ejemplo en una sala con muchas personas y escasa ventilación. Es una sensación como de un calor muy agobiante, y en estos casos lo mejor es mover el aire y ventilar.
Aquí llega la reflexión interesante del artículo.
Si un ventilador lo que hace es mover el aire, que ya está caliente, ¿Por qué refresca?
Cuando sudamos y se produce la evaporación, en las zonas próximas a nuestra piel se encuentra una concentración elevada de humedad (Porque acabamos de incorporar agua al aire). Al usar un ventilador, movemos el aire que nos rodea, renovando el aire y disminuyendo la humedad en esa pequeña zona, lo que facilita la evaporación. Por esta sencilla razón sirven los ventiladores para refrescarnos a pesar de no enfriar el aire.
Ventiladores nebulizadores
Un punto intermedio entre el ventilador convencional y el aire acondicionado es el ventilador nebulizador. Es el típico sistema de refrigeración que se emplea en las terrazas sevillanas cuando llega el calor del verano.
Consiste en aplicar el conocimiento explicado en este post a un ventilador. Si forzando la evaporación del agua disminuimos la temperatura… ¿Por qué no inventar un ventilador que “sude”? Pues ese es el mecanismo de funcionamiento de estos ventiladores.
Lo que hacen es que, a la par que mueven el aire con las aspas, expulsan a alta presión y tamaño microscópico gotitas de agua, las cuales debido a su pequeño tamaño se evaporan en el trayecto del ventilador a nosotros, disminuyendo la temperatura del aire movido un par de grados. Esto mejora el comfort higrotérmico ya que disminuye la temperatura y a su vez renueva el aire.
Sin embargo, tiene un inconveniente… Al hacer eso, estamos introduciendo humedad en el ambiente y por lo tanto dificultando nuestra sudoración. Es lo que se entiende como pan para hoy y hambre para mañana. Al principio refrescaría mucho pero al rato cuando el ambiente se sature el clima se volvería agobiante.
Por este motivo, este tipo de ventilación es únicamente útil si se usa al aire libre (Una terraza por ejemplo), ya que la humedad de la zona no va a alterarse demasiado.
Humedad muy baja
Un caso opuesto es el de humedad muy baja. Recordemos que hemos visto que la capacidad del aire para almacenar agua depende de la temperatura, siendo mayor a medida que aumenta la temperatura.
En invierno, con temperaturas muy bajas, la presencia en el aire de agua es bajísima. Eso produce que nuestro sudor se evapore casi instantáneamente, de forma que nuestra piel se reseca enormemente. Por este motivo aparecen las típicas heridas por la sequedad, el moqueo o el dolor de garganta.
Un claro ejemplo de cómo afecta la temperatura a la capacidad de almacenar agua es el rocío. Por la tarde-noche, la temperatura es media-elevada y existe una determinada cantidad de agua en el ambiente. De madrugada, las temperaturas descienden, pero el agua en el ambiente es el mismo. Por esto motivo, la humedad supera el 100% y produce que se condense, formándose las gotas de rocío.
También ocurre la condensación en los aparatos de aire condicionado o en el frigorífico. ¿Por qué el plástico del frigorífico “suda”? ¿Por qué un vaso frío hace que aparezca agua en su superficie? Al disminuir la temperatura, el aire circundante no puede almacenar más agua y hace que condense.
Espero que hayas aprendido un montón con este artículo. Si quieres aprender aún más, ¡Tienes un gran repertorio de artículos donde elegir! Te animo a dejar un comentario.
