Esta é uma pergunta bastante importante, principalmente com o aumento global da temperatura média na Terra. Nos últimos anos ondas de calor tem sido cada vez mais frequentes, e neste ano de 2023, no mês de outubro foi registrado pela primeira vez uma temperatura média acima de 2,0⁰C em relação ao período pré-industrial. Algumas regiões tem registrado temperaturas extremamente elevadas com temperaturas acima de 40⁰C em muitas regiões.
O que ocorre com nosso corpo, se a temperatura externa estiver muito alta, como registrado neste ano em vários locais? Lembrando que o ser humano mantem a sua temperatura corporal relativamente constante, que vai depender da pessoa, mas é cerca de 36⁰C a 37⁰C. em condições normais. Se a temperatura do ambiente for mais alta do que a do nosso corpo, vai ocorrer uma transferência de calor do ambiente para o nosso corpo. Se consideramos que nosso corpo gera uma quantidade de energia, mesmo em repouso, ao receber mais energia do ambiente, a temperatura do corpo vai aumentar SE não tiver um processo de dissipação de energia eficiente. Se a temperatura corporal exceder 40⁰C , sofremos um estresse térmico e entramos em sério risco para a nossa saúde. Desta forma é importante que mesmo que o ambiente esteja com temperatura acima de 40⁰C, nosso corpo consiga transferir de maneira eficiente de manter a sua temperatura corporal próximo da faixa normal.
Felizmente nosso corpo possui mecanismos de regulação da temperatura corporal relativamente eficientes [1]. Um destes mecanismos é o suor, e o outro é o aumento da circulação sanguínea do interior do corpo para a pele. O suor ao evaporar, ajuda a reduzir a temperatura do corpo e o sangue também ajuda a reduzir a temperatura interna, com um fluxo de calor da parte interna do corpo para a superfície do corpo.
Estes dois mecanismos resultam em um aumento no nosso metabolismo. Se a variação da temperatura externa estiver dentro de um certo limite, esse aumento no metabolismo não causará problemas para as pessoas. Não existe ainda um valor exato e que seja válido para todas as condições ambientais, para os limites inferior e superior considerados adequados para o ser humano. Mas uma faixa conservadora é de cerca de 28⁰C a 32⁰C (temperatura de bulbo seco) [3], nesta faixa nosso metabolismo não fica sobrecarregado para esfriar ou aquecer o nosso corpo . Fora desta faixa, ocorre um aumento no nosso metabolismo além do considerando normal. Lembrando que o aumento da circulação sanguínea ocorre devido ao processo de vasodilatação (para o caso de aumento da temperatura). Aumentando diâmetro, para o fluxo sanguíneo não ser reduzido, o coração passa a funcionar com maior intensidade. E esta condição pode causar problemas, dependendo das condições de cada pessoa.
Um estudo recente [2] indica que o estresse cardiovascular aumenta com a temperatura, sendo que dependendo da umidade relativa do ar, a temperatura critica varia de 34⁰C (ar úmido) para 41⁰ C (ar seco) [3], este resultado tendo sido obtido com pessoas realizando atividades físicas leves dentro de um ambiente controlado. Mas outros estudos indicam que mesmo pessoas que estejam em repouso, sofrem do estresse cardíaco, devido a variação na temperatura. Isto quer dizer que mesmo que estejamos apenas descansando, em uma área sem incidência solar, se a temperatura estiver alta, estamos em situação de estresse cardíaco .
Mas qual seria a razão de que em condições de alta umidade, o estresse ser maior? O que ocorre é que em ambientes úmidos a evaporação se torna menos eficiente [3].
Podemos fazer uma estimativa da energia que é dissipada pela evaporação do suor, usando $Q=mL$ em que $m$ é a massa do suor (que vamos aproximar como água pura) e $L$ é o calor específico. Para determinarmos a massa do suor, podemos utilizar uma estimativa de sudorese da ordem de 1 Litro por dia ou 1kg por dia. Assim em um dia com a evaporação do suor, cerca de $ Q= (10³ g) ( 580 cal/g) =5,8 . 10^5 cal $ ou cerca de 2,43 MJ [4] são retirados do nosso corpo, ou se pensarmos em potência, seriam cerca de 28 W. Em situações de grande sudorese, podemos perder uma quantidade maior de água. Por exemplo se perdemos 3 litros de água com suor, a potência dissipada será 3 vezes maior ou cerca de 90 W. Este é um valor para o ar seco. Para ar úmido a situação é outra, e taxa de resfriamento será menor, no entanto nosso organismo continuará a tentar reduzir a sua temperatura corporal. Lembrando que estando o ambiente com temperaturas elevadas, a fonte externa continuará atuando. Isto é semelhante a manter um equipamento continuamente funcionando no limite, e nesta situação a probabilidade de ocorrer uma pane no equipamento é maior do que quando está funcionando em situação normal. Assim, mantendo este processo por muito tempo, uma pessoa pode entrar em um regime de estresse elevado, e ter problemas sérios de saúde. Mesmo estando sem realizar atividades físicas intensas.
Respondendo a pergunta inicial, apesar de não conhecermos ainda o limite superior exato, sabemos que se a temperatura do bulbo seco for da ordem de 40⁰C (ou talvez um pouco menor), o que tem sido alcançado em vários locais, nosso corpo começa a sofrer um estresse cardíaco. E este estresse for mantido por muito tempo, pode levar ao óbito, principalmente pessoas mais idosas ou com algum problema de saúde. Além do estresse cardíaco, podem ocorrer outros problemas de saúde, que ainda não conhecemos. E infelizmente talvez comecemos a ter mais dados, caso as temperaturas se mantenham neste patamar ou aumentem.
A recomendação para os dias muito quentes, é evitar locais com temperaturas elevadas, mesmo na sombra. Tomar muito líquidos. Se não for possível frequentar ambientes com ar condicionado, um ventilador é melhor que não ter ventilador. Mesmo não reduzindo a temperatura do ambiente, o ventilador ajuda no processo de evaporação e convecção, o que ajuda na troca de calor [6].
Mas se a temperatura na Terra continuar a subir, chegará um momento que as temperaturas serão suficientemente elevadas, que não existirá condições de manter, mesmo que artificialmente, a temperatura reduzida para a maioria da população. A solução que devemos tomar, e de forma urgente, é reduzir drasticamente a produção de resíduos térmicos que são transferidos para a atmosfera.
Referências
[1] How hot is too hot for the human body? Study offers new insights
[2] Onset of cardiovascular drift during progressive heat stress in young adults (PSU HEAT project). Rm. Cottle, KG Fischer, ST Wolf, WL Kenney, , 22 Jun 2023, 135(2):292-299 https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/japplphysiol.00222.2023
[5] Note que utilizamos como calor latente de evaporação o valor de 580 cal/g ao invés de 540 cal/g. Isto porque a evaporação não está ocorrendo em 100⁰C, e o calor latente de vaporização varia com a temperatura. Este site possui uma calculadora do calor latente em função da temperatura.
[6] Ver por exemplo em Ar movimentado por um ventilador é frio? .
