Fórmula del índice de calor

En lugares sombreados, el índice de calor es una temperatura que combina la temperatura del aire y la humedad relativa. La transpiración o sudoración es una forma natural para que el cuerpo humano se enfríe. La evaporación del sudor es responsable de eliminar el calor del cuerpo. La humedad relativa alta, por otro lado, retarda la evaporación. Cuando la temperatura es de 32 grados centígrados y la humedad relativa es del 70 %, el número del índice de calor es igual a la temperatura real del aire.

Índice de calor

La fórmula del índice de calor se basa en la temperatura y la humedad relativa para indicar la temperatura del aire percibida por el cuerpo. Existe una diferencia entre la temperatura real de la atmósfera y la temperatura que percibimos o sentimos. 

Ejemplo

Si la temperatura es de 32°C y 70% de humedad relativa, el índice de calor es de 41°C. Este índice de calor tiene una humedad implícita del 20%. Es el valor de la humedad relativa para el cual la fórmula del índice de calor indica 41°C. Una temperatura de índice de calor de 32°C mantiene una humedad relativa implícita del 38%.

La transpiración, o sudoración, es la forma en que el cuerpo humano generalmente se enfría. El sudor se evapora, lo que elimina el calor del cuerpo. La humedad relativa alta, por otro lado, retarda la evaporación. Como resultado, el ritmo al que se elimina el calor del cuerpo se ralentiza, dando la sensación de estar sobrecalentado. Este efecto es subjetivo, con diferentes personas percibiendo el calor de manera diferente por varias razones (como diferencias en la forma del cuerpo, diferencias metabólicas, diferencias de hidratación, embarazo, menopausia, efectos de drogas y/o abstinencia de drogas); su medición se basa en descripciones subjetivas de cómo se siente la gente caliente para una temperatura y humedad determinadas. Como resultado, se calcula un índice de calor que compara una combinación de temperatura y humedad con otra.

Fórmula

La fórmula del índice de calor se expresa como,

HOLA = c ₁ + c ₂ T + c ₃ R + c ₄ TR + c ₅ T ² + c ₆ R ² + c ₇ T ² R + c ₈ TR ² + c ₉ T ² R ²

dónde,

• HI denota el índice de calor en grados Fahrenheit
• R denota la humedad relativa
• T se refiere a la temperatura en °F
• _c1 = −42.379
• c2 ₌ −2.04901523
• c ₃ = −10.14333127
• c ₄ = −0.22475541
• c ₅ = −6,83783 × 10 ⁻³
• c ₆ = −5,481717 × 10 ⁻²
• c ₇ = −1,22874 × 10 ⁻³
• c ₈ = 8.5282 × 10 ⁻⁴
• c ₉ = −1,99 × 10 ⁻⁶

Función del índice de calor

Se utiliza para simular la sensación de humedad y calor del cuerpo humano con el fin de producir programas saludables o públicos que protejan a las personas y los animales. El índice de calor de las piezas de este ambiente que están expuestas a la luz solar puede ser mayor o menor. Además, las personas que realizan diversas actividades pueden sentir el calor de manera diferente y es posible que no sientan el índice de calor medido para ese día o lugar.

Problemas de muestra

Pregunta 1. Calcule el índice de calor para una temperatura de 185° F y 86% de humedad relativa.

Solución:

Dado: T = 185° F y R = 86%.

Dado que, HI = c ₁ + c ₂ T + c ₃ R + c ₄ TR + c ₅ T ² + c ₆ R ² + c ₇ T ² R + c ₈ TR ² + c ₉ T ² R ²

Sustituyendo los valores dados en la fórmula anterior, tenemos:

HI = -42,379 + -2,04901523 × 185 + -10,14333127 × 86 + -0,22475541 × 185 × 86 + -6,83783 × 10 ⁻³ × (185) ² +-5,481717 × 10 ⁻² × (86) ² + -1,22874 × 10 ⁻³ × (185) ² × 86 + 8,5282 × 10 ⁻⁴ × 185 × (86) ² + -1,99 × 10 ⁻⁶ × (185) ² × (86) ²

HI = 1274° F

Pregunta 2. Calcule el índice de calor para una temperatura de 90° F y 60% de humedad relativa.

Solución:

Dado: T = 90° F y R = 60%.

Ya que, HI= c ₁ + c ₂ T + c ₃ R + c ₄ TR + c ₅ T ² + c ₆ R ² + c ₇ T ² R + c ₈ TR ² + c ₉ T ² R ²

Sustituyendo los valores dados en la fórmula anterior, tenemos:

HI = -42,379 + -2,04901523 x 90 + -10,14333127 x 60 + -0,22475541 x 90 x 60 + -6,83783 x 10 ⁻³ x (90) ² +-5,481717 x 10 ⁻² x (60)2+ -1,22874 x 10 ⁻³ x (90) ² × 60 + 8,5282 x 10 ⁻⁴ x 90 x (60) ² + -1,99 x 10 ⁻⁶ x (90) ² x (60) ²

ALTA = 100° F

Pregunta 3. ¿Por qué el índice de calor es más alto que la temperatura real?

Solución:

El índice de calor es una medida de qué tan caliente se siente realmente cuando se incorpora la humedad relativa con la temperatura real. Los índices de calor fueron diseñados para su uso a la sombra con condiciones de viento ligero. Si está expuesto a la luz solar directa, el índice de calor puede aumentar hasta 15 grados. Con aire muy caliente y seco, los vientos fuertes también pueden ser extremadamente peligrosos. Cuando un ser humano suda, el agua de su sudor se evapora. … Cuando la humedad es alta, la tasa de evaporación y enfriamiento se reduce, lo que hace que se sienta más caliente de lo que realmente es.

Pregunta 4. ¿Puede el índice de calor ser inferior a la temperatura real?

Solución:

Ciertamente lo es, y ocurre cuando las altas temperaturas se combinan con puntos de rocío bajos. A pesar de que el desierto es increíblemente caluroso, el índice de calor es más bajo que la temperatura debido a las condiciones secas. En 2017, la temperatura en Phoenix alcanzó los 119 grados, mientras que el punto de rocío fue de solo 37. Esto resultó en una humedad relativa del 6 % y un índice de calor de 111, que seguía siendo mortal pero ocho grados por debajo de la temperatura. El índice de calor más alto de Chicago ocurrió durante la catastrófica ola de calor de 1995 en la ciudad, cuando una temperatura de 106 grados en el aeropuerto de Midway se sumó a un punto de rocío sofocante de 81 grados para producir un índice de calor de 125. Dhahran, Arabia Saudita, tuvo el índice de calor más alto del mundo de 178, con una temperatura de 108 y un punto de rocío de 95.

Pregunta 5. ¿Por qué no se considera la velocidad del viento al medir el índice de calor?

Solución:

Todas las agencias meteorológicas registran la ‘temperatura ambiente’: qué tan cálido es el aire a la sombra y protegido del viento. Esto se hace colocando instrumentos de registro meteorológico en una pantalla Stevenson. La altura sobre el suelo a la que se colocan las pantallas Stevenson está entre 1,25 y 2 m (4 pies 1 pulgada y 6 pies 7 pulgadas). Al usar este enfoque, las lecturas meteorológicas de todo el mundo pueden considerarse consistentes y relacionables.

Cuando los meteorólogos producen un pronóstico de temperatura, intentan producir un número que sea similar al que registrarían los instrumentos en una pantalla de Stevenson.

Conociendo el efecto que la humedad y el viento tienen sobre cómo los humanos sienten la temperatura, la mayoría de las agencias meteorológicas también intentan pronosticar la temperatura aparente. En las partes más frías del mundo, las agencias emiten la temperatura pronosticada y el factor de sensación térmica. Por lo general, esto no se hace en las regiones más cálidas, en parte porque puede ser difícil predecir la velocidad y la consistencia del viento.