05.02.2015 17:26

PROBLEMATICHE CONNESSE ALL’AUMENTO DELLA TEMPERATURA

 

1)    Il primo problema che abbiamo di fronte è costituito dai seguenti fattori:

a)    umidità;

b)    aumento assoluto della temperatura;

c)    aumento relativo della temperatura.

 

UMIDITÀ;

 

L’aumento dell’umidità relativa per sé non costituisce fattore negativo, specie d’estate quando non si verifica in genere il fenomeno dell’appannamento delle superfici vetrate che è più frequente in periodo invernale. L’aumento della umidità relativa riduce la possibilità che si vada incontro a fenomeni respiratori sfavorevoli quali il broncospasmo o lo starnuto più frequenti con l’aria secca.

E’ piuttosto la riduzione dell’umidità legata in genere all’uso del climatizzatore che favorisce i fenomeni ora riferiti. L’impiego del climatizzatore comporta alcune precauzioni:

i)              non entrare nell’auto già climatizzata ma “climatizzarsi” con essa, in modo da evitare bruschi gradienti termici;

ii)             tenere in auto, visto che quelle attuali non ne sono disposte, un contenitore di acqua da porre sul pavimento della vettura la cui evaporazione limiterà la riduzione igroscopica;

iii)            disporre il flusso aereo freddo nella direzione “floor” in modo da raffreddare prima il pavimento che è più caldo e limitare il flusso aereo convettivo che sale verso il tetto dell’abitacolo ;

iv)           nel caso il guidatore o qualcuno dei passeggeri sia asmatico o rinitico, portare sempre in auto qualche bomboletta spray di broncodilatatore o di cortisonico ad uso nasale; la premedicazione limiterà la tosse che può indurre l’attacco di asma e lo starnuto o la lacrimazione, espressivi di attacco rinitico;

 

AUMENTO ASSOLUTO DELLA TEMPERATURA;

 

L’aumento della temperatura è un fenomeno che in vettura è sempre spiacevole innanzitutto perché nel volume ridotto dell’abitacolo la traspirazione è più difficoltosa e quindi il sudore tende a protrarsi e non vaporizzarsi come succederebbe all’aria aperta. Ciò comporta una sensazione di disagio antagonista del confort in auto.

Nei soggetti anziani l’aumento della temperatura si traduce quasi sempre in problemi legati alla circolazione sanguigna con vasodilatazione, data l’iperreattività vascolare legata all’età. Ciò significa congestione specie agli arti inferiori che diventano succulenti, ciò che concomita con l’aumento della temperatura maggiore nel pavimento della vettura. La sensazione di “piede gonfio” limita il benessere del passeggero ma è pericolosa nel guidatore che riduce la sensibilità dell’arto sul pedale.

Lo stesso dicasi, ma con sfumature meno fastidiose per gli arti superiori, le mani e le dita, che tuttavia tendono a sudare e nel guidatore limitano la presa sul volante.

La circolazione venosa è in genere compromessa anche nel distretto cranio-carotideo e genera i seguenti fastidi:

1)sensazione di turgore al collo, per cui il guidatore è indotto a non portare cravatta o colletto aderente;

2)    senso di calore al cranio e talora cefalea che , nel caso del guidatore, comporta ridotta performance neurologica della guida con perdita dei riflessi, diplopia (vista doppia), riduzione del visus;

3)    il rossore, segno della vasodilatazione, si manifesta anche al livello nasale con senso di chiusura nasale, starnuti e lacrimazione anche nel soggetto non rinitico. Sono fenomeni presenti anche negli anziani non rinitici.

I problemi respiratori sono generalmente dovuti al fatto che il calore riduce la ventilazione alveolare per stimolo riflesso; ne consegue una minore traspirazione attraverso la ventilazione alveolare e quindi un accumulo di calore. Nei periodi di caldo i cani alitano in continuazione perché traspirano solo attraverso la ventilazione e l’ampia superficie della lingua. Se la ventilazione si riduce, come avviene spesso nel bronchitico, parimenti la traspirazione ventilatoria è ridotta.

La usuale raccomandazione è quella di bere in modo da compensare la traspirazione, tuttavia vi è una forte limitazione nel fatto che maggiore è la quantità di liquidi introdotta, maggiore la necessità alla traspirazione, anche con la ventilazione. Se questa non sarà sufficientemente adeguata, come nel bronchitico o nell’asmatico o nell’anziano cardiopatico, l’eccesso idrico sarà eliminato con una maggiore sudorazione. A sua volta l’eccessiva sudorazione porta ad un abbassamento della pressione arteriosa e quindi il guidatore potrà subire contraccolpi pressori mentre guida a causa di una eccessiva perdita di liquidi cutanei e non attraverso la ventilazione alveolare. Va ricordato che nell’anziano, già in condizioni standard, è presente la tendenza alla disidratazione che può accentuarsi con brusche o repentine  sudorazioni in auto. Lo stesso dicasi per i bambini che hanno una difficile regolazione termica.

RIMEDI:

a)    evitare la guida nelle ore più calde anche perché la maggiore concentrazione di ozono comporta disturbi di irritazione delle vie aeree e della vista perché tale gas è un irritante della congiuntiva;

b)    evitare di bere acqua o bevande durante la guida, specie se fredde perché idonee ad evocare problemi di accumulo idrico, eccessiva sudorazione e crisi gastriche vagali dovute al freddo della bevanda;

c)    evitare ovviamente gli alcoolici che aumentano la temperatura endogena e favoriscono l’eccesso di sudorazione;

d)    evitare il fumo di sigaretta, anche perché la nicotina è un vasodilatatore che favorisce gli eventi ora riferiti;

e)    fermarsi, durante la guida, e passeggiare per attivare la circolazione degli arti inferiori;

 

AUMENTO RELATIVO DELLA TEMPERATURA

 

Questo può avvenire quando nell’abitacolo si realizzano le condizioni perché la temperatura aumenti più di quella esterna. Ciò può avvenire quando si viaggia nelle notti estive, come spesso i “media “ consigliano, e si tende a chiudere le sorgenti di rifornimento aereo. Il fumo di sigaretta, l’aumento dell’anidride carbonica ( 500 ml/m) nell’abitacolo concorrono ad aumentare la temperatura mediamente di 1-2 C° ogni 15’ e pertanto si realizzano le condizioni di un peggioramento della respirazione in auto perché il monossido di carbonio (CO), prodotto dalle sigarette e l’anidride carbonica, prodotto fisiologico della respirazione, in condizione di aumento termico tendono a stratificarsi creando le premesse per l’ipossiemia ossia la riduzione dell’ossigeno nel sangue arterioso.

I rimedi sono:

a)    non fumare in auto se non a rotazione, un passeggero ogni 30’ con aumento del ricambio d’aria ( ventilazione forzata, tetto apribile, climatizzatore a sorgente esterna e non ricircolo);

b)    fermarsi sovente per ricambiare il volume aereo dell’abitacolo.

 

Naturalmente vi sono consigli ormai classici: far uso di diete leggere prima o durante i viaggi in auto; evitare gli alcoolici per le ragioni sopra dette; non fumare etc.

Alcune di queste raccomandazioni sono utili ,altre, come viaggiare di sera o durante la notte, contengono qualche insidia.

Una raccomandazione particolare va fatta agli allergici: essi tendono alla vasodilatazione della mucosa nasale o bronchiale anche nei periodi di benessere, pertanto un viaggio in auto in siffatte condizioni li espone al rischio di crisi asmatica o rinitica. E’ consigliabile l’uso, o quanto meno esserne forniti, dei farmaci in bomboletta-spray, da tenere sempre in auto.

 

L'idea che la vettura debba essere confortevole anche in funzione della sicurezza,e' tutto sommato recente,da quando l'abitacolo,mono-,bi-,o plurivolumetrico,da contenitore per trasporto,e' divenuto casa-viaggiante.Se all'abitacolo fosse stata dedicata quell'attenzione di cui ha goduto la parte motoristico-tecnica,oggi saremmo ancora piu' avanti nel campo della sicurezza che e' largamente influenzata dalle condizioni in cui il guidatore si trova.Temperatura,umidita',visibilita' condizionano la qualita' dell'aria respirabile nell'abitacolo specie quando in questo volume "indoor" confinato si trascorrono ore di trasferimento,talvolta fino a 2-3 che sono poi il 10% dell'intera giornata od il 20% di quella lavorativa.

Grande attenzione va dedicata alla temperatura che nell'abitacolo dipende da quella esterna ma anche dal numero di passeggeri:in inverno la superficie vetrata viene appannata dalla traspirazione di quattro passeggeri in tempi rapidissimi mentre con il solo guidatore dopo una o due ore.Cio' e' dovuto alla produzione polmonare di vapore acqueo a 37ø e di anidride carbonica (CO2) nella misura di 24 litri/ora/pro capite.Ne consegue che l'abitacolo necessita di ricambio dell'intero volume ogni ora con 1 passeggero,ogni 30 minuti con due e cosi' via.

Per quanto dispositivo ideale per regolare la temperatura interna in funzione delle esigenze individuali,il climatizzatore deve ancora essere perfezionato:quello ideale,ad esempio,dovrebbe essere dotato di igrometro per il controllo dell'umidita' relativa.Su di essa la climatizzazione agisce subito,riducendola del 20-30% sin dai primi 10-15 minuti di applicazione,cio' che in certi casi e' una caduta verticale dell'umidita' d'aria respirabile.Se da un lato se ne consiglia l'uso anche in inverno per questo motivo,e' vero anche che la sottrazione di umidita' deve avvenire nell'abitacolo in modo controllato perche' la ventilazione secca,utile in periodo invernale e gradevole in estate puo' rivelarsi potenzialmente nociva per le vie respiratorie.

E' noto infatti che l'aria fredda secca,irritante per le via bronchiali,evoca tosse nel soggetto sano e crisi d'asma nel bronchitico e nell' asmatico.Fenomeno parimenti negativo si verifica al livello del naso che,vasodilatandosi,da' la sensazione di "chiusura".In effetti anche il soggetto sano,esposto alla respirazione di aria fredda,quanto meno starnutisce (espirazione esplosiva da stimolazione nasale riflessa).La soluzione,gia' intravista in laboratorio,e' quella umidificare l'aria fredda che si inala,quindi l'igrometro e' considerato dispositivo essenziale per una corretta climatizzazione.

Esiste dunque la possibilita' che l'automobilista,affetto da bronchite cronica o da asma bronchiale,essendo spesso sudato ed accaldato anche per la sua stessa malattia,attivando il climatizzatore,possa avere fenomeni di broncospasmo o comunque malessere respiratorio con notevoli rischi.Pertanto e' utile verificare in laboratorio specializzato la risposta bronchiale e nasale al freddo qualora il soggetto voglia acquistare o utilizzare,se ne e' gia' in possesso,un'auto dotata di climatizzatore.Ma va sempre menzionato che la climatizzazione,cosi' efficace sulla temperatura ed umidita',in genere poco offre sulla ottimizzazione della temperatura stessa.

Con o senza climatizzatore,uno dei fattori piu' importanti per il confort respiratorio e' costituito dal RICAMBIO DELL'ARIA VENTILATA:in genere questa entra dall'esterno,veicolando sostanze e gas nocivi.L'avvertenza principale consiste nell'attivare il ricircolo durante tragitti urbani e introdurre aria fresca in crociera.

In merito al ricambio esistono problemi di ordine chimico-allergologico per la possibile cattura di pollini e sostanze inquinanti che prima o poi vengono immesse nell'abitacolo.Va precisato che il polline scatena l'attacco nell'allergico (rinitico o asmatico) ma nel soggetto sano e' comunque irritante.Il compito di evitare particelle cosi' piccole,ma a distribuzione cosi' ubiquitaria,puo' essere affidato solo a dispositivi,come il teflon, semipermeabile ai gas ma impermeabile ad ogni sostanza con diametro superiore ai 10 micra.Che' anzi i normali filtri a carbone possono presentare l'inconveniente di trattenere e trasportare a distanza con il veicolo cio' che ha dimensioni superiori a 5 micra ed inferiori a qualche millimetro. 

Per quanto attiene la fisica dei gas,va tenuto presente che l'aria subisce l'influenza della temperatura,stratificandosi quando questa e' bassa.Se invece e' piu' alta di 25 Cø,realizza un moto di convezione verso il tetto dell'abitacolo ove si raffredda e si ristratifica,come avviene nel termosifone di casa.L'optimum e' costituito dalla presenza del tettuccio ad apertura variabile.

Per capire come funziona,basta fare riferimento al moto dell'aria che si distingue in laminare,come la corrente del Golfo o vorticoso,come l'uragano,indipendentemente dalla quantita' d'aria ventilata.Il vortice puo' essere EFFICACE o INATTIVO.Il primo consente una distribuzione omogenea dell'aria ventilata mentre il secondo crea un moto anarchico,non prevedibile,ovviamente rumoroso. 

In linea di massima il tetto apribile crea un moto vorticoso efficace per la sommatoria dell'aumentata ventilazione con il moto di convezione.Ne deriva che e' possibile utilizzare il tetto anche d'inverno,per rendere omogenea la distribuzione dell'aria calda nell'abitacolo ed il suo ricambio,sfruttando l'effetto convettivo-aspirativo.Il tutto si riconduce all'EFFETTO VENTURI,dato da un'energia cinetica (il movimento dell'auto) che evoca un' aspirazione dall'abitacolo,quando applicata ad esso.Se la forza aspirativa dipende in massima parte dal movimento,il FLUSSO di ASPIRAZIONE (fuoriuscita di aria nell'unita' di tempo) dipende invece dalla superficie di apertura del tetto.In ultima analisi si puo' applicare al modello la formula di Venturi in cui il Flusso aspirativo (V) e' direttamente proporzionale all'energia cinetica impressa(E),moltiplicato il quadrato dell'accelerazione,(a).Risulta inoltre proporzionale al gradiente termico tra Indoor (Ti) e (Te)Outdoor,mentre e' inversamente proporzionale al diametro di apertura (r)ed al volume dell'abitacolo,(Vl).In pratica l'effetto ultimo e' quello di una combinata tra flusso aspirativo (effetto cappa) che laminarizza,aspirando,l'aria indoor favorendo il moto convettivo dell'aria nell'abitacolo.Se si pensi al moto vorticoso offerto dal climatizzatore,il T.A.V. appare come la migliore soluzione per rendere omogenee nell'abitacolo due componenti ambientali primarie,RICAMBIO D'ARIA E TEMPERATURA .

1) RICAMBIO EFFICACE DELLA VENTILAZIONE.

Il ricambio d'aria e' reso necessario dalla ventilazione alveolare,ricca di CO2,dell'uomo-passeggero che si aggira sui 500 ml al minuto.Si noti che l'impegno alla guida comporta uno stress tale da aumentare la ventilazione di anidride carbonica fino ad un terzo,mentre i passeggeri che non sono sottoposti alla guida si comportano come soggetti normali a riposo.nel periodo invernale,inoltre,sia per fattori alimentari sia per fattori climatici,l'eliminazione di CO2 tende ad essere piu' alta.

Tale gas ha la caratteristica di stratificare in basso,cosi' il suo accumulo nel pavimento dell'auto puo' creare problemi a piccoli animali o a bambini che viaggiano spesso seduti o accoccolati sul  pavimento.Se poi nell'abitacolo vi sono fumatori,il ricambio d'aria e' particolarmente necessario per rimuovere l'eccesso di MONOSSIDO di CARBONIO (CO),gas altamente asfissiante.Pertanto l'applicazione di una sorgente aspirativa,come il tetto apribile,consente di adeguare la ventilazione/minuto,sfruttando la proprieta' aspirativa.Si evita cosi' la riduzione dell'ossigeno e con essa i colpi di sonno,cefalea e diplopia (visione doppia),temibili quando si e' alla guida.Il T.A.V. appare,dunque, complementare alla climatizzazione,specie quando e' attivata la ricircolazione d'aria per evitare afflusso di inquinanti dall'esterno.

Un visione avveniristica della macchina del futuro potrebbe prevedere l'assenza di vetri scorrevoli perche' il ricambio da questi e' del tutto inefficace ed anzi svantaggioso per la penetrazione di sostanze nocive dall'esterno e poco utili al ricambio.Chi scrive ha dimostrato,gia' nel 1984, che,viaggiando alla velocita' media di 60 miglia (110 km/h) su autostrada (Boulder-Denver,Co.),la concentrazione di carbossiemoglobina dei passeggeri aumenta fino al 6.27% da un valore basale di 2.7 (+65%) quando vi e'comunicazione diretta tra abitacolo e macroclima tramite finestrini aperti.Se sullo stesso tragitto,alla medesima ora,con analogo carico di traffico,si attiva la climatizzazione nell'abitacolo la carbossiemoglobina si riduce sensibilmente (+ 38%). 

Tali dati rendono ragione della necessita'di adeguare i dispositivi di controllo ambientale anche all'interno dell'abitacolo,munendolo di sensori per l'umidita' relativa,per il CO e l'anidride carbonica,intervento non impossibile tecnicamente sulle attuali centraline elettroniche,(FIG.3).

2) OTTIMIZZAZIONE DELLA TEMPERATURA:questo e' uno degli effetti positivi del T.A.V.per la sua proprieta' convettiva:va ricordato,infatti,che,rispetto l'esterno,un abitacolo in genere presenta una temperature piu' alta d'inverno e simile all'esterno in estate.Cio' comporta che durante l'inverno si possa utilizzare il gradiente abitacolo-ambiente (positivo),limitando cosi' l'apertura del tetto e sfruttando anche l'effetto convettivo che sposta le masse d'aria dal basso verso l'alto.Si rende in tal modo uniforme la temperatura nell'abitacolo che,in assenza di correnti aeree,sarebbe stratificata,elevata nell'abitacolo superiore e piu' bassa nell'abitacolo inferiore.Il passeggero avverte questa differenza di temperatura perche' sente le estremita' inferiori (piedi) fredde e quelle superiori (testa,mani) piu' calde.

Sfruttando ,dunque,l'azione combinata del climatizzatore e del tetto ad apertura variabile si ottiene il risultato,di non poco conto,di una temperatura ottimizzata in ogni angolo dell'abitacolo,un ricambio d'aria efficace e la deumidificazione delle superfici vetrate mai appannate per una massima visibilita'.Non e' forse il sogno di ogni automobilista coniugare confort e sicurezza?

Last but not least,ai fini della regolazione termica,anche il colore della vettura riveste la sua importanza.Tonalita' chiare hanno un effetto termo-dispersivo,facilitando il lavoro dei due dispositivi descritti,mentre le tonalita' scure,termo-accumulatrici,presentano una relativa riduzione dello smaltimento termico e quindi conseguente dispersione energetica ed aumento dei consumi.