Influencia del equipo de protección individual en el estrés fisiológico por calor en el personal especialista en extinción de incendios forestales (PEEIF)

El principal hallazgo de este estudio fue que el uso de EPI en esfuerzos moderados-altos conduce a un aumento significativo en la respuesta fisiológica de los bomberos forestales. Esta tensión fisiológica se debió principalmente al impacto que el casco, el protector del cuello, los guantes y botas tuvieron en la evaporación del sudor y el aislamiento térmico. Este hecho causó una reducción significativa del rendimiento de los sujetos en comparación con el analizado cuando se usaron el TP y el SG.

La reducción del rendimiento provocada por el EPI frente a las otras configuraciones analizadas en este trabajo fue de ~50%. Esta reducción en el tiempo de esfuerzo fue similar a la reportada previamente en bomberos de estructura (Montain et al., 1994; McLellan et al., 1996; Taylor et al., 2012), donde el aislamiento térmico de la ropa de protección utilizada (~0.47 m²·K·W^-1) (Holmér et al., 2006) fue sustancialmente más elevado que la del presente estudio (~0.23 m²·K·W^-1) (Raimundo and Figueiredo, 2009). Colectivamente, nuestros resultados parecen indicar el alto impacto que el EPI puede tener en la respuesta termofisiológica de los bomberos forestales. De hecho, llevar puesto el TP sólo supuso una disminución del rendimiento del 17% frente al uso de la SG. Este resultado fue mayor que el obtenido (10%) por Fogarty et al. (2004) al estudiar el TP de bomberos de estructuras en condiciones cálidas (40ºC). Kofler et al. (2015) también obtuvieron una reducción del rendimiento del 10% con el uso de un traje de protección térmica, similar al del presente estudio, en condiciones templadas (25ºC). Posiblemente la elevada tasa metabólica alcanzada por nuestros sujetos (443.6 ± 41.4, 351.6 ± 57.3 y 336.7 ± 35.1 W·m^-2 con el EPI, TP y SG, respectivamente) haya condicionado los resultados obtenidos. No existieron diferencias sustanciales en la respuesta del VO₂ con el uso del TP y el SG a tasas metabólicas moderadas (Figura 1). Ello coincide con los resultados obtenidos recientemente donde se ha mostrado que llevar el TP no causó un aumento significativo en la respuesta fisiológica de los sujetos a una intensidad de ejercicio moderada  (Carballo-Leyenda et al., 2017).

El uso del EPI frente a la SG supuso un aumento medio del VO₂ de ~20%, que se incrementó en mayor medida al final de la prueba (~30 y ~45% en el minuto 40 y 60, respectivamente) (Figura 1). Este hecho pudo ser debido al peso del EPI utilizado (~6 kg) (Dorman and Havenith, 2009; Lee et al., 2014). Esto también explicaría los mayores incrementos analizados (>20%) con el uso del EPI en bomberos de estructura, donde el uso del equipo de respiración autonoma puede aumentar el peso del EPI hasta los 26 kg (Sköldström, 1987; Smith et al., 1995; Dreger et al., 2006; Taylor et al., 2012). Por otro lado, el uso de las botas pudo contribuir significativamente al aumento del coste metabólico al portar el EPI. Se ha indicado la importancia que tiene la distribución del peso respecto al centro de gravedad en la respuesta fisiológica de los sujetos (Dorman and Havenith, 2009; Taylor et al., 2012; Lee et al., 2014). Así, se ha mostrado que las botas de los bomberos de estructuras (~2.5 kg) pueden suponer un incremento del coste metabólico de hasta ~11% (Taylor et al., 2012). Por ello, puede ser pensado que las botas utilizadas en este estudio (~2.0 kg) podrían haber contribuido de manera relevante al aumento del VO₂. Finalmente, los sujetos de este estudio finalizaron la prueba con EPI alcanzando ~75% del VO_2max. Esta circunstancia ha sido previamente observada en bomberos de estructura (Sköldström, 1987; Smith et al., 1995; Taylor et al., 2012; Lee et al., 2014) y podría relacionarse con la fatiga muscular alcanzada con esta configuración (Lucía  et al., 1999). Sin embargo, también sería plausible pensar que el aislamiento térmico del EPI conllevó un aumento excesivo de la temperatura corporal (Figura 2) que los sujetos no pudieron compensar y como consecuencia tuvieron que cesar en el esfuerzo para no comprometer su salud (Nielsen et al., 1993; González-Alonso et al., 1999; Tucker et al., 2006).

Las mayores FC fueron obtenidas con el uso del EPI (Figura 1). La FC fue de promedio ~20 ppm mayor con esta configuración, alcanzándose ~80% de la FC máxima ya en el primer estadio de prueba. Este aumento en la respuesta de la FC pudo ser consecuencia de la demanda metabólica y termorreguladora impuesta por el EPI (Ely et al., 2010; Cuddy et al., 2014). Llevar puesto el EPI se asocia a una restricción termorreguladora que implica un incremento del flujo sanguíneo cutáneo para tratar de favorecer la eliminación del calor corporal, aumentándose así la transferencia de calor seco y la sudoración (Smith et al., 1995; Selkirk y McLellan, 2004; Barr et al., 2010). El patrón de la FC durante los tests realizados con el TP y SG fue similar. Ello resalta la influencia que tuvieron las botas, guantes, casco y cubrenucas en el physiological strain analizado en el presente trabajo. No usar estos elementos increase the body surface exposed to the environment and thus facilitate the heat loss (Holmér, 2006; Lee et al., 2014). In addition, the low thermal insulation of the PPC used in this study allowed a greater heat dissipation (Carballo-Leyenda et al., 2017).

Las T_gi máximas encontradas en este estudio (Figura 2) indican que los sujetos alcanzaron una situación de estrés térmico incompensable al final de las pruebas (Den Hartog et al., 2016). Previamente se ha informado que una temperatura por encima de 38ºC puede ser un factor limitante de rendimiento durante el ejercicio en calor. (Gonzalez-Alonso et al., 1999). Todas las T_gi analizadas al final de las pruebas superaron este valor (~39 en la prueba con EPI, ~38.5ºC  en el test con TP y SG). Sin embargo, el incremento de la temperatura fue aproximadamente el doble de rápido con el EPI (0.028 ± 0.007 ºC·min^-1) que con el PPC (0.012 ± 0.004 ºC·min^-1) o SG (0.011 ± 0.004 ºC·min^-1). Esto sería una consecuencia directa del efecto combinado de una mayor producción de calor metabólico y la limitación de la disipación de calor que conlleva el uso del EPI, lo que contribuyó a incrementar de modo significativo tatno la T_gi como la T_skin (Figura 2) (Sköldström, 1987; Montain et al., 1994; Smith et al., 1995; Bruce-Low et al., 2007; Wen et al., 2015; Fontana et al., 2016). Este hecho pudo contribuir sustancialmente a reducir el tiempo de prueba con el EPI casi a la mitad[BCL2] , como confirma la elevada correlación inversa hallada entre la tasa de incremento de T_gi y T_skin respecto a tiempo de prueba.

Las T_skin observadas (Figura 2) resaltan la perdida de eficiencia en la disipación del calor debido principalmente al uso del PPE. El aumento promedio de la temperatura con esta configuración fue de 1.89 ± 0.48 ºC,  más del doble del analizado con el PPC (0.77 ± 0.34 ºC). Este resultado fue menor al observado en otros trabajos (~3 ºC) con bomberos de estructura  (Sköldström, 1987; Smith et al., 1995; Bruce-Low et al., 2007; Fontana et al., 2016) o llevando puesto trajes de protección química (Wen et al., 2015). Sin embargo una T_skin por encima de 35ºC y un gradiente T_gi − T_skin reducido se han asociado con un incremento significativo del flujo sanguíneo periférico, el cual podría limitar el rendimiento aeróbico, incluso en ausencia de deshidratación (Ely et al., 2010; Cuddy et al., 2014; Faulkner et al., 2015). Valores por encima de 35ºC fueron analizadas con el PPE desde el inicio de prueba (Figura 2), además el gradiente T_gi – T_skin en esta configuración fue menor (1.30 ± 0.30 ºC) que el analizado con PPC (3.02 ± 0.58 ºC) y SG (4.13 ± 0.44 ºC). Esto habría contribuido a aumentar sustancialmente la carga cardiovascular en la prueba con EPI y justificaría el ligero aumento de la FC cuando los sujetos llevaron puesto el TP (Cuddy et al., 2014).

Como consecuencia del comportamiento cardiovascular y térmico analizado en el presente estudio, la RPE, la sensación térmica y el PSI obtenidos al llevar puesto el EPI fueron mayores. La tendencia del RPE observado a lo largo de los ensayos (Figura 3)  podría estar relacionada con la mayor carga cardiovascular analizada  (Sköldström, 1987; Bruce-Low et al., 2007). El calor corporal almacenado asociado a una mayor T_gi y T_skin (Figura 2) pudo condicionar los valores de sensación térmica obtenidos en este estudio (Sköldström, 1987; Smith et al., 1995; Bruce-Low et al., 2007; Kofler et al., 2015). El estrés fisiológico de los bomberos forestales según el  PSI medio analizado (~ 6.0) fue moderado.[JARM3]  Este valor fue mayor al analizado previamente en incendios reales (~4.5) (Rodríguez-Marroyo et al., 2012) y es de la misma magnitud al reportado en bomberos de estructura portando el EPI (~6.0) durante pruebas experimentales de corta duración e intensidad moderada (Petruzzello et al., 2009). El valor final analizado con las diferentes configuraciones fue similar (~8.0) y se catalogó como alto. Sin embargo, llevando el EPI este valor se alcanzó en la mitad de tiempo, en este punto se analizó aproximadamente la mitad de puntuación (~3.5) llevando el PPC o el SG.

Como se ha sugerido arriba, el impacto del EPI sobre el aislamiento térmico y la evaporación del sudor condicionó la respuesta termofisiológica y subjetiva de los bomberos forestales (Sköldström, 1987; Holmér, 2006; Caldwell et al., 2011; Lee et al., 2014; Wen et al., 2015). Mientras que llevar puesto el TP (i.e., 88% de la superficie corporal) conllevó una reducción de la eficiencia evaporativa del 19%, añadir los demás elementos del EPI (i.e., casco, cubrenucas o braga de cuello, guantes, botas; 12% de la superficie corporal) supuso una pérdida añadida de la eficiencia del 28% (Tabla 1). Esta circunstancia pone de relieve la importancia de estos elementos en la evaporación del sudor. En este sentido el sudor evaporado en la prueba con EPI fue un 43% menor que el observado con el PPC, no existiendo diferencias entre TP y SG. Estos resultados están de acuerdo con esos previamente obtenidos con militares (Montain et al., 1994; Caldwell et al., 2011). Montain et al. (1994) hallaron una disminución en la evaporación de ~50% cuando compararon un conjunto que cubría completamente la superficie corporal frente a otro que dejaba cara y manos descubiertas, durante un ejercicio intenso en condiciones cálidas. El mismo hallazgo fue obtenido por Caldwell et al. (2011) al comparar una armadura de combate con casco o con gorro de tela  en condiciones cálidas.