Em 2019, o fisiologista Ollie Jay, começou a projetar uma câmara que poderia simular as ondas de calor de hoje e do futuro. Dezoito meses depois, uma estrutura de 2 milhões de dólares australianos foi construída, embalada em Brisbane na Austrália, e levada por 1.000 quilômetros até a Universidade de Sydney, onde foi içada para o último andar de um prédio de vidro brilhante. Agora, pesquisadores, incluindo Jay, estão usando-a para testar os limites da sobrevivência humana em calor extremo, que são surpreendentemente mal compreendidos.
“O problema é que, hoje, você tem essas condições que podem parecer quentes, mas não sabemos realmente o que isso fará com as pessoas”, diz Jay, que dirige o laboratório de calor e saúde, da Universidade de Sydney. “Ao simular essas condições e expor as pessoas a elas, sob cuidadosa supervisão médica, podemos entender melhor a fisiologia de como as pessoas responderão”, diz ele. A equipe de Jay também está explorando quais estratégias de resfriamento funcionam melhor, para reduzir os riscos à saúde da exposição ao calor.
À medida que as mudanças climáticas aquecem a Terra, dias escaldantes se tornaram uma característica regular, dos relatórios meteorológicos em todo o mundo. No mês passado, o recorde do dia mais quente do mundo foi quebrado duas vezes, e as Nações Unidas fizeram um apelo global para ação sobre o calor extremo, para ajudar pessoas, trabalhadores e economias vulneráveis, a lidar com o calor usando a ciência. Cerca de 70% da força de trabalho global, 2,4 bilhões de pessoas, agora correm alto risco de exposição ao calor extremo, disse.
Apesar disso, o aconselhamento público sobre como lidar com altas temperaturas é ruim, e as maneiras pelas quais as pessoas podem se refrescar efetivamente, ainda não foram bem estudadas. “Se você olhar para os avisos de calor de organizações respeitadas como os Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos EUA e a Organização Mundial da Saúde, eles estão cheios de erros, quando se trata de fisiologia humana”, diz Larry Kenney, fisiologista da Universidade Estadual da Pensilvânia em University Park.
Câmara de calor
A equipe de Jay está usando sua câmara climática de última geração, para investigar as condições sob as quais o calor ameaça a vida, como e quais maneiras práticas e baseadas em evidências, existem para se manter o corpo fresco.
A câmara é uma sala de 4 metros por 5 metros. Os pesquisadores podem aumentar ou diminuir a temperatura em 1 °C a cada minuto, de 5 °C a escaldantes 55 °C, controlar a velocidade do vento, e simular a luz do sol, usando lâmpadas infravermelhas. Eles também podem ajustar a umidade, uma variável-chave, que influencia os efeitos do calor no corpo. “É um feito de engenharia”, diz Jay.
Os participantes do teste podem comer, dormir e se exercitar dentro da câmara; os pesquisadores passam comida e outros itens para eles por uma escotilha. Sensores conectados a eles, enviam informações para a sala de controle adjacente, que processa dados sobre variáveis, incluindo frequência cardíaca, respiração, suor e temperatura corporal.
Os limites de calor para humanos foram mal definidos, em parte, porque os órgãos de saúde pública confiaram demais em um estudo teórico, publicado em 2010, diz Jay. Nesse artigo, os pesquisadores usaram modelos matemáticos para definir a “temperatura de bulbo úmido” (WBT), na qual uma pessoa jovem e saudável morreria após seis horas. WBT é uma medida que os cientistas usam ao estudar o estresse por calor, porque ela leva em conta os efeitos do calor e da umidade.
Os modelos produziram uma WBT de 35 °C, como o limite de sobrevivência humana. Nesse limite, a temperatura interna do corpo aumentaria incontrolavelmente. Mas o modelo tratou o corpo humano como um objeto sem roupa. que não transpira nem se move, tornando o resultado menos aplicável ao mundo real.
Apesar disso, inúmeros órgãos de saúde pública o adotaram, até mesmo o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, reduzindo a motivação para obter um número mais relevante, diz Jay. “É um modelo físico básico com muitas limitações, mas quase todo mundo está usando isso.”
Limite reduzido
Em um estudo de 2021, Kenney e seus colegas, forneceram uma estimativa melhor: um limite de sobrevivência WBT de cerca de 31 °C. Eles o calcularam, rastreando a temperatura corporal central de pessoas jovens e saudáveis, sob diferentes combinações de temperatura e umidade enquanto pedalavam.
“Você ainda vê a temperatura de bulbo úmido de 35 °C sendo jogada por aí, mas as pessoas estão começando a chegar ao limite definido pelo laboratório de Kenney”, diz Robert Meade, pesquisador de calor e saúde na Universidade Harvard em Cambridge, Massachusetts.
O grupo de Kenney também trabalha com uma câmara climática, e há dezenas delas no mundo todo, muitas dedicadas à ciência do esporte. Mas Kenney diz, que apenas alguns grupos, incluindo o de Jay, estão na vanguarda do uso delas, para entender melhor como as pessoas lidam com o calor extremo.
Modelo fisiológico
A equipe de Jay está testando um modelo matemático, de como o corpo lida com calor extremo, publicado no ano passado. O modelo usa dados de estudos, que mediram a capacidade de suor em pessoas mais velhas e mais jovens, e segue leis físicas, para prever como o calor é transferido entre o corpo e o ambiente.
“O fato de eles terem incorporado a fisiologia, o que muito poucos modelos fazem, e fazem bem, acho que isso o torna o melhor modelo atualmente disponível”, diz Kenney, que colaborou com Jay em outras pesquisas.
A maioria dos modelos de resposta do corpo ao calor, se concentra em pessoas jovens e saudáveis na sombra. Mas o modelo de Jay e sua equipe, estimou os limites de sobrevivência na sombra e na luz solar ao longo das idades, e enquanto as pessoas estavam descansando ou se exercitando. Entre seus resultados, eles estimaram limites de sobrevivência WBT entre 26 °C e 34 °C para jovens e 21 °C a 34 °C para pessoas mais velhas.
“A flexibilidade e a capacidade de avaliar facilmente esses diferentes cenários, são o principal avanço do modelo”, diz Meade.
Sem surpresa, o modelo sugere que os limites de sobrevivência são menores quando as pessoas são expostas ao Sol em comparação à sombra, e para pessoas com mais de 65 anos, em comparação com aquelas com idade entre 18 e 40 anos. A equipe também usou o modelo para definir limites de habitabilidade, condições nas quais pessoas mais velhas e mais jovens, poderiam realizar tarefas com segurança, como trabalho de mesa, caminhar, subir escadas, dançar e levantar peso. Apesar de seus pontos fortes, o modelo ainda precisa ser testado mais em pessoas, diz Meade.
Para fazer isso, a equipe de Jay está primeiro expondo pessoas jovens e saudáveis na câmara climática a combinações de temperatura e umidade, enquanto monitora variáveis como sua temperatura corporal central, frequência cardíaca e suor, até um limite de temperatura acima do qual seria inseguro.
Em testes futuros, os pesquisadores planejam testar a resposta do corpo ao calor em condições de sombra e luz solar, em todas as idades e durante o exercício. Eles usarão dados desses testes para melhorar o modelo, que, por sua vez, pode ser usado para desenvolver melhores conselhos de saúde, para pessoas com maior risco em calor intenso.
Precisa relaxar
O outro foco do laboratório, encontrar estratégias de resfriamento eficazes, envolve imitar as condições de ambientes, onde o calor pode afetar a saúde dos trabalhadores. Em um teste, a equipe de Jay está testando estratégias de resfriamento, que podem ajudar os trabalhadores de fábricas de vestuário em Bangladesh, onde as pessoas normalmente trabalham longas horas em climas quentes, com pouco acesso a ar-condicionado.
Os pesquisadores mediram anteriormente o calor e a umidade em três andares de uma fábrica de roupas na capital, Dhaka. “Nós recriamos essas condições na câmara e o trabalho que as pessoas faziam, as mulheres costuravam e os homens passavam”, ele diz. Os participantes do teste usavam roupas que os trabalhadores normalmente usariam na fábrica.
Em cerca de 240 testes em câmaras climáticas, a equipe mediu as funções corporais das pessoas e sua produtividade no trabalho, diz Jay, “porque um dos problemas é que as pessoas desaceleram, quando ficam quentes”. Os cientistas testaram métodos de resfriamento, como usar ventiladores e beber água regularmente, e simularam os efeitos da mudança da cor do telhado da fábrica. Os pesquisadores planejam enviar seus resultados para um periódico.
A equipe de Jay também explorou como ventiladores elétricos e molhar a pele, afetam a tensão cardíaca em pessoas mais velhas, em diferentes combinações de calor e umidade. Os pesquisadores descobriram que, em condições úmidas, o uso do ventilador reduziu a tensão cardíaca até uma temperatura do ar de pelo menos 38 ˚C. Mas no calor seco, o uso do ventilador aumentou a tensão cardíaca. Molhar a pele foi benéfico tanto no calor seco quanto no úmido.
“Identificar as situações em que estratégias comuns de resfriamento, como uso de ventilador e molhar a pele com água, funcionam melhor, é essencial para proteger a saúde pública”, diz Meade.
Resfriamento de baixa tecnologia
Jay e seus colegas já popularizaram um método para resfriar bebês em carrinhos de bebê. “Em um dia quente, as pessoas cobrem seus carrinhos de bebê com esses panos de musselina branca, mas há toda essa controvérsia sobre se isso é bom ou ruim”, ele diz. Em um estudo de 2023, a equipe descobriu que um pano de musselina branca e seco, pode aquecer carrinhos de bebê em mais de 2,5 °C, mas um úmido teve o melhor efeito de resfriamento. “Ele extrai a energia térmica latente de dentro do carrinho e o mantém mais frio em cerca de 5 °C”, ele diz.
Referente ao artigo publicado em Nature
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