Storyboard

La termorregulación mantiene la temperatura central (T_core) en 36.537.5°C pese a variaciones enormes en la producción de calor metabólico (60 W basal 1500 W ejercicio máximo) y las condiciones ambientales. El hipotálamo funciona como termostato: detecta T_core mediante termorreceptores centrales y periféricos, y genera respuestas eferentes (vasomotricidad cutánea, sudoración, tiriteo) según el error T_core - T_set.

El balance térmico del cuerpo (primer principio) muestra que cuatro mecanismos de disipación compiten: convección (proporcional a T aire-piel y a h_c, que varía con el viento), radiación (proporcional a T según Stefan-Boltzmann), evaporación (el más potente en calor extremo o ejercicio: hasta 1.35 kW con sudoración máxima) y conducción (menor contribución salvo inmersión en agua).

El flujo de calor vascular hacia la piel es el principal mecanismo de control: la vasodilatación cutánea aumenta el flujo sanguíneo periférico hasta 78 L/min (vs. 0.20.5 L/min en frío), reduciendo R_vascular en 50×. La temperatura de la piel sube, amplificando Q_conv y Q_rad. La vasoconstricción tiene el efecto contrario: en frío, R_vascular aumenta, el núcleo se aísla térmicamente del entorno y T_piel puede caer a 20°C manteniendo T_core en 37°C.

El modelo de dos compartimentos (núcleo-piel) permite predecir la dinámica temporal de T_core y T_piel ante cambios ambientales o de actividad: las constantes de tiempo _c = m_c·c_c·R_cs (núcleo, ~3060 min) y _s = m_s·c_s·(1/h_c) (piel, ~515 min) determinan cuán rápido responde el sistema. En la inducción de hipotermia terapéutica (target 3336°C post-PCR), se enfría externamente la piel; T_core sigue con retardo de 3060 min.

La fiebre es un aumento de T_set (no de T_core por encima del set point): las pirexinas (IL-1, IL-6, TNF, PGE) elevan T_set en el hipotálamo el cuerpo percibe 'frío' aunque esté a 37°C tiriteo, vasoconstricción T_core sube hasta el nuevo T_set (3840°C). La hipertermia (golpe de calor) es diferente: T_set normal pero T_core sube por calor ambiental excesivo o por fallo de los mecanismos de disipación, sin respuesta adecuada de sudoración.

>Modelo

ID:('ky', 45)

Descripción

Cálculos

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estrategia
• 2D
• 3D

Ecuación

Número

Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

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Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

Cálculos

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar

Variables

$clothing$

clothing

Aislamiento relativo ropa

1

$epsilon$

epsilon

Emisividad

1

$humidity$

humidity

Humedad relativa

1

$E_{thermo}$

E_thermo

Señal de control térmico

1

$K_p$

Kp

Ganancia proporcional

1/K

$K_i$

Ki

Ganancia integral

1/K·s

$feverSignal$

feverSignal

Elevación de set point

K

$T_{set,eff}$

T_set_eff

Set point efectivo

K

$T_{set}$

T_set

Set point hipotalámico

K

$T_{air}$

T_air

Temperatura aire

K

$T_{contact}$

T_contact

Temperatura contacto

K

$T_c$

T_c

Temperatura núcleo

K

$T_s$

T_s

Temperatura piel

K

$T_{rad}$

T_rad

Temperatura radiante

K

$m_c$

m_c

Masa núcleo

kg

$m_s$

m_s

Masa piel

kg

$sweatRate$

sweatRate

Tasa de sudoración

kg/s

$h_c$

h_c

Coeficiente convectivo

W/m²K

$sigma_{SB}$

sigma_SB

Constante Stefan-Boltzmann

W/m²K?

$A_{skin}$

A_skin

Área de piel

m²

$L_v$

L_v

Calor latente evaporación

J/kg

$c_c$

c_c

Calor específico núcleo

J/kg·K

$c_s$

c_s

Calor específico piel

J/kg·K

$Q_{metab}$

Q_metab

Calor metabólico

W

$Q_{vasc}$

Q_vasc

Flujo térmico núcleo-piel

W

$Q_{cond}$

Q_cond

Pérdida conductiva

W

$Q_{conv}$

Q_conv

Pérdida convectiva

W

$Q_{evap}$

Q_evap

Pérdida evaporativa

W

$Q_{rad}$

Q_rad

Pérdida radiante

W

$Q_{losses}$

Q_losses

Pérdidas térmicas totales

W

$t$

t

Tiempo

s

$R_{cs}$

R_cs

Resistencia térmica núcleo-piel

K/W

ID:(0, 45)