Come calcolare il freddo (A.Berra e L.Stefanini)

Uno dei parametri di cui deve tener conto chi pratica lo sci-alpinismo ad alta quota è la temperatura. La temperatura presso lo sciatore-alpinista ha un doppio significato: quello oggettivo, della gran­dezza fìsica misurata con il termometro quando si tenta di valutare il pericolo di valanghe o ravvicinarsi di una perturba­zione, e quello fisiologico, misurato dal corpo dell'alpinista come senso di freddo. Quest'ultimo, non meno importante del primo per Io sciatore, dipende dalla tempe­ratura oggettiva, ma anche dall'intensità del vento.

Il senso di freddo avvertito dal corpo è strettamente legato al valore della potenza termica che perde e questa dipende forte­mente dai fenomeni di convezione che hanno luogo a contatto della pelle. La presenza di vento enfatizza fortemente la perdita di calore del corpo e il disagio dell'alpinista. Nei paesi con inverni molto rigidi è stata introdotta una grandezza come misura del potere raffreddante del vento (il wind chill factor) che viene diffuso dai bollettini meteo.

Vi sono diverse formulazioni del potere di raffreddamento del vento. Le più diffuse furono proposte da Siple nel 1945 [1] e da Court nel 1948[2]. Le due formulazioni hanno la stessa struttura algebrica, ma con valori leggermente diversi per i para­metri. Ambedue forniscono un'equazione per il potere di raffreddamento del vento sulla pelle esposta:

dove PR è misurato in kcal/m2 ora, u è la velocità del vento (in m/s), Tp è la tempe­ratura della pelle, Ta è quella dell'aria.

Prendendo, con Siple, come condizioni di riferimento una temperatura di 33 °C ed una velocità del vento di 1.8 m/s, si ricava­no per le costanti i valori seguenti:

A=10.45, B=10.00  C = -1.00.

Misurate la temperatura oggettiva r e la velocità del vento u, è possibile definire una temperatura equivalente Twc, cioè la temperatura (in assenza di vento) in corrispon­denza della quale si avrebbe la stessa di­spersione termica:

che, esplicitata, fornisce

valida per u > 1.8 m/s, t < 33°C.

In condizioni normali e per le altezze che interessano gli alpinisti la temperatura diminuisce di circa 6 gradi ogni mille metri di quota [3]. Indicata con H₀ la quota dello zero termico e con H una quota superiore, la temperatura da aspettarsi alla quota H è data da

Ad esempio, se la stazione meteo prevede lo zero termico a 2000 m di quota, che cosa dobbiamo aspettarci in cima al Monte Disgrazia, cioè a 3600 m?

t = - 6 • 10^-3 (3600 – 2000) = - 9,6 °C

Se poi il bollettino meteo prevede venti di forte intensità (20 m/s), la temperatura equivalente sarà di 35 °C sotto lo zero:

condizioni termiche che devono indurre a qualche riflessione!

Uno dei problemi che devono affronta­re gli sciatori-alpinisti è quello dell'isola­mento termico del corpo.

 Il metabolismo basale di un adulto fornisce energia termica al tasso di circa 100W che viene disperso nell'ambiente. Naturalmente, la dispersione non è unifor­me sul corpo ma dipende dal valore locale del rapporto volume-superficie. Possiamo rozzamente assimilare il corpo di un uomo ad un insieme di cilindri:

raggio del tronco = 20 cm,

raggio del braccio = 4 cm,

raggio della gamba = 6 cm,

raggio di un dito =0.5 cm.

P_gamba  = 3,3

P_braccio  = 5

P_dito      = 40

Da qui la necessità di proteggere adeguatamente le mani in caso di condizioni atmosferiche avverse.

Estratto da GIORNALE DI FISICA Vol. XLI – N.1 – Gennaio – Marzo 2000 – pp 41-50

L'EFFETTO DEL VENTO

SULLA TEMPERATURA CORPOREA

WINDCHILL

Nel grafico sottostante potete calcolare la temperatura effettiva sul corpo umano conoscendo la temperatura dell'aria e la velocità del vento. L'effetto del vento che raffredda il corpo causa un abbassmento della sensazione del freddo molto importante. Come vedete sembra più freddo a 0°C con vento a 50 Km/h che a - 8°C in assenza di vento.

Con il mouse sposta il quadratino nero in funzione della temperatura e del vento, in basso leggerai la temperatura che senti.