Teste e validação de um programa de simulação do comportamento termofisiológico do corpo humano

Palavras-chave: Coeficiente de correlação de Pearson,Comparação entre valores experimentais e numéricos,Modelo de termorregulação do corpo humano,Temperatura do corpo humano,Validação de resultados numéricos,Pearson Correlation Coefficient,Comparison Between Experimental and Numerical Values,Thermoregulation Model of the Human Body,Human Body Temperature,Validation of Numerical Results

Os programas de simulação do comportamento termofisiológico do corpo humano têm ganho uma enorme importância na nossa sociedade ao longo dos tempos, em particular nos tempos modernos. A sua utilização permite ajudar a melhorar as condições de conforto térmico no interior de edifícios, a melhorar o rendimento de atividades desportivas, a elaborar protocolos para certas atividades, a estudar situações em que indivíduos são sujeitos a elevados esforços ou em que trabalham em condições térmicas muito frias ou muito quentes. Foi esta a motivação que motivou o desenvolvimento, no DEM-FCTUC, de um software de simulação do comportamento termofisiológico do corpo humano, o programa Huthereg. Em função das características físicas da pessoa, do seu nível de vestuário, da intensidade da sua atividade e das condições térmicas do ambiente em que se encontra, o programa Huthereg consegue prever um conjunto alargado de parâmetros (temperaturas interiores, na pele e do vestuário, fluxos de calor sensíveis e latentes, estado térmico global e de cada uma das zonas do corpo humano, etc.). Este trabalho tem como objectivo validar e testar o programa Huthereg, encontrando os seus pontos fortes e fracos, as suas limitações e testando a sua fiabilidade. Para isso foram simulados vários casos relatados na bibliografia científica, com comparação dos resultados experimentais daí retirados com os correspondentes previstos pelo software. De modo a testar o programa numa gama abrangente de situações, os casos selecionados envolvem diferentes ambientes térmicos (de extremamente quente a extremamente frio), com diversos níveis de vestuário (de indivíduos nus até ao uso de vestuário de proteção térmica), com diferentes intensidades de atividade (desde repouso a elevado esforço físico). No caso de indivíduos vestidos foram estudados diferentes níveis de isolamento térmico e com variação da distribuição da roupa pelas várias zonas do corpo humano. Como ferramentas auxiliares na avaliação do nível de conformidade entre os resultados experimentais retirados da bibliografia e os previstos pelo software utilizaram-se as funções estatísticas média aritmética das diferenças relativas (e respectivo desvio padrão), desvio quadrático médio e aquela que foi dada uma importância extra, o coeficiente de correlação de Pearson. Estas funções estudam a proximidade entre os valores medidos e previstos e o tipo de relação que existe entre eles. Adicionalmente foi ainda efectuada uma avaliação com recurso a gráficos. Pensa-se ter atingido os objectivos propostos. Ou seja, testou-se o programa Huthereg para uma gama muito alargada de situações. Obtiveram-se quase sempre bons e muito bons resultados, chegando a ser excelentes em muitos deles. Mesmo quando foram detectadas diferenças entre os valores experimentais e os previstos pelo programa não é garantido que a falha se deve à sua falta de capacidade de previsão. Isto porque na bibliografia, o protocolo que serviu de base aos ensaios quase nunca vem suficientemente detalhado, a descrição dos ambientes térmicos está quase sempre incompleta, o nível de atividade física não aparece quantificado em termos numéricos e nunca é apresentada a distribuição do vestuário pelas diferentes zonas do corpo humano. Dentro da gama de situações analisadas não foram encontradas limitações à aplicação do software. Face ao exposto é óbvia a utilidade, a aplicabilidade e a fiabilidade do programa Huthereg na simulação da resposta termofisiológica do corpo humano. Espera-se, assim, que ele continue a ser usado no futuro quer em estudos de investigação, em desenvolvimentos tecnológicos, para avaliar situações térmicas que de algum modo possam ser de risco para as pessoas ou para simplesmente melhorar o desempenho na prática de atividades relacionadas com trabalho, lazer ou desporto.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias