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Quanto caldo sopporta il corpo umano?

Il cambiamento climatico sta portando le temperature vicine ai limiti che l’organismo umano è in grado di tollerare.

di Casey Crown 11-07-21
Come abbiamo visto, alcune ondate di calore hanno spazzato gli Stati Uniti occidentali nelle ultime due settimane e i modelli climatici prevedono che parti del globo diventeranno inospitali per l'uomo nel prossimo secolo. Tuttavia, i limiti del corpo umano in condizioni di calore estremo non sono spiegati solo dalla temperatura alta e dall'umidità. La tolleranza può variare da persona a persona e la capacità di qualcuno di resistere al calore può cambiare. Comprendere cosa determina la nostra resistenza sarà più importante man mano che le temperature globali si innalzeranno e gli eventi meteorologici estremi diventeranno più difficili da prevedere.

In uno studio pubblicato su “Nature Climate Change”, nel 2017, Camilo Mora, ricercatore sul clima dell'Università delle Hawaii, e il suo team hanno analizzato centinaia di eventi di calore estremo in tutto il mondo per determinare quali combinazioni di calore e umidità avessero maggiori probabilità di essere mortali e dove tali condizioni si sarebbero potiute verificare in futuro.

Hanno scoperto che mentre oggi circa il 30 per cento della popolazione mondiale è esposta a una combinazione mortale di calore e umidità per almeno 20 giorni all'anno, tale percentuale aumenterà fino a quasi il 50 per cento entro il 2100, anche con le riduzioni più drastiche delle emissioni di gas serra. Altri ricercatori hanno scoperto che il cambiamento climatico sta rendendo le ondate di calore estreme fino a centinaia di volte più probabili e causando oltre un terzo delle morti legate al calore. Quali sono i limiti di ciò che possiamo sopportare?

Non siamo tutti uguali

Come mammiferi a sangue caldo, gli umani hanno una temperatura corporea costante, intorno ai 37 °C. I nostri corpi sono progettati per funzionare a questa temperatura, quindi c'è un equilibrio costante tra perdita di calore e guadagno di calore. I problemi iniziano quando il nostro organismo non riesce a perdere calore abbastanza velocemente (o lo perde troppo velocemente al freddo, ma per ora concentriamoci sul calore). Quando la temperatura interna diventa troppo alta, tutto, dagli organi agli enzimi, può spegnersi. Il calore estremo può portare a gravi problemi ai reni e al cuore e persino danni al cervello, afferma Liz Hanna, ex ricercatrice di sanità pubblica presso l'Australian National University, che studia il calore estremo.

L’organismo lavora per mantenere la sua temperatura interna in ambienti caldi principalmente utilizzando uno strumento potente: il sudore. Il sudore che si produce evapora nell'aria, risucchiando il calore dalla pelle e rinfrescandoti. L'umidità paralizza questo metodo di raffreddamento: se è molto umido, c'è già molto vapore acqueo nell'aria e il sudore non può evaporare così rapidamente, diminuendo l’effetto di rinfrescamento.

Ricercatori come Mora e il suo team usano spesso misure come l'indice di calore o la temperatura del bulbo umido per considerare come interagiscono il calore eccessivo e l'umidità. In questo modo, possono concentrarsi su un singolo numero per identificare condizioni invivibili. L'indice di calore è una stima che si vede nei bollettini meteorologici e tiene conto sia del calore che dell'umidità per rappresentare la percezione umana delle temperature. 

La temperatura del bulbo umido è letteralmente ciò che un termometro misura se un panno umido è avvolto attorno ad esso. (La temperatura nella previsione è tecnicamente una temperatura a bulbo secco, poiché viene misurata con un termometro a secco).

La temperatura a bulbo umido può stimare quale sarebbe la temperatura della pelle se si sudasse costantemente, quindi è spesso usata per calcolare approssimativamente come le persone reagirebbero a un caldo estremo. Una temperatura di bulbo umido di 35 °C è praticamente il limite assoluto della tolleranza umana, afferma Zach Schlader, fisiologo dell'Indiana University, a Bloomington. 

Oltre questo limite, l’organismo non sarà in grado di cedere calore all'ambiente in modo abbastanza efficiente da mantenere la sua temperatura interna. Ciò non significa che il calore ucciderà subito, ma se non ci si raffredda rapidamente, il cervello e gli organi inizieranno a subire danni.

Le condizioni che possono portare a una temperatura di bulbo umido di 35 °C variano notevolmente. Senza vento e cielo soleggiato, un'area con il 50 per cento di umidità raggiungerà una temperatura di bulbo umido invivibile a circa 43 °C, mentre in aria prevalentemente secca, le temperature dovrebbero superare i 54 °C per raggiungere quel limite.

Alcuni modelli climatici prevedono che raggiungeremo temperature di bulbo umido superiori a 35 °C entro la metà del XXI secolo. Altri ricercatori dicono che ci siamo già. In uno studio pubblicato nel 2020, i ricercatori hanno dimostrato che alcune zone delle regioni subtropicali hanno già segnalato tali condizioni.

Mentre la maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che una temperatura di bulbo umido di 35 °C è invivibile per la maggior parte degli esseri umani, la realtà è che anche condizioni meno estreme possono essere mortali. Abbiamo raggiunto quelle temperature di bulbo umido sulla Terra solo poche volte, ma il calore uccide le persone in tutto il mondo ogni anno.

"Tutti sono esposti, alcuni più di altri", afferma Hanna, ricercatrice australiana sulla salute pubblica. I bambini e gli anziani di solito non riescono a regolare la temperatura come i giovani adulti e le persone che assumono determinati farmaci hanno una ridotta capacità di sudare. La tolleranza al calore delle persone può anche cambiare nel tempo: il corpo può diventare più acclimatato al calore con l'esposizione, un po' come il modo in cui può acclimatarsi per abbassare i livelli di ossigeno ad altitudini elevate.

Tolleranza al calore

L'acclimatazione al calore si accumula nel tempo: può iniziare in pochi giorni e l'intero processo può richiedere sei settimane o più, afferma Hanna. Le persone più acclimatate sudano di più e il loro sudore è più diluito, il che significa che perdono meno elettroliti attraverso il sudore. Questo meccanismo può proteggere il corpo dalla disidratazione e dai problemi cardiaci e renali, dice Hanna.

L'acclimatazione è il motivo per cui le ondate di calore in luoghi più freddi, o le ondate di calore all'inizio dell'estate, hanno maggiori probabilità di essere mortali rispetto alle stesse condizioni in luoghi più caldi o nel corso dell’estate. Non è solo che posti come il Canada e Seattle hanno meno probabilità di avere l'aria condizionata, anche se le infrastrutture sono un altro grande fattore che determina quanto saranno mortali le ondate di calore. I residenti di luoghi più freschi sono anche quelli meno acclimatati al caldo, quindi temperature del bulbo umido inferiori a 35 °C possono essere mortali.

Ci sono limiti all'acclimatazione, sottolinea Hanna. Non saremo in grado di evolvere oltre le condizioni che il cambiamento climatico potrebbe creare nei prossimi decenni. Dice anche che mentre i limiti fisiologici sono importanti, dobbiamo considerare anche altri fattori, come il comportamento e le infrastrutture.

Se ci si muove o si lavora all'aperto, la temperatura non deve diventare così calda per essere mortale, dice Hanna. Dell'energia totale che usi per svolgere un'attività, che si tratti di correre o lavare i piatti, il 20 per cento va effettivamente a muovere i muscoli e l'altro 80 per cento si trasforma in calore. Quindi più movimento significa più calore da smaltire per l’organismo, il che significa che se ci si sta esercitando, non si sarà in grado di gestire le temperature che si potrebbero sopportare se si stesse semplicemente sdraiati.

Vivendo in Australia, Hanna è particolarmente attenta al modo in cui il caldo estremo colpisce le persone e le comunità. L'Australia è uno dei paesi più caldi della Terra, con alcuni posti che stanno già spingendo i limiti della tolleranza umana. Aiutare le persone a comprendere i pericoli del caldo è per lei più urgente che mai, poiché gli estremi diventano la norma. "Il mondo si sta riscaldando", dice Hanna, "e andrà oltre ciò che la nostra fisiologia può affrontare".

(rp)