Non è il caldo, è l’umidità
Quando lo diciamo è perché istintivamente sappiamo qualcosa di come funziona il nostro corpo
Il fumettista Randall Munroe, ex ricercatore della NASA e autore della spiritosa striscia di divulgazione scientifica xkcd, cura una rubrica mensile del New York Times in cui risponde – con ragionamenti scientifici – a domande bizzarre di lettori curiosi. La domanda di agosto, posta da un lettore tedesco, è: «Qual è la temperatura più alta a cui il corpo umano, sudando, può mantenersi sufficientemente fresco da evitare danni per la salute?». In altre parole, quanto caldo è troppo caldo per sopravvivere?
Per capire bene la domanda originale è necessario sapere a cosa serve il sudore. Il punto di partenza è che il corpo umano, così come quello di molte altre specie di mammiferi, è un po’ come una stufa: vivendo produciamo calore. Per funzionare bene la nostra temperatura corporea deve mantenersi costante, tra i 36 e i 37 °C, e la sudorazione è la tecnica adottata dal corpo per evitare di surriscaldarsi. È infatti un modo per raffreddarsi, grazie all’evaporazione di parte dell’acqua contenuta nel corpo: le gocce di sudore lasciano la pelle sotto forma di vapore, un processo che avviene sottraendo calore alla pelle, che quindi si raffredda.
Se non sudassimo, non potremmo sopravvivere negli ambienti in cui la temperatura esterna e l’attività metabolica farebbero andare il nostro corpo oltre i 37 °C. Invece ovviamente possiamo, a patto di idratarci periodicamente per mantenere le riserve d’acqua necessarie alla produzione del sudore. Ma c’è una temperatura oltre la quale nemmeno il sudore può aiutarci a sopravvivere?
La risposta spontanea che tutti darebbero è sì, ma è più difficile fare un’ipotesi su quale sia questa temperatura. Per trovarla bisogna considerare anche l’umidità dell’aria.
Istintivamente lo sappiamo: capita a tutti di lamentarsi dell’afa estiva dicendo di essere infastiditi non dal caldo quanto dall’umidità. La sudorazione infatti funziona meglio negli ambienti secchi. Maggiore è l’umidità nell’aria, più lento è il processo di evaporazione del sudore, perché al crescere della quantità d’acqua nell’aria (cioè dell’umidità) è più difficile che se ne aggiunga ancora. E comunque c’è un limite: l’umidità al 100 per cento. Quindi in ambienti umidi l’acqua che sudiamo non evapora immediatamente e in parte si accumula sulla pelle: il nostro corpo si raffredda lentamente, e il risultato è che ci sentiamo umidicci e, nel complesso, accaldati.
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Per rispondere alla domanda del lettore, Munroe ha consultato Zachary Schlader, un ricercatore dell’Università dell’Indiana che studia le reazioni del corpo umano alle alte temperature. Schlader gli ha segnalato uno studio del 2014 che dice che una persona a riposo e poco vestita, se ha acqua a volontà a disposizione, può stare in un ambiente con umidità bassa (del 10 per cento) e temperature fino a 46 °C senza surriscaldarsi. Ovviamente si può resistere anche a temperature più alte – basti pensare a quelle delle saune, che possono arrivare fino a 110 °C e dove infatti si suda moltissimo – ma solo per periodi limitati di tempo e non mantenendo costante la propria temperatura.
Munroe ha immaginato che cambiando le condizioni di quest’ambiente in modo da creare un altro sistema di raffrescamento in aggiunta alla sudorazione, si potrebbe anche alzare la temperatura. Il sistema consiste in un costante spruzzo d’acqua sul corpo abbinato a un potente ventilatore: le due cose insieme possono mantenere la temperatura corporea sufficientemente bassa nonostante temperature molto alte nell’ambiente circostante, perché favoriscono l’evaporazione dell’acqua sulla pelle.
Esiste comunque un limite di temperatura oltre il quale non si potrebbe andare, anche con questo sistema. È la cosiddetta temperatura di bulbo umido, un valore che dipende sia dalla temperatura che dall’umidità e che si può calcolare utilizzando modelli fisici sulla termoregolazione umana come quello usato nello studio del 2014. Munroe l’ha un po’ modificato per approssimarlo a condizioni estreme come quelle da lui immaginate (con il grosso ventilatore che permette l’evaporazione d’acqua costante) e ha ottenuto che un essere umano, in un ambiente con un’umidità del 10 per cento cioè bassa, potrebbe stare bene anche a 60 °C.
Anche a Schlader è venuto un risultato simile, ma il ricercatore ha invitato Munroe alla cautela nella sua interpretazione: «Questi modelli sono probabilmente poco affidabili in condizioni estreme». Munroe si è accodato al consiglio, scrivendo: «Il mio suggerimento è evitare tutte le stanze in cui i termostati dicono “teoricamente si può sopravvivere a questa temperatura, sotto alcune circostanze, secondo alcuni calcoli”».
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