Segunda parte del artículo sobre las bases de la evaluación energética donde se describen los ejercicios en la pista modular, sus características, grados de dificultad y evaluación energética

Bases de evaluación energética para el entrenamiento de los bomberos (2ª parte)

Ramón Torra Piqué
Doctor Ingeniero Industrial
27/05/2021

Las Bases de la Evaluación Energética corresponden a los Ejercicios que efectúan los Bomberos con los aparatos ergométricos y en la pista de modular, para su habilitación en el uso de los equipos de protección respiratoria (ERA), con la dotación personal normalmente utilizada en las intervenciones de extinción de incendios.

En consonancia con la Ley 31/1995 de Prevención de Riesgos Laborales y conforme al RD 773/1997 sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud, relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual (EPI), se hace referencia, en su artículo 7 así como en el Anexo IV.4, a la utilización y mantenimiento de los EPI y a los riesgos adicionales derivados de la propia utilización del equipo.

En esta 2ª parte del artículo, se describen los ejercicios en la pista modular, sus características, grados de dificultad y evaluación energética, seguida de un ejemplo con la correspondiente evaluación energética y rendimiento operativo (RO), para un determinado ejercicio combinado de entrenamiento.

Ejercicios en pista modular (figura 7)

La pista o laberinto es una construcción modular, en cuya parte inferior se efectúa el avance gateando y en la parte superior se circula erguido, permitiendo también en algunos tramos convertirlo en dos niveles de gateo. Los módulos están construidos de tubo cuadrado con perfiles laminados de refuerzo, ensamblados con tornillos inoxidables y disponen de rejas metálicas laterales, acopladas mediante soportes que permiten su fijación, fácilmente extraíbles. Las placas de suelo de madera contrachapada disponen en sus soportes de contactos de pisada, que permitan controlar desde el panel de mando la posición de los ejercitantes en el laberinto.

Figura 7: Vista general de una pista modular.

Los módulos se ensamblan, formando una estructura rígida que no precisa anclajes en el suelo ni soportes en paredes. Las rejas adecuadamente situadas marcan un recorrido en forma de laberinto, superando diversos obstáculos que dificultan la marcha y pasando mediante trampillas del nivel de gateo al erguido y viceversa. La longitud estándar del recorrido generalmente es de 50 metros.

A continuación, se relacionan algunos de los obstáculos (figura 8) cuya misión, aparte de dificultar la marcha, es habituar al ejercitante a superarlos con el ERA en la espalda, el cual modifica sustancialmente su centro de gravedad.

En zona de marcha erguido (nivel 2): cortina con tiras de goma; pasos con neumáticos (PN); puente formado por dos planos inclinados 45º (PI); obstáculos móviles de paso restringido.
En zona de marcha gateo (nivel 1): tubo de gateo Ø 60 cm (TG); paneles con agujeros de paso circular, elíptico, inferior y superior; obstáculos móviles de paso restringido.
Escaleras de acceso/salida (E y S); trampillas de paso entre niveles. Como accesorio un maniquí articulado para ejercicios de rescate.

En el esquema se puede seguir el recorrido, que se inicia en nivel 2 y finaliza también en este Nivel 2, después de circular por el nivel 1 de gateo y niveles 3, situados en los extremos del nivel 2.

Figura 8: Diagrama de una pista modular, señalando la posición de los obstáculos y el recorrido del ejercitante en los niveles de marcha erguida y de gateo.

Los cambios de nivel son a través de trampillas de paso Ø 60 cm con cierre automático. En el recorrido se han situado los obstáculos anteriormente citados, cuyo detalle se indica al margen del esquema.

En el esquema de la figura 8 se indica la ubicación de algunos sistemas de simulación y control cuyo detalle a continuación se describe.

Lámparas de orientación (LO), para ayuda en partes conflictivas del recorrido cuando el ejercicio se realiza en la oscuridad.
Zona de calor, en nivel 2 con paneles radiantes de calor negro y deflectores parabólicos direccionales.
Control de temperatura, mediante sondas, en zona de calor y en extremo opuesto
Producción de humo, mediante generador de niebla técnica no tóxica.
Equipos simuladores de ruido propios de siniestros y efectos luminosos de llamas
Luces estroboscópicas, emisoras de destellos tipo flash.
Instalación de ventilación, para extracción de humos al finalizar el ejercicio o en caso de emergencia, en cuyo caso se duplica la capacidad de extracción.
Sistema de control TVCC, mediante cámaras de visión nocturna y focos de infrarrojos, incorporando sistema monitorizado para seguimiento de los ejercitantes.

Desde el pupitre de mando se programan y controlan los ejercicios que se realizan en la galería de entrenamiento. Como puede apreciarse en el esquema (figura 9), que corresponde a la parte horizontal del pupitre, en cuya parte inferior se disponen los pulsadores de mando de los aparatos ergométricos y de algunos equipos de la pista modular.

En la parte superior del esquema se grafían los sinópticos de la pista modular, con indicadores luminosos que señalan la posición de los ejercitantes en todo el recorrido, así como pulsadores para las lámparas de ayuda y de conexión para la zona de calor.

En la parte frontal del pupitre de mando, que no se representa, se ubican las carátulas, para programación y control de los aparatos ergonómicos (escalera. bicicleta y cinta), así como las pantallas de la TVCC, para el control visual del personal en la sala de ejercicios, esclusa y pista modular.

Figura 9: Diagrama de la parte horizontal del panel de Mando y control.

Evaluación del ejercicio

En función del diseño, adaptado al espacio disponible, la pista de modular o laberinto comporta una configuración que determina el recorrido a realizar, los obstáculos instalados, los equipos de simulación correspondientes, así como los sistemas de control y características de los ERA disponibles. Por consiguiente, cada pista de ejercicios tiene un factor específico (K), cuyo valor es necesario confirmar o corregir, por parte de los instructores después de un corto periodo de funcionamiento.

Características del ejercicio

Es un ejercicio dinámico y de habilidad a realizar por parejas. Al evaluar el esfuerzo hay que tener en cuenta el peso total del ejercitante (propio + equipo). En función de los sistemas de simulación y según se realice el ejercicio con luz o a oscuras, se incrementa la dificultad y el gasto energético. El ejercicio no comporta seguir un ritmo, sino que cada persona dosifica el esfuerzo.

Los parámetros y unidades a tener en cuenta para evaluar el gasto energético (ver tabla A) que se desarrolla, como ejemplo, en el ejercicio son los siguientes;

Longitud del recorrido: L = 50 metros.
Peso total del ejercitante para cálculo (propio + dotación): P = 1.000 Newton.
Tiempo empleado en el ejercicio: t = minutos.
Factor dificultad ejercicio/laberinto: K = 0,2 a 0,6.
Gasto energético o trabajo realizado (Julios): T= K x L x P
Potencia media en el ejercicio (Watios): = T: t x 60

Tabla A: Gasto energético en la pista modular conforme a tres dificultades programadas
Código Ejercicio	Luz	Ruido llamas	Calor	Luces flash	Humo	Trabajo (Julios)
01PM	Sí	No	No	No	No	20.000
02PM	No	No	No	No	Sí	25.000
03 PM	No	Sí	Sí	Sí	Sí	30.000

Los tres ejercicios señalados corresponden a utilizar las entrada (E) y salida (S) que se indica en el esquema de la pista modular.

Programación del ejercicio en la GE

Hasta ahora se han descrito los ejercicios, que es posible programar, en los aparatos que puede incorporar una galería de entrenamiento y ha llegado el momento de sentar las bases para programar un ejercicio combinado. En primer lugar, hay que conocer los equipos disponibles.

Equipos ergométricos

Están generalmente ubicados en lo que se denomina ‘Sala de Ejercicios’ y vamos a suponer, en nuestro ejemplo, que se disponen de los tipos que se han descrito en la 1ª parte del artículo.

Martillo de Percusión o Caída.
Bicicleta ergométrica.
Escalera sinfín.
Cinta sinfín.

La programación y control de cada ejercicio se efectúa desde el pupitre de mando.

Pista modular o laberinto

Su disposición y recorrido se indica en la figura 8. En el recorrido se han incorporado obstáculos que el ejercitante debe superar y se dispone de sistemas de simulación que causan estrés o carga sicológica, que anteriormente se han descrito.

En el pupitre de mando se dispone de esquema de la pista con indicadores de pisada y sistema TVCC con indicadores de cierre de las puertas de la esclusa.

Combinación de ejercicios

Según las condiciones físicas y fase del plan de entrenamiento individual se deben combinar las características del ejercicio y duración (según código), así como el tiempo de descanso, dentro de las posibilidades configuradas para cada aparato y las condiciones del ejercicio en la pista modular. En la combinación de ejercicios se debe tener en cuenta, aparte de lo indicado para el ejercitante, lo siguiente.

El ejercicio combinado (E.C.) siempre debe incluir uno de los códigos de pista.
El E.C. deberá incluir todos o gran parte de cada uno de los códigos de los aparatos ergométricos.
El ‘criterio óptimo’ del E.C. elegido para un determinado ejercitante será aquel que comporte superar un esfuerzo que suponga una carga determinada “sin llegar a pasarse”.

En la siguiente tabla B se relacionan varios modelos de ERA empleados para realizar el ejercicio y el tipo de botella debe tenerse en cuenta al calcular el consumo de aire.

Tabla B: Características de la botellas usadas en algunos modelos de ERA
Código	Marca	Modelo	Regulador	Control	Botella
					Cant.	Pres.	Vol.
01EQ	MSA	Compact	PN	No	1	300	6,0 l
02EQ	MSA	AirMAX	PP	Sí	1	300	6.9 l

Se ha omitido el peso total del ERA completo, puesto que, al efectuar el control antes del ejercicio, se determina el peso total del ejercitante, incluida la dotación personal.

Ejemplo ejercicios combinados

En la siguiente tabla C se indica el detalle del ejercicio que se elige como ejemplo, tomando como base de gasto energético el indicado en el código del respectivo aparato y el de la pista modular, correspondientes a la programación a ejecutar en el panel de mando y control (figura 10).

Tabla C: Configuración del ejercicio combinado elegido como ejemplo
Código ejercicio	Martillo MP	Escalera ES	Bicicleta BE	Cinta CE	Pista PM	Trabajo total
MSA 02	02 MP 7.500 J 62,5 W	03 ES 15.000 J 100 W	04 Be 10.800 J 90 W	00 CE NA NA	02 GM 25.000J NA	58,3 KJ

Los ejercicios se califican según el grado de dificultad que supone el superarlos y correspondo a un gasto energético para el ejercitante. En el caso tomado como ejemplo le corresponde la calificación de ‘regular’.

Figura 10: Vista general de un panel de mando y control.

Rendimiento operativo

Descripción

Es un parámetro (RO) obtenido al dividir el volumen de aire (Va) consumido por el ejercitante durante un Ejercicio Combinado por el trabajo real (TR) o gasto energético efectuado, para superar todos los ejercicios que corresponden a una determinada configuración identificada por Código, es decir: RO = Va / TR.

Datos necesarios para el cálculo

Al finalizar el ejercicio combinado elegido, determinado por código, disponemos de los datos siguientes:

Esfuerzo nominal a realizar o trabajo total (TT) prefijado.
Peso total (P) (propio + dotación) del ejercitante, que comporta un factor corrector del esfuerzo en determinados ejercicios, llamado factor corrector de peso, cuyo valor es F_peso = P / 1000
Volumen de aire consumido durante el ejercicio (Va): determinado por la diferencia entre la presión (Pi) en botella al inicio y el valor de la presión (Pf) que indica el manómetro al finalizar el ejercicio, multiplicado por la capacidad (Cb), en litros de agua, de la botella. Es decir, Va = (Pi – Pf) x Cb = Litros de aire respirable.

Aplicación del factor corrector de peso

Para calcular el trabajo real (TR), se precisa la aplicación del factor de corrección F_peso, en aquellos ejercicios en que interviene el peso. En la tabla D se procede a efectuar la corrección, para un ejercitante cuyo peso en la báscula es de 115 Kg (1.150N), por consiguiente F_peso = 1.15, cuando realiza el ejercicio MSA 02.

Tabla D: Correcciones del gasto energético según el peso total del ejercitante
Código ejercicio	Martillo MP	Escalera ES	Bicicleta BE	Cinta CE	Pista PM	Trabajo total
Estándar MSA 02 P= 1.000 N	06 MP 7.500 J 62,5 W	03 ES 15.000 J 100 W	04 BE 10.800 J 90 W	00 CE NA NA	02 PM 25.000 J NA	58,5 KJ
Corregido MSA 02 P= 1.150 N	06 MP 7.500 J 62,5 W	03 ES 17.250 J 115 W	04 BE 10.800 J 90 W	00 CE NA NA	02 PM 28.750 J NA	64,3 KJ

Rendimiento operativo ponderado

Mediante la aplicación del factor F_peso = 1,15 se determina el trabajo real (TR = 64.200 J), realizado por el ejercitante durante el ejercicio combinado MSA 02.

Para determinar el volumen de aire (Va) consumido durante el ejercicio combinado, suponemos que el ERA incorpora una botella cuya capacidad en agua es Cb = 6,9 l, siendo su presión inicial (Pi) de 290 bar y al finalizar el ejercicio (Pf) es de 85 bar. Por consiguiente, aplicando la fórmula conocida, Va = (290 – 85) x 6.9 = 1.414 litros de aire. El rendimiento operativo (RO) en este caso sería: RO= Va / TR= 1.414 / 64.200= 0,022 litros de aire por unidad trabajo (Julio).

Se puede observar que en ningún momento se ha precisado conocer el tiempo invertido en realizar el ejercicio combinado. Sin embargo, es un dato importante ya que nos permite calcular dos parámetros que nos ayudan a calificar la intensidad desarrollada durante el E.C. (potencia media) y el consumo medio de aire por minuto. Si se supone que el tiempo empleado es t = 27 minutos, estos parámetros son:

Potencia media = TR / t x 60 = 64.200 / 27 x 60 = 39.6 watios

Consumo medio = 1.414 / 27 = 52,3 l/ min

Factor corrector de edad

La edad biológica del ejercitante influye en el rendimiento operativo que es capaz de conseguir para un determinado ejercicio combinado, por consiguiente no es posible comparar los RO alcanzados para un mismo E.C. por dos personas con niveles de edad diferentes.

Si el ejercitante que ha realizado el ejercicio combinado tuviera 46 años, le corresponde un F_edad = 0.85, por lo cual el rendimiento obtenido debe corregirse para poder compararlo con otro ejercitante con edad menor de 30 años.

RO ponderado (hasta 30 años) = RO bruto = 0.022 l de aire /Julio

RO ponderado (tramo 46 a 50 años) = 0,022 x 0,85 =0,018 l aire /Julio

Comentarios

De esta forma se pueden tabular los resultados de un colectivo con edades distintas y considerar el RO corregido, como parámetro referente para la evaluación de todo el colectivo. Recordamos que su cálculo tiene en cuenta la masa corporal y la edad.

Por cuanto antecede podemos valorar en el plan de entrenamiento establecido para la habituación al uso del ERA en las intervenciones y el RO progreso alcanzado por los Ejercitantes teniendo en cuenta su estado físico y grado de entrenamiento. La mejora en el parámetro RO es un índice que nos marca el óptimo objetivo a alcanzar.

Bibliografía