La simulazione mostra le condizioni estreme che gli atleti della corsa si troveranno ad affrontare ai Giochi di Tokyo se il caldo farà loro superare il "punto critico" di 39 °C

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Una nuova simulazione, che mostra l'impatto del calore e dell'umidità nello stadio di Tokyo, ha evidenziato le condizioni estreme che potrebbero affrontare gli atleti ai Giochi olimpici se si verificassero temperature record e per le quali rischiano il colpo di calore, la disidratazione e l'esaurimento.

I tecnici della divisione Manufacturing Intelligence di Hexagon, il cui software di simulazione è utilizzato da aziende come Airbus, Toyota e Samsung, hanno simulato gli effetti del caldo e dell'umidità su un atleta maschio che gareggia nella corsa dei 10.000 metri (la corsa su pista più lunga all'interno dello stadio). Nonostante la gara si svolga dopo il tramonto, le simulazioni mostrano che gli atleti affrontano anche in quelle ore condizioni estenuanti.

Le simulazioni evidenziano che anche nelle condizioni meteorologiche tipiche di luglio, con una temperatura media di 27 °C (80,6 °F) e il 70% di umidità, gli atleti dei 10.000 m potrebbero avvertire temperature interne superiori a 39 °C (39,07 °F o 102,3 °F). Una temperatura superiore ai 38 °C (100,4 °F) è considerata al pari della febbre e la ricerca mostra che gli esseri umani hanno bisogno di mantenere la loro temperatura interna tra i 35 °C e i 39 °C (95 °F e 102,2 °F) per garantire il funzionamento ottimale delle reazioni biochimiche. Le persone esposte a temperature percepite sopra i 32,2 °C (90 °F) corrono il rischio di un colpo di calore, crampi da calore ed esaurimento da calore.

La preoccupazione seguita alla decisione di tenere i giochi di quest'anno nell'estate soffocante di Tokyo è andata crescendo, con gli esperti che avvertono: "Non si dovrebbe mai correre con un caldo e un'umidità di questo tipo". Le temperature medie di Tokyo alla fine di luglio e all'inizio di agosto sono le più elevate rispetto a qualsiasi città che ha ospitato i giochi a partire dal 1984 e l'ultima volta che Tokyo ha organizzato i giochi nel 1964 questi sono stati fissati a ottobre proprio a causa di simili preoccupazioni dovute al caldo. Il colpo di calore è probabilmente la più grande minaccia legata al tempo atmosferico, essendo causato dall'esposizione prolungata ad alte temperature e a umidità, in totale o parziale mancanza di vento e potendo provocare svenimenti, convulsioni o esaurimento generale.

I tecnici, per mostrare quanto gli atleti potrebbero essere a rischio a causa degli effetti dannosi del calore anche solo dovuto a un cambiamento di temperatura di pochi gradi, hanno simulato due diversi scenari:

  • Condizioni più calde della media: velocità del vento trascurabile, temperatura dell'aria di 32 °C e 90% di umidità
  • Condizioni medie per il periodo dell'anno: velocità del vento trascurabile, temperatura dell'aria di 27 °C e 70% di umidità.

Le simulazioni mostrano l'impatto considerevole che può causare un moderato cambiamento del tempo atmosferico. Se la temperatura dell'aria sale di soli cinque gradi sopra la media, la temperatura interna simulata aumenta a 39,77 °C (103,6 °F) e la temperatura della pelle a 37 °C (98,6 °F).

Inoltre, nel più caldo dei due scenari, la temperatura interna della testa degli atleti potrebbe superare i 40 °C (104 °F), mentre anche in condizioni medie potrebbe raggiungere i 39,2 °C (102,6 °F). Di tutti gli organi, il cervello è uno dei più sensibili al calore, che può alterare i delicati circuiti di attività neurale portando a una perdita neuronale e a convulsioni. Le cosce e il bacino (entrambi 40,7 °C o 105,3 °F) sono altre aree del corpo che hanno dimostrato di essere soggette a temperature interne particolarmente elevate se la temperatura dell'aria è superiore alla media.

Anche l'umidità gioca un fattore importante nelle prestazioni e nella salute dell'atleta. L'umidità media per Tokyo in luglio è del 70%, ma se sale al 90% gli atleti suderanno una media di 810 ml (quasi 1,5 pinte), rispetto ai 630 ml (circa 1,3 pinte) in una gara di circa 30 minuti. Il sudore aiuta il corpo a raffreddarsi evaporando sulla pelle, ma, nei giorni umidi, quando l'aria è già molto carica di umidità, il nostro corpo perde molto dell'effetto di raffreddamento dovuto all'evaporazione e dunque ne deriva che l'effetto sugli atleti in queste condizioni risulta più intenso. Allo stesso tempo, la disidratazione accelera l'aumento della temperatura di tutto il corpo, amplificando ulteriormente l'impatto.

Questa simulazione ha preso in considerazione i 10.000 m in quanto si tratta della gara su pista più lunga che si svolge all'interno dello stadio, ma i risultati offrono un'idea delle difficili condizioni che devono affrontare tutti gli atleti ai Giochi, in particolare quelli che prendono parte a gare di alta resistenza e quelli che gareggiano nelle torride temperature di mezzogiorno che potrebbero superare i 30 °C (87,8 °F). Il cambiamento climatico è stato evidenziato come un fattore chiave nell'aumento delle temperature di Tokyo, con la temperatura media che è aumentata di 2,9 °C dal 1900, oltre tre volte più velocemente dell'aumento medio globale.

Per creare queste simulazioni, i tecnici hanno utilizzato la Fluidodinamica computazionale (CFD), la disciplina che simula i fenomeni termici/fluidi. Il software Cradle CFD di Hexagon utilizza mesh non strutturate per rappresentare accuratamente la geometrie complesse. Questo software è comunemente utilizzato per progettare sistemi di condizionamento dell'aria, studiare il comfort dei guidatori e persino progettare asciugatrici più efficienti.

Le condizioni simulate includono la velocità e l'umidità del vento, il calore generato dagli atleti in 30 minuti (durata approssimativa della gara) e il flusso d'aria prodotto dal movimento della corsa. Il comfort corporeo dell'atleta viene analizzato utilizzando il modello di termoregolazione del sistema articolare JOS-2 (modello JOS) sviluppato da un gruppo di ricerca della Waseda University, in Giappone. Il modello JOS prende in considerazione nei calcoli la dimensione del corpo, il sesso e l'età degli atleti. Combinando il modello di termoregolazione e la CFD (fluidodinamica computazionale) si possono analizzare gli effetti dei cambiamenti nell'ambiente circostante sulle temperature interne e della pelle su tutto il corpo.

Keith Hanna, VP Marketing per Design & Engineering, divisione Manufacturing Intelligence di Hexagon, ha affermato: "Si è discusso molto in merito alla decisione di tenere i Giochi nell'estate di Tokyo. Queste simulazioni mostrano le condizioni estreme in cui gli atleti gareggeranno. Gli atleti sono abituati a spingersi ai limiti e queste simulazioni mostrano come le condizioni di gara hanno un impatto sulle prestazioni e i rischi che si corrono quando il corpo umano viene spinto agli estremi. Ciò che è più interessante sono i piccoli margini di variazione: una differenza di un paio di gradi nella temperatura può avere un impatto enorme, quindi si tratta solo di vedere se supereremo quel "punto critico" di 39 °C di temperatura interna".

Potete trovare un video delle simulazioni e maggiori dettagli sulla tecnologia alla base qui.

Contatto:

Rachel Mitchell, Account Director
Tel.: 8745-6
media.mi@hexagon.com

Hexagon:

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