Znanstvenici u neljudskim uvjetima testiraju kakva nas budućnost čeka

Ranije ovog ljeta Glen Kenny proveo je tri dana zatvoren u posebnoj komori u svom laboratoriju na Sveučilištu u Ottawi, gdje je dnevna temperatura bila postavljena na 40 °C.

Cilj je bio vidjeti kako će njegovo 61-godišnje tijelo podnijeti ekstremne uvjete kakvi su zabilježeni tijekom toplinskog vala 2021. godine, kada je u Kanadi preminulo nekoliko stotina ljudi. Iako se prvi dan osjećao dobro, već drugi mu se unutarnja temperatura približila opasnoj granici od 40 °C, a do trećeg dana izgubio je oko 4,5 kilograma.

Kenny već desetljećima proučava utjecaj ekstremne vrućine na ljudsko zdravlje i više je puta vlastito tijelo stavio na kušnju kako bi shvatio rizike kojima je izloženo sve više ljudi dok klimatske promjene podižu temperature diljem svijeta. "Toplinski stres nije nova pojava", kaže on. "Samo nam je sada pred očima, postao je dio naših života".

Kenny je dio globalne skupine znanstvenika koji u hermetički zatvorenim komorama simuliraju toplinske valove kako bi bolje razumjeli na koji način visoke temperature oštećuju ljudsko tijelo i kako ljude zaštititi. Njihov rad pomaže vladama da prepišu javnozdravstvene standarde, a kompanijama od Adidasa do United Airlinesa da poboljšaju proizvode i zaštitu radnika, u pokušaju da se smanji rastući trošak u ljudskim životima i financijskim gubicima.

Prema podacima švicarskog reosiguravatelja Swiss Re, ekstremna vrućina svake godine odnese gotovo pola milijuna života - više nego uragani, potresi i poplave zajedno. Istodobno, poremećaji u poljoprivrednoj proizvodnji, opskrbi energijom i radnoj produktivnosti izravno prijete vrijednosti imovine i zaradi kompanija.

Glen Kenny pokraj Snellenova zračnog kalorimetra u Istraživačkoj jedinici za ljudsku i okolišnu fiziologiju Sveučilišta u Ottawi | Bloomberg

Do početka idućeg desetljeća, godišnji trošak izgubljenih radnih sati mogao bi dosegnuti 2,4 bilijuna dolara, u usporedbi s 280 milijardi u 1995. godini, jer sve češći toplinski udari usporavaju zaposlenike ili im remete raspored, navodi Međunarodna organizacija rada u izvještaju iz 2019. koji se smatra jednim od najrelevantnijih na tu temu. Središnje banke u Europi i Indiji također su upozorile da vrućina može pogurati cijene hrane prema gore i dodatno pogoršati inflaciju.

Visoke temperature, dodatno pojačane klimatskim promjenama, bile su odgovorne za više od polovice od ukupno procijenjenih 2300 smrtnih slučajeva u 12 europskih gradova tijekom iscrpljujućeg toplinskog vala ovog ljeta, pokazuje prvo istraživanje te vrste koje su proveli znanstvenici s londonskog Imperial Collegea i Škole za higijenu i tropsku medicinu. U međuvremenu, paklene vrućine u SAD-u dovele su do izdavanja upozorenja na toplinski val koja su u jednom trenutku obuhvatila oko 177 milijuna Amerikanaca, dok je Japan dvaput u samo nekoliko dana oborio vlastiti temperaturni rekord.

"Nitko nije imun na toplinski stres, a prijetnja postaje sve ozbiljnija", upozorila je Yuri Hosokawa, izvanredna profesorica na Sveučilištu Waseda u Tokiju i nekadašnja savjetnica o rizicima od vrućine za sportaše na Olimpijskim igrama u Tokiju 2021. Nova znanstvena otkrića mogu oblikovati pristup vlada i zajednica, "u konačnici jačajući politike i mjere koje štite javno zdravlje", dodala je.

Kenny i znanstvenici poput Ollieja Jaya, njegovog bivšeg postdoktorskog suradnika koji danas vodi vlastiti centar za istraživanje vrućine u Sydneyju, preispituju uvriježene pretpostavke u javnozdravstvenim i radnim smjernicama - od toga koja je optimalna sobna temperatura, do toga kada koristiti električne ventilatore i kada je vrijeme za odmor. Njihova otkrića i preporuke polako izlaze iz laboratorija te ulaze u sve - od novih smjernica Ujedinjenih naroda, preko strategije za vrućine na Australian Openu, do tehnologije za praćenje okolišnih uvjeta koju testira United Airlines.

Prema izvještaju UN-a objavljenom ovog mjeseca, kojem su pridonijeli Kenny i drugi znanstvenici, više od 2,4 milijarde radnika diljem svijeta danas je izloženo ekstremnim vrućinama.

Nova znanost o vrućini

Jednog kišnog dana krajem ožujka, 75-godišnja Janet Spencer, umirovljena medijatorica pri Kanadskoj komisiji za ljudska prava, stigla je u Kennyjev laboratorij u Ottawi s putnom torbom i zalihama hrane za tri dana. Bila je jedna od 38 sudionika koji su naizmjenično boravili u komorama laboratorija, kako bi se testirala preporuka javnog zdravstva prema kojoj bi unutarnje temperature u Kanadi trebale biti držane na 26 °C ili niže.

Na pitanje kako je provodila vrijeme u prostoru uređenom poput malog apartmana s krevetom, hladnjakom i televizorom, Spencer se našalila: "Gledala sam Netflix dok mi oči nisu ispale".

Znanstvenicima je već dugo poznato da su starije osobe posebno ranjive na vrućinu i da se teže hlade znojenjem. Ono što Kennyjev laboratorij pokušava dokučiti jest zašto je to tako i što se može poduzeti. Njegovo tajno oružje je jedinstveni Snellenov zračni kalorimetar, komora veličine industrijskog hladnjaka u obliku limenke, koja može precizno izmjeriti koliko topline izlazi iz tijela.

U jednom eksperimentu provedenom u kalorimetru, pri temperaturi od 44 °C i 30 posto relativne vlažnosti zraka, sudionici u dobi između 55 i 73 godine zadržavali su gotovo dvostruko više topline od mlađih ispitanika te su na kraju trosatnog testa imali i višu unutarnju temperaturu. Toplinski udar, koji može biti smrtonosan i oštetiti organe poput mozga, srca i bubrega, obično se dijagnosticira kada tjelesna temperatura poraste iznad 40 °C, a istovremeno se pojave neurološki simptomi poput napadaja ili dezorijentiranosti.

Sudionik tijekom istraživanja o vlažnosti na Sveučilištu u Ottawi | Bloomberg

Budući da se starije osobe manje znoje, ekstremnu vrućinu često ne osjećaju jednako intenzivno kao mlađi. Pokusi u Kennyjevom laboratoriju pokazali su kako smanjena sposobnost regulacije krvnog tlaka i slabija percepcija vrućine mogu utjecati na pokretljivost.

Dok je nosila monitor koji joj je pratio rad srca i senzor krvnog tlaka na vršku prsta, Spencer je trebala brzo prijeći iz ležećeg u stojeći položaj nakon izlaganja toplini u komori. "Dosad se nisam onesvijestila ni u jednom od eksperimenata", rekla je. "Ali jesam se u nekoliko njih osjećala omamljeno i mučno".

Kennyjeva ranija istraživanja pokazala su i da izloženost vrućini usporava reakcije, otežava koncentraciju i općenito smanjuje sposobnost obavljanja čak i jednostavnih kognitivnih zadataka - neovisno o dobi. Takvi nalazi važni su i za poslodavce jer pomažu odrediti koliko dugo radnici mogu sigurno obavljati posao na vrućini.

Postojeće smjernice o zaštiti na radu često griješe jer tretiraju sve radnike kao da su jednako osjetljivi na toplinu, upozorava Kenny. Na temelju svojih opažanja s terena i pokusa s toplinom, predlaže da poslodavci procijene individualnu izloženost i toleranciju na vrućinu te izrade prilagođeni plan sigurnog rada.

"To se temelji na dokazima i prilagođeno je vama", kaže Kenny. "Prilagođeno je poslu koji obavljate".

Tvrtka SmartCone Technologies iz Ontarija već je iskoristila Kennyjeva istraživanja kako bi razvila strategije za smanjenje izloženosti radnika vrućini. To najčešće uključuje praćenje topline na radnom mjestu, razvrstavanje zadataka prema intenzitetu - lagani, srednji, teški i vrlo teški - te određivanje načina rotacije zaposlenika između zadataka kako bi se spriječilo pregrijavanje.

Neke kompanije žele otići i korak dalje te u stvarnom vremenu pratiti biometrijske podatke radnika izloženih vrućini, kaže Jason Lee, izvršni direktor SmartConea. Primjerice, United testira SmartConeov nosivi uređaj koji mjeri izloženost vrućini i napor zaposlenika na pisti i prostoru oko zrakoplova u međunarodnoj zračnoj luci Sky Harbor u Phoenixu, potvrdila je glasnogovornica kompanije putem e-maila.

Praćenje može biti nužno jer se, prema Kennyju, ne može osloniti samo na to da će pojedinci sami prijaviti kada im je teško. "Mnogi skrivaju činjenicu da imaju poteškoće", kaže on.

Testiranje rješenja

U podrumu Sveučilišta u Sydneyju, Jayjev laboratorij rekonstruirao je sparnu tvornicu odjeće u Bangladešu, napravljenu prema stvarnim uvjetima u trospratnici u Dhaki u kojoj radi više od 2000 ljudi.

"Ako je vruće i sparno pa im produktivnost padne, radnici dobiju manju plaću“, rekao je James Smallcombe, viši postdoktorski istraživač na Sveučilištu u Sydneyju i član tamošnjeg Centra za istraživanje vrućine i zdravlja, koji je radio na studiji podržanoj od strane londonske zaklade Wellcome Trust. "Ekstremna vrućina i vlaga stvarni su problem za te ljude".

Simulacija uvjeta vrućine u bangladeškoj tvornici odjeće u klimatskoj komori u Sydneyju | Bloomberg

Kako bi razvili preporuke za sektor, znanstvenici su u laboratoriju simulirali najviše temperature zabilježene u Dhaki i jedan dio australskog pogona pretvorili u mini tvornicu odjeće. Više od 40 sudionika odjevenih u tipičnu radnu odjeću - žene s maramama na glavi, muškarci u hlačama i košuljama kratkih rukava - naizmjenično su obavljali poslove glačanja i šivanja tijekom šest trosatnih smjena.

Uvjeti u industriji, koja je ključna za bangladeško gospodarstvo i donosi više od 80 posto izvozne zarade zemlje, poznati su kao izuzetno teški. Zbog visokih troškova energije, većina tvornica nema klimatizaciju.

Dhaka je početkom svibnja doživjela snažan toplinski val, kada je temperatura dosegnula 40,1 °C, prema podacima Bangladeškog meteorološkog zavoda. Radnici se u takvim uvjetima često onesvijeste, a dovršavanje zadataka traje znatno duže, navodi se u srpanjskom izvještaju organizacije Climate Rights International, koja je provela intervjue s radnicima.

Angela Chen, logopedinja koja je sudjelovala u pokusu u Sydneyju, prisjetila se kako je izgledao prvi ulazak u zatvorenu komoru tijekom preliminarne sesije - temperatura je bila postavljena na 40 °C, a vlaga na 38 posto. "U prvih deset minuta htjela sam izaći van", rekla je. "Usne se odmah osuše, koža se isuši, posvuda je samo vrućina".

Sudionici su imali ubrzan rad srca, povišenu unutarnju temperaturu i značajan gubitak tekućine znojenjem. Iako su konačni rezultati studije još u postupku recenzije, istraživači su ustanovili da jednostavne i jeftine metode poput ventilatora i bolje hidratacije ublažavaju opterećenje organizma. Rješenja poput dodavanja sloja vegetacije na krov zgrade ili ugradnje izoliranog reflektirajućeg krova mogu sniziti unutarnju temperaturu za oko 2,5 °C, pokazala su istraživanja provedena u suradnji s Griffith Universityjem.

Bolja zdravstvena zaštita, naglašava Jay, može izravno podržati i veću produktivnost. "Već samo pregrijavanje usporava radnike", kaže. "Ako im omogućite hidrataciju, vrijeme koje na to potroše zapravo nadoknadite kroz povećanu učinkovitost".

Godinama su zdravstvene institucije upozoravale da se električni ventilatori ne koriste na temperaturama iznad 35 °C, zbog straha da bi njihova upotreba mogla dodatno zagrijati tijelo. No Jayeva istraživanja pokazala su da je stvar složenija: u vlažnijem okruženju ventilatori mogu biti učinkoviti i na višim temperaturama. Ipak, u uvjetima velike vrućine i izrazite suhoće, ventilatori mogu čak udvostručiti brzinu rasta unutarnje temperature kod starijih osoba.

Uz Jayevu pomoć, Svjetska zdravstvena organizacija prošle je godine ažurirala svoje preporuke i sada navodi da se ventilatori ne koriste na temperaturama iznad 40 °C. "Tek u posljednjih pet godina financirana su nova istraživanja na ovom području koja su poboljšala naše razumijevanje i bazu dokaza", priopćila je organizacija sa sjedištem u Ženevi.

Istraživanja Georgea Havenitha, profesora na Sveučilištu Loughborough u središnjoj Engleskoj, o "vrućim točkama" tijela i područjima koja proizvode najviše vlage, iskoristili su Adidas i Decathlon za dizajn sportske odjeće. Njihovi proizvodi koriste inovacije poput optimizirane ventilacije na dijelovima tijela koji stvaraju najviše topline ili materijala koji bolje odvode znoj s područja koja proizvode najviše vlage.

Havenithova istraživanja dio su revolucije u odjeći koja pomaže svima - od vozača Formule 1 do dostavljača - da se bolje rashlade. Neki vozači utrka nose rashladne prsluke s umetnutim ledenim oblozima ili ulošcima od smrznutog gela kako bi prije ulaska u automobil regulirali tjelesnu temperaturu. U Japanu, pak, dostavna služba Yamato Transport planira svojim radnicima podijeliti 75.000 prsluka s ugrađenim ventilatorima, uključujući i onima koji pakete raznose kolicima ili biciklima.

Čak i sami znanstveni laboratoriji pronalaze komercijalne primjene za svoj rad.

Teniske zvijezde poput Carlosa Alcaraza i Coco Gauff već žive u budućnosti kakvu zamišljaju znanstvenici poput Jaya. EMU Systems, spin-off kompanija nastala iz njegova laboratorija, koristi senzore koji prate temperaturu, vlagu i toplinsko zračenje na lokacijama poput Melbourne Parka, doma Australian Opena.

EMU-ov sustav kombinira te podatke s fiziološkim profilima različitih tipova igrača kako bi izdao upozorenja kada razina toplinskog stresa poraste, a zatim pokrenuo intervencije poput ručnika s ledom ili duljih pauza. Na turniru 2023. godine, koji se održava usred ljeta u Melbourneu, vanjski mečevi su prekinuti zbog opasnih uvjeta, a u dvoranama su nakratko zaustavljena natjecanja kako bi se zatvorili krovovi i uključila klimatizacija.

Na Australian Openu već koriste senzore za praćenje toplinskog stresa igrača | Bloomberg

Toplinski val budućnosti

Znanstvenici se usredotočuju i na to da kreatori politika dobiju bolji uvid u moguće rizike koji tek dolaze. Jayev tim koristi klimatske scenarije kako bi simulirao još ekstremnije toplinske valove i testirao granice ljudskog preživljavanja.

Na temperaturi od 54 °C - samo nekoliko stupnjeva nižoj od najviše ikad zabilježene - uz relativnu vlažnost od 26 posto, ljudsko tijelo dosegnulo bi opasnu unutarnju temperaturu i do 40 posto brže nego što se dosad mislilo, pokazuje istraživanje. Studije su otkrile i promjene u pH vrijednosti krvi te dramatičan porast otkucaja srca.

"Danas možemo stvoriti različite vizije budućnosti, izložiti ljude tim uvjetima i pokazati što će se dogoditi", rekao je Jay. "Tu budućnost možemo promijeniti".

Druga istraživanja bave se i moći aklimatizacije na vrućinu - kada se tijelo danima ili tjednima postupno izlaže visokim temperaturama. Tu su metodu vrhunski sportaši koristili godinama: ona povećava znojenje, snižava unutarnju i temperaturu kože te smanjuje opterećenje srca.

"Znamo da, ako provedete tjedan dana u vrućem okruženju, postajete bolje pripremljeni za suočavanje s visokim temperaturama", kaže Robert Meade, postdoktorski istraživač na Školi javnog zdravstva Harvard T.H. Chan, koji je ranije radio u Kennyjevu laboratoriju kao student.

No koliko nas daleko aklimatizacija uopće može odvesti? To je jedno od pitanja na koja Kenny želi pronaći odgovor kada se idući tjedan ponovno vrati u komoru na još jednu trosatnu simulaciju. Ubrzo će znati reagira li njegovo tijelo bolje na vrućinu u odnosu na izlaganje u lipnju i koliko.

"Ako ćemo se morati suočavati s ovakvim klimatskim ekstremima", kaže on, "onda ih moramo i bolje razumjeti".

Trenutno nema komentara za vijest. Ostavite prvi komentar...

Ostavi komentar