数字特征:提高石油和天然气工人的安全:热应力保护技术的发展
2025-11-18 22:43

数字特征:提高石油和天然气工人的安全:热应力保护技术的发展

  

  

  气候危机正在加剧,全球气温上升对各行各业的工人安全构成威胁,尤其是石油和天然气行业。受影响特别严重的是中东、澳大利亚和非洲等地区,在这些地区,固有的职业危害和气候变化导致的高温加剧加剧了与热有关的疾病的风险。

  中东和北非(MENA)地区的变暖速度几乎是全球平均水平的两倍。历史数据强调了一个令人担忧的趋势——这些地区的气温不仅在攀升,而且在打破纪录,导致全年极端高温的时间延长。

  预计到2050年,全球平均气温将上升4华氏度。其影响是具体的:预计到2030年,全球总工作时间将减少2.2%,全球GDP将减少2.4万亿美元。

  气温上升的后果不仅仅是工人们的身体紧张;它们标志着我们对职业健康和安全标准的看法出现了更广泛的挑战和转变,这些标准的设计并不是为了适应这些新的极端条件。在气候危机的背景下,对创新的远程健康监测解决方案和降温战略的迫切需求从未如此强烈。

  这些健康和安全挑战代表了创造新的安全措施、标准和技术驱动战略的新机遇,这些措施、标准和技术驱动战略能够提供持续、无缝和有效的保护,以应对日益增长的职业热暴露挑战。

  了解风险。近年来,极端高温事件和工作场所事故激增。美国最近的一项研究发现,热伤和死亡可能被低估了40-50倍。特别令人担忧的是新的国际报告,表明中东、澳大利亚和非洲正在经历极端温度的急剧增加。

  据世界气象组织(WMO)称,过去十年见证了全球气温达到有记录以来的最高水平,这一趋势直接影响了工人中与热有关的疾病的增加。

  温度每升高1摄氏度,工作场所伤害相应增加1%,生产力下降2.6%,这突出了高温对职业安全和劳动的影响。作为气候变化的直接后果,“超级”和“超级”热浪的频率和严重程度不断上升,也正在将热风险从季节性挑战转变为每年8-12个月的持续威胁。

  在全球重要的能源中心,石油和天然气行业正面临着在维持能源生产的同时保护员工健康和安全的平衡。上游和下游的工作环境都需要体力劳动,而冷却选择可能很少。这些情况加剧了热暴露的风险,并可能导致长期慢性健康问题,包括心血管疾病和肾脏疾病。

  此外,石油和天然气行业劳动力的人口和地理多样性也带来了更多的复杂性,如适应环境和先前的健康状况等因素会影响个人的耐热水平。

  这些生理变量,加上不同的全球操作规模,突出了现有的一刀切的热应激干预措施的不足之处,并强调需要更个性化的方法。

  传统的热应激管理方法。从历史上看,石油和天然气行业一直依赖于一套标准实践来管理与热应激相关的风险。标准做法包括定期补水休息,提供阴凉或有空调的休息区,以及人工监测工人中可能难以发现的热诱发疾病的迹象。这些策略虽然是热应激管理的基础,但在面对全球变暖带来的风险增加时却越来越不够。

  这些方法的主要限制在于它们的反应性。定期休息和阴凉的地方提供必要的缓解,但并不总是防止热应激或脱水的发生。

  人工监测依赖于监督人员对症状的观察或工人的自我报告,容易出现人为错误和延误,而这些因素对于防止与热有关的疾病升级为更严重的疾病至关重要。

  其他方法包括建立使用湿球温度(WBGT)和代谢率来设置阈值限值(TLVs)的协议。虽然这些新方案有效地关注了工作量,但并没有考虑到个人的耐热性、生理状态、工作功能和特定的补液需求。

  在多变多变的油田环境中,条件可能会迅速变化,工作人员经常从事体力消耗和高温暴露方面的任务,因此需要一种更加个性化的热风险管理方法。

  使这些挑战更加复杂的是合规和执行问题。在监管监督有限、安全标准没有严格执行的地区,依赖基于人口的方法可能导致工人保护方面存在不一致的差距。

  此外,石油和天然气行业的全球性质,其业务遍及气候和监管框架各异的国家,需要更具适应性的热应激管理解决方案。

  环境监测技术创新。传统热应激管理策略的局限性催生了一波技术创新,旨在提供更有效的保护,抵御极端高温的危害。这些进步的最前沿是环境监测工具的部署,这些工具利用最新的传感器技术提供工作场所条件的实时数据,从而采取主动措施降低热暴露风险。

  可穿戴式环境监测器配备了能够跟踪各种条件的传感器,包括环境温度、湿度和紫外线辐射水平,代表了职业健康和安全领域的重大飞跃。

  这些装置由工人佩戴或集成到个人防护装备(PPE)中。它们可以持续监测环境条件,并在超过预定义的安全阈值时提供即时反馈。

  这些技术在石油和天然气行业的应用帮助我们重塑了热应激管理的方法,从被动的策略转变为主动的策略。例如,热应力监测仪可以实时提醒工人和主管不安全的情况,触发预定的响应方案,如额外的补水休息,轮换任务以减少暴露,或在极端条件下暂时停止工作。

  此外,这些传感器收集的数据可以进行纵向分析,以检测环境条件的模式和趋势,为热应激管理的长期策略提供信息。这可以包括优化工作时间表以避免高温高峰期,重新设计工作空间以增强自然通风,以及修改工作实践以尽量减少热暴露。

  环境监测技术的整合也为油气行业提供了更明智和适应性更强的安全文化。通过向工人和主管提供有关环境条件的实时数据,这些工具使个人能够在管理自身安全方面发挥积极作用,培养共同的责任感和对健康和安全协议的承诺。

  此外,这些技术的可扩展性和灵活性使其适用于石油和天然气行业的各种操作场景,从海上平台到远程钻井地点。这种多功能性是解决行业异构工作环境和各种环境条件的关键。

  尽管环境监测仪被广泛使用并且有效,但其面临的一个关键挑战是其在解决个人潜在生理反应方面的局限性,这对于了解如何采取预防措施以确保安全、生产力和效率至关重要。

  可穿戴技术。可穿戴生物传感器技术的发展和小型化为个性化热应激管理带来了新的可能性。

  这些创新包括可穿戴式汗液传感器、皮肤和核心温度传感器以及心率监测设备,它们重新定义了职业安全的界限,提供了超个性化的解决方案,以规避在极端高温下工作的挑战。

  可穿戴式汗液传感器在直接监测热暴露的生理反应方面取得了突破。这些设备能够测量出汗率和电解质平衡,并直接了解工人的水合状态以及个人热应激和脱水的风险。

  通过持续跟踪这些参数,可穿戴式汗液传感器能够在出现更严重的症状之前进行主动干预,例如提示佩戴者增加液体摄入量或休息降温。因此,跟踪汗液动态是至关重要的,因为在职业环境中,个体工人的汗液率可能超过每小时3升。

  生物传感器的价值超出了它们的监测能力。通过生成每个工人对热的生理反应的个性化数据,可穿戴式汗液传感器可以实现定制和精确的补水策略。

  这种水平的量化个性化对于解决在工人中观察到的个体差异至关重要,确保干预措施专门针对每个工人的需求和风险概况。

  此外,将可穿戴式汗液传感器与运动和皮肤温度周围的综合上下文数据相结合,与环境监测系统相结合,为热应激管理提供了一种全面的方法。

  这种全面的方法可以更细致地了解导致热应激的关键因素,支持实施有针对性的休息、补液和恢复反馈,以降低风险。

  可穿戴生物传感器技术的定制化和适应性(特别是那些本质上安全的)使这类设备非常适合石油和天然气行业的各种操作环境。

  无论是在海上钻井平台、远程钻井,还是在炼油厂的密闭空间内,工人都可以从这些设备提供的个性化反馈中受益。这种适应性是解决油气行业所面临的复杂多样的热相关挑战的关键。

  随着行业向更加主动和个性化的工人安全方法发展,可穿戴生物传感器技术站在了这一转变的最前沿。通过提供有关热暴露风险因素的实时、个性化数据,这些设备提供了一个强大的预防工具,确保工人不仅免受热暴露的直接危险,而且还配备了知识和资源,以在面对温度上升时管理自己的风险。

  软件解决方案和预测分析。环境传感器和可穿戴生物传感器的广泛采用推动了软件解决方案和数据分析工具的采用,从而创建了一个数据驱动的、围绕工人安全的主动生态系统。

  通过利用分析工具提供的见解,工业部门可以创建一个充满活力和适应性的工作场所,以应对由于热暴露而不断变化的挑战。这种能力不仅提高了干预措施的准确性,而且还支持一种安全文化,将工人的福祉作为运营成功的基本支柱。

  随着石油和天然气行业继续应对气候变暖的复杂性,采用软件解决方案和新兴数据工具提供了一个强大而互补的前进道路。这些分析工具和支持的云基础设施,结合可穿戴生物传感器和环境监测解决方案,提供了管理热应激所需的综合框架。

  结论。可穿戴技术、环境监测工具、软件/分析解决方案和云工具的集成,是提高油气行业工人安全的创新灯塔。

  随着气候危机的现实逐渐显现,随之而来的是气温升高和中暑风险的增加,寻求尖端解决方案的必要性从未如此清晰。

  新型可穿戴生物传感器技术(即汗液传感器和其他生理监测解决方案)正在成为职业安全新时代的基石,提供实时监测和个性化热风险管理的双重好处。

  通往这一未来的旅程并非没有挑战,这些挑战涉及技术验证、数据隐私和对行业标准的需求。克服这些障碍的集体努力强调了不仅要应对热暴露带来的挑战,而且要先发制人地解决这些挑战的承诺。

  在这一过程中,石油和天然气行业不仅要适应不断变化的气候,而且要在确保工人保持安全、健康和生产力方面处于领先地位,无论温度计读数如何。

  作者简介

  Matthew Marrapode是Epicore Biosystems的战略副总裁,这是一家开发先进汗液感应可穿戴设备的数字健康解决方案公司。

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