Uma nova maneira de se pensar em conforto térmico em dias quentes

Novo tecido que favorece trocas de calor entre o corpo e o meio pode manter as pessoas mais confortáveis no verão

A pele é o principal órgão termorregulador do corpo humano, e as roupas funcionam como uma resistência térmica interposta entre o corpo e o meio, representando uma barreira para as trocas de calor por convecção. Sua resistência depende do tipo de tecido, da fibra, e do ajuste ao corpo. Ela é medida através das trocas secas seletivas relativas ao usuário, e sua unidade de medida é conhecida como clo (do termo em inglês clothes).

O conforto térmico é definido como o estado mental que expressa a satisfação do homem com o ambiente que o circunda – e é um fator muito importante quando se considera a eficiência energética de edificações. As variáveis de conforto se dividem em ambientais e humanas: a temperatura, a temperatura radiante média, a velocidade e a umidade relativa do ar compõe as variáveis ambientais, enquanto o metabolismo gerado pela atividade física e a resistência térmica oferecida pela vestimenta são variáveis humanas.

Se uma sala estiver fria, você tem algumas opções: pode escolher colocar uma blusa mais quente ou ligar o aquecedor. Se a sala estiver quente, entretanto, a escolha não é tão simples assim. Há um limite de peças de roupa que podemos despir no ambiente de trabalho, e utilizar algumas peças mais leves, como camisetas, não são bem vistas em alguns círculos de negócios. A solução padrão, consequentemente, é ligar o ar condicionado.

Felizmente, nossa adaptação à temperaturas mais quentes pode mudar se uma descoberta publicada na revista Science essa semana for colocada no mercado. Yi Cui e seus companheiros da Universidade de Stanford descobriram um tecido que mantém a pele 2°C mais fria do que uma peça de algodão.

Em termos de conforto, essa é uma redução significativa –que pode ser boa não só para o usuário mas também para a conta de energia. Se o novo tecido for amplamente adotado os ambientes poderiam ser mantidos com temperaturas mais altas do que as atuais, economizando grandes quantidades de energia nos meses de verão.

O objetivo das pesquisas do dr. Cui era, a princípio, baixar a temperatura das pessoas ao ajustar a forma como o calor irradia de seus corpos. Mais da metade da temperatura corporal está na parte infravermelha do espectro eletromagnético. Isso significa que o comprimento de onda é maior do que o comprimento de onda da luz visível.

Materiais como o polietileno permitem a passagem de ambos os comprimentos de onda, e por isso tornam-se inúteis para a tecelagem de roupas – deixam passar luz e calor e não nos protegem do frio nem da nudez. Em contrapartida, tecidos como a lã, o algodão e a seda não permitem a passagem de nenhum dos comprimentos de onda, retendo assim o infravermelho e nos esquentando.

A resposta para as investigações de Cui chegou a partir de uma pesquisa sobre baterias. Um material comumente utilizado  em baterias modernas é chamado nanoPE. Trata-se de uma espécie de polietileno perfurado por poros de 50 a 1.000 nanômetros (bilionésimos de um metro). Esses poros são usados para regular a passagem de íons dentro da bateria –  e possuem as dimensões exatas para tornar o material opaco à luz visível. Esses poros não conseguem, entretanto, afetar a parte infravermelha do espectro eletromagnético, bloqueando menos de 10% dos raios infravermelhos.

Quando recém-saído da fábrica, o nanoPE lembra uma folha de plástico e não é muito confortável de se vestir. Para contornar a situação, a equipe de Stanford fez três mudanças. Primeiro, furaram a folha em intervalos regulares com uma pequena agulha, para permitir que o ar entrasse e saísse. Depois, adicionaram uma substância chamada polidopamina, que torna o plástico mais hidrofílico. Isso significa que, ao invés de repelir o suor e fazer com ele se aglomere na pele, o nanoPE modificado absorve a transpiração e a leva para a superfície externa do tecido, onde o suor evapora. Enfim, para aumentar as propriedades mecânicas do material, o produto final passou a ser constituído por duas folhas de nanoPE separadas por uma malha de algodão largamente espaçada.

A equipe então testou como o material adicionado afetou o desempenho do nanoPE. Em um quarto sob temperatura de 23,5°C,  que a temperatura da pele nua era de 33,5°C. A pele coberta por tecido algodão ficou em 37°C, enquanto coberta só pelo nanoPE ficou em 34,3°C. As variações com perfurações, malhas e outras modificações não tiveram um desempenho térmico tão bom, mas ainda reduziram a temperatura da pele em pelo menos 2°C comparado ao algodão.

É claro que os estilistas não serão os primeiros a correr e criar modelos fashions com o novo tecido, mas a descoberta criou uma nova maneira de se pensar na redução da temperatura corporal. Manipular as ondas emitidas pelo corpo humano através de tecidos é claramente uma ideia que funciona.  Além de ser usado em ambientes internos, o novo tecido do Dr. Cui possui várias aplicações em ambientes externos – afinal, não existe ar condicionado em desertos, e pessoas que trabalham lá, como soldados, provavelmente preocupam-se muito pouco com moda. Os próximos passos seriam então pela busca de materiais que realizem a tarefa de maneira mais confortável ao usuário do que o nanoPE.

Fonte: The Economist