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Artículo extraido de la revista nº58 de la revista de Aitex Textile Research Institute

Evaluación del confort térmico en prendas, guantes y calzado

Departamento de Confort de Aitex14/05/2018

La temperatura corporal interna normal se halla comprendida entre 36,5 y 37 grados. Para mantener esta temperatura corporal necesitamos que la ropa, calzado y accesorios que utilicemos nos proteja tanto del frío que nos rodea y que evacue el calor acumulado en nuestro cuerpo en situaciones de calor. Para ello, en Aitex se realizan las pruebas de evaluación de confort térmico en situaciones reales mediante los maniquís articulados en el caso de las prendas, mediante el pie térmico para la evaluación de calzado y mediante la mano térmica para la evaluación del confort térmico en guantes.

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En Aitex se realizan las pruebas de evaluación de confort térmico en situaciones reales mediante los maniquís articulados en el caso de las prendas.

El confort térmico

Nuestro cuerpo está constantemente intercambiando calor con el medio que le rodea, existiendo múltiples formas por las que el cuerpo gana y pierde calor. Necesitamos en nuestro cuerpo un equilibrio térmico para mantenernos confortables.

El calor producido por nuestro cuerpo depende del tipo de actividad que realicemos: por ejemplo, para una persona que se halle descansando la energía generada será de 65 wattios por metro cuadrado o una persona que esté corriendo estará generando una energía superior a 290 wattios por metro cuadrado.

El calor que ganamos o perdemos por intercambio de temperatura con el medio depende de nuestro sistema de sudoración, el contacto con cuerpos fríos o calientes, el calor ganado o perdido por radiación del sol o del entorno, la convección con el entorno debido al aire o agua que nos rodea y el intercambio de calor a través de nuestra ropa.

En ambientes cálidos, es el sistema de sudoración el responsable de estabilizar la temperatura de nuestro cuerpo. En un ambiente cálido, la temperatura de nuestro cuerpo se incrementa por encima de nuestra temperatura corporal interna activándose así la transpiración y por lo tanto produciéndose una disminución de la temperatura corporal hasta equilibrarla. Es aquí donde necesitamos materiales que manejen la humedad interna o sistemas de ventilación.

En ambientes fríos, si la energía que nuestro cuerpo produce no es suficiente para contrarrestar la pérdida de temperatura corporal debemos utilizar una prenda que haga que se incremente nuestra temperatura corporal o evite que disminuya. Para protegernos del frío, necesitamos que los materiales utilizados en la confección de prendas, calzado y guantes tengan un buen aislamiento térmico.

Combinación de materiales en prendas, calzado y guantes

Las prendas, calzado y guantes a nivel de confort tienen tres objetivos comunes: mantenernos secos, calientes y confortables.

En prendas el sistema de tres capas es el más recomendable:

  1. Una primera capa en contacto directo con nuestro cuerpo que expulse la humedad, con secado rápido y que garantice su adaptación a nuestros movimientos.
  2. Una segunda capa que nos ayude a mantener nuestra temperatura corporal. Estás prendas serán las responsables de acumular las capas de aire entre nuestro cuerpo y la prenda haciendo que se retenga más el calor generado por el cuerpo.
  3. Una tercera capa que nos proteja de las condiciones ambientales. Esta tercera capa será la capa exterior y su objetivo será protegernos del viento, de la lluvia o de ambos, siempre con una adecuada transpirabilidad.

En cuanto al calzado y los guantes, al no poder aplicar el sistema de tres capas independientes, debemos utilizar una combinación de materiales que nos aporte el confort térmico necesario:

  • Como material interno debemos utilizar un material que esté en contacto directo con nuestra piel, con muy buena evacuación del sudor, haciendo que la expulse de nuestra piel y con una rapidez de secado, evitando así que esta capa interna quede mojada y nos aporte disconfort al estar en contacto directo con ella.
  • Como material intermedio, solo para calzado y guantes de invierno, debemos utilizar un material de relleno que nos proteja del frío y evite así que disminuya nuestra temperatura corporal.
  • Como material externo, sí lo que queremos es que nuestros pies o manos, además de estar protegidos del frío, estén protegidos de la lluvia, debemos utilizar un material o acabado repelente al agua que evite que el agua penetre en el interior del guante o calzado.

Evaluación del confort térmico en calzado

Nuestros pies están en contacto directo con el suelo por lo que necesitamos un buen calzado que nos aísle de él evitando así la pérdida de calor por conducción y que nos aísle del aire que nos rodea y las inclemencias del tiempo evitando así las pérdidas de calor por convección.

En Aitex, llevamos a cabo dos tipos de pruebas: sobre el material o combinación de materiales y sobre el calzado completo.

Prueba sobre el material o combinación de materiales:

En esta prueba evaluamos la transpirabilidad que tienen los materiales por separado que componen el calzado o la combinación de materiales. El material o combinación de materiales es anclado a un cubilete relleno de agua en un ambiente controlado de temperatura y humedad. Se comprueba así la cantidad de vapor de agua que deja pasar a el material a su través en unidades gramos metro cuadrado 24 horas.

Pruebas sobre el calzado completo:

Para la evaluación del confort térmico en el calzado completo se realizan dos tipos de pruebas: aislamiento térmico y transpirabilidad.

El equipo sobre el que se realiza esta prueba es un pie calentado internamente dividido en 11 zonas de medida. Este pie es colocado en una cámara climática donde podemos simular temperaturas de entre -30°C y +60°C con humedades de hasta 95%.

En la medida del aislamiento térmico colocamos el calzado en el pie térmico y el pie es calentado a una temperatura corporal de 34 grados en un ambiente frío que dependerá del uso real del calzado. Obtendremos de este modo la resistencia térmica que tiene y la temperatura de uso a la cual el usuario podrá utilizarlo dependiendo de la actividad que realice y su duración. Adicionalmente, si queremos que el calzado nos proteja de la lluvia y del agua, podemos medir su impermeabilidad mediante el equipo de impermeabilidad en calzado donde simulamos una caminata constante en un recipiente lleno de agua midiendo así el paso de agua.

Respecto a la transpirabilidad simularemos con el pie el sistema de sudoración humano, pudiendo así medir el valor de transpirabilidad en el pie completo (RET) y en cada una de las 11 zonas de medida.

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Zonas de medida del pie térmico.

Conociendo así el valor de aislamiento térmico y transpirabilidad, podemos calcular el valor del índice de permeabilidad al vapor de agua del calzado, comúnmente conocido como índice de confort térmico, que nos da el valor del confort térmico del calzado.

Evaluación del confort térmico en guantes

En el caso de las manos, la pérdida de calor se debe al contacto con objetos fríos y a la conducción debido al aire que nos rodea. Para la medición del confort térmico en guantes se realizan los ensayos de aislamiento térmico y transpirabilidad mediante el equipo mano térmica dividida en 9 zonas de medida.

El aislamiento térmico, tanto en guantes de protección como en guantes de deporte, es determinado siguiendo la norma de protección EN 511 Guantes de protección contra el frío. Además de conocer la resistencia térmica del guante mediante este ensayo podemos conocer la temperatura de uso a la cual podemos utilizar el guante, que dependerá de la actividad que realice el usuario y su duración.

Acoplando el sistema de sudoración a la mano térmica podemos así medir el valor de transpirabilidad (RET) en el guante entero y en cada una de sus nueve zonas de medida. Conociendo la transpirabilidad del guante y su aislamiento térmico, al igual que en calzado, podemos conocer el valor del índice de confort térmico, que nos dará el nivel de confort térmico del guante.

Mediante esta metodología de evaluación objetiva Aitex pretende, por una parte ayudar al usuario en la compra del calzado y guantes que mejor se adapten a sus necesidades y por otra parte ayudar al fabricante a conocer mejor las prestaciones de sus productos y en la comunicación de estas prestaciones al usuario final.

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Zonas de medida mano térmica.

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