Nas páginas do ITC.ua, muitas vezes aparecem notícias sobre tecnologias modernas ou a invenção de novos materiais progressivos, mas muitas vezes essas descobertas não saem das paredes dos laboratórios ou permanecem em um escopo estreito. Hoje vamos tentar considerar, usando um exemplo específico, como algumas dessas descobertas e soluções de engenharia não convencionais mudam nossas vidas. Esta revisão em termos teóricos será de interesse para os amantes da ciência popular e, do ponto de vista prático, será útil para os amantes do turismo.
Para a revisão, escolhemos um equipamento bastante estranho à primeira vista – o Survival Tube. O nome é traduzido pela frase “cachimbo para sobrevivência”, o que é incomum para o nosso ouvido.
Os nomes mais comuns para esses produtos são: manta espacial (manta espacial), manta térmica (manta térmica), manta de resgate (manta de emergência). O material usado para sua fabricação é chamado de Mylar, mas em nosso país é mais conhecido como lavsan. Para entender com mais detalhes o que é uma manta térmica, listamos alguns exemplos específicos de sua utilização.
Cobertores de resgate foram amplamente utilizados durante o acidente de Fukushima-1, são parte integrante do equipamento de resgate, são usados em alguns casos pelos militares, são cada vez mais usados no turismo e são até usados por atletas para se aquecer durante os triatlos.
Recursos do material
O progenitor do material utilizado em tais mantas foi criado na década de 70 por ordem da NASA e destinava-se a estações orbitais espaciais. O material é uma fina película revestida com alumínio, que confere ao lavsan sua característica cor prata. Mylar foi originalmente usado para proteger o interior do navio de superaquecimento. Para fazer isso, o filme foi colocado na parte externa da pele, onde refletiu o calor sem deixá-lo entrar.
Com o mesmo sucesso, as propriedades térmicas do Mylar podem ser usadas para manter o calor. Em certo sentido, é apenas uma questão de perspectiva. No exemplo descrito acima, pode-se dizer que a manta térmica ajudou o espaço exterior a reter o calor e não desperdiçá-lo no aquecimento do interior da nave.
Vamos voltar ao uso diário de cobertores de resgate. Sua principal vantagem reside na extrema leveza e compacidade do material. Quando embalado, o cobertor tem aproximadamente o tamanho de um maço de cigarros e pesa cerca de 100 g, por isso é um item indispensável em qualquer kit de primeiros socorros de serviços de emergência, onde é usado principalmente para prevenir a hipotermia. Para isso, a vítima é coberta com uma manta térmica durante o transporte ou enquanto espera o veículo.
Tipos de perda de calor
A perda de calor ocorre em qualquer corpo com temperatura diferente do zero absoluto. Os movimentos caóticos de átomos e moléculas levam a suas colisões e mudanças na energia cinética interna, algumas das quais são liberadas para o espaço sideral na forma de radiação. A manta térmica revestida de alumínio pode refletir de 80% a 97% dessas perdas e não tem concorrentes nesse quesito, principalmente em termos de peso, volume e custo.
No entanto, as perdas na forma de radiação térmica são apenas um dos tipos de perdas térmicas. Uma parte significativa do calor também é perdida devido à convecção e condução de calor.
A convecção é especialmente forte quando uma pessoa se molha. A rápida evaporação da umidade no ambiente externo leva a grandes perdas de calor e acelera a hipotermia. Uma manta térmica permite envolver uma pessoa com uma barreira adicional, dentro da qual a umidade aumenta rapidamente e, assim, as perdas de calor para o ambiente com menor umidade cessam. Dito isso, cabe esclarecer que o uso de manta térmica é muito mais eficaz e racional em roupas secas.
A forma mais comum de perda de calor é a condução. Tente se deitar na neve no inverno e você sentirá imediatamente como o calor passa de um corpo mais quente para um menos aquecido. Esta é a condutividade térmica.
A manta térmica combate todos os tipos de perda de calor acima, lidando de forma mais eficaz com as perdas na forma de radiação – refletindo até 97% do calor de volta. No entanto, o número de 97% engana algumas pessoas, e elas acreditam que, com a ajuda de um cobertor térmico, podem ficar no frio em uma camiseta e, ao mesmo tempo, não congelam. Falaremos mais sobre o nível de proteção que você pode esperar dos cobertores de resgate abaixo.
Vantagens e desvantagens das mantas térmicas clássicas
A manta térmica clássica significa sua forma mais comum (mais de 90% dos casos). Uma capa retangular (cobertor) medindo aproximadamente 1,5 x 2 metros ou um saco para uma pessoa, lembrando um grande saco de lixo comum.
Vantagens:
As principais vantagens da capa Mylar, como já referido, são o seu tamanho reduzido (cerca de um maço de cigarros) e a sua leveza (cerca de 100 g), o que permite transportar uma manta térmica nem sequer num saco, mas sim em seu bolso. Além disso, às vantagens, você pode adicionar o preço baixo (alguns dólares), o melhor indicador de reflexão da radiação térmica (roupas comuns e sacos de dormir, em princípio, não têm essas propriedades, mas apenas criam uma camada de ar quente ao redor o corpo, reduzindo assim a diferença de temperatura e retardando a perda de calor durante a falta de contato direto entre o corpo e o ar frio/solo).
Uma capa, e especialmente uma bolsa, ajuda a permanecer seco durante a chuva e reduz significativamente a perda de calor por convecção durante ventos fortes, mantendo o ar quente ao redor da pessoa. Ao contrário de roupas e de um saco de dormir comum, um cobertor térmico não se molha e, portanto, não perde suas propriedades de preservação de calor na chuva.
Desvantagens:
As mantas térmicas não têm nenhuma desvantagem específica que anule todas as vantagens mencionadas acima, no entanto, existem várias pequenas desvantagens. Um filme fino não evita a perda de calor como resultado da condução térmica. Se você se deitar em um cobertor térmico na neve, uma camada fina com espessura inferior a um milímetro não criará nenhuma diferença em termos de perda de calor. Perdas de calor semelhantes também ocorrerão se a manta térmica tocar a pele humana, o que é difícil de evitar com chuva ou ventos fortes.
O próprio Mylar é um material bastante barulhento. Imagine que, em vez de um saco de dormir, você está deitado em uma grande sacola de compras, farfalhando com movimento ativo dentro. No entanto, se você não esquecer que as mantas térmicas costumam ser usadas para evitar a hipotermia e literalmente salvar vidas, não vale a pena reclamar dessa característica do material.
O Mylar também não é o material mais resistente a danos e, se manuseado de forma descuidada, pode ocorrer furos ou rasgos nele. O material não perde suas propriedades depois disso, no entanto, obviamente será pior proteger contra chuva e vento. Considerando que a força do Mylar, mais uma vez, pode ser comparada a uma sacola comum, você não deve ter medo de rasgar na primeira oportunidade. Com os devidos cuidados, a manta térmica durará vários anos e, se não for tocada, durará ainda mais.
Dependendo da forma (capa ou bolsa), o mylar pode ou não ter uma desvantagem. Se este for um pacote, a condensação de umidade nas paredes internas é muito mais pronunciada nele. Você pode reduzi-lo juntando a gola da bolsa ao redor do pescoço e exalando para fora, o que nem sempre é possível, por exemplo, durante chuva ou frio extremo.
Mesmo se você respirar fora da bolsa, a condensação devido à liberação natural de umidade através dos poros da pele humana pode ser bastante perceptível. Não confunda esse acúmulo de umidade com sudorese, pois ocorre mesmo em baixas temperaturas. No frio intenso, uma pessoa pode não se aquecer dentro da bolsa térmica, mas, ao mesmo tempo, a umidade ainda se acumula nas paredes e é absorvida pelas roupas. Você pode reduzir a condensação abrindo o saco de vez em quando e deixando sair a umidade que ainda não condensou.
É claro que o uso de Mylar como capa reduz a condensação, mas também aumenta a perda de calor devido a áreas abertas ao redor do corpo, além de proteção menos confiável contra vento e chuva.
Alguns fabricantes estão tentando combater a condensação criando um orifício extra próximo às pernas ou adicionando micro orifícios no próprio material. Nestes casos, a condensação é reduzida, mas novamente com um fator de retenção de calor e proteção contra intempéries.
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