Tubo de Sobrevivência Blizzard - Tecnologia de Caminhadas da NASA

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.

o tapete mais eficiente em termos de coeficiente de isolamento térmico por grama de peso. Com exatamente o mesmo peso que o habitual Izhevsk karemat (400 g) e uma ordem de grandeza menor (1,5 l quando dobrado), esse tapete pode ser usado em temperaturas abaixo de -25 graus e é muito mais confortável para dormir devido à sua espessura (6 cm).
No entanto, hoje falaremos sobre outro item de equipamento – o Blizzard Survival Tube. Esses acessórios são usados há muito tempo pelos militares e socorristas e, mais recentemente, pelos turistas.

O Blizzard Survival Tube é uma versão modificada e aprimorada dos cobertores térmicos e pode substituir com sucesso uma única barraca e um saco de dormir ao mesmo tempo.

O Survival Tube usa Reflexcell, que é uma versão modificada do Mylar. Existem duas melhorias principais. A primeira delas é a versatilidade. Por si só, isso não traz muitos benefícios, pois várias camadas de Mylar apenas tornarão a manta térmica mais pesada e volumosa, sem melhorar suas qualidades de preservação de calor.

O problema é que, como o bloco NeoAir XTherm, o Survival Tube usa uma estrutura de Mylar em forma de diamante para manter o ar dentro, e isso permite que você mate dois coelhos com uma cajadada só. Camadas adicionais de Mylar retardam a perda de calor na forma de radiação térmica, devolvendo-o de volta se a primeira camada não lidar com isso. E o uso de armadilhas em forma de diamante, de fato, transforma o Survival Tube em um saco de dormir. Apenas em um saco de dormir comum o ar quente é retido com a ajuda de isolamento sintético ou de penugem, e no Survival Tube devido à própria estrutura do material.

Assim, os sifões de ar reduzem a perda de calor devido à condutividade térmica, o que diferencia radicalmente o Survival Tube das mantas de salvamento lavsan comuns, que não possuem essa propriedade.

Comparado ao mylar convencional, o Reflexcell também aumentou significativamente (parece várias vezes) a resistência do material, tornando-o mais resistente a danos.

Para combater a condensação, o Survival Tube está equipado com duas entradas de cordão de cada lado. Para preservar o calor, eles podem ser apertados com mais força e para reduzir a condensação, pelo contrário, ligeiramente abertos. Uma modificação aparentemente tão pequena permite que você durma melhor no Survival Tube, já que em cobertores térmicos convencionais, o pescoço solto ao redor do pescoço pode se abrir durante o sono, o que acarreta uma rápida perda de calor.

A entrada dupla também desempenha outra função. O Survival Tube pode ser usado como abrigo para duas pessoas, se necessário. Neste caso, você pode mentir tanto cabeça a cabeça quanto pés a cabeça. A Blizzard recomenda a segunda opção porque permite que duas pessoas usem o interior do abrigo com mais eficiência sem esticar o filme ou reduzir a camada do airbag.

Notas dos campos

O Survival Tube ocupa aproximadamente 1 litro em uma mochila quando embalado e pesa cerca de 540 g.

Ao mesmo tempo, o Survival Tube também pode ser usado como um elemento regular de equipamento turístico para substituir um saco de dormir e uma barraca.

Uma vez que a pessoa está dentro do tubo de sobrevivência, é necessário apertar completamente a entrada perto das pernas e ao redor do pescoço. Neste caso, as perdas de calor são minimizadas. Dadas as características do Reflexcell e a necessidade de manter a estrutura diamantada das bolsas internas, também é necessário coletar material ao seu redor. Em uma linguagem mais compreensível, isso significa tornar o tubo o mais estreito possível para que os airbags fiquem maiores e mais quentes. Não há nada complicado nisso, e o próprio Reflexcell busca uma forma semelhante, no entanto, na área do tronco, o material pode ser ligeiramente corrigido.

A rigidez do Reflexcell também reduz o ruído do Survival Tube, pois o material não faz barulho em ventos fortes e de tórax ascendente durante a respiração.

Para melhores resultados, é desejável usar um karemat com Survival Tube, mas se não estiver disponível, você pode reduzir a perda de calor colocando uma mochila, roupas ou pequenos galhos com folhas ou agulhas de abeto embaixo de você. Os galhos precisam ser colocados não por dentro, mas por fora. Eles isolam o pior, mas melhor do que nada.

Não houve problemas particulares com condensação ao usar o Survival Tube. Novamente, puramente subjetivamente, é menor do que em pacotes térmicos convencionais. Em primeiro lugar, aparentemente, a capacidade de deixar a entrada perto das pernas um pouco aberta afeta (um buraco do tamanho de uma laranja é suficiente). Dado o comprimento do tubo de sobrevivência, as pernas ficam a uma certa distância da entrada e não congelam.

Ao utilizar o Survival Tube, como, em princípio, e outras mantas térmicas, observa-se um efeito inusitado. Se, depois de se aquecer à noite, você se virar um pouco em um saco de dormir comum, não notará nada de incomum, mas em um cobertor de resgate parecerá que um pequeno emissor infravermelho foi direcionado a você e você está recebendo calor do lado de fora. A fonte de calor, é claro, é o calor do próprio corpo, irradiado e depois refletido de volta. No entanto, na vida cotidiana, não estamos acostumados a esses retornos de calor, especialmente em uma noite fria, e, portanto, eles são percebidos de maneira bastante incomum.

É difícil descrever em palavras exatamente o quão quente o Survival Tube é, mesmo porque as pessoas percebem a temperatura de maneira diferente. Quando um está frio, o outro está quente. Ainda assim, o Survival Tube, sem dúvida, aquece muito melhor do que as mantas térmicas convencionais e, devido a uma abordagem integrada para evitar a perda de calor, protege bem mesmo em noites frias. Enquanto o interior deste pequeno abrigo estava muito quente durante os testes, um vento relativamente forte soprou do lado de fora a noite toda, o que poderia facilmente congelá-lo por 5 a 10 minutos. Enfatiza a eficácia do Tubo de Sobrevivência e o fato de que ele estava deitado na areia fria e levemente úmida após uma chuva recente.

Provavelmente, a principal desvantagem, embora não muito significativa, do Survival Tube está associada ao uso de airbags nele. Como eles estão dentro do material, é difícil embalar o Survival Tube em seu estado compacto original. Nos sacos de dormir comuns para turistas, isso não é um problema, pois seu material permite a passagem do ar, mas em Mylar, pequenos orifícios estão localizados apenas nas bordas do tubo e é bastante difícil expelir o ar através de vários canais. Em casa, isso pode ser feito com um aspirador de pó, mas em condições de campo você terá que aturar o fato de que, depois de embalar, o saco de dormir térmico ocupará mais espaço do que na embalagem original.

Em conclusão, podemos acrescentar que o Survival Tube, como um saco de dormir comum, apesar da natureza não intuitiva desse fato, é melhor usado com um mínimo de roupas no corpo. É assim que o corpo será melhor aquecido pelo calor refletido e armazenado ao seu redor, enquanto de calça justa e jaqueta, sem falar nos sapatos, em condições completamente semelhantes, você pode ficar a noite toda sem se aquecer.

Como o tubo de sobrevivência protege do clima

O Survival Tube protege completamente uma pessoa do vento e, devido à rigidez do Reflexcell, reduz a perda de calor devido ao contato da pele ou da roupa com o material. Agarrado a uma pessoa sob rajadas de vento forte, o mylar em mantas térmicas clássicas remove rapidamente o calor para o exterior, mas no Survival Tube isso não acontece, ou acontece em escala muito menor.

Quando chove, você pode facilmente se esconder dentro do Survival Tube levando uma mochila com você. Isso é alcançado devido ao impressionante comprimento do tubo – 2,45 m.

O Survival Tube aquece melhor que as mantas térmicas convencionais. A principal diferença é alcançada devido à possibilidade de captação de ar em bolsas especiais. Como já mencionado, eles reduzem a perda de calor por condução térmica. A peculiaridade dessas embalagens é que leva algum tempo para aquecer o ar dentro delas. Se você entrar no Survival Tube com um pouco de frio, as bolsas ao redor do torso aquecerão rapidamente, mas o calor chegará incomumente devagar às pernas em comparação com um saco de dormir. Demorou aproximadamente 40 minutos durante o teste do tubo de sobrevivência. Não se pode dizer que era desconfortável estar lá dentro neste momento, mas o fundo da bolsa definitivamente aqueceu mais do que o esperado.

Resultados

O Blizzard Survival Tube é um equipamento inovador que foi adotado pela primeira vez pelas equipes militares e de resgate e agora entrou na indústria do turismo. Em termos de qualidade de proteção contra o frio e intempéries (chuva, vento, poeira) em termos de peso e volume, o Survival Tube não tem concorrentes e pode ser usado por caminhantes experientes como um substituto super compacto e fácil tanto para dormir bolsa e uma barraca. Se alguém não estiver pronto para uma mudança tão drástica, o Survival Tube também pode ser usado como isolamento para sacos de dormir leves. Essa abordagem é muito mais barata e versátil do que comprar outro saco de dormir. Usando o Survival Tube como um invólucro para um saco de dormir existente, você pode adicionar aproximadamente uma estação a ele (por exemplo, do verão ao outono) com impacto mínimo no peso da mochila.

Dependendo do objetivo do aplicativo, o Survival Blizzard pode ser adquirido em uma das três cores. A prata refletiva e a laranja são ótimas para socorristas e para aqueles que planejam usar o Survival Tube como abrigo de emergência em caminhadas difíceis. Essa coloração é claramente visível de longe e ajudará os socorristas a localizar rapidamente as vítimas. Para aqueles que desejam passar despercebidos, existe uma versão verde mais secreta, invisível de longe e quase sem atrativos para si mesma.