ENFRIAMIENTO POR EVAPORACIÓN Y

TRANSFERENCIA DE CALOR EN ROPA INTERIOR FUNCIONAL

Operaciones Unitarias IIDavid Oscar Espinoza Luque

22 de Septiembre del 2016

Evaporative cooling and heat transfer infunctional underwear

Artículo:International Journal of Clothing Science and Technology · February 2008

Autores: Cyril Chaigneau y Brice TillmannDamart, Despature et Fils S.A., Roubaix Cedox, FranciaMarkus Weder y René M. RossiEmpa Materials Science and Technology, St. Gallen, Suiza

Índice Introducción Materiales de prueba Métodos Resultados Conclusiones

Introducción Las propiedades de transferencia de calor

y humedad de los materiales textiles son factores indispensables para determinar su uso en diferentes actividades.

El cuerpo solo puede prevenir la hipertermia eficazmente si la humedad puede ser evaporada de la superficie de la piel rápidamente. Por lo tanto, en este caso, los materiales requieren hacer posible una rápida evaporación del sudor liquido así como maximizar el enfriamiento.

Hipertermia: Aumento de la temperatura corporal sobre los 37.5°C

En esta investigación algunos diferentes materiales de fabricación de ropa interior se compararon con prendas hechas de puro algodón a diferentes humedades relativas y tasas de transpiración medidas en un torso sudado para determinar la transferencia global de calor.

Para simular el torso humano se utilizó un cilindro termoregulable con glándulas sudoríparas también regulables, así como el artefacto se fabricó con capas de diferentes materiales selectos con el fin de imitar las propiedades de la piel humana

Torso Transpirante:

Materiales de prueba Para esta investigación, siete muestras con

diferentes composición material, pero con peso por unidad de superficie similares fueron seleccionados, excepto la muestra del PSE (Poliéter sulfonas), que era más ligero que los otros.

Composiciones de muestra

Métodos Los siete materiales de ropa interior fueron

ajustados sin pliegues en la posición vertical del cilindro y se sometieron a un flujo horizontal de una velocidad de 1 m/s.

El torso se regulo a una temperatura de 35°C con diferentes ritmos de transpiración durante las mediciones.

Se consideraron un total de tres factores que componían las pérdidas totales de calor:

Calor seco (Qc)Calor por evaporación (Qe)Calor por conductividad del material húmedo (Qcw)

Por cuestiones de practicidad, los ultimos dos calores mencionados (Qe y Qcw) no fueron considerados por separado, por lo que se decidió hacer una suma de ambos y denominarla como “calor perdido por humedad” (Qw)

Qtot = Qc + (Qe + Qcw) = Qc + Qw

Qw = Qtot - Qc

Resultados El aislamiento térmico de la ropa es la

combinación entre el aislante proporcionado por la misma pieza y la resistencia del aire alrededor de la ropa.

En presencia de humedad del aire de cualquier tipo, los materiales hidrófilos e higroscópicos absorben toda o parte de la humedad, lo cual incremente la conductividad térmica.

Tabla comparativa de las siete muestras

Influencia de la tasa de transpiración en el calor perdido por humedad

Conclusiones Se midieron los calores perdidos por humedad de

diferentes tejidos para ropa interior, para diferentes humedades relativas en el aire y no se encontraron relaciones lineales con las diferencias de presión parcial.

Para bajas tasas de transpiración (50 a 75 g/h) no hay diferencias significativas en el calor húmedo perdido lo cual puede deberse a las diferentes humedades relativas en el ambiente.

Conclusiones Con humedades relativas altas y bajas tasas de

transpiración, la humedad puede no evaporarse por completo por que se almacena en el tejido dando como resultado un mayor calor perdido por conductividad térmica debida a la humedad.

Para altas tasas de transpiración y altas humedades relativas la conductividad térmica húmeda se convierte en el factor dominante para el calor perdido por humedad.

Gracias por su atención