TEXTILES INTELIGENTES
Prendas para todos los climas
FRANCISCO MEJÍA-A
Textile Designer & Engineer Philadelphia Textile University 1980
FWI Textile Quality Control Director. Miami/FL. USA
Una muestra de aereogel (humo helado) y una chaqueta fabricada con
Aerogeles
Materiales
conductivos o conductores: El hilo conductor es una forma creativa de
conectar varios componentes electrónicos sobre la ropa. Un hilo puede
transmitir corriente para la alimentación o la señal de los componentes. Aunque
por lo general no son tan conductivos como las líneas conductoras de un
circuito impreso (PCB), este tipo de hilos tienen la capacidad de hacer que la
ropa se convierta en prendas electrónicas. Los mejores hilos de este tipo son
de plata, y su finura es tal que pueden utilizarse en máquinas de coser,
siempre y cuando la resistencia sea de alrededor de 10 Ohm/cm. Las
telas conductivas o conductoras, combinan los acabados de manejo de humedad y
paso de aire (transpirabilidad), con un alto contenido metálico. Con la adición
de revestimientos de níquel, cobre y plata, de espesor variable, estas fibras
ofrecen una combinación versátil de las propiedades físicas y eléctricas para
una variedad de aplicaciones.
Air Xtream, desarrollado por Keela: AirXtream es una tela revolucionaria que forma la capa externa de las famosas prendas para montañismo (hiking), los chalecos Stormrider y la chompa Gilet StormWalker con un material especialmente desarrollado de tres capas. El exterior se compone de un tejido de piqué con un duradero tratamiento resistente al agua, laminado sobre una membrana hidrófila impermeable. A su vez, se lamina al revestimiento interior, que tiene la propiedad de absorber humedad rápidamente, y tiene un alto porcentaje de estiramiento para mayor comodidad, siendo muy durable. Su resistencia a la intemperie significa que puede ser utilizada cuando haya mal clima y actúa como una perfecta capa intermedia en condiciones de frío, sin ser muy abultada y simultáneamente ayuda a mantener el aislamiento.
El
chaleco climatizado de BMW, se diseñó para conectarse a una toma o a la batería
de la motocicleta. Diseñado sin cuello, el chaleco negro y gris se puede usar
con prácticamente cualquier chaqueta o chompa de motociclista. Su rendimiento se
lleva al máximo desempeño con tan solo 3.5 amperios a 12 voltios, lo que
significa que necesita menos energía que las bombillas del faro de la misma
moto. El tejido de fibra de carbono, responsable del funcionamiento de la
calefacción, permite una distribución más uniforme y agradable del calor que la
mayoría de las prendas con calefacción convencional.
Con
la colaboración de: Dr.
Sanjay Gupta,
VP & Dean, Centum Learning Ltd (A Bharti
Enterprise Associate Company)
(Formerly Senior Professor & Dean, NIFT) -
Los
organismos se pueden clasificar en dos categorías, ectodérmicos y endotérmicos.
Ectodérmicos son organismos que su cambio de temperatura corporal se genera y
ajusta de acuerdo a su entorno, mientras que endotérmicos son organismos que la
temperatura de su cuerpo tiene que ser mantenida. Nosotros, los humanos
clasificamos como endotérmicos, porque somos animales de sangre caliente. Como
somos endotérmicos, la termorregulación es muy importante, ya que debemos
mantener regulada la temperatura de nuestro cuerpo independientemente de la
temperatura del ambiente. En los humanos, la termorregulación es un tipo de
mecanismo de retroalimentación negativa, donde el estímulo es el cambio de
temperatura, el órgano receptor es la piel y el centro de control es el
hipotálamo, por eso cuando sentimos calor, la temperatura de nuestro cuerpo
aumenta y cuando esto ocurre, nuestro vello corporal se inclina para atrapar menos
aire. A su vez se dilatan los vasos sanguíneos para permitir que más sangre
fluya a través de la piel y así se aumente la pérdida de calor, también cuando
la temperatura de nuestro cuerpo aumenta vamos a sudar más para ayudar a
enfriar nuestro cuerpo y entonces y volver nuestra temperatura a la normalidad,
ahora, cuando nos sentimos frío, ocurrirá lo contrario y la temperatura de
nuestro cuerpo disminuye. En primer lugar, nuestro vello corporal se erige para
capturar más aire que actúa como un aislante, para reducir la pérdida de calor,
se produce vasoconstricción de modo que menos flujo de sangre fluye debajo de
la piel de este modo prevenir la pérdida de calor. También vamos a temblar para
generar calor. Entonces, nuestra temperatura corporal aumenta lentamente hasta volver a la
normalidad.
Habiendo
definido y entendido como funciona nuestra temperatura corporal, los
científicos han venido desarrollando los llamados textiles inteligentes, una
ciencia que se ha ido posicionando en un lugar importante en la industria
textil y de la moda desde finales del Siglo XX, e incluso ya forma parte de
nuestra vida cotidiana, así no caigamos en cuenta. La llamada inteligencia de
los textiles surge de la incorporación de determinados componentes en el
tejido, que pueden ser dispositivos electrónicos, polímeros especialmente
construidos o incluso algún tipo de colorante. Muchos de los textiles
inteligentes están diseñados para responder a las condiciones adversas de su
entorno y por lo tanto ofrecer una mayor o mejor protección. También pueden
alterar su naturaleza o responder a factores externos dándole beneficios
adicionales a sus usuarios. La innovación ha sido extensa, por ejemplo, telas
que pueden producir simultáneamente protección y aislamiento adicional en climas
cálidos y fríos. Estos textiles ya son importantes en la industria militar y
deportes extremos al aire libre y serán cada vez más importantes en la
industria de la moda.
La
primera pregunta es: ¿Qué son exactamente
prendas para todos los climas? La respuesta técnica más correcta sería…. ropa de temperatura regulada o
termo-regulada. Si consideramos que la regulación térmica sirve sólo para
mantener el calor sería incorrecto, o solo parcialmente correcto. El término es
mucho más amplio que eso y en realidad significa el mantenimiento de la
temperatura corporal a un nivel que maximiza el rendimiento y la comodidad, mientras
que simultáneamente protege al usuario. La regulación de la temperatura o
termo-regulación se define mejor por su objetivo, que consiste en mantener
tanto la temperatura corporal y el confort del usuario en ambientes diversos.
El propio cuerpo regula su temperatura a través de un grupo de procesos
biológicos. Incluso en reposo, el cuerpo humano es un conjunto de reacciones
químicas en curso que regula el calor del cuerpo dentro de un rango de
temperatura óptimo llamado la zona termo-neutral (por lo general a 37 ±1º C).
Cuando la temperatura del cuerpo se extiende más allá de los límites de la zona
termo-neutral, los sistemas corporales funcionan con menor eficiencia, y cuando
se empuja a los extremos incluso puede causar la muerte. Por lo tanto, la
termorregulación es fundamental tanto desde el punto de vista de la seguridad como
del rendimiento.
Por
lo general, las telas por si mismas no proporcionan termo-regulación. Su
termorregulación es afectada por no inhibir o más bien, por apoyar los
esfuerzos de termo regulación del cuerpo humano. En este caso, el papel de la
tela es el de permitir que el aire circule alrededor del cuerpo el cual al
mismo tiempo proporciona un colchón de aislamiento (ya sea caliente o frío)
cuando el cuerpo lo necesita. El tejido debe ser capaz de adaptarse a las
necesidades del cuerpo en un amplio rango de actividades y de temperaturas
exteriores.
Dependiendo
de las condiciones ambientales, ciertas combinaciones de tejidos en la construcción
de la tela, algunos acabados químicos y la forma como la prenda es
confeccionada pueden también mantener el cuerpo caliente o frío. Por lo general,
las telas están dirigidas a clima cálido o a clima frío. En la confección de
prendas dirigidas al clima frío debe abordarse tanto la pérdida de *temperatura
radiante, como la de **calor convectivo. Por otro lado, las prendas de clima
cálido deben ayudar a la pérdida de calor por evaporación mediante el aumento
de movimiento de la humedad, y el aumento de la velocidad de conducción de
calor a través del material. El control del espacio aéreo en el microclima
entre la piel y la ropa, o entre capas de esta, es de vital importancia.
*La temperatura radiante tiene en cuenta el
calor emitido por radiación de los elementos del entorno.
** La convección es una de las tres formas de
transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un
fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes
temperaturas.
Hay
tres características principales que se han observado en los materiales que son
capaces de proporcionar termorregulación. La primera es la transpirabilidad (capacidad
de permitir que el aíre pase a través) y el control de la humedad. La absorción
y retención de agua debe estar lo más cerca posible a cero y debe haber un
mecanismo para asegurar que la humedad se mueva lejos de la piel. La segunda
característica es el aislamiento. La tela debe tener un buen valor de
aislamiento para complementar la última capa o el espacio de aire existente en
la superficie de la piel. Puede haber un mecanismo para variar el grado de
aislamiento. Por último, el tejido debe ser ligero, con buen volumen para
lograr el máximo confort.
Algunas
de estas características y materiales que los poseen se discuten a
continuación:
Transpirabilidad / control de la humedad: Una tela de material transpirable de alta
eficiencia permite al usuario controlar la temperatura corporal, experimentando
comodidad física al controlar la pérdida de calor del cuerpo, mientras que al
mismo tiempo va eliminando el exceso de sudor. En general el efecto producido
es el de una sensación más confortable en la superficie de la piel. Uno de los primeros tipos de tejidos
comercializados para conferir un mejor aislamiento fue la gama de tejidos
transpirables Gore-Tex. Estas telas son construidas por la laminación de una
membrana impermeable de dos componentes a una gama de diferentes sustratos,
como el poli-tetrafluoretileno ampliado el cual es impregnado con un polímero óleo-fóbico.
La membrana es muy porosa, y el ancho de los poros, alrededor de 100 nanómetros
(nm), es fundamental para la eficacia de la tela, el tejido le permite al sudor
escapar y aun así puede conferir protección contra la lluvia.
Otra
serie de materiales que garantiza un aislamiento mejorado incluye las telas
Stomatex. En estos tejidos una temperatura elevada se mantiene para evitar la
condensación de la transpiración. El vapor atrapado debajo de la tela se
elimina por la acción de unas pequeñas bombas presentes en el material. Cada
bomba consta esencialmente de una cámara deformable y un poro de salida.
Durante el uso del material, el vapor se libera de cada cámara, a medida que la
tela se flexiona con el movimiento de la tela. Con mayores niveles de actividad
física por parte del usuario, la acción de bombeo es correspondientemente
mayor. El desempeño de este material es
controlado de esta forma para que coincida con la velocidad a la que el usuario
está sudando.
La
compañía Micro Thermal Systems de Inglaterra, desarrolló esta galardonada
tecnología hace ya más de 20 años y en 1999 recibió del “Departamento de
Comercio e Industria” de Inglaterra, el premio
‘Industry Smart’ por la comercialización con éxito de esta innovadora
tecnología. El neopreno es un caucho sintético resistente al calor y al aceite.
Según las especificaciones actuales de Stomatex® - este material es descrito
como "neopreno transpirable" – está fabricado de espuma de células
cerradas de neopreno. Estas telas pueden ser producidas por medio de laminación
o revestimientos de láminas sueltas de acuerdo a las necesidades de los
usuarios. El espesor (aislamiento térmico) del componente de aislamiento varía entre
dos milímetros (mm) y seis milímetros, las más utilizadas van desde dos a cinco
milímetros.
En
condiciones secas, las miles de diminutas cámaras y poros formados en el cuerpo
de la prenda Stomatex®, evacuan el sudor
de la piel por medio de la evaporación de una manera muy efectiva. Si las
condiciones son de humedad, se utiliza en los chalecos térmicos, en interiores
y en ‘wet suits’. Las prendas Stomatex®, capturan el aire en las trampas de las
cámaras, y esta situación actúa como un excelente aislante, haciendo que la
prenda conserve mejor el calor que una prenda fabricada de manera similar con
de neopreno ordinario, que no permite que el sudor se evapore. Debido a que el
material Stomatex®, tiene la capacidad de eliminar el exceso de calor y de
sudor, el traje no permite que la
temperatura en el interior suba, ya sea adentro o afuera del agua. El elenco de 'Harry Potter y la piedra
filosofal "agradeció por la calidez y el confort que la ropa interior
térmica fabricada a la medida por Stomatex®. Stomatex® se encuentra en exhibición
permanente en el Museo Británico de Ciencias, como un ejemplo de un material
biomimético avanzado.
Los hilos y los
textiles de capas múltiples compuestas tienen otras posibilidades físicas para
lograr la confortabilidad de las prendas en términos de absorción del sudor
liberado por la piel humana. Esto es por medio de una capa interna absorbente de
sudor. Toyobo Co., de Japón desarrolló un hilo fresco y seco de tres capas, que
consiste en un hilo de algodón en la superficie, un hilo de poliéster
discontinuo (spun) y algodón en el centro y un hilo filamento continuo de
poliéster en el núcleo. Los mejores componentes se ubican en el centro pues las
fibras finas ofrecen una mayor porosidad, lo que aumenta la acción capilar,
impulsando el sudor absorbido a la superficie exterior del hilo. El filamento continuo
de poliéster en el interior tiene una sección transversal en forma de Y con el
fin de aumentar la capacidad de absorción de humedad.
Aislamiento: El
aislamiento térmico requerido de las prendas depende principalmente de la
actividad física y de las condiciones ambientales, tales como la temperatura y
la humedad relativa. La cantidad de calor producido por los seres humanos
depende en gran medida de la actividad física y puede variar de 100 vatios (100
W) en reposo a más de 1000 vatios (1000 W) cuando el rendimiento físico se
lleva al máximo. En temporadas
frías, por ejemplo cuando la temperatura ambiente es de aproximadamente 0º C,
la ropa con aislamiento térmico, se recomienda a fin de garantizar que el
cuerpo permanezca lo suficientemente caliente cuando está en reposo.
Sin
embargo, si el cuerpo está involucrado en una actividad más intensa (como en el
caso de los deportes de invierno), la temperatura corporal aumenta generando
mayor producción de calor. Para mantener este incremento dentro de los límites,
el cuerpo suda con el fin de retirar la energía sobrante del cuerpo por medio
del enfriamiento por evaporación. Si el aislamiento térmico de la ropa se
reduce durante la actividad física, una parte del calor producido puede ser
removido por convección y el cuerpo no tendrá que sudar mucho.
La
calidad del aislamiento de una prenda será ampliamente regulada por el grosor y
la densidad de los tejidos que la componen. Si bien un espesor mayor mejora el
aislamiento, una prenda confeccionada con una tela gruesa que tiene un mayor peso
interfiere y menoscaba la libertad de movimientos del usuario. Entonces, tener
prendas de baja densidad también es importante para mejorar el aislamiento. En
muchos ejemplos prácticos vemos que el aislamiento térmico es proporcionado por
los espacios de aire entre las capas de ropa. Las temperaturas externas también
afectan a la eficacia del aislamiento. Entre más extremas las temperaturas, ya
sean muy altas o muy bajas, menos eficaz será el aislamiento. Por lo tanto, la
capacidad de una prenda de proteger contra el calor o el frío debe ser
seleccionada por el comprador teniendo en cuenta las expectativas del clima en
el que la prenda va a usarse.
Es
evidente que hay una necesidad de prendas de vestir hechas con tejidos
inteligentes que pueden proporcionar una protección superior, así como
comodidad para el usuario y para ello una serie de materiales y textiles
inteligentes están disponibles hoy.
(A) Materiales que
cambian de fase: Cuando un material cambia de fase al aumentar
la temperatura, por ejemplo, de un estado sólido a un estado líquido, una gran
cantidad de calor latente es absorbido. Esta carga de calor es necesaria para
transformar un material sólido a un estado líquido, y ese cambio se dará en un
punto casi fijo (la temperatura de la fusión del material). El calor es, en
efecto, almacenado en el material en su estado líquido y sólo se libera cuando
el líquido se enfría nuevamente y regresa a su estado sólido. Este
comportamiento constituye la base de materiales de cambio de fase. En
circunstancias normales, el calor fluirá a través de la ropa al exterior. Con
la presencia de los PCM (siglas en inglés que significan materiales que cambian
de fase o Phase Change Materials) dentro de la prenda, este flujo se interrumpe
cuando estos materiales absorben o liberan el calor para impedir que el calor
tenga acceso al exterior. De esta forma una barrera térmica activa
(aislamiento) se crea en adición a las barreras térmicas pasivas normales
inherentes al diseño de la prenda.
Burlington
Worldwide (BWW), en colaboración con Outlast Technologies y Ciba, ha creado un
acabado que permite a los tejidos adaptarse a los cambios de temperatura permitiendo
ropa más cómoda y versátil. La tecnología pendiente de patente, llamada Smart
Fabric Technology, está construida alrededor de micro materiales encapsulados que
cambian de fase llamados Thermocules. Estos materiales absorben y liberan el
calor generando un mayor confort sin comprometer las características inherentes
del tejido. Una parafina-PCM, por ejemplo, absorbe aproximadamente 200
kilojulios por kilogramo de calor para llevar a cabo el proceso de fusión.
Esta
gran cantidad de calor absorbido por la parafina en el proceso de fusión se
libera en el área circundante durante el proceso de enfriamiento a partir de su
temperatura de cristalización. Durante un proceso completo de fusión, la
temperatura de los PCM, así como la de sus alrededores se mantiene constante.
El exceso de calor generado por un cuerpo en acción es absorbido por la
parafina en los PCM que se funde durante el proceso y almacena calor. Dado que
el exceso de calor es retirado del cuerpo, el aumento de la temperatura
acompañante no deseada en el proceso de calentamiento normal no se produce. Lo
mismo es cierto para el proceso de cristalización. Durante todo el proceso de
cristalización la temperatura de los PCM tampoco cambia. La alta transferencia
de calor durante el proceso de fusión, así como el proceso de cristalización,
sin cambio de temperatura hace que los PCM sean interesantes como fuente de
almacenamiento de calor.
Los
PCM están normalmente presentes en micro-cápsulas, que pueden resistir el
desgaste durante la vida útil de la prenda. Los PCM micro-encapsulados pueden
ser distribuidos dentro de las fibras o cubiertos sobre la tela. Si bien el concepto
de utilizar los PCM es claramente un muy atractivo, aún hay una serie de
limitaciones. El acrílico es única fibra disponible en el mercado que es
compatible con los PCM, y hay un límite máximo a la cantidad de PCM que se
pueden incorporar en las fibras antes que las propiedades de tracción sean
sensiblemente reducidas. Cuando los PCM han sido aplicados a las telas, la mano
de la tela puede verse comprometida, y resistencia a la abrasión durante el
uso, el lavado casero o la limpieza en seco puede que sea deficiente.
La
selección y la incorporación de los PCM en el sector textil requieren de mucho
cuidado. La consideración más importante es la temperatura real del cambio de
fase, y cuando sea aplicado en prendas de vestir la temperatura deberá ser
normalmente de 30º a 35ºC, cercana de la temperatura corporal. Otros factores
claves son el costo, la toxicidad y la disponibilidad. Las primeras
aplicaciones de este acabado serán en telas y tejidos para prendas de ropa
deportiva. Se prevé que en futuras aplicaciones se llevará a ropa masculina, uniformes
y prendas rompe-viento.
(B) Materiales con
memoria de forma: Estos materiales son los que pueden revertir la
forma actual y pasar a la forma que tenían antes, por lo general debido a la
acción del calor. En el Reino Unido, The UK Defence Clothing and Textiles
Agency, ha sido pionera en esta tecnología. Cuando estos materiales con memoria
de forma se activan en prendas de vestir, los vacíos de aire entre las capas
adyacentes de la ropa se incrementan, a fin de dar un mejor aislamiento. La incorporación
de materiales con memoria de forma en prendas de vestir en consecuencia,
confiere mayor versatilidad en la protección que proporciona la ropa contra los
climas extremos ya sea calor o frío.
Hay
aleaciones y polímeros con memoria de forma. Una aleación con memoria de forma tiene
por lo general forma de un resorte. El resorte se presenta en su forma natural
cuando la temperatura está por debajo de la temperatura de activación, pero se
extiende cuando la temperatura alcanza el punto de activación. Al incorporar
estas aleaciones entre las capas de la prenda, la brecha entre las capas puede aumentarse
sustancialmente por encima de la temperatura de activación, lo que mejora
considerablemente la protección contra el calor externo. Los polímeros con memoria
de forma tienen el mismo efecto que las aleaciones pero, al ser polímeros, son
potencialmente más compatibles con los textiles. También podrían ser empleados
como retardantes de fuego. El efecto memoria de forma se observa cuando un
plástico con una forma específica se revierte a la forma previamente adoptada,
a una temperatura dada.
Se
han diseñado películas de poliuretano que se pueden incorporar entre las capas
adyacentes de la ropa. Cuando la temperatura de la capa externa de la prenda se
ha reducido lo suficiente, la película de poliuretano responde haciendo que se
amplié el espacio de aire entre las capas. Esta ampliación se logra si, al
enfriarse, la película desarrolla una deformación que se salga del plano, siendo
suficientemente fuerte como para resistir el peso de la prenda y las fuerzas
inducidas por los movimientos del usuario. La deformación debe ser capaz de
reversión si la capa exterior de ropa posteriormente se calienta.
Sobre la base de los primeros
métodos desarrollados por Mitsubishi Heavy Industries, para la fabricación de
polímeros con memoria de forma, basados en poliuretano, solo se ha logrado
desarrollar un único y nuevo material, de alto rendimiento sensible a la
temperatura, se llama DIAPLEX. Este nuevo material se puede utilizar para hacer
prendas no viscosas, ajustadas y cómodas. Para mantener un ambiente cómodo
dentro de las prendas, el DIAPLEX está diseñado para reaccionar a una
temperatura de transición, que se adapta al estado del material y a las
variaciones en el entorno interno y externo. Cuando, tras una actividad
extenuante o cambios extremos en el entorno, la temperatura dentro de la prenda
alcanza la temperatura de transición, el material automáticamente se convierte ya
sea en más resistente al agua o en más permeable al vapor de agua.
Representación estructural de la
tela DIAPLEX
de doble capa
DIAPLEX se
auto-controla, memorizando las condiciones de confort y respondiendo a los
cambios en la temperatura del medio ambiente. Se puede llamar al DIAPLEX
un material con auto-control, porque detecta cambios en el ambiente y se ajusta
en consecuencia para mantener una condición confortable en la ropa. Además de
ser altamente y eficazmente impermeable y transpirable, DIAPLEX también cuenta
con las características necesarias de anti-condensación, de aislamiento
térmico, de rompe-viento y de repelencia al agua en condiciones climáticas
severas, mientras que también tiene la capacidad de estirarse, tiene muy buena durabilidad
y un toque suave y sensible que lo hacen adecuado para la práctica de deportes.
Corpo
Nove, a través de su R&D spin-off
Grado Zero Espace, ha utilizado metales térmicos con memoria de forma similar a
la tela para fabricar una camisa de manga larga. Las mangas se pueden programar
para que reduzcan su tamaño cuando la temperatura ambiente aumenta unos cuantos
grados. La tela se puede manipular para que parezca una bola dura, plisar y
arrugar y con un leve flujo de aire caliente (como el de un secador de pelo)
volverá automáticamente a su forma original.
(C) Aerogeles: La manta
aislante de aerogel, fabricada por Aspen Aerogel en los EE.UU., está siendo utilizada
como forro para la ropa usada en los inviernos extremos, y se dice que es tres
veces más eficaz que Thinsulate de 3M y 39 veces superior al mejor aislamiento producido
por la de fibra de vidrio. Se trata de un material coidal gaseoso fabricado a
partir de sustancias comunes como el óxido de silicio y/o el carbono, en el que
entre el 90% y 98% es aire. Los aerogeles de sílice son materiales sólidos
amorfos extremadamente ligeros que presentan una porosidad mayor del 90% de su
volumen total y tamaños de poros entre 4 y 20 nanométros de diámetro (1.000.000
de nm = 1 mm). De apariencia semitransparente y entre sus propiedades se
destacan su peso (casi tan liviano como el aire), su elevado aislamiento
térmico y acústico, así como su gran capacidad de carga mecánica. En la
actualidad es ampliamente usado en la industria automotriz y aeroespacial como aislante térmico y acústico. Es conocido
como humo helado, humo sólido o humo
azul debido a su naturaleza semitransparente, sin embargo, tiene al tacto una
consistencia similar a la espuma de poliestireno.
Los
aerogeles son producidos a través de la creación de estructuras gelatinosas,
donde se extrae y elimina todo el contenido líquido sin permitir que se
presenten encogimientos y contracciones. Luego se compacta con microscópicas
burbujas de aire aislante de sílice, alúmina, carbono y otros materiales con
diámetros menores a 100 nanómetros que hacen que sea imposible para la mayoría
de las moléculas de gas, incluyendo el aire, pasar a través y como resultado la
pérdida de calor es prácticamente cero. Una
capa tan delgada como una oblea es suficiente para proteger la mano de un
soplete gr soldadura. Un bloque del tamaño de una persona pesa menos de un kilogramo y, sin
embargo puede soportar el peso de un automóvil pequeño. Los Aerogeles se
utilizaron como aislante en el vehículo explorador Pathfinder de la expedición
a Marte.
(D) Las fibras de la ortiga: La ortiga es una planta perenne con pelos
urticantes que alcanza hasta 2-2,5 metros de altura, muy común en España y en
Europa. Sus hojas son lanceoladas y ovadas y sus flores son verdes, pequeñas y
dioicas; de ahí su apellido. Es conocida
popularmente como ortiga mayor u ortiga verde, su variedad más común aunque hay
otras especies menos conocidas como la Urtica urens u ortiga menor, Urtica
angustifolia, entre otras. Se propaga muy fácilmente, de forma similar a la
menta y crece en suelos húmedos y ricos en nutrientes. Se reproduce y se
expande rápidamente, lo cual en muchas ocasiones resulta difícil de controlar.
Gran
parte de los textiles actuales de origen natural tienen algodón, lino o lana, y
sus mezclas o derivados. En la actualidad otra fibra natural y olvidada durante
buena parte del Siglo XX, que ha
empezado a usarse con mayor frecuencia es el cáñamo, sin embargo, pocos han
oído hablar de fibra de ortiga, un cultivo económico, que se sabe defender con
fuerza propia de plagas y pestes, haciéndola muy económica de cultivar. Con las
fibras de ortiga mayor (urtica dioica) se fabrican telas desde hace siglos. Era
tan común en siglos pasados que Napoleón tenía trajes fabricados de este
material. En Mosul, Irak, también en India y en Irán, se fabrica una tela que
es como la muselina, poco tupida y suave, a partir de esta planta (que es
además nutritiva por su aporte en hierro y de uso medicinal). Los textiles
hechos de fibras de la ortiga son naturalmente aislantes. Las fibras de la
ortiga tienen una característica especial al ser huecos lo que significa que
pueden acumular aire en el interior, creando así un aislamiento natural. Para
crear un tejido fresco para el verano, las hilazas se retuercen con altas
torsiones para cerrar el núcleo hueco y reducir el aislamiento. Para los
tejidos de invierno, las hilazas se producen con muy baja torsión para que el núcleo
hueco de las fibras permanezca abierto manteniendo el aislamiento necesario y
así obtener una temperatura constante y confortable.
Materiales
conductivos o conductores: El hilo conductor es una forma creativa de
conectar varios componentes electrónicos sobre la ropa. Un hilo puede
transmitir corriente para la alimentación o la señal de los componentes. Aunque
por lo general no son tan conductivos como las líneas conductoras de un
circuito impreso (PCB), este tipo de hilos tienen la capacidad de hacer que la
ropa se convierta en prendas electrónicas. Los mejores hilos de este tipo son
de plata, y su finura es tal que pueden utilizarse en máquinas de coser,
siempre y cuando la resistencia sea de alrededor de 10 Ohm/cm. Las
telas conductivas o conductoras, combinan los acabados de manejo de humedad y
paso de aire (transpirabilidad), con un alto contenido metálico. Con la adición
de revestimientos de níquel, cobre y plata, de espesor variable, estas fibras
ofrecen una combinación versátil de las propiedades físicas y eléctricas para
una variedad de aplicaciones.
Por
ejemplo, la conductividad térmica del tejido es mayor de mil veces después de
que las fibras son metalizadas. Las prendas fabricadas con polímeros
convencionales tienen un aislamiento térmico mínimo. Otro tipo de fibra conductora
es el carbono. El conductor eléctrico textil o ECT, (Electric Conductive
Textile, por sus siglas en inglés), es un tejido de fibra de vidrio carbonado, donde
cada filamento está cubierto con unos pocos nanómetros de carbono. La tela se puede
fabricar tejida, trenzada o de punto, con cualquier tipo de fibra de vidrio y
cualquier tipo de hilado. El carbón genera conductividad eléctrica y por lo
tanto resistencia eléctrica. Esta resistencia eléctrica permite utilizar el
sustrato textil como medio de calefacción eléctrica. El calor se distribuye de
manera uniforme sobre toda la superficie del sustrato textil con una
resistencia variable entre 10 y 3000 ohmios por metro² de superficie. Sin
embargo, si las dimensiones son de 1 centímetro², o 1 metro², la resistencia es
constante. La energía aplicada puede ser de hasta 600 voltios (AC o DC). La combinación de ambos parámetros le permite
al ECT generar una salida de energía de entre 50 y 10.000 vatios/metro².
Aspecto
microscópico de una fibra de vidrio carbonizada – Manta de fibra de vidrio carbonizada
Robert
Rix de Rotherham, South Yorkshire, Inglaterra, ha creado una fibra de material
carbonado de alta conductividad llamada Gorix. Este material altamente
conductivo es capaz de regular su propia temperatura sin termostato. Esto lo
hace mediante la detección de una cantidad de voltaje que toma a partir de una
fuente de energía. El material garantiza mantener este nivel de voltaje, restringiendo
la variación de la temperatura a 0,2ºC del límite. Con Gorix, toda la extensión
de tela está regulada, previniendo así que se presenten los denominados "hot
spots" o "puntos calientes".
Air Xtream, desarrollado por Keela: AirXtream es una tela revolucionaria que forma la capa externa de las famosas prendas para montañismo (hiking), los chalecos Stormrider y la chompa Gilet StormWalker con un material especialmente desarrollado de tres capas. El exterior se compone de un tejido de piqué con un duradero tratamiento resistente al agua, laminado sobre una membrana hidrófila impermeable. A su vez, se lamina al revestimiento interior, que tiene la propiedad de absorber humedad rápidamente, y tiene un alto porcentaje de estiramiento para mayor comodidad, siendo muy durable. Su resistencia a la intemperie significa que puede ser utilizada cuando haya mal clima y actúa como una perfecta capa intermedia en condiciones de frío, sin ser muy abultada y simultáneamente ayuda a mantener el aislamiento.
El
chaleco climatizado de BMW, se diseñó para conectarse a una toma o a la batería
de la motocicleta. Diseñado sin cuello, el chaleco negro y gris se puede usar
con prácticamente cualquier chaqueta o chompa de motociclista. Su rendimiento se
lleva al máximo desempeño con tan solo 3.5 amperios a 12 voltios, lo que
significa que necesita menos energía que las bombillas del faro de la misma
moto. El tejido de fibra de carbono, responsable del funcionamiento de la
calefacción, permite una distribución más uniforme y agradable del calor que la
mayoría de las prendas con calefacción convencional.
El
chaleco está forrado y tiene excepcionales propiedades de aislamiento térmico.
Esto se logra por el depósito de vapor de aluminio en el material exterior del
chaleco. El
precio de venta al público es de US$139ºº
Observaciones
finales:
Los
textiles inteligentes proporcionan palpables evidencias de la enorme riqueza de
oportunidades aún por comprender y absorber en la industria textil, de la
confección, la moda y los textiles técnicos.
En particular, el futuro de la
evolución de estas tecnologías dependerá de la colaboración activa entre las
personas representantes de una gran variedad de orígenes y disciplinas,
incluyendo diseñadores e ingenieros textiles, científicos así como en las áreas
de publicidad, comercialización y mercadeo. Dentro
de los próximos años, veremos como los dispositivos inteligentes (SMART) influenciarán
nuestras vidas de manera significativa, ya que muchos de estos dispositivos
estarán presentes en textiles y prendas de vestir. De hecho, los avances en
textiles inteligentes están ocurriendo tan rápido que es probable que exista
una evolución significativa entre el momento en que este documento ha sido
escrito y el tiempo que le tome a Usted leerlo.
El velcro no lo inventó la NASA
Por: Sara Navas
Por: Sara Navas
Lo que nos han contado. Que este sistema de adherencia basado en una
tira de pequeños ganchos de plástico y otra tira de fibras sintéticas que
quedan unidas al juntarse y se despegan de un solo tirón lo inventó la NASA. El
objetivo de la agencia del gobierno estadounidense responsable del programa
espacial civil era salvar la falta de gravedad que hay en el espacio ofreciendo
a los astronautas una forma sencilla y cómoda de ponerse y quitarse todo el
equipo que deben portar.
Lo que realmente ocurrió, según lo explica Sara Navas, en el Diario El País de Esapña, es que el
ingeniero suizo George de Mestral, quien nada tenía que ver con la NASA, creó el
velcro en 1948 tras pasar un día de caza en el campo. Durante su paseo por la
naturaleza le llamó la atención cómo las semillas de las flores se adherían a
su ropa. Al observarlas de cerca con microscopio descubrió que sus puntas eran
diminutos ganchos, de ahí que fuera difícil despegarlas de la ropa. Maestral
decidió inventar un sistema que replicara el comportamiento de estas semillas y
creó las populares tiras adhesivas que hoy incluyen decenas de prendas, como
casi todo el calzado infantil. En los años 60, la NASA decidió incorporarlo en
el equipamiento de los astronautas y el sistema comenzó a popularizarse. El
repentino uso masivo, tanto para fines domésticos como deportivos (los trajes
de los pilotos de carreras y esquiadores lo incorporaron a sus uniformes),
ayudó a que la creencia de que los ingenieros de la NASA eran los creadores del
velcro tomara fuerza.
