Estruturas têxteis de elevado isolamento térmico para condições extremas de frio

Abstract

O vestuário de elevado isolamento térmico para utilização por praticantes de montanhismo e de outros desportos radicais outdoor deverá promover a sua máxima proteção térmica contra condições extremas de frio. Os principais requisitos do vestuário para utilização em ambientes extremos de frios são o elevado desempenho ao nível de isolamento térmico, confortável, baixa condutividade térmica, leveza, flexibilidade, resistência à compressão, resistência à água e ao vento. Atualmente, o isolamento térmico do vestuário para condições extremas de frio é promovido por microfibras, fibras ocas, penas, sistemas de controlo ativo de ar, materiais revestidos com alumínio e soluções mistas. O objetivo da presente investigação consiste no desenvolvimento de um blusão de elevado isolamento térmico, para praticantes de montanhismo e de outros desportos radicais outdoor em condições extremas de frio, com melhores propriedades de isolamento térmico relativamente aos existentes no mercado. Pretendeu-se assim maximizar o isolamento térmico minimizando a espessura e o peso dos materiais habitualmente usados, através da investigação de materiais de baixa condutividade térmica (aerogel) e materiais com propriedades refletivas do calor corporal (materiais revestidos com alumínio). A metodologia de investigação consistiu em realizar a pesquisa bibliográfica dos materiais e blusões de promotores de elevado isolamento térmico para condições extremas de frio, identificar as necessidades dos montanhistas e os requisitos técnicos do novo blusão, desenvolver quatro protótipos do blusão e caracterizar o desempenho do blusão com melhores caraterísticas. Desta investigação concluiu-se que os substratos têxteis mais volumosos têm maior capacidade de isolamento térmico do que os mais compactos. São estes últimos que apresentam melhorias mais significativas no valor de resistência térmica após a incorporação do aerogel, contudo, apresentam baixa flexibilidade e maleabilidade. O aerogel para promover um bom isolamento térmico tem de ser usado em quantidades elevadas, no entanto, contribui para a diminuição da flexibilidade e da maleabilidade das estruturas têxteis.

The apparel with high level thermal insulation performance should provide high protection of the practices of mountaineering and other radical sports against to the extreme condition of cold weather. The main requirements of the apparel for cold weather are high performance thermal insulation, comfort, low thermal conductivity, lightness, flexibility, compression resistance, waterproof and windproof. Nowadays, the thermal insulation of the garment for adverse climatic conditions is mainly assured by special microfibers, hollow core fibers, downs, active control systems of air, aluminum coated materials and solutions which combined different thermal insulators materials and technologies. The aim of the present investigation is to develop a new jacket with high thermal insulation performance for practices of mountaineering and other outdoor radical sports in extreme conditions of cold weather, with better thermal insulation performance than the others in the market. It is proposed increase the thermal insulation properties, decreasing the thickness and the weight of the common materials used, through the investigation materials with low thermal conductivity (aerogel) and materials with body heat reflective properties (aluminum coated materials). The methodology used consists in the bibliographic search of materials and jackets with high level of thermal insulation properties, the identification of the needs of the mountaineering‘s practices, the identification of the technical requirements of the new jacket, development of the new jacket and finally the assessment and characterization of the jacket‘s performance. This research found that the more bulky textile substrates (with a larger amount of air inside) have a greater thermal insulation capacity than the more compact. It is the most compact that presents higher significant improvements in thermal resistance value after incorporation of the aerogel, however, have low flexibility and suppleness. Aerogel to promote good thermal insulation must be used in large amounts, however, contributes to decreased flexibility and malleability of textile structures.