Termografía: por dónde se escapa el calor a través de la ropa

Imágenes de la cámara termográfica para comprobar el aislamiento de las prendas técnicas (Sergio Melgosa) — Imágenes de la cámara termográfica para comprobar el aislamiento de las prendas técnicas

El año pasado participamos en el primer Congreso de Montañismo CIMA 2015 con una ponencia sobre las aplicaciones de la termografía infrarroja en los deportes de montaña. Para nuestra sorpresa, la ponencia interesó en general a los asistentes y, no es que eso nos sorprenda, lo de verdad llamativo para nosotros es el desconocimiento que se tiene sobre esta técnica y sus aplicaciones en la montaña, que van desde el análisis del comportamiento de la ropa de montaña a la localización de personas desaparecidas, la evaluación de las posibles congelaciones, la prevención de lesiones del deportista y la evaluación de las mismas (analizando por ejemplo las asimetrías térmicas por sobrecarga), realizar estudios encaminados a analizar el desgaste energético (en refugios, albergues…) o el desgaste del material de escalada, entre otras.

Las aplicaciones son numerosas y es probable que en un futuro no muy lejano estas cámaras empiecen tener un uso más común. De momento en este artículo nos vamos a centrar en el uso de la termografía infrarroja para, literalmente, ver por dónde se escapa el calor corporal a través de la ropa que usamos.

Funcionamiento de la termografía infrarroja, ¿qué es?

Sin entrar en detalles técnicos, podemos decir que la termografía infrarroja es una técnica de medida de la temperatura, a distancia y sin contacto con el objeto que queremos medir. Es decir, podemos medir la temperatura de una persona o material a 1 metro de distancia o a 20 metros (eso ya es una gran ventaja).

Además, nos va a proporcionar una imagen (es una técnica bidimensional) lo cual lo hace ya mucho más atractivo, pues pasamos del valor numérico de la temperatura de un punto, a visualizar la temperatura del objeto entero y su entorno.

Un caso práctico

Pongamos un ejemplo, que es como mejor se ven las cosas:

En la foto se puede ver un montañero equipado para pasar un día agradable de montaña. En general, su vestimenta es adecuada para las condiciones meteorológicas que se va a encontrar en la montaña, y está formada por botas, pantalones, las conocidas tres capas (transpirable, aislante e impermeable) y un gorro para proteger la cabeza.

A simple vista, parece que todo está correcto, pero, ¿somos conscientes, como usuarios, de por dónde se está escapando el calor?

La imagen térmica (en la imagen, parte superior derecha) es muy reveladora y rápidamente se puede identificar dónde están las zonas de mayor temperatura. Evidentemente las zonas desprotegidas (manos y cara) tienen una mayor temperatura que las protegidas, pero lo verdaderamente llamativo es que en el área del pecho (marcado en la imagen térmica como Ar1), la punta de flecha que marca la máxima temperatura se sitúa en la costura del bolsillo, con más de 3ºC de diferencia sobre la temperatura media de dicha área.

Hemos detectado rápidamente el punto más débil de esta chaqueta.

Vale, quizás era muy evidente que iba a estar ahí, diréis, eso ya lo suponíamos sin necesidad de una cámara termográfica. Cierto, pero no sólo hemos identificado de manera rápida esa zona, también la hemos cuantificado con enorme precisión (15,4ºC de temperatura superficial).

Esta técnica, al mostrarnos la temperatura en modo de imagen (nos permite ver el calor), nos proporciona información de otras zonas, como las piernas, una zona de temperatura más elevada debido al ejercicio físico que se está realizando y el calor que se está generando en las piernas, con grupos musculares de gran tamaño. No es por tanto como consecuencia de un peor comportamiento térmico de la ropa. Esto es importante, pues la termografía nos proporciona una imagen, pero somos nosotros quienes debemos interpretarla y no caer en errores que puedan llevar a un diagnóstico erróneo.

Pongámoslo un poco más difícil. ¿Qué ocurriría ahora si levanto los brazos? ¿Superaremos los 15,4 ºC de la costura del bolsillo?

La imagen térmica (en la imagen, parte inferior izquierda) revela que efectivamente superamos, en la zona de las axilas, la temperatura máxima detectada en la costura del bolsillo.

En la primera imagen, sin hacer nada, hemos detectado el punto más débil. En la segunda imagen, levantando los brazos, hemos detectado el segundo punto débil.

Demos un nuevo paso. Si nos desabrochamos la chaqueta, ¿será la temperatura superficial de mi segunda capa superior o inferior a la que hemos medido en la superficie de la zona de las axilas o del bolsillo de la chaqueta? Pueden ocurrir dos cosas:

1.- Que la temperatura superficial de la segunda capa sea superior a la de los dos puntos débiles, significará entonces que no son tan débiles y algo de calor guardan.

2.- Que la temperatura superficial de la segunda capa es igual o inferior a la de los dos puntos débiles, significará entonces que son enormemente débiles y es como tener agujeros en esa zona de la chaqueta.

Salgamos de dudas mirando la siguiente imágen térmica (en la imagen, parte inferior derecha).

Vemos que la temperatura superficial máxima de la segunda capa es de 19,5ºC, igual a la del punto débil de la zona de las axilas (punto muy débil por tanto o mal protegido) y superior a la de la cremallera que algo de calor ha guardado.

Conclusiones e inversión en I+D

El ser humano es isotérmico; 37ºC es nuestra temperatura óptima de funcionamiento. Si se supera, comienzan diferentes procesos de enfriamiento (sudoración). Si por el contrario baja esta temperatura, son otros los mecanismos los que se desencadenan (tiritamos).

Además, tenemos unos límites superior e inferior. A los 42ºC se puede producir una insuficiencia circulatoria y la desnaturalización de las proteínas. Y por debajo de 27ºC podemos correr el riesgo de morir de frío.

Así, desde nuestros orígenes, hemos usado la ropa para protegernos de las condiciones climáticas adversas, mejorándolas poco a poco, pero se podría decir que el sector textil lleva invirtiendo en I+D miles y miles de años para proporcionarnos lo que la naturaleza no ha hecho, aislamiento y confort.

Resultados del experimento

Los resultados del pequeño estudio que hemos realizado con estas imágenes se puede resumir en la siguiente tabla:

ZONA	TEMPERATURA MÁXIMA	GRADO DE AISLAMIENTO
Chaqueta	12.4º C (T media)	Alto
Costura del bolsillo	15.4º C	Moderado
Zona de las axilas	19.5º C	Malo
Segunda capa. Forro polar	19.5º C	Bueno

El ejercicio expuesto aquí es muy sencillo, podríamos decir que es un “experimento casero”, pero que pone de manifiesto la utilidad de esta técnica en el sector textil especializado en los deportes al aire libre, tanto de invierno como de verano. Los fabricantes pueden utilizar las mediciones realizadas con termografía infrarroja para analizar los puntos débiles de sus prendas, así como la capacidad de aislamiento de los distintos tejidos o a la eficacia de los diferentes sistemas de confección e hilatura.

Ya hay empresas, como OS2O, que están aplicando esta técnica en el análisis de la ropa e introduciendo mejoras en las zonas donde han visto mayores pérdidas de calor. Es muy probable que pronto las termografías nos empezarán a ser más familiares.

Sergio Melgosa, es gestor energético y termógrafo certificado, uno de los responsables de la empresa de eficiencia energética eBuilding