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Software calcula la disipación de calor debajo de la ropa

Un software para acelerar el desarrollo de ropa calcula la disipación del calor debajo de la ropa y predice en qué grado nos mantendrá abrigados una determinada prenda.  Ya sea practicando deporte, en el trabajo o en casa, dependiendo de la actividad y del entorno, nuestra ropa tiene que satisfacer diferentes demandas. El factor crucial es el espacio de aire entre nuestro cuerpo y la capa más externa de la ropa.

Si nuestra ropa no se adapta a las condiciones, rápidamente nos sentimos incómodos. Todos los hemos sentido alguna vez: el invierno puede parecer soleado y cálido, pero tan pronto como nos exponemos al viento, comenzamos a congelarnos. Los desarrolladores de prendas de vestir, por otro lado, quieren adaptar sus productos lo más posible a los requisitos de sus clientes.

Para ver si las camisetas, las chaquetas o los zapatos cumplen lo que prometen, hasta ahora han sido necesarias pruebas con prototipos.

Los científicos de Empa han desarrollado un software que calcula lo cálido y acogedora que se siente una persona cuando usa una prenda de vestir.

La comodidad térmica de, por ejemplo, una chaqueta de invierno no está determinada principalmente por su tejido. «Mucho más importantes son las capas de aire entre el cuerpo y la tela«, explica Agnes Psikuta, investigadora de Empa. «Los espacios de aire son responsables de más del 70% de las propiedades térmicas de una prenda«. Esto se debe a que el aire es un excelente aislante. Por lo tanto, la ropa aísla particularmente bien cuando hay mucho aire entre el cuerpo y la capa más externa de la ropa. Si este aire se escapa, el aislamiento sufre y uno comienza a congelarse.

Software imitado de la industria de la moda

Hasta la fecha, la mayoría de los modelos científicos para predecir la pérdida de calor se han basado principalmente en las propiedades de la tela que se ha utilizado para fabricar una prenda. Sin embargo, los tejidos caen de manera muy diferente cuando un cuerpo se mueve. Esto también cambia las capas de aire aislante; pero solo una capa permanente puede aislar bien. Por lo tanto, los investigadores han buscado soluciones para calcular el cambio en el espesor durante el movimiento. «Utilizamos como base programas de computadora desarrollados para la industria de la moda. Estos programas simulan la situación en una pasarela. Los diseñadores pueden crear un modelo virtual de una prenda y ver cómo su ropa recién diseñada se adapta a una persona en movimiento«.

Resultó que estos programas de computadora pueden predecir con precisión cómo se cubrirá la ropa con el cuerpo.

El software desarrollado por Agnes Psikuta y su equipo combina diferentes modelos matemáticos que interactúan entre sí. Además de las capas de aire, el programa predice la comodidad térmica del usuario, así como la influencia de la sudoración o los movimientos del cuerpo sobre la prenda. Finalmente, un patrón de corte se transforma en una prenda virtual que un avatar puede usar.

El programa también puede ayudar, por ejemplo, a desarrollar un atuendo óptimo para correr en otoño.

«Incluso antes de que se hayan determinado las telas o el diseño estético, nuestro software calcula la ropa necesaria que debe quedar«, explica Psikuta. Y no solo para tamaños estándar. «Nuestro programa puede dar forma a los avatares según los diferentes tipos y tamaños de cuerpo. Si, por ejemplo, se va a desarrollar algo para personas particularmente musculosas, con curvas o delgadas, podemos adaptar el programa en consecuencia«.

El modelo de computadora muestra cómo se mueve un par de pantalones cuando está en movimiento (arriba). El código de color muestra el grosor de la capa de aire entre el cuerpo y la prenda (parte inferior). Imagen: Empa

Período de desarrollo de diseño de ropa acortado en un 90%

Al final, el programa ayuda a reemplazar innumerables prototipos para el desarrollo de nuevas prendas y equipos funcionales. Como también elimina la necesidad de ejecutar pruebas que requieren mucho tiempo, el período de desarrollo se reduce hasta en un 90%. «La cantidad de tiempo que realmente podemos ahorrar depende en gran medida del producto en cuestión y su complejidad«, dice Psikuta.

«Por ejemplo, la ropa protectora para los bomberos, en última instancia, un equipo que salva vidas tiene una estructura muy compleja, mientras que una camiseta deportiva, por otro lado, es bastante más fácil«.

 

Ejemplos de prendas y las capas de aire que se forman debajo. Fotos: Empa

Sin embargo, operar el programa es cualquier cosa menos trivial. Para aplicar los resultados de la investigación en la práctica, Empa coopera con socios industriales que, por ejemplo, fabrican equipos funcionales para deportes de invierno. «Se les ocurren nuevas ideas y los apoyamos con nuestra tecnología y ayudamos a desarrollar su indumentaria en el menor tiempo posible«, afirma Psikuta. Ella y su equipo también están presentando el software en conferencias científicas para desarrollarlo continuamente con socios académicos y luego hacerlo accesible a la mayor cantidad de usuarios posible.

Fuente: Empa