¿Cómo mejora el rendimiento la indumentaria deportiva con “sensación de frescura”?

Breve explicación de los mecanismos térmicos que influyen en la calidad de la indumentaria deportiva.

Introducción

Se puede pensar en la vestimenta como nuestra segunda piel. Proporciona una barrera térmica que nos protege de los fuertes vientos y la nieve que acompaña a los fríos inviernos del hemisferio norte. En climas más cálidos, la vestimenta cumple una función diferente, dado que apunta a reducir nuestra exposición a los dañinos rayos UV emitidos por el sol. Este tipo de radiación se asocia a graves problemas de salud, en particular, si estamos expuestos de forma continua sin protección por un extenso período. La vestimenta puede ser bastante singular, ya que actúa como un lienzo utilizado por los diseñadores para expresar sus emociones, creatividad y estilo. Sin embargo, es mucho más que lo que vemos. Los diseñadores deben tener en cuenta diversos factores que exceden el atractivo visual de una prenda (como los vientos fríos o el sol intenso), al momento de seleccionar el material o el género para fabricar la prenda. Es importante considerar la protección ante peligros, condiciones ambientales extremas, sustancias químicas y cuestiones de higiene en la elección del género. En relación con la indumentaria deportiva, la protección y regulación térmica son propiedades sumamente importantes del material que se utiliza para elaborar una prenda, y pueden tener un impacto importante en la capacidad del deportista para regular la temperatura y en su rendimiento general.

Importancia de las propiedades térmicas

Se ha invertido gran cantidad de tiempo y dinero para investigar cuáles son las mejores telas para potenciar el rendimiento deportivo mediante una óptima regulación térmica. Esta capacidad de brindar comodidad al deportista es aún más importante para los atletas de alto rendimiento, en donde la posibilidad de ganar es aún mayor. La final de 100 metros llanos de mujeres en los Juegos Olímpicos de Barcelona en 1992 fue un claro ejemplo de lo perjudicial que pudo haber sido la capacidad de regulación térmica de las prendas en un evento deportivo de alto rendimiento. Pronto, esta carrera sería conocida como una de las finales más ajustadas en la historia olímpica. Las atletas que compitieron dieron su máximo esfuerzo en la competencia, cuyo resultado fue una diferencia en los tiempos de llegada de menos de una décima de segundo del primer al quinto puesto. Este tipo de finales emocionantes que experimentan estas corredoras constituye un excelente ejemplo de lo que motiva a los atletas a buscar una ventaja competitiva que contribuya a maximizar su potencial y rendir al máximo de su capacidad física. Cuando la diferencia entre ganar una medalla dorada o quedar con las manos vacías es menor que lo que lleva leer una sola letra escrita en una página en blanco, hasta la ventaja más pequeña, como vestir prendas de alto rendimiento, puede tener una enorme influencia en los resultados. Este tipo de finales tan ajustadas nos lleva a reflexionar hasta qué punto el tipo de material con el que se fabrica una prenda constituye una ventaja y en qué medida impactará ese pequeño beneficio en las habilidades deportivas de un atleta.

Figura 1: Atletas en el punto de partida en la pista.

Propiedades técnicas de la indumentaria

En términos técnicos, se puede decir que la vestimenta es un sistema de materiales multiporosos y de múltiples fases que, generalmente, se presenta en varias capas delgadas de fibras entrelazadas para formar un patrón único. Nuestro cuerpo actúa como una fuente interna de calor que forma un gradiente de temperatura entre nosotros y el medioambiente. La singularidad de este gradiente, al compararlo con otros gradientes de temperatura, es que experimenta enormes fluctuaciones debido a los cambios climáticos frecuentes y esporádicos que se producen en el ambiente que nos rodea. La indumentaria nos ofrece una capa (o múltiples capas) de protección que disminuye el efecto de este gradiente de temperatura y contribuye a que nuestro cuerpo esté en un estado de equilibrio, manteniendo su temperatura interior. La propiedad de la indumentaria que, sin dudas, cumple el rol más importante para mantener la temperatura estable del cuerpo es la efusividad térmica del material utilizado.

Clima similar al que se presenta durante el invierno de Canadá
Figura 2: Clima similar al que se presenta durante el invierno de Canadá.

Efusividad térmica

La efusividad térmica combina los procesos mecánicos que influyen en la capacidad térmica de un material (la tendencia del material a perder el calor) con la difusividad térmica (la velocidad a la que el material irradia calor) y se relaciona directamente con la sensación del material al tacto. La efusividad térmica es el mecanismo que explica la razón por la cual el metal se siente más frío al tacto que la madera, aunque ambos materiales estén expuestos al mismo ambiente con temperatura estable. La transferencia de calor que se produce entre la piel y el metal ocurre con mayor rapidez que la transferencia de calor que se produce entre la piel y la madera, por lo que el metal parece estar más frío al tacto que la madera. La raíz cuadrada de la efusividad térmica es proporcional a la densidad, a la conductividad térmica y a la capacidad de calor específico de un material. La relación entre estas propiedades térmicas explica por qué los materiales que poseen una elevada conductividad térmica también exhiben una elevada efusividad térmica.

Aplicaciones de la efusividad térmica en el diseño de la indumentaria

Con frecuencia, se opta por los materiales con una efusividad térmica elevada para el diseño de indumentaria deportiva, debido a su capacidad para transferir el calor hacia el ambiente, evitando así el calor excesivo. El índice de transferencia de calor a través de las prendas se ve afectado por diversos factores, entre ellos, el tipo de fibra utilizada en la vestimenta, el tipo de hilo y el espesor del material. Los científicos han considerado todas estas variables, ya que están decididos a encontrar el material más eficaz para la regulación térmica. Los investigadores han realizado una gran cantidad de estudios para analizar la respuesta de estos materiales al estrés térmico y de qué modo este puede influir en la efusividad térmica de un material. En estos estudios se demostró que las fibras naturales, como el algodón o la lana, son mejores absorbentes de humedad que las fibras sintéticas como el poliéster. Cuando hacemos ejercicio y realizamos un gran esfuerzo físico, comenzamos a transpirar. La transpiración se evapora al quedar expuesta al aire, lo que genera una sensación de enfriamiento y contribuye a disminuir la temperatura corporal. Las fibras secas de la mayoría de los materiales para indumentaria contienen bolsas de aire entre sus hilos, lo que genera menores valores de efusividad térmica. Esta baja efusividad térmica refleja la baja conductividad térmica del aire. Cuando los tejidos se exponen a la humedad (transpiración), las moléculas de agua reemplazan las bolsas de aire y aumentan la efusividad térmica de los materiales. Este aumento provoca un pico en la transferencia de calor, que puede atribuirse a la elevada conductividad térmica que posee el agua en comparación con el aire. Los termoreceptores presentes en nuestra piel rápidamente detectan esta disminución en la temperatura y la temperatura corporal disminuye debido a este efecto de enfriamiento. Si bien la capacidad de un material de absorber agua puede parecer ideal debido al aumento en la efusividad térmica, también puede afectar la comodidad y respirabilidad de un material, que es uno de los principales argumentos de venta para la mayoría de las prendas deportivas.

Plantas de algodón
Figura 3: Plantas de algodón.

Efusividad térmica y rendimiento deportivo

Para los deportistas es altamente prioritario mantenerse frescos debido al impacto que puede tener el estrés térmico en el rendimiento, tanto psicológico como físico. El diseño de indumentaria elaborada con materiales que poseen una elevada efusividad térmica es solo uno de los métodos empleados por los diseñadores para mejorar el rendimiento general del deportista. En varios estudios científicos se demostró que la vestimenta de algodón es superior a la de poliéster, dado que brinda una menor aislación térmica y, por lo tanto, mayor respirabilidad, ya que el algodón posee mayor capacidad de absorber la humedad. Los ensayos también han demostrado que el uso de fibras de poliéster en ambientes calurosos tiende a aumentar la temperatura corporal, la transpiración y el nivel de incomodidad en comparación con el uso de prendas de algodón o de lana. Al seleccionar un material para una prenda deportiva, como lo indican estos ensayos, la regla de oro consiste en elegir una fibra compuesta por 95 % de algodón y 5 % de poliéster aproximadamente. Otros materiales como el nylon, la lana y el spandex mostraron propiedades desfavorables para la regulación térmica; sin embargo, las prendas fabricadas con 100 % poliéster reciclado mostraron el peor resultado para mantener la frescura y comodidad de los deportistas.

Conclusión

Con base en estudios científicos, parece haber un número ilimitado de variables a tener en cuenta e incorporar al diseñar prendas deportivas, incluida la efusividad térmica del material utilizado para su fabricación. Esta propiedad térmica brinda a la tela esa sensación de frescura al tacto y puede mejorar los niveles de comodidad y rendimiento del deportista. Más allá de la efusividad térmica, el material de la prenda debería también ser permeable al aire para aumentar el enfriamiento a través de la convección y eficaz para absorber y liberar la humedad producida por la transpiración. Los deportistas dedican gran energía y concentración a alcanzar sus metas, por lo que los diseñadores de indumentaria deberían imitarlos y destinar el mismo esfuerzo para brindarles a estos atletas la mejor prenda posible. El efecto que tiene la efusividad térmica en la sensación de la prenda contra nuestra piel, sin dudas, está vinculado al nivel de confort general y no debería pasarse por alto en el diseño y la mejora de una prenda deportiva.

Autora: Kallista Wilson | Escritora técnica junior

Referencias

10 Insanely, Incredibly Close Olympic Finishes. (n.d.). Wired. Retrieved January 24, 2021, from https://www.wired.com/2012/07/10-incredibly-close-olympic-finishes/

Clothing | National Collaborating Centre for Environmental Health | NCCEH – CCSNE. (n.d.). Retrieved January 21, 2021, from https://ncceh.ca/content/clothing

Pan, N. (2019). Unique Thermal Properties of Clothing Materials. Global Challenges, 3(7), 1800082. https://doi.org/10.1002/gch2.201800082

Sokolowski, Susan. (2020, September 1). The best athletic wear for staying cool in hot weather. Fast Company. https://www.fastcompany.com/90545487/the-best-athletic-wear-for-staying-cool-in-hot-weather

Van der Tempel, L. (2019). The effective temperature at which fingertips sense thermal effusivity and the bias of measurements at room temperature. Measurement, 135, 747–752. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.11.053