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Métodos de medición y factores que influyen en la resistencia térmica y a la humedad de la ropa.

La comodidad de la ropa equilibra el calor corporal y la humedad en diversos entornos y actividades. Se logra el equilibrio. La ropa debe ser cómoda en todos los aspectos de la vida. Tiene muchos usos. La ropa de verano debe ser fresca y transpirable. La ropa de invierno debe ser abrigada. Estos incluyen ropa de extinción de incendios y minería para lugares cálidos y ropa para frío líquido. Y ropa para el frío, además de trajes de aviación y espaciales, para lugares fríos.

La resistencia y la resistencia a la humedad son clave. Miden el confort térmico y de humedad de las prendas. Muchas cosas les afectan, como la ropa, el medio ambiente y el ejercicio. Esto es muy importante. Ayudará a evaluar la comodidad de calidez y humedad de la ropa. Y también ayudará a diseñar ropa funcional. Ayudará a realizar modelos termofisiológicos. También mejorará los chupetes que calientan el sudor.

1.Resistencia térmica de la ropa y resistencia a la humedad.

En la disipación de calor del cuerpo humano hay principalmente calor sensible y calor latente. El calor sensible es el calor liberado por el cuerpo al mundo exterior. Esto sucede cuando el cuerpo está a una temperatura diferente a la del ambiente. Ocurre principalmente por conducción, radiación y convección de calor. El calor latente es el calor disipado por la evaporación del sudor.

El resistencia termica (Rct) de una prenda muestra cómo resiste el flujo de calor. Se debe a la diferencia de temperatura entre las capas de la prenda. La resistencia térmica mide qué tan bien aísla una prenda. Lo hace comparando la diferencia de temperatura con el flujo de calor. El valor aumenta con un mejor aislamiento y una peor conductividad térmica. Uno o más de conducción, convección o radiación pueden transmitir este flujo de calor. La resistencia térmica Rct se mide en ℃-m2/W o m2 – K/W. El índice internacional para clo se define para: temperatura 21 ℃, humedad 50% ± 0.2%, velocidad del viento inferior a 0.1 m/s en interiores. Se aplica a hombres adultos sentados o realizando trabajos mentales ligeros. Producen unos 58.15 W/m2 de calor. Pueden mantener una temperatura cutánea media de 33 ℃. Esto es cierto cuando la ropa que usan tiene un aislamiento térmico de 1 clo. (1 clo = 0.155 °C-m2/W).

La Resistencia a la permeación de la humedad (Ret) de una prenda muestra cómo resiste la humedad. Lo hace debido a una diferencia de presión de vapor de agua entre el interior y el exterior de la prenda. La resistencia a la humedad es una relación. Es la relación entre la diferencia de presión del vapor de agua dentro y fuera de la prenda y el flujo de calor. El flujo de calor pasa verticalmente a través de la unidad de área. La difusión y la convección pueden transmitir el flujo de calor. Pueden transmitirlo en una o más formas. La unidad común de resistencia a la humedad Ret es: m2.Pa/W

Las pruebas se relacionan con los estándares.

ASTM F1868-2017 prueba qué tan bien la ropa resiste la humedad térmica. Utiliza una placa caliente sudorosa. Medidas ISO 11092-2014 resistencia térmica y a la humedad en estado estacionario. Utiliza una placa caliente sudorosa. ASTM F1291-2016 prueba la resistencia térmica de la ropa con un chupete calentado. ASTM F2370-2016 prueba la resistencia a la humedad de la ropa con un chupete sudoroso. ISO 9920-2007 evalúa la resistencia térmica y a la humedad de la ropa. ISO 15831-2004 evalúa la resistencia térmica de la ropa. GB∕T 39605-2020 prueba la resistencia a la humedad de la ropa con un maniquí corporal caliente y sudoroso. GB/T 18398-2001 prueba la resistencia térmica de la ropa con un chupete abrigado.

2.Métodos de medición de resistencia térmica y resistencia a la humedad

Los investigadores comienzan a estudiar qué tan bien la ropa de tela resiste el calor y la humedad. Los académicos nacionales y extranjeros han propuesto muchas pruebas. Estos test miden la resistencia de los tejidos al calor y la humedad. Pero los principios básicos son los mismos y comunes. Medimos la resistencia térmica y a la humedad de las prendas mediante pruebas de la vida real. Utilizamos chupetes que calientan el sudor. La prueba en persona real tiene errores y baja repetibilidad. Así, el chupete calentador de sudor se convierte en la principal herramienta para medirlo.

2.1Método de copa de permeabilidad a la humedad

El método de la copa mide qué tan resistentes son los tejidos de las prendas a la humedad. La permeabilidad a la humedad se mide comúnmente en g/m2.24h. Bajo ciertas condiciones estándar de laboratorio, lo medimos. Estas condiciones crean una diferencia de humedad específica en toda la muestra. El vapor de agua pasa a través de la muestra hacia el lado seco. El laboratorio mide la permeabilidad a la humedad siguiendo el cambio de peso de una taza a lo largo del tiempo. Este proceso encuentra la permeabilidad al vapor de agua y otros parámetros de la muestra. Hay dos métodos para medir la permeabilidad a la humedad. Son el método de copa positiva y el método de copa invertida. Los estándares del método de copa incluyen: ASTM E-96 A, C y E, y JIS L-1099 A1. El estándar del método de copa invertida es ASTM-E9.

2.2Medición de la resistencia a la humedad y al calor basada en ropa abrigada para chupetes

Cuando el cuerpo humano se viste, la resistencia del tejido a la humedad y al calor es diferente. Esto está influenciado por el estilo, la estructura y el uso de la prenda. Los valores varían dependiendo de la parte del cuerpo y son diferentes de aquellos valores cuando el cuerpo está vestido. Sin embargo, el valor total de resistencia al calor y a la humedad de la prenda es el promedio de los valores de las partes del cuerpo debajo de la ropa. No es el valor de la tela. Sobre esta base nació el maniquí que suda y calienta. El muñeco de cuerpo caliente puede imitar la transferencia de masa y calor entre el cuerpo humano y el medio ambiente. Las mediciones que proporciona son objetivas, precisas y repetibles.

Instrumento de prueba: chupete calentador de sudor.

El sistema de prueba simulado de cuerpo caliente puede imitar el calor y el sudor del cuerpo. También puede imitar la respiración y otras funciones. Puede imitar de manera realista el cuerpo en diferentes entornos. Esto muestra el proceso de intercambio de calor y humedad. Ocurre entre el cuerpo, la ropa y el medio ambiente. Luego puede evaluar el rendimiento de la ropa en cuanto a calor y humedad.

2.3 Método de prueba de placa calefactora protegida contra la sudoración

La resistencia térmica de los textiles es un indicador de confort. Muestra lo cálidos que son y su resistencia al calor. Cuanto mayor sea la resistencia térmica, mejor será el calor. La resistencia al vapor de agua de los textiles también es un índice de comodidad de la ropa. Muestra cómo los textiles resisten la humedad. Cuanto mayor sea la resistencia, peor será el confort.

Es un tipo de probadores de resistencia térmica y al vapor de agua. La placa calefactora protegida contra la sudoración tiene un tablero de prueba de piel humana. También cuenta con controles de agua y viento, y un anfitrión de pruebas. Esta placa calefactora protegida contra el sudor también necesita una cámara ambiental. La cámara es para la prueba de resistencia térmica y al vapor de agua.

Instrumento de prueba:Placa de sudor con protección

2.4 Otras medidas

2.4.1Presión hidrostática:

La industria de tejidos para exteriores lo llama resistencia a la presión hidrostática. Es la fuerza para soportar la presión del agua sobre un área determinada. En los laboratorios, la tela resiste el agua destilada rociada hacia arriba. Registramos la presión máxima. Por ejemplo, una presión hidrostática de 5000 mmH2O significa que puede bloquear 5 m de presión de agua. Valores de presión hidrostática unidades comúnmente utilizadas: Kpa, cmH2O, mmH2O, mbar.

2.4.2 Permeabilidad al aire:

La permeabilidad al aire es un tipo de permeabilidad de la tela. Muestra qué tan bien la tela deja pasar las “partículas” de gas. La permeabilidad al aire mide la cantidad de aire que fluye a través de la tela en condiciones de presión específicas. Esto a menudo se expresa como permeabilidad al aire (mm/s).

Instrumento de prueba: analizador de permeabilidad hidrostática, analizador de permeabilidad del aire

3.Factores de influencia de la ropa sobre la resistencia al calor y la humedad.

La ropa es la capa entre el cuerpo humano y el medio ambiente. Principalmente aísla el calor y deja pasar la humedad y el aire en la transferencia de calor y humedad. Muchos investigadores y académicos han descubierto que la gente utiliza muñecos de cuerpo caliente. Los utilizan para medir la resistencia al calor y la humedad. Descubrieron que la ropa en sí misma tiene un impacto. Este impacto proviene de su estructura, estilo, grosor y tejido. Las actividades humanas, como la postura, el nivel de actividad y la temperatura de la piel, también son importantes. También lo hacen las condiciones exteriores. Estos incluyen la temperatura del aire, la humedad, la radiación térmica y la velocidad del viento.

3.1Factores de ropa

3.1.1 Tejido, estructura:

El tejido afecta al confort térmico y de humedad de la prenda. Pero tiene límites. Por tanto, el diseño de prendas funcionales debe considerar plenamente las condiciones aplicables a la prenda. Además, la transpirabilidad es muy importante. Los tejidos muy transpirables son menos resistente a la humedad con el viento o al caminar. Esto es especialmente cierto en condiciones de mucho calor.

3.1.2 Entrehierro:

A medida que crece el espacio de aire, la resistencia de la prenda al calor y la humedad aumenta un poco. Sin embargo, después de un pico, el aumento del volumen del espacio de aire reducirá la resistencia de la prenda. Reducirá su resistencia al calor y la humedad.

3.1.3 Número de capas de la prenda:

Los investigadores exploraron el vínculo entre la resistencia al calor de las prendas de una sola capa y de varias capas. Descubrieron que la resistencia al calor de un conjunto de prendas aumenta con el número de piezas. Además, la resistencia térmica total de una prenda de vestir es mayor que la de un conjunto de prendas.

3.1.4Contenido de humedad:

La resistencia térmica húmeda es la resistencia de una prenda cuando está parcial o totalmente empapada. La humedad penetra en los poros de la prenda. Esto reduce la resistencia térmica natural del material. Entonces, la resistencia total disminuye.

3.1.5 Microclima de la prenda:

El microclima de una prenda es el clima entre el interior de la prenda y la piel. Una persona que se viste lo provoca. Incluye la temperatura, la humedad y la velocidad del aire en ese espacio.

3.2Factores del cuerpo humano

3.2.1 Diferentes partes:

La estructura de la prenda, la colocación del cuerpo, el método de uso y la masa afectan la resistencia térmica local. El valor de resistencia térmica de cada pieza es diferente.

3.2.2Diferentes posturas:

Resistencia a la humedad en superficies es menor en condiciones no isotérmicas que en condiciones isotérmicas. Este es el caso al estar de pie y sentado. Pero es mayor cuando se está acostado desnudo que cuando se está de pie y sentado.

3.3Factores externos

3.3.1 Velocidad del viento y velocidad del paso:

Los investigadores descubrieron que tanto la resistencia total térmica como a la humedad de las prendas disminuyen con más viento. También disminuyen al caminar más rápido.

3.3.2 Ambientes isotérmicos versus no isotérmicos:

La resistencia al agua fue menor en una prueba no isotérmica que en una isotérmica. Cuando uno mantenía la postura constante, esto era cierto. Además, a diferentes temperaturas, la resistencia en un ambiente no isotérmico difiere. Se diferencia de uno isotérmico.

4.Resumen

Cada región, estación y tipo de trabajo tiene diferentes necesidades de calidez y humedad para la ropa. Entonces, midiendo resistencia térmica y a la humedad puede guiar la elección de la tela. Pero también puede ser una referencia. Puede utilizarlo para evaluar ropa de protección funcional y especializada. Además, puede aumentar la evaluación de la transferencia de calor y humedad en textiles industriales. La comodidad de la ropa es el resultado de los tres factores del cuerpo humano, la ropa y el medio ambiente. La ropa cómoda facilita el movimiento y favorece el bienestar psicológico. Regulan la temperatura corporal y protegen contra los climas duros.

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