Tecido robtico macio oferece proteo e conforto em temperaturas extremas

Robtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/08/2024

Tecido robtico macio

Segundo seus criadores, este o primeiro vesturio robtico macio, respirvel e com isolamento trmico j fabricado, capaz de se adaptar automaticamente s mudanas de temperatura ambiente, ajudando assim a garantir a segurana das pessoas em ambientes extremamente quentes, como aqueles a que esto sujeitos bombeiros, brigadistas e trabalhadores em indstrias como siderurgia e metalurgia.

Roupas de proteo trmica so essenciais para proteger as pessoas em ambientes com temperaturas extremamente altas – de acordo com a Organizao Mundial da Sade, ocorreram aproximadamente 489.000 mortes anuais relacionadas com o calor entre 2000 e 2019.

No entanto, os EPIs (equipamentos de proteo individual) tradicionais tm sido limitados pela resistncia trmica fixa, o que pode levar ao superaquecimento ou ao desconforto em condies moderadas, enquanto seu isolamento trmico pode no oferecer proteo suficiente em eventos extremos de incndio e outros ambientes de alta temperatura.

Para resolver esse problema, Xiaohui Zhang e colegas da Universidade Politcnica de Hong Kong desenvolveram roupas robticas macias e inteligentes, dotadas de uma capacidade de adaptao automtica temperatura e ao isolamento trmico exigido em ambientes quentes, oferecendo melhor proteo pessoal e mais conforto trmico em uma variedade de situaes.

“Usar equipamento pesado de combate a incndio pode ser extremamente sufocante. Quando os bombeiros saem de uma cena de incndio e removem seus equipamentos, s vezes eles tm quase meio litro de suor em suas botas. Isso me motivou a desenvolver uma trajetria inovadora capaz de se adaptar a vrias temperaturas ambientais, mantendo excelente respirabilidade Nossas roupas robticas macias podem se adaptar perfeitamente a diferentes estaes e climas, mltiplas condies de trabalho e vida, e transies entre ambientes internos e externos, para ajudar os usurios a experimentar conforto trmico constante sob calor intenso,” disse o professor Dahua Shou, coordenador da equipe.

Esquema dos atuadores macios, responsveis por fazer a roupa inchar e desinchar.
[Imagem: Xiaohui Zhang et al. – 10.1002/advs.202309605]

Proteo inspirada em pombos

A inovao se baseia na biomimtica, a inspirao na natureza, neste caso no mecanismo de regulao trmica adaptativa dos pombos, que baseado principalmente em mudanas estruturais.

Os pombos usam suas penas para prender uma camada de ar ao redor de sua pele para reduzir a perda de calor para o ambiente. Quando a temperatura cai, eles afofam suas penas para prender uma quantidade significativa de ar parado, aumentando assim a resistncia trmica e retendo o calor.

A roupa de proteo desenvolvida pela equipe usa um tecido robtico para obter um gerenciamento trmico adaptativo e dinmico. A roupa recebeu atuadores macios, que foram projetados como um exoesqueleto e encapsulam um fluido no txico, no inflamvel e de baixo ponto de ebulio. Quando a roupa fica sob calor, a elevao da temperatura transforma o fluido de um lquido em um gs, fazendo os atuadores macios se expandirem, o que torna o tecido mais espesso.

Quando o tecido “engorda”, isso aumenta a lacuna de ar parado, dobrando a resistncia trmica do material, que passa de 0,23 para 0,48 Km²/W. A roupa de proteo tambm pode manter as temperaturas da superfcie interna pelo menos 10 C mais frias do que as roupas convencionais resistentes ao calor, mesmo quando a superfcie externa atinge 120 C.

Os tecidos robticos macios tero outros usos alm da proteo trmica.
[Imagem: Xiaohui Zhang et al. – 10.1002/advs.202309605]

Amplo uso

O tecido robtico macio, feito de poliuretano termoplstico, macio, resiliente e durvel. Ele se mostrou mais amigvel pele e mais adaptvel do que as roupas sensveis temperatura baseadas em ligas de memria de forma e ajustvel para uma ampla gama de roupas de proteo.

A estrutura de malha porosa e espaada do material tambm pode reduzir significativamente a transferncia de calor convectiva, mantendo alta respirabilidade de umidade. No dependendo de materiais termoeltricos ou sistemas de resfriamento de lquido circulatrio para resfriamento ou conduo de calor, a roupa robtica pode efetivamente regular a temperatura por si mesma, sem qualquer consumo de energia.

Os atuadores macios no apresentaram sinais de vazamento aps passar por testes de lavagem rigorosos.

A equipe acredita que a inovao ter uma ampla gama de aplicaes potenciais, desde roupas esportivas, jaquetas de inverno, vesturio para cuidados de sade e equipamentos para atividades ao ar livre, at isolamentos sustentveis base de txteis para a construo civil, contribuindo para os esforos de economia de energia em sistemas de aquecimento e ar-condicionado.

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