- El Instituto de Investigación del Medio Ambiente del Ejército de los EE. UU. (USARIEM) está en proceso de diseñar lo que llama el “Dispositivo de Destreza de Calefacción Personal” para ayudar a calentar las manos y los dedos en condiciones de frío.
- Debido a que los revestimientos para las manos reducen enormemente la destreza, el equipo de investigación ideó una forma de calentar las manos sin guantes.
- Los investigadores probaron dispositivos para calentar el antebrazo y el rostro en condiciones frías para ver si el aumento del flujo sanguíneo a esas áreas, por encima de las manos, también aumentaría el flujo sanguíneo a los dedos (lo hizo).
Los civiles saben lo difícil que es enviar un mensaje de texto mientras usan guantes. Ahora imagine soldados tratando de recargar municiones con un par de guantes gruesos.
El Instituto de Investigación del Medio Ambiente del Ejército de los EE. UU. (USARIEM) comprende este problema y ha estado trabajando en una solución durante los últimos años. Ahora el USARIEM finalmente está diseñando un nuevo producto: un dispositivo que calienta los antebrazos para aumentar la circulación de la sangre a la punta de los dedos, todo sin guantes.
No es magia, es solo ciencia. John Castellani, el investigador principal del proyecto, es fisiólogo investigador y experto en clima frío. La mayor parte de su trabajo en USARIEM ha sido sobre el desempeño de los soldados y la reducción de lesiones durante las operaciones en climas fríos. Él dice Mecánica Popular que una de las mayores quejas entre quienes trabajan afuera es la rigidez de sus manos en los elementos fríos.
“Cualquiera que haya intentado hacer algo con las manos y los dedos en el frío sabe que es difícil hacerlo con guantes, porque eso degrada la destreza del 50 al 80 por ciento”, dice Castellani. “Y quitarse los guantes ayuda, pero luego las manos se enfrían mucho y ya no pueden funcionar bien debido a la falta de flujo sanguíneo a los dedos”.
¿Por qué nuestros dedos se ponen rígidos en el frío?
Ruben Earthimágenes falsas
La tecnología de punta que los soldados usan actualmente para mantener sus manos calientes es la misma que en cualquier otra ocupación: guantes o mitones. Pero eso no será suficiente para aquellos en el ejército que cargan municiones, manejan equipos y tratan a otros heridos. Los guantes restringen el movimiento demasiado para completar estas tareas.
Castellani, quien ha estado trabajando con USARIEM en soluciones para clima frío desde 1995, dice que nuestros dedos se ponen rígidos en el frío porque las condiciones climáticas adversas tienen un impacto directo en el líquido sinovial o líquido articular, que llena la cavidad entre dos huesos y sirve como Un lubricante. La disminución de la temperatura del tejido, dice, afecta la función de la mano en cuanto a fuerza, potencia, movilidad y conducción nerviosa.
Sin embargo, el mayor problema es la falta de flujo sanguíneo. “La sangre tibia proveniente del núcleo mantiene las manos y los dedos más calientes”, dice Castellani. “Una forma de mantener las manos calientes es a través de una actividad vigorosa; el ejercicio elevará la temperatura central, incluso en el frío, y esa sangre tibia también puede mantener las manos calientes”.
Castellani dice que los corredores también experimentan esto en el frío. Comienzan a usar guantes, pero finalmente se los quitan a medida que su cuerpo se calienta durante el ejercicio.
Mejorando la circulación
USPTO / Castellani
En 2018, Castellani y su equipo realizaron un estudio para mostrar que las partes calientes del cuerpo que están por encima de los dedos, como los antebrazos o incluso la cara, podrían mejorar la circulación sanguínea y, por lo tanto, aumentar la temperatura de los dedos de los participantes.
En el laboratorio de Natick, Massachusetts, el equipo de Castellani colocó dispositivos para calentar el antebrazo y el rostro que parecían almohadillas térmicas en ocho sujetos de prueba. Mientras estaban dentro de una cámara ambiental especial que puede simular el frío, aquí, exactamente cero grados Celsius, el punto de congelación, los participantes permanecieron sedentarios. Sus dedos, en promedio, tenían entre 10 y 11 grados Celsius en esas condiciones. Una vez que se conectaron los dispositivos de calentamiento, Castellani y su equipo descubrieron que la temperatura promedio de los dedos aumentó en aproximadamente tres grados centígrados.
“El número mágico al que nos gustaría llegar es de 15 grados centígrados, que es la temperatura de la piel del dedo en un punto de ruptura”, dijo. “Pero nuestro aumento de tres grados mejoró la destreza en un 50 por ciento, [which is] un buen comienzo.”
El dispositivo de destreza de calentamiento personal
USARIEM
Mientras se le ocurre un concepto de dispositivo, Castellani dice que se centró especialmente en reducir los requisitos de energía para mantener una temperatura más alta en los dedos. Los científicos han estado desarrollando tecnología de clima frío para varias partes del cuerpo durante más de 80 años, dice, pero la tecnología no es práctica para las operaciones. Para usar tales dispositivos, los soldados tendrían que transportar fuentes de energía pesadas junto con el resto de su carga.
Por lo tanto, los investigadores de USARIEM querían crear algo pequeño y discreto esta vez. Castellani dice que apuntaron al calentamiento del antebrazo porque “esencialmente solo calienta el tejido proximal a la mano”. Los científicos aplicaron parches de calentamiento en la cara porque la fisiología dice que enfriar la cara causa la constricción de los vasos sanguíneos que irrigan las manos y los pies.
“Pensamos que calentar esta área podría engañar al cuerpo para que piense que necesita mover sangre y calor para disipar el calor”, dice Castellani. “No fue así”.
El dispositivo final, entonces, solo implicará calentar los antebrazos.
Ahora que se ha demostrado la ciencia, un ingeniero está trabajando para armar la iteración final del prototipo. Es demasiado pronto para decir cómo se vería realmente el producto final, dice Castellani, aunque la versión que se muestra arriba realmente parece una almohadilla térmica atada al brazo. El mayor desafío es conseguir la mayor cantidad de calor posible en el brazo sin perderlo en el medio ambiente, por lo que se tendrá en cuenta durante el proceso de diseño.
Pasarán al menos unos pocos años antes de que comencemos a ver a los militares utilizando el dispositivo de destreza de calefacción personal, pero una vez que se haya introducido, Castellani espera que una versión comercial para civiles siga poco después.
“Hay muchas personas a las que les gustaría un producto como este: trabajadores de línea en el invierno, trabajadores de la construcción, mecánicos, atletas de invierno, [and] personas que tienen manos realmente frías “, dice.
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