Os atletas olímpicos de inverno competem frequentemente em temperaturas congelantes – a fisiologia e os avanços na ciência dos materiais ajudam a mantê-los aquecidos

O Olimpíadas de Inverno e Paraolimpíadas estão sobre nós mais uma vez. Este ano os jogos acontecem em Milão e Cortina d’Ampezzo, na Itália, onde as previsões meteorológicas prevêem temperaturas na faixa dos 30 a 40 graus Fahrenheit (1 a 10 graus Celsius).

Estas temperaturas são muito mais altas do que se poderia esperar no inverno, especialmente em áreas montanhosas. Eles são quentes o suficiente para que os atletas precisem ajustar a forma como preparam seus equipamentos para a competição, mas ainda assim frios o suficiente para afetar a fisiologia dos atletas e dos espectadores.

Como um antropólogo biológico e um cientista de materiaisestamos interessados ​​em saber como o corpo humano responde a diferentes condições e como os materiais podem ajudar as pessoas melhoram o desempenho e enfrentam desafios de saúde. Ambos os componentes desempenharão um papel fundamental para os atletas olímpicos que desejam ter o seu melhor desempenho na Itália.

Atletas no frio

Os atletas que participam de eventos ao ar livre conhecem bem o frio e as condições climáticas imprevisíveis. É uma parte inerente de seus esportes. Embora seja altamente improvável que os atletas este ano sejam expostos ao frio extremo, as condições externas ainda afetam seu desempenho.

Uma preocupação é a desidratação, que pode ser menos perceptível, já que a transpiração costuma ser menos frequente e intensa em condições de frio. No entanto, temperaturas frias também significam menor umidade relativa. Este ar seco significa que o corpo precisa usar mais sua própria água para umedecer o ar antes de atingir os delicados pulmões. Os atletas que respiram pesadamente durante a competição estão perdendo mais água corporal dessa forma do que perderiam em condições mais temperadas.

Quando está frio, o corpo também tende a estreitar os vasos sanguíneos para manter melhor a temperatura corporal central. Os vasos sanguíneos mais estreitos perdem menos calor para o ar mais frio, mas isso faz com que o corpo empurre mais fluido para fora do sistema circulatório em direção aos rins, o que então aumenta a produção de urina.

Embora os atletas possam não estar suando tanto quanto em temperaturas mais altas, eles ainda estão suando. Os atletas se vestem para melhorar seu desempenho e se proteger do frio. As camadas de roupas e materiais usados ​​em conjunto com o calor produzido pela atividade física podem causar suor e criar um espaço quente e úmido entre o corpo do atleta e o que ele está vestindo.

Este espaço não é apenas mais um local de perda de água, mas também um problema potencial para atletas que precisam participar de diferentes rodadas ou corridas de sua competição – por exemplo, as eliminatórias iniciais de esqui ou snowboard.

Esses atletas são fisicamente ativos e suam muito, e então esperam pela próxima bateria. Durante esse período de espera, essa camada úmida de suor os tornará mais vulneráveis ​​à perda de calor corporal e a lesões pelo frio, como queimaduras pelo frio ou hipotermia. Os atletas devem permanecer aquecidos entre as rodadas da competição.

Ciência do vestuário de inverno

Manter-se aquecido depende da seleção e construção de materiais.

Muitas empresas de vestuário adotam uma abordagem de sistema de três camadas para manter os usuários aquecidos, secos e confortáveis. Especificamente, existe uma camada inferior – em contacto direto com a pele – que é normalmente composta por um tecido sintético que absorve a humidade. como náilon ou um tecido natural como lã.

A segunda camada nas roupas de inverno é isolante, geralmente porosa para reter o ar quente gerado pelo corpo e retardar a perda de calor. Ótimas opções para isso são penugem e lã.

A camada final é a camada de proteção externa, que mantém você seco e protegido das intempéries. Esta camada precisa ser impermeável e respirável para manter as camadas isolantes internas secas, mas ao mesmo tempo deixar sair o suor. Poliéster e acrílico são boas opções aqui, pois são leves, duráveis ​​e resistem à umidade.

O equipamento que os atletas usam pode ser personalizado de acordo com suas necessidades. Por exemplo, os tecidos sintéticos usados ​​na camada mais interna são versáteis e os engenheiros podem introduzir novas propriedades e funcionalidades para os usuários. Adicionar um revestimento específico a um tecido como o náilon pode conferir-lhe novas propriedades – como resistência ao vento e à água.

Freqüentemente, tanto as fibras sintéticas quanto os materiais de revestimento que os cientistas adicionam a eles são feitos de polímerosque são longas cadeias de moléculas. Eles podem ser feitos pelo homem e à base de petróleo, como sacos de lixo de polietileno, poliéster e Teflon. Mas os polímeros também podem ser naturais e derivados da natureza. Seu DNA e as proteínas do seu corpo são exemplos de polímeros.

Além da tecnologia de polímeros, as camisas de aquecimento convencionais alimentadas por bateria também são uma opção.

Materiais inteligentes

Como bônus adicional, há também uma classe de materiais inteligentes chamada materiais de mudança de fase que são feitos de polímeros e materiais compósitos. Eles absorvem automaticamente o excesso de calor corporal quando muito é criado e o liberam novamente para o corpo quando necessário para regular passivamente a temperatura corporal. Esses materiais liberam ou absorvem calor à medida que fazem a transição entre os estados sólido e líquido e respondem aos sinais naturais do corpo.

Materiais de mudança de fase têm menos a ver com aquecê-lo. Em vez disso, eles funcionam mantendo a temperatura equilibrada.

Embora não sejam comumente usados ​​nos equipamentos que os atletas usam, NASA vem experimentando com eles há muito tempo, e muitos produtos comercialmente disponíveis aproveitar esta tecnologia. Os tecidos refrescantes, como roupas de cama e toalhas, geralmente são feitos de tecidos que mudam de fase porque não superaquecem.

Riscos para o resto de nós

Os atletas não são os únicos em risco de lesões pelo frio.

Embora a maioria de nós assista aos Jogos com o conforto do aquecimento interno, milhares de pessoas e equipes de apoio assistirão ou trabalharão pessoalmente nesses eventos ao ar livre. Ao contrário dos atletas, esses indivíduos não terão o benefício adicional de seus corpos produzirem calor extra com o exercício. Os não atletas presentes correrão maior risco no frio.

Se você está planejando assistir ou trabalhar em um evento neste inverno, beba mais água do que o normal e programe suas pausas para ir ao banheiro de acordo. Planeje usar várias camadas de roupas que você pode adicionar e remover conforme necessário e preste atenção especial às partes mais vulneráveis ​​do corpo, como o mãos, pés e nariz.

Temperaturas mais frias provocar uma variedade de respostas metabólicas no corpo. Um exemplo é tremercausada por pequenas contrações musculares que produzem calor. Seu corpo tecido adiposo marrom – um tipo de gordura – também se torna ativa e produz calor em vez de energia.

Ambos os processos queimam calorias extras, então espere sentir mais fome se ficar no frio por um tempo. As idas ao banheiro ou para buscar comida são uma oportunidade bem-vinda para aquecer – especialmente as mãos e os pés.

É fácil pensar nos atletas olímpicos como atletas excepcionais à mercê da ira fria da Mãe Natureza. No entanto, tanto a fisiologia natural do corpo humano como os impressionantes avanços que os cientistas fizeram na tecnologia do vestuário de inverno manterão estes atletas aquecidos e com o melhor desempenho.