Confort termofisiológico: Ret, Rct y la placa caliente con sudoración
Que una tela «transpire» no es un eslogan de marketing, sino dos números medidos en una placa caliente con guarda y sudoración: la resistencia térmica Rct y la resistencia evaporativa Ret.
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La física del confort: el balance térmico
Para mantener el núcleo corporal en torno a los 37 °C, el calor metabólico producido debe cederse al entorno. Ese calor atraviesa la capa textil por dos vías: la vía seca (calor sensible generado por la diferencia de temperatura mediante conducción, convección y radiación) y la vía húmeda (calor latente evacuado por la evaporación del sudor; a la temperatura de la piel, el calor latente de vaporización del agua ronda los 2,4 MJ/kg y puede evacuar varias veces el calor metabólico de una persona en reposo). El confort termofisiológico se da cuando la resistencia que la tela opone a estos dos flujos se ajusta al nivel de actividad de quien la lleva. Por eso una tela se define mediante dos resistencias distintas; una sola cifra de «transpirabilidad» cuenta la física a medias.
Dos números: Rct y Ret
La resistencia térmica Rct es el cociente entre la diferencia de temperatura de las dos caras de la muestra y el flujo de calor seco por unidad de superficie, y se expresa en m²·K/W; cuanto más alta, más aislante (más abrigo). La resistencia evaporativa Ret (resistencia al vapor de agua, en la terminología de la norma) es el cociente entre la diferencia de presión de vapor de agua de las dos caras de la muestra y el flujo de calor evaporativo por unidad de superficie, y se expresa en m²·Pa/W; cuanto más baja, con mayor facilidad pasa el vapor (el sudor), es decir, más «transpira» la tela. Una capa aislante de invierno exige un Rct alto, mientras que una prenda para esfuerzo intenso necesita un Ret bajo; ambos requisitos entran a menudo en conflicto y la ingeniería se convierte en un problema de equilibrio.
Placa caliente con guarda y sudoración (modelo de piel) — ISO 11092
Ambas resistencias se miden con la placa caliente con guarda y sudoración («modelo de piel») definida en la ISO 11092; el equipo imita la transferencia de calor y humedad de la piel humana, y el método se apoya en gran medida en los trabajos sobre placa caliente desarrollados en Hohenstein. La placa de medida, junto con el anillo de guarda que evita las pérdidas de borde, se mantiene a 35 °C ± 0,1 °C para representar la temperatura de la piel, y sobre ella circula un flujo de aire controlado de ~1 m/s. Para el Rct la cámara se ajusta a 20 °C / 65 % de humedad relativa (a lo largo de la muestra existe un gradiente de temperatura); para el Ret la cámara se lleva a 35 °C / 40 % de humedad relativa (condición isoterma: el único motor es la diferencia de presión de vapor de agua). La alimentación de la placa se humecta a través de una membrana porosa para simular la sudoración.
El equivalente estadounidense es la ASTM F1868, que mide la resistencia térmica, la resistencia evaporativa y la pérdida total de calor (THL) con el mismo principio de placa caliente con sudoración. El intervalo de medida típico del método es de aproximadamente 0,002–0,5 m²·K/W para la resistencia térmica intrínseca y de aproximadamente 0–1000 m²·Pa/W (0–1,0 kPa·m²/W) para la resistencia evaporativa intrínseca; ese intervalo cubre un abanico amplio, desde la camiseta fina de punto hasta las capas exteriores (shell) laminadas y gruesas.
Clases de transpirabilidad según el Ret
Se emplea una clasificación difundida, atribuida a Hohenstein, que relaciona el valor de Ret con el confort de uso. Estos umbrales se citan con frecuencia en las especificaciones de producto; por separado, la norma de ropa de protección EN 343 define sus propias clases de resistencia al vapor de agua basadas en el Ret, con umbrales distintos, para la ropa de lluvia. Ret bajo = mantenerse fresco y seco; Ret alto = sensación de humedad y agobio en esfuerzos intensos.
| Ret (m²·Pa/W) | Clase | Interpretación en términos de confort |
|---|---|---|
| 0–6 | Muy buena / extremadamente transpirable | Confortable incluso con actividad elevada |
| 6–13 | Buena / muy transpirable | Confortable con actividad media |
| 13–20 | Satisfactoria / transpirable | Confortable solo con actividad baja o media |
| 20–30 | Insuficiente / poco transpirable | Confort moderado solo con actividad baja |
| 30+ | Insuficiente / no transpirable | Incómodo, tiempo de tolerancia breve |
Unidades: clo, tog y el índice de permeabilidad al vapor imt
En la práctica, el aislamiento térmico también se expresa en clo y tog. Por definición, 1 clo = 0,155 m²·K/W (el aislamiento que mantiene el equilibrio térmico de una persona en reposo en un ambiente a 21 °C con ventilación ligera, aproximadamente un traje) y 1 tog = 0,1 m²·K/W (habitual en el sector textil y de la ropa de cama). De ahí resulta que 1 clo ≈ 1,55 tog; dividiendo el Rct de una tela entre 0,155 pueden convertirlo a clo, y dividiéndolo entre 0,1, a tog.
La magnitud que condensa en una sola relación la resistencia térmica y la evaporativa es el índice de permeabilidad al vapor de agua imt. La ISO 11092 lo define como imt = (Rct / Ret) × S, donde S ≈ 60 Pa/K es una constante. Es adimensional y varía entre 0 y 1; imt = 0 significa totalmente impermeable al vapor, mientras que imt = 1 significa un comportamiento idéntico al de una capa de aire del mismo espesor. En la práctica, el imt de las telas confortables se sitúa mayoritariamente en la banda de 0,2–0,4; es decir, la tela retiene algo de calor y libera el vapor de forma proporcional. Como el imt evalúa conjuntamente Rct y Ret, ofrece una comparación más completa que el Ret por sí solo.
Cómo modifican el Ret/Rct la estructura, la fibra, el gramaje y el acabado
En telas de baja densidad, el Rct crece de forma aproximadamente lineal con el espesor, gracias al aire inmóvil atrapado; lo que aísla no es la fibra en sí, sino el aire quieto entre las fibras. Por eso el forro polar perchado (fleece) ofrece un Rct alto por su elevada voluminosidad (loft), pero puede mantener el Ret bajo porque su estructura porosa deja pasar el vapor directamente. Los filamentos finos y los microfilamentos atrapan más aire y pueden dar un Rct más alto a igualdad de gramaje. La arquitectura del punto también es determinante: el piqué abierto y la rejilla (mesh) bajan el Ret por su elevada porosidad, mientras que el interlock tupido tiende a un Rct y un Ret más altos. Al aumentar el gramaje (g/m²) suelen crecer tanto el espesor como la resistencia, pero la relación depende de la estructura.
Los acabados pueden desplazar el equilibrio en ambos sentidos. Los acabados de gestión de la humedad y de capilaridad (wicking) extienden el sudor, facilitan la evacuación del calor latente y aumentan el confort percibido; en cambio, los recubrimientos que forman una película continua o las laminaciones no transpirables elevan el Ret de forma notable. Un acabado hidrófugo duradero (DWR) bien aplicado, al no obstruir los poros, idealmente afecta muy poco al Ret; las membranas microporosas e hidrófilas, por su parte, están diseñadas para frenar la lluvia permitiendo a la vez un paso controlado del vapor.
Número en seco, realidad en mojado: qué ocurre cuando se suda
Los ensayos normalizados se realizan en régimen estacionario y con una carga de humedad limitada; en la sudoración real, en cambio, el contenido de agua de la tela aumenta. Como el agua conduce unas 25 veces mejor que el aire, la conductividad térmica de la tela sube a medida que se moja, de modo que el Rct efectivo baja: una capa mojada aísla de pronto mucho menos y aparece la sensación de «after-chill», el enfriamiento posterior a la sudoración. Por eso la evaluación del confort no depende solo del Rct en seco, sino también de la rapidez con que la tela evacua el agua y se seca (gestión de la humedad). El sistema ideal es una arquitectura que libere el vapor con un Ret bajo, que se seque rápido al mojarse para limitar la pérdida de Rct y que conserve su voluminosidad (loft).