Cuando los Navy SEAL realizan inmersiones en aguas árticas, o cuando los equipos de rescate están buceando bajo ríos o estanques cubiertos de hielo, el tiempo de supervivencia, incluso con los mejores trajes de neopreno, es muy limitado, tan solo decenas de minutos, y la experiencia puede ser extremadamente dolorosa en el mejor de los casos. Encontrar formas de extender ese tiempo de supervivencia sin obstaculizar la movilidad ha sido una prioridad para la Marina de los EE. UU. Y los buzos científicos. como aprendieron un par de profesores de ingeniería del MIT durante un programa reciente que los llevó a una variedad de instalaciones navales.

Esa visita condujo a una colaboración de dos años que ahora ha dado un resultado dramático:un tratamiento simple que puede mejorar el tiempo de supervivencia de un traje de neopreno convencional en un factor de tres. dicen los científicos.

Los resultados, que podría aplicarse esencialmente de inmediato, se informan esta semana en la revista Avances RSC , en un artículo de Michael Strano, el profesor Carbon P. Dubbs de Ingeniería Química; Jacopo Buongiorno, el profesor de TEPCO y director asociado del Departamento de Ciencia e Ingeniería Nuclear; y otros cinco en el MIT y la Universidad George Mason.

El proceso que descubrieron funciona simplemente colocando el traje de neopreno estándar dentro de un autoclave con tanque de presión no más grande que un barril de cerveza. lleno de un gas inerte pesado, durante aproximadamente un día. Luego, el tratamiento dura aproximadamente 20 horas, mucho más de lo que cualquiera gastaría en una inmersión, explica Buongiorno, que es un ávido usuario de trajes de neopreno. (Compitió en un triatlón la semana pasada). El proceso también podría hacerse con anticipación, con el traje de neopreno colocado en una bolsa sellada para abrirlo justo antes de usarlo, él dice.

Aunque Buongiorno y Strano están en la facultad del MIT, nunca se habían conocido hasta que ambos fueron parte del Grupo de Estudio de Ciencias de la Defensa del Departamento de Defensa. "Tenemos que visitar muchas bases, y se reunió con todo tipo de militares hasta generales de cuatro estrellas, "dice Buongiorno, cuya especialidad en ingeniería nuclear tiene que ver con la transferencia de calor, especialmente a través del agua. Aprendieron sobre las necesidades particulares de los militares y se les pidió que diseñaran un proyecto tecnológico para abordar una de esas necesidades. Después de reunirse con un grupo de Navy SEAL, el cuerpo de buceo de élite de operaciones especiales, decidieron que la necesidad de una protección más duradera en aguas heladas era algo que podían asumir.

Observaron las diferentes estrategias que utilizan varios animales para sobrevivir en estas gélidas aguas, y encontró tres tipos:bolsas de aire atrapadas en pieles o plumas, como las nutrias y los pingüinos; calor generado internamente, como ocurre con algunos animales y peces (incluidos los grandes tiburones blancos, cuales, asombrosamente, son de sangre caliente); o una capa de material aislante que ralentiza en gran medida la pérdida de calor del cuerpo, como con la grasa de focas y ballenas.

En el final, después de simulaciones y pruebas de laboratorio, terminaron con una combinación de dos de estos:un material aislante similar a la grasa que también hace uso de bolsas de gas atrapadas, aunque en este caso el gas no es aire sino un gas inerte pesado, a saber, xenón o criptón.

El material que se ha convertido en estándar para los trajes de neopreno es el neopreno, un material económico que es una mezcla de materiales de caucho sintético procesados ​​en una especie de espuma, produciendo una estructura de celda cerrada similar a la espuma de poliestireno. Atrapado dentro de esa estructura ocupando más de dos tercios del volumen y representando la mitad del calor que se transfiere a través de él, son bolsas de aire.

Strano y Buongiorno descubrieron que si el aire atrapado se reemplaza con xenón o criptón, Las propiedades aislantes del material aumentan drásticamente. El resultado, ellos dicen, es un material con la transferencia de calor más baja de todos los trajes de neopreno jamás fabricados. "Establecimos un récord mundial para el traje de neopreno de conductividad térmica más baja del mundo, ", Dice Strano, la conductividad es casi tan baja como el aire mismo." Es como llevar una capa de aire ".

Descubrieron que esto podría mejorar la capacidad de supervivencia en agua a una temperatura inferior a 10 grados centígrados, elevándolo de menos de una hora a dos o tres horas.

El resultado podría ser una bendición no solo para quienes se encuentran en los entornos más extremos, pero a quien use traje de neopreno en aguas frías, incluidos los nadadores, Atletas, y surfistas, así como buceadores profesionales de todo tipo.

En la actualidad, las únicas alternativas viables de agua fría a los trajes de neopreno son los trajes secos, que tienen una capa de aire entre el traje y la piel que se debe mantener mediante una manguera y una bomba, o un traje de agua caliente, que igualmente requiere una conexión de manguera y bomba. En cualquier caso, una falla de la bomba o un corte o desgarro en el traje puede resultar en una rápida pérdida de aislamiento que puede poner en peligro la vida en cuestión de minutos.

Pero el neopreno infundido con xenón o criptón no requiere tal sistema de soporte y no tiene forma de perder rápidamente sus propiedades aislantes. y por lo tanto no conlleva ese riesgo. "Podemos tomar el traje de neopreno de cualquier persona y presurizarlo con xenón para operaciones de alto rendimiento, "Dice Strano.

Otra posibilidad, ellos dicen, es producir un traje de neopreno con las mismas propiedades aislantes que los actuales, pero con una pequeña fracción del grosor, permitiendo más comodidad y libertad de movimiento que podrían resultar atractivas para los atletas.

Un siguiente paso en su investigación es buscar formas de hacer un versión estable de un neopreno con infusión de xenón, quizás pegando una capa protectora sobre él, ellos dicen.