Modelo predictivo del confort térmico en el calzado

El confort térmico en el calzado es un aspecto de creciente interés. Sin embargo, estamos ante una propiedad compleja de evaluar, ya que no depende únicamente de las características de los materiales que constituyen el calzado. Por esto, el centro tecnológico del calzado de España INESCOP, en el marco del proyecto THERMODELSHOE II, financiado por el IVACE y los Fondos FEDER, investiga un algoritmo capaz de predecir el confort térmico en calzado en base a las propiedades térmicas de los materiales, el calzado y la experiencia del usuario.

Por: Saray Ricote, Mónica Sanchís, Dra. Francisca Arán y Dra. Elena Orgilés. Inescop.

El confort térmico es un aspecto de gran valor para el calzado, no solo por su importancia en la reducción del riesgo de lesiones térmicas para garantizar la seguridad y salud del usuario, sino también por su capacidad de influencia en el confort final, favoreciendo el rendimiento físico y mental del usuario, y contribuyendo así al ODS 3 “Salud y bienestar”. Por esta razón, la industria del deporte, del ocio y del calzado de uso laboral se encuentran en continua búsqueda de materiales que puedan soportar mejor la disipación o acumulación del calor y la eliminación de la humedad.

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En los últimos años, el mercado se ha visto inundado por gran oferta de productos diseñados con nuevos materiales y tecnologías innovadoras con el fin de mejorar el confort térmico experimentado por el usuario. Sin embargo, a pesar de la aparición creciente de este tipo de productos, no existen métodos estandarizados de ensayo donde se recojan los requisitos básicos que debe cumplir un tipo de calzado para poder aportar confort térmico al usuario.​

Esta carencia se debe a que el confort térmico depende, no sólo de las propiedades termorreguladoras del calzado, sino de otros factores externos al calzado como la actividad desarrollada por el sujeto durante su uso, las condiciones ambientales y las características del usuario, resultando además una propiedad difícil de cuantificar y de trasladar a parámetros físicos debido a que es inherente a la percepción subjetiva de cada individuo. Por tanto, falta establecer una relación clara entre los resultados de los ensayos realizados sobre los materiales y el calzado y las prestaciones reales de estos, porque ¿qué relación existe entre la permeabilidad al vapor de agua del calzado y el confort térmico final que experimenta el usuario?

Con el propósito de poder responder a esta pregunta, Inescop, en el marco del proyecto Thermodelshoe II, está trabajando en el desarrollo de métodos de prueba objetivos y subjetivos realistas para la predicción del confort térmico. El objetivo general de este proyecto es el desarrollo de un modelo de inteligencia artificial basado en mecanismos de aprendizaje supervisado, para la predicción de confort térmico en calzado en función del aislamiento térmico y resistencia al vapor de agua en condiciones estáticas, bajo condiciones ambientales estándar y extremas.

Para conseguir este objetivo, en Inescop se realiza la evaluación tanto de las propiedades térmicas de los materiales que conforman el calzado, como del calzado mediante ensayos con equipos, así como se estudia la interacción del calzado con el usuario a través de pruebas de uso en diferentes ambientes climáticos.

  • Ensayos sobre materiales (UNE-EN ISO 11092)

Mediante el equipo Sweating guarded hot plate, más conocido como ‘’skin model’’, se cuantifica la resistencia térmica (Rct), la resistencia al vapor de agua (Ret) y el índice de permeabilidad al vapor de agua (Imt) de los diferentes materiales y combinación de materiales, a unas condiciones climáticas fijas y controladas.

  • Ensayos sobre calzado

La evaluación de calzado completo se realiza mediante un maniquí de pie térmico, el cual está dividido en varias zonas calefactadas y sensorizadas, a fin de simular el calor metabólico humano, contando además con una red de poros que representa el sistema de sudoración del pie. Este equipo proporciona una evaluación eficaz y sensible de las propiedades térmicas del calzado, obteniéndose resultados de resistencia térmica (Rct), resistencia al vapor de agua (Ret) y el índice de permeabilidad al vapor de agua o nivel de confort térmico del calzado completo (Imt), a unas condiciones climáticas fijas y controladas.

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Además, con el fin de poder obtener conocimiento de las percepciones de los usuarios frente al confort térmico experimentado, se utilizan técnicas de neurociencia, las cuales permiten analizar el comportamiento humano frente a los diferentes estímulos externos, y por tanto la experiencia del usuario.

Finalmente, mediante técnicas de inteligencia artificial se extraerán los patrones recurrentes de confort de los datos para correlacionar los resultados que se obtienen en los ensayos con equipos, con el confort térmico experimentado por el usuario en función del uso que se le dé al calzado y nivel de actividad y obtener un modelo matemático que sea capaz de determinar el rango de temperatura en servicio y condiciones ambientales ideales para el uso del calzado.

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