Quando os Navy SEALs realizam mergulhos em águas árticas, ou quando as equipes de resgate estão mergulhando sob rios ou lagoas cobertas de gelo, o tempo de sobrevivência, mesmo com as melhores roupas de mergulho, é muito limitado - tão pouco quanto dezenas de minutos, e a experiência pode ser extremamente dolorosa, na melhor das hipóteses. Encontrar maneiras de estender esse tempo de sobrevivência sem prejudicar a mobilidade tem sido uma prioridade para a Marinha dos EUA e mergulhadores científicos, como dois professores de engenharia do MIT aprenderam durante um programa recente que os levou a uma variedade de instalações navais.

Essa visita levou a uma colaboração de dois anos que agora produziu um resultado dramático:um tratamento simples que pode melhorar o tempo de sobrevivência de uma roupa de neoprene convencional por um fator de três, os cientistas dizem.

As evidências, que poderia ser aplicado essencialmente imediatamente, são relatados esta semana no jornal RSC Advances , em um artigo de Michael Strano, o professor de Engenharia Química Carbon P. Dubbs; Jacopo Buongiorno, o Professor TEPCO e chefe associado do Departamento de Ciência e Engenharia Nuclear; e cinco outros no MIT e na George Mason University.

O processo que eles descobriram funciona simplesmente colocando a roupa de neoprene padrão dentro de uma autoclave de tanque de pressão do tamanho de um barril de cerveja, preenchido com um gás inerte pesado, por cerca de um dia. O tratamento dura cerca de 20 horas, muito mais tempo do que qualquer pessoa gastaria em um mergulho, explica Buongiorno, que é um usuário ávido de roupas de mergulho. (Ele competiu em um triatlo na semana passada.) O processo também pode ser feito com antecedência, com a roupa de mergulho colocada em um saco lacrado para ser aberto antes do uso, ele diz.

Embora Buongiorno e Strano façam parte do corpo docente do MIT, eles nunca se conheceram até que ambos fizessem parte do Grupo de Estudos de Ciências da Defesa do Departamento de Defesa. "Visitamos muitas bases, e se reuniu com todos os tipos de militares até generais de quatro estrelas, "diz Buongiorno, cuja especialidade em engenharia nuclear tem a ver com transferência de calor, especialmente através da água. Eles aprenderam sobre as necessidades específicas dos militares e foram solicitados a elaborar um projeto tecnológico para atender a uma dessas necessidades. Depois de se reunir com um grupo de SEALs da Marinha, o corpo de mergulho de operações especiais de elite, eles decidiram que a necessidade de proteção mais duradoura em águas geladas era algo que eles poderiam enfrentar.

Eles analisaram as diferentes estratégias que vários animais usam para sobreviver nessas águas frias, e encontrou três tipos:bolsas de ar presas em pelos ou penas, como com lontras e pinguins; calor gerado internamente, como acontece com alguns animais e peixes (incluindo grandes tubarões brancos, que, surpreendentemente, são de sangue quente); ou uma camada de material isolante que retarda muito a perda de calor do corpo, como acontece com a gordura de focas e baleias.

No fim, depois de simulações e testes de laboratório, eles acabaram com uma combinação de dois deles - um material isolante semelhante a gordura que também faz uso de bolsões de gás presos, embora, neste caso, o gás não seja ar, mas um gás inerte pesado, ou seja, xenônio ou criptônio.

O material que se tornou padrão para roupas de mergulho é o neoprene, um material barato que é uma mistura de materiais de borracha sintética processada em uma espécie de espuma, produzindo uma estrutura de célula fechada semelhante ao isopor. Preso nessa estrutura, ocupando mais de dois terços do volume e sendo responsável por metade do calor que é transferido através dele, são bolsões de ar.

Strano e Buongiorno descobriram que se o ar preso for substituído por xenônio ou criptônio, as propriedades de isolamento do material aumentam dramaticamente. O resultado, eles dizem, é um material com a menor transferência de calor de qualquer roupa de mergulho já feita. "Estabelecemos um recorde mundial para a roupa de mergulho de menor condutividade térmica do mundo, "Strano diz - condutividade quase tão baixa quanto o próprio ar." É como vestir uma capa de ar. "

Eles descobriram que isso poderia melhorar a sobrevivência em água mais fria do que 10 graus Celsius, aumentando-o de menos de uma hora para duas ou três horas.

O resultado pode ser uma bênção não apenas para aqueles nos ambientes mais extremos, mas para quem usa roupas de neoprene em águas frias, incluindo nadadores, atletas, e surfistas, bem como mergulhadores profissionais de todos os tipos.

Atualmente, as únicas alternativas viáveis ​​de água fria para roupas de mergulho são roupas secas, que tem uma camada de ar entre o traje e a pele que deve ser mantida usando uma mangueira e uma bomba, ou um terno de água quente, que também requer uma conexão de mangueira e bomba. Em ambos os casos, uma falha da bomba ou um corte ou rasgo no traje pode resultar em uma rápida perda de isolamento que pode ser fatal em minutos.

Mas o neoprene infundido com xenônio ou criptônio não requer tal sistema de suporte e não tem como perder rapidamente suas propriedades de isolamento, e, portanto, não traz esse risco. "Podemos pegar a roupa de neoprene de qualquer pessoa e pressurizá-la com xenônio para operações de alto desempenho, "Strano diz.

Outra possibilidade, eles dizem, é produzir uma roupa de mergulho com as mesmas propriedades isolantes das atuais, mas com uma pequena fração da espessura, permitindo mais conforto e liberdade de movimento que pode ser atraente para os atletas.

Um próximo passo em sua pesquisa é procurar maneiras de fazer um longo prazo, versão estável de um neoprene infundido com xenônio, talvez ligando uma camada protetora sobre ele, eles dizem.