Transpirația este una dintre cele mai importante arme ale organismului împotriva căldurii. Dar un nou studiu arată că, în anumite condiții, chiar mecanismul care ar trebui să ne răcorească poate deveni mult mai puțin eficient.
Transpirația nu răcorește corpul doar pentru că apare pe piele. Răcirea se produce în principal atunci când apa din transpirație se evaporă.
Aerul nemișcat poate fi o problemă chiar și când vremea este uscată. La aproximativ 41 de grade Celsius și umiditate scăzută, curenții naturali de aer de lângă piele se pot contracara.
Efectul poate fi important: în anumite condiții, cantitatea de transpirație care se evaporă poate scădea cu peste 50%, potrivit cercetătorilor.
Un manechin care transpiră, numit ANDI, îi ajută pe oamenii de știință să studieze fenomenul fără a expune voluntarii la temperaturi periculoase. Descoperirile ar putea contribui la proiectarea unor haine, clădiri și spații de lucru mai sigure în timpul valurilor de căldură.
Pare un proces simplu: ne este cald, transpirăm, iar corpul se răcorește. În realitate, mecanismul este mult mai complicat.
Încă din 1775, medicul englez Charles Brian Blagden încerca să înțeleagă cum reușește organismul uman să supraviețuiască unor temperaturi extreme. Blagden și câțiva prieteni au intrat în încăperi încălzite la peste 230 de grade Fahrenheit, adică aproximativ 110 de grade Celsius. Temperatura era atât de ridicată încât carnea crudă putea fi gătită în încăpere, însă temperatura centrală a corpului oamenilor a rămas relativ stabilă.
Secretul observat atunci era transpirația: apa care ajunge pe piele se evaporă și preia căldură din organism.
Au trecut aproximativ 250 de ani de la acele experimente, însă cercetătorii spun că încă nu înțelegem complet modul în care transpirația reușește să ne răcorească.
Un nou studiu realizat de cercetători de la Arizona State University (ASU) aduce acum în prim-plan o piesă surprinzătoare a acestui puzzle.
În mod obișnuit, asociem vremea uscată cu o evaporare mai ușoară a transpirației. Și, într-adevăr, aerul uscat favorizează evaporarea apei de pe piele.
Dar există o condiție care poate schimba radical situația: lipsa mișcării aerului.
Cercetătorii conduși de Konrad Rykaczewski, profesor asociat de inginerie la ASU, au descoperit că temperatura și umiditatea pot modifica densitatea aerului aflat chiar lângă piele. Astfel apar curenți de aer naturali care se pot deplasa în direcții opuse.
Iar când acești curenți se echilibrează, aerul de lângă corp poate deveni aproape „blocat”.
„Impactul este uriaș”, a explicat Rykaczewski. Fenomenul poate modifica cu peste 50% cantitatea de transpirație care se evaporă de pe piele, potrivit cercetătorilor.
Pentru a înțelege descoperirea, trebuie urmărit aerul aflat la doar câțiva centimetri de corp.
Atunci când temperatura mediului este mai ridicată decât temperatura pielii, aerul aflat imediat lângă corp poate să se răcească relativ, devenind mai dens și având tendința de a coborî.
Dar transpirația schimbă această situație.
Pe măsură ce apa se evaporă, aerul din apropierea pielii devine mai umed. Aerul umed este mai ușor decât aerul uscat, ceea ce poate genera un curent ascendent.
Rezultatul este o adevărată „luptă” între două mișcări naturale ale aerului: una orientată în jos, cealaltă în sus.
În condiții de aproximativ 41 de grade Celsius, umiditate redusă și absența vântului, cele două efecte se pot anula aproape complet.
Iar aici apare problema.
Dacă aerul nu mai circulă suficient în apropierea pielii, evaporarea transpirației poate încetini. Corpul pierde astfel una dintre cele mai importante căi prin care elimină căldura.
Evident, cercetătorii nu puteau testa această ipoteză punând oameni într-o încăpere de 41 de grade Celsius și urmărindu-i timp de ore întregi.
Au folosit însă un „subiect” foarte special: ANDI, un manechin termic conceput pentru a imita cât mai realist reacțiile corpului uman la căldură.
ANDI are senzori pentru măsurarea transferului de căldură, iar suprafața sa este echipată cu pori artificiali prin care poate fi eliberată transpirație simulată. Sistemul poate reproduce inclusiv generarea de căldură și alte răspunsuri termice ale organismului.
Avantajul este evident: cercetătorii pot reproduce condiții extreme fără să pună în pericol sănătatea unor voluntari.
Echipa a realizat zeci de experimente cu ANDI și a construit un model computerizat al manechinului, efectuând aproximativ 100 de simulări pentru o gamă largă de condiții de temperatură, umiditate și evaporare.
Descoperirea nu este doar o curiozitate despre transpirație.
Cercetătorii susțin că modelele obișnuite utilizate pentru estimarea echilibrului termic al corpului nu iau suficient în calcul efectele de flotabilitate produse de diferențele de temperatură și umiditate din apropierea pielii.
Asta înseamnă că, în anumite situații, aceste modele ar putea subestima cât de mult se încălzește organismul.
În simulările cercetătorilor, ignorarea acestui fenomen a dus la o subestimare de aproape 2 de grade Fahrenheit, adică aproximativ 1,1 de grade Celsius, a creșterii temperaturii centrale a corpului unei persoane aflate în repaus, într-un mediu fără mișcare a aerului, după două ore de expunere la căldură.
Diferența poate părea mică pe hârtie. În condiții de stres termic, însă, fiecare mecanism care limitează capacitatea organismului de a elimina căldura poate deveni important.
Una dintre implicațiile importante ale descoperirii este că nu trebuie să fii neapărat în mijlocul unui deșert pentru ca fenomenul să conteze.
Rykaczewski atrage atenția asupra unor spații precum corturile, șantierele parțial închise sau clădirile aflate în construcție, unde temperatura poate fi ridicată, iar circulația aerului redusă.
În astfel de locuri, organismul poate continua să producă transpirație, dar răcirea efectivă depinde de ceea ce se întâmplă cu acea transpirație după ce ajunge pe piele.
Cu alte cuvinte, a transpira nu înseamnă automat că te și răcorești eficient.
Aceasta nu este prima surpriză descoperită de echipa ASU.
Într-o cercetare anterioară, oamenii de știință au analizat în detaliu modul în care transpirația se răspândește pe suprafața pielii. Voluntarii au purtat un costum special, prevăzut cu tuburi prin care circula apă caldă sau rece, pentru a modifica temperatura corpului.
Cercetătorii au observat că transpirația nu se transformă instantaneu într-o peliculă uniformă.
Mai întâi, ea satură stratul exterior al pielii. Apoi se acumulează în mici zone umede în jurul porilor și, ulterior, se întinde într-o peliculă subțire și continuă.
După evaporarea unei prime cantități de transpirație, pe piele rămâne un mic reziduu de sare.
Iar aici apare o altă surpriză: atunci când corpul începe din nou să transpire, acest reziduu poate ajuta noua transpirație să se răspândească mai rapid, fără să mai fie nevoie de aceeași etapă inițială de acumulare.
De ce contează felul în care transpirația se întinde?
Pentru că o peliculă fină de lichid poate expune o suprafață mai mare de apă aerului. Astfel, pot exista condiții mai bune pentru evaporare.
Totuși, fenomenul nu este identic pe tot corpul.
Părul, numărul și distribuția glandelor sudoripare, precum și structura pielii diferă de la o regiune la alta. Prin urmare, transpirația poate avea comportamente diferite pe frunte, spate, brațe sau alte zone ale corpului.
Iar cercetătorii încearcă acum să afle cât de mult contează aceste diferențe.
Descoperirile ar putea avea aplicații dincolo de înțelegerea fiziologiei.
Echipa ASU studiază în prezent ce se întâmplă cu transpirația după ce ajunge pe piele: rămâne acolo și se evaporă sau curge și se pierde înainte să poată contribui la răcire?
Un alt obiectiv este înțelegerea interacțiunii dintre piele, transpirație și materialele textile.
Ideea este simplă, dar importantă: poate că hainele viitorului nu trebuie doar să „absoarbă” transpirația, ci să o gestioneze astfel încât organismul să beneficieze cât mai mult de evaporarea ei.
Acest lucru ar putea conta pentru îmbrăcămintea sportivilor, echipamentele lucrătorilor expuși la căldură, uniformele personalului de intervenție și echipamentele militare.
ANDI este deja folosit pentru a studia modul în care diferite condiții de căldură afectează organismul și pentru a contribui la dezvoltarea unor soluții de protecție împotriva stresului termic.
Povestea este una dintre cele mai bune demonstrații ale modului în care știința poate transforma o observație veche într-o problemă modernă de inginerie.
În urmă cu aproximativ 250 de ani, Blagden observa că oamenii pot rezista pentru o perioadă la temperaturi extraordinare, în timp ce transpirația se evaporă.
Astăzi, cercetătorii încearcă să înțeleagă nu doar de ce transpirăm, ci și cât de eficient poate folosi organismul această transpirație în lumea reală.
ANDI poate fi utilizat inclusiv în exterior, în condiții extreme, iar ASU l-a folosit în cercetări asupra schimbului de căldură în medii foarte fierbinți.
„Este amuzant, pentru că este un subiect cam dezgustător, dar este și fascinant”, spune Rykaczewski despre transpirație.
Și există un motiv pentru care această cercetare este atât de relevantă: toată lumea transpiră.
Pe măsură ce temperaturile extreme devin o problemă tot mai importantă, înțelegerea fiecărui detaliu al mecanismului de răcire al corpului poate ajuta la proiectarea unor spații, haine și strategii de protecție mai eficiente.
Pentru că uneori, diferența dintre „transpir” și „mă răcoresc” poate fi mult mai mare decât pare.
Studiul: Shri Viswanathan et al., Vaporii de transpirație ușurează aerul de lângă piele, dar împiedică răcirea prin evaporare a corpului uman în căldura aridă, Science Advances (2026), DOI: 10.1126/sciadv.aee4703.