L'ASU ha un nuovo essere umano

I ricercatori dell'Arizona State University metteranno alla prova un manichino che cammina, respira e suda nel laboratorio e nel campus di Tempe quest'estate e nei prossimi anni, cercando risposte su come mantenere le persone al sicuro in ambienti caldi.

L’apparato ha lo scopo di aiutare a specificare la gamma di condizioni e attività durante la stagione calda che possono uccidere persone con vari attributi o condizioni fisiche, conoscenza che acquista importanza man mano che le città diventano più calde sotto la doppia tensione del cambiamento climatico e delle isole di calore urbane concrete.

Una società chiamata Thermetics ha costruito su misura questo manichino termico, noto come ANDI, per l'ASU, con i finanziamenti del programma LEAP HI (Leading Engineering for America's Prosperity, Health and Infrastructure) della National Science Foundation. Manichini simili sono in uso altrove, come nelle aziende di abbigliamento sportivo per testare gli effetti degli indumenti sul corpo, ma questo è il primo con un sistema di raffreddamento interno che ne consente l'utilizzo all'aperto e non solo in un laboratorio a calore controllato.

Posto al sole, il manichino può sudare in quantità che rappresentano un particolare tipo di corporatura o età in risposta al calore rilevato da una rete di sensori. Se i ricercatori coprono il manichino con un tessuto creato per lo scopo, l'umidità assorbirà e coprirà le superfici del corpo ed evaporerà, raffreddandosi in modo simile a come funziona il sudore di una persona.

Non tutte le persone sudano allo stesso modo – gli anziani sudano meno, per esempio – quindi il dispositivo può essere programmato per determinare quanto ci vorrebbe per spingere persone diverse al punto di un colpo di calore e della morte. Il dispositivo respira anche attraverso un serbatoio posteriore, simulando il modo in cui lo scambio di aria calda e umidità influisce sul corpo.

"Non è consigliabile eseguire molti di questi (test) con una persona reale", ha detto il professore di ingegneria meccanica Konrad Rykaczewski, il ricercatore principale del progetto. "Non è etico e sarebbe pericoloso."

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Questo nuovo dispositivo rotolerà lungo i marciapiedi del campus insieme a MaRTy, una stazione meteorologica portatile che i ricercatori universitari utilizzano da diversi anni per misurare le temperature radianti che raggiungono i pedoni dal sole o da superfici come il calore del pavimento.

Oltre a percepire e rispondere al calore in entrata, ANDI genera anche il proprio calore in base ai suoi movimenti e alle funzioni modellate degli organi interni. Un'asta di metallo sospende il manichino a un carro a quattro ruote, e i cavi attaccati ai talloni e ai gomiti lo muovono come una marionetta mentre rotola, camminando nell'aria. Il movimento invia dati a un centro nevralgico computerizzato in un carrello con aria condizionata, che determina la quantità di calore interno generato dall'allenamento simulato.

Il dispositivo può generare calore che va da quello che genera più o meno una lampadina a incandescenza a quello che genera un tostapane caldo, circa la differenza tra una persona a riposo e una che corre una maratona. Combinato con il calore del sole, del marciapiede e dell’aria, mostrerà quale combinazione potrebbe essere eccessiva per specifici tipi di persone. Quindi i ricercatori possono sottoporlo nuovamente alle stesse condizioni, ma vedere cosa cambia quando modificano il comportamento del manichino.

"Forse avresti dovuto trascorrere quei 15 minuti in più all'ombra", ha detto Rykaczewski, e quindi il manichino ci proverà e registrerà i dati risultanti. "Forse dovremmo spruzzarti dell'acqua addosso per 20 minuti. Forse è un certo indumento."

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Potrebbero esserci numerose applicazioni che i diversi dipartimenti dell'ASU tentano alla fine, ma la chiave del lavoro iniziale è testare come i diversi tipi di corporatura rispondono al calore del mondo reale e adattare di conseguenza le raccomandazioni di sicurezza.

"L'idea è quella di considerare tutto ciò che potrebbe aiutarci se dobbiamo stare fuori o vogliamo goderci la vita all'aria aperta", ha detto Rykaczewski.

Le linee guida esistenti per l’esposizione al calore generalmente tengono traccia dei dati raccolti decenni fa dai tirocinanti militari nel sud-est, ha affermato. Ciò significa che si applicano a persone giovani e sane che si esercitano in un ambiente umido. Sono anche rivolti alle persone "medie".