L’innovazione cambia il mondo
La sfida centrale degli sport all’aria aperta non è semplicemente proteggersi dal freddo. È trovare un equilibrio tra conservazione del calore e gestione dell’umidità, un problema che accompagna lo sviluppo delle soluzioni isolanti da un secolo.
Le imbottiture tradizionali, come quelle in piumino e in fibre sintetiche, sfruttano lo spessore per intrappolare aria immobile e trattenere il calore. Durante l’attività fisica, però, sudore e umidità possono accumularsi più rapidamente di quanto riescano a disperdersi. Quando gli indumenti si bagnano, le loro prestazioni termiche possono diminuire drasticamente: la conducibilità termica dell’acqua è circa 23 volte quella dell’aria e il piumino completamente inzuppato perde quasi tutta la sua capacità isolante.
Y-Warm segue un approccio diverso. Un singolo strato, spesso appena 0,7 mm, è progettato per rispondere contemporaneamente a tre esigenze: isolamento termico, permeabilità al vapore acqueo e asciugatura rapida.
I. Dal volume dell’imbottitura alla conducibilità termica
Y-Warm è un materiale termoisolante flessibile con celle chiuse su scala nanometrica. Il suo principio progettuale differisce radicalmente da quello dei materiali isolanti tradizionali. Anziché affidarsi soprattutto al volume e allo spessore per intrappolare aria immobile, riduce la conduzione del calore grazie alla sua conducibilità termica estremamente bassa, resa possibile da oltre 10.000 celle chiuse indipendenti su scala nanometrica per centimetro quadrato.
Le pareti dei pori di Y-Warm hanno uno spessore di soli 20–280 nm, mentre i pori presentano diametri compresi tra 30 e 190 µm. La percentuale di celle chiuse supera il 95% e la porosità effettiva è superiore al 96%. La conducibilità termica è dello stesso ordine di grandezza di quella dell’aerogel.
I calcoli teorici indicano che due strati sovrapposti di Y-Warm, con uno spessore complessivo di circa 1,40 mm, possono offrire lo stesso isolamento termico di un’imbottitura in piumino da 100 g/m².
La difficoltà tecnologica risiede nella fragilità intrinseca dei materiali nanoporosi. Fin dalla loro prima realizzazione nel 1931, gli aerogel sono noti per alcuni dei valori di conducibilità termica più bassi tra i materiali solidi. La loro fragilità meccanica, tuttavia, rappresenta da tempo una sfida sia per la ricerca sia per l’industria. Anche quando vengono ridotti in polvere per applicazioni pratiche, il danneggiamento della struttura porosa può provocare un calo significativo delle prestazioni isolanti.
Il progetto Y-Warm è iniziato nel 2013, ha ottenuto il primo risultato positivo in laboratorio nel 2017, ha completato la validazione tecnica nel 2019 ed è entrato ufficialmente sul mercato nel 2021. Dopo otto anni di ricerca e sviluppo, il team ha superato le difficoltà nel rendere flessibili i materiali nanoporosi. Y-Warm ha così acquisito caratteristiche pratiche come la possibilità di essere cucito e lavato. Questo risultato ha rappresentato una prima mondiale nel suo genere.
Il modello YW-01 ha uno spessore di soli 0,7 mm e una massa areica di circa 46 g/m². Può aumentare di circa 10 °C la temperatura percepita durante l’uso di un prodotto ed è adatto a un intervallo di temperatura compreso tra −50 °C e 150 °C. Nell’abbigliamento outdoor, ciò significa che una giacca sottile con Y-Warm potrebbe sostituire gli strati isolanti voluminosi tradizionalmente necessari per conservare il calore.
II. Permeabilità al vapore e asciugatura rapida: il ruolo dei gruppi idrofili
L’isolamento termico, da solo, non basta. Durante le attività all’aria aperta, il corpo umano può produrre centinaia di millilitri di sudore all’ora. Se l’umidità rimane all’interno degli indumenti, non provoca soltanto una sensazione di bagnato e disagio: può anche compromettere le prestazioni termiche, perché l’acqua conduce il calore molto meglio dell’aria.
La gestione dell’umidità di Y-Warm si basa sui gruppi idrofili presenti nel materiale. La superficie interna, a diretto contatto con il corpo, assorbe rapidamente l’umidità dalla pelle, mentre quella esterna ne favorisce l’evaporazione nell’ambiente circostante. La capacità di assorbimento dell’acqua è circa il doppio di quella del campione di riferimento utilizzato nelle prove; la velocità di evaporazione è circa 2,5 volte superiore a quella dello stesso campione. Anche quando è completamente saturo d’acqua, il materiale può asciugarsi naturalmente a temperatura ambiente in circa un’ora.
Y-Warm mantiene inoltre un elevato livello di isolamento termico dopo aver assorbito umidità. Questa proprietà risponde a uno dei principali limiti delle imbottiture tradizionali in piumino: la forte perdita di capacità isolante quando si bagnano.
Questo percorso di gestione dell’umidità, basato sull’assorbimento dall’interno e sull’evaporazione verso l’esterno, consente al materiale di ridurre l’ingresso di aria fredda e, allo stesso tempo, di lasciare fuoriuscire il vapore acqueo. Il materiale oppone quindi resistenza al passaggio dell’aria pur restando permeabile al vapore. Per chi pratica attività outdoor, ciò può aiutare a rimanere asciutti durante sforzi intensi, come l’escursionismo o l’arrampicata, e a conservare il calore nelle pause.
Il materiale offre anche proprietà antibatteriche di grado 3A e proprietà antistatiche, che contribuiscono a limitare l’accumulo di odori durante attività all’aperto protratte per più giorni.
III. Confronto con i materiali isolanti tradizionali
Il confronto con i principali materiali isolanti chiarisce le differenze tra le rispettive proprietà e i diversi approcci progettuali.
Il piumino deve gran parte delle sue prestazioni termiche al loft, ossia al volume che l’imbottitura assume quando si espande. Il suo principale vantaggio è l’eccellente rapporto tra isolamento termico e peso, soprattutto in condizioni di freddo estremo. È però sensibile all’umidità ed è un materiale di origine animale.
Le imbottiture in fibre sintetiche attenuano alcuni dei limiti del piumino legati all’umidità. Anche queste, tuttavia, dipendono dal loft e dallo spessore del materiale per trattenere il calore. Ne risultano spesso capi più voluminosi, con un’efficienza isolante generalmente inferiore a quella del piumino.
L’aerogel offre prestazioni di isolamento termico eccezionali, ma la sua fragilità intrinseca ne rende difficile l’impiego diretto nell’abbigliamento.
Y-Warm punta invece sulla leggerezza della struttura e sulla combinazione di più funzioni. Non cerca soltanto di superare i materiali tradizionali all’interno dell’approccio esistente, ma propone una diversa gestione termica: considerare la conducibilità termica, anziché il loft, come misura fondamentale delle prestazioni isolanti e gestire l’umidità prodotta dal sudore attraverso un trasporto attivo, senza affidarsi esclusivamente alla traspirabilità passiva.
Conclusione
Il valore di Y-Warm non consiste nel «rivoluzionare» un singolo materiale isolante tradizionale, ma nel proporre un nuovo approccio all’isolamento termico: concentrarsi sulla conducibilità termica anziché sul loft, gestire l’umidità prodotta dal sudore attraverso il suo trasporto anziché mediante la sola traspirabilità passiva e sostituire strati isolanti voluminosi di spessore centimetrico con una struttura realizzata mediante nanoingegneria, spessa appena 0,7 mm.
Per il settore dell’abbigliamento outdoor, si tratta di un’applicazione concreta dei progressi nella scienza dei materiali. Con la crescente diffusione dei materiali a celle chiuse su scala nanometrica nelle applicazioni di fascia alta, la riduzione del peso e l’integrazione di più funzioni emergono come tendenze chiare nell’evoluzione delle tecnologie di isolamento termico.
Domande frequenti
1. A quali esigenze risponde Y-Warm nell’abbigliamento outdoor?
Y-Warm è progettato per combinare isolamento termico, permeabilità al vapore acqueo e asciugatura rapida. Il singolo strato da 0,7 mm mira a conciliare la conservazione del calore con la gestione dell’umidità.
2. In che cosa l’approccio di Y-Warm differisce da quello del piumino e delle imbottiture sintetiche?
Il piumino e le imbottiture in fibre sintetiche sfruttano soprattutto il loft e lo spessore per trattenere aria immobile. Y-Warm si concentra sulla bassa conducibilità termica associata alla struttura a celle chiuse e integra la gestione dell’umidità. Il piumino mantiene un eccellente rapporto tra isolamento termico e peso, soprattutto in condizioni di freddo estremo.
3. Su cosa si basa il confronto tra due strati di Y-Warm e 100 g/m² di piumino?
Il confronto si basa su calcoli teorici. Secondo tali calcoli, due strati sovrapposti di Y-Warm, con uno spessore totale di circa 1,40 mm, possono offrire lo stesso isolamento termico di un’imbottitura in piumino da 100 g/m².
4. Come gestisce l’umidità Y-Warm e quanto tempo impiega ad asciugarsi?
I gruppi idrofili presenti nel materiale partecipano all’assorbimento dell’umidità e alla sua evaporazione nell’ambiente circostante. Anche quando è completamente saturo d’acqua, Y-Warm può asciugarsi naturalmente a temperatura ambiente in circa un’ora.
5. Resistenza al passaggio dell’aria e permeabilità al vapore acqueo sono la stessa proprietà?
No. La resistenza al passaggio dell’aria limita il flusso d’aria attraverso il materiale, mentre la permeabilità al vapore acqueo consente il passaggio del vapore. Y-Warm è progettato per ridurre l’ingresso di aria fredda e permettere al vapore acqueo di fuoriuscire.
