Como um iglu mantém você aquecido?

Um iglu mantém você aquecido ao reter o calor do seu corpo. Os iglus são feitos de neve comprimida. Quase 95% dessa neve é ​​ar preso, o que é um bom isolante. Esse isolamento evita a perda de calor do corpo e, assim, nos mantém aquecidos.

Imagine que você está andando pela paisagem nevada da tundra ártica. Obviamente, você começa a sentir frio com todo o vento gelado. Você freneticamente procura abrigo, mas não há nada além de neve branca como cristal ao seu redor. Finalmente, você encontra um iglu, que também é feito de neve! Você entra na estrutura e, depois de um tempo, fica surpreso ao descobrir que começa a se sentir aquecido!Um iglu, que é feito da mesma neve gelada que nos deixa frios, também é muito bom para manter as pessoas aquecidas. Mas como? Como algo tão frio pode fazer você se sentir quente?

Bem, isso tem algo a ver com as incríveis propriedades da neve e a estrutura de um iglu.

Por que sentimos frio?

Como todo o cenário do iglu é uma interação entre frio e calor, vamos começar entendendo o que ‘quente’ e ‘frio’ realmente significam.

O calor é uma forma de energia que pode ser transferida de um corpo para outro. A energia térmica se move das regiões de maior temperatura para regiões de baixa temperatura até que as temperaturas das duas regiões se tornem iguais e resultem em equilíbrio térmico.

Este movimento de calor pode acontecer de três maneiras:

Os três tipos de transferência de calor.

Métodos de transferência de calor

  1. Condução : Aqui, o calor é transferido por contato físico direto entre objetos. Não envolve o movimento literal da matéria, mas a energia térmica é transferida através de moléculas adjacentes. Se você tocar uma panela quente, suas mãos queimarão, pois o calor é transferido da panela para a mão por condução.
  2. Convecção : Esta é a principal forma de transferência de calor em fluidos (líquidos, gases). Aqui, o calor é transferido pelo movimento das moléculas com base em sua densidade. O ar quente sobe e o ar frio desce devido à convecção.
  3. Radiação : A radiação é a transferência de calor na forma de radiação eletromagnética. Não requer necessariamente um meio, então o calor também pode ser transferido por radiação através do vácuo. Sentimos o calor da luz solar porque o sol transfere calor através do espaço por meio de radiação.

Em suma, os termos ‘quente’ e ‘frio’ na verdade descrevem o próprio calor. Os corpos que perdem calor ficam mais frios, enquanto os que ganham calor ficam mais quentes. Então, quando você sente frio, você está simplesmente perdendo calor.

Uma interação desses três mecanismos mantém um iglu aquecido. Vamos ver como!

A ciência por trás de um iglu

Em uma manhã fria, um pedaço relativamente pequeno de cobertor pode nos fazer sentir quentes e aconchegantes. Um cobertor não gera calor próprio e não é algo que você necessariamente define como ‘quente’, então como ele o mantém aquecido? Simplesmente prendendo o calor do corpo de escapar! Um cobertor em si não é quente; tudo o que ele faz é evitar a perda de calor do nosso corpo.

Um iglu funciona em um princípio semelhante. O iglu age como um enorme cobertor e confina o calor do corpo de uma pessoa dentro de suas paredes.

iglu na montanha alta

Um iglu (Crédito da foto: envato)

Inuit

Os iglus são tradicionalmente associados às populações indígenas das regiões árticas do Alasca, Canadá e Groenlândia, amplamente chamadas de Inuits . São abrigos temporários feitos pelos inuits para serem usados ​​como casas de inverno ou para expedições de caça.

A chave para um iglu quente está na escolha da matéria-prima certa; e há apenas duas matérias-primas disponíveis em abundância no Ártico — neve e gelo.

Neve Comprimida

Um iglu é feito de neve comprimida . A neve compacta e endurecida é um ótimo isolante de calor porque a neve nada mais é do que água semicongelada com cerca de 95% de ar preso. As moléculas de ar presas entre os minúsculos cristais de gelo criam bolsas de ar , que atuam como excelentes isolantes que evitam a perda de calor por convecção. Assim, a neve é ​​o material perfeito para construir uma morada quente em meio ao ambiente gelado do Ártico.

Cobre Inuit construindo vila de iglu

Inuits construindo um iglu (Crédito da foto: Wikimedia commons)

Ao contrário da neve, o gelo é basicamente água congelada e não contém muitos bolsões de ar, o que o torna um isolante ruim. Assim, a neve é ​​preferível ao gelo para a construção de iglus.

O tipo de neve usado é igualmente importante. A neve recém-caída é quebradiça e pulverulenta e não pode ser usada para construir uma estrutura robusta. Assim, os iglus são feitos cortando blocos de neve endurecidos e comprimidos do chão.

construção de iglu na alta montanha

Os iglus são feitos de blocos de neve compactados (Crédito da foto: envato)

Um inuit experiente pode construir um iglu do zero em quase uma hora. Basta uma serra, neve e muita habilidade e técnica.

Como um iglu mantém você aquecido?

O corpo humano converte a energia dos alimentos que consumimos em energia térmica. Essa energia térmica é perdida do nosso corpo para o ambiente externo por condução, convecção e principalmente radiação. O calor escapado se move ao redor do iglu por convecção e aquece parte do ar dentro dele.

Como o ar frio é mais denso que o ar quente, o ar frio se instala na parte inferior do iglu, enquanto o ar quente sobe em direção ao topo da estrutura. Para isso, o piso do iglu é dividido em terraços. A camada quente superior é onde as pessoas dormem, a camada intermediária é para cozinhar e fazer fogueiras, e o piso rebaixado funciona como uma pia fria.

As paredes de neve isolantes evitam a perda de calor corporal e também protegem as pessoas do vento frio que sopra do lado de fora.

Assim, um iglu faz uso do próprio calor corporal perdido do nosso corpo para regular a temperatura do espaço.

A estrutura de um iglu afeta seu calor?

A estrutura de um iglu também desempenha um papel importante no confinamento do calor no interior.

A pequena porta e o pequeno túnel que leva à cúpula central do iglu têm seu próprio significado. O pequeno túnel em ângulo reto afundado atua como um sumidouro frio, ao mesmo tempo em que evita que tempestades de neve e ventos frios soprem diretamente no compartimento principal do iglu.

Como discutido anteriormente, um iglu é dividido em terraços ou câmaras. A câmara principal tem uma plataforma superior para dormir e uma plataforma inferior para outras tarefas. O interior da câmara é ainda coberto com pele de foca para melhorar o isolamento. Além da câmara principal, há uma câmara anterior que funciona como pia fria e um espaço de armazenamento para conservação de alimentos.

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A estrutura de um iglu (Crédito da foto: Albert Stephen Julius/Shutterstock)

Você já pensou por que os iglus têm a forma de cúpulas? Por que não há iglus cúbicos? Bem, a forma do iglu determina sua estabilidade. A cúpula de um iglu tem a forma de um catenóide . Esta forma fornece estabilidade estrutural e garante que o iglu não se deforme ou colapse sob pressão.

Como a neve não é algo que fornece a maior estabilidade, a cúpula em forma de catenóide distribui a pressão uniformemente e aumenta a força geral do iglu. Na verdade, um iglu bem construído pode suportar o peso de uma pessoa em pé sobre ele!

Inuit dentro da casa de neve em Cape Fullerton

Interior de um iglu (Crédito da foto: Wikimedia commons)

Assim, a implementação adequada das técnicas de construção é vital para manter o iglu aquecido e confortável.

Quão quente é um iglu?

Se construído corretamente, um iglu pode criar uma diferença de cerca de 40 o C entre seu interior e o ambiente externo apenas com o uso do calor do corpo.

Em um estudo realizado por Rich Holihan e seus colegas, descobriu-se que dentro de um iglu, próximo aos corpos das pessoas, a temperatura estava em torno de 36 o C (310K). No ar ao redor das pessoas, a temperatura caiu para quase 16 o C (290 K), e na extremidade, perto das paredes do iglu, a temperatura ficou em torno de 1 o C (275 K). Além disso, se houver mais pessoas dentro do iglu, fica ainda mais quente.

Mesmo que 16 o C ou 1 o C não seja uma temperatura “aconchegante”, considerando que a temperatura dos terrenos árticos pode chegar a impressionantes -40 o C a -50 o C, um iglu faz um ótimo trabalho para regular a temperatura. Assim, para as pessoas que vivem em temperaturas abaixo de zero, um iglu é uma morada quentinha.

Até os animais das regiões árticas fazem uso das propriedades isolantes da neve cavando buracos para se manterem aquecidos.

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Um urso polar dentro de uma toca de neve. (Crédito da foto: Sergey Uryadnikov/Shutterstock)

Conclusão

É incrível como os inuits conseguiram alcançar um método de construção quente e estável por tentativa e erro, sem ter nenhuma consciência da matemática ou física subjacente por trás disso. Um iglu é, portanto, um tipo engenhoso de construção – um exemplo perfeito de arquitetura vernacular.

Agora que você conhece a ciência por trás de um iglu, se você se encontrar preso em uma paisagem gelada sem ter para onde ir, desenterre alguns blocos de neve, faça uma cúpula e mantenha-se aquecido!

Referências:

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