Kühlung von Körperpanzern: Die Wissenschaft der Wärmeregulierung und der menschlichen Leistungsfähigkeit für Militär- und Polizeipersonal

Grundlagen der menschlichen Kühlung und die Wissenschaft der menschlichen Leistungsfähigkeit

Wir geben Ihnen einige Informationen darüber, wie Ihr Körper auf natürliche Weise funktioniert, was das Schwitzen wirklich für Sie tut (und Ihnen nimmt), und einige Vorschläge, wie Sie dieses Wissen in einen betrieblichen Vorteil umwandeln können. Wir wissen, dass einige Leute in die Details eintauchen möchten (ein paar davon sind also hier), aber die meisten von uns möchten wissen, was der Unterschied ist zwischen Produkte zur Belüftung von Körperschutzwesten , IcePlate® im Vergleich zu Camelback oder ob es einen Unterschied zwischen Leitungswasser und Gatorade gibt. In dieser Serie geben wir Ihnen die Informationen, die Sie benötigen, um den besten Einsatzplan für Sie und Ihre Organisation zu erstellen. Militär, Strafverfolgung, Feuerwehr/Notdienst und Sicherheit; egal, in welchem ​​Bereich Sie arbeiten oder was Sie anwenden, das Wissen in diesem Beitrag ist universell anwendbar für jeden, der in der Hitze arbeitet.

Eine Internetsuche zum Umgang mit Hitze kann überwältigend sein, und viele Leute haben je nach Aktivität bereits ihren eigenen Plan. Aber die gesamte Wissenschaft rund um Anstrengung läuft im Wesentlichen darauf hinaus: Wir nehmen eine bestimmte Menge Energie durch Essen und Trinken auf und wir verbrauchen eine bestimmte Menge Energie für körperliche Aktivität. Gewinner sind diejenigen, die herausfinden, wie sie diese Energie am effizientesten aufnehmen und nutzen können.

Früher brauchten Sportler zum Training nur ein Baumwoll-T-Shirt, ein paar Shorts und ein paar Schlucke Wasser vor dem Training. Diese Zeiten sind vorbei – heute lässt sich alles anpassen, von der Eiweißmenge beim Frühstück bis hin zur Dehnung und Kompression der Socken. Um zu gewinnen, kommt es heute genauso sehr auf Effizienz wie auf Anstrengung an. Es geht nicht nur darum, ein besserer Sportler zu sein, sondern darum, die eigene sportliche Leistung zu maximieren und aufrechtzuerhalten, um den bestmöglichen Leistungssportler zu schaffen. Viele von uns haben gelernt und wissen, dass wir am Ende unserer Schicht, Patrouille oder unseres Einsatzes umso eher nach Hause gehen können, je fitter unser Geist und Körper sind. Im Mittelpunkt steht dabei die Flüssigkeitszufuhr, auf die wir gleich zu sprechen kommen. Doch hier liegt die Herausforderung: Wenn es etwas gibt, bei dem wir Menschen normalerweise nicht im Einklang sind, dann ist es unsere Flüssigkeitszufuhr.

Körpertemperatur

Unser Körper verbraucht Energie für viele Dinge, und eines der wichtigsten Dinge, über das wir gar nicht nachdenken, ist die Aufrechterhaltung seiner Temperatur. Diese Mechanismen laufen größtenteils automatisch ab. Während die meisten von uns mit der 98,6-Grad-Zahl, der durchschnittlichen Ruhetemperatur des menschlichen Körpers, ziemlich vertraut sind, kommt es wirklich darauf an, ob wir darüber oder darunter liegen. Darüber verbrauchen wir Energie, um uns abzukühlen, darunter verbrauchen wir Energie, um uns aufzuwärmen.

Aber die Temperatur bei 37 Grad zu halten, ist der eigentliche Schlüssel. Wir werden hauptsächlich über die Wärmeableitung sprechen, da dies unabhängig von der Außentemperatur bei harter Arbeit möglich ist. Dazu müssen wir unserem Körper kontinuierlich die Energie zuführen, die er braucht, um Wärme abzugeben und sich selbst zu regulieren.

Methoden

Es gibt nur vier Möglichkeiten, wie Ihr Körper Wärme abgibt. Hier ist ein kurzer Blick auf diese und ein einfaches Beispiel:

Verdunstung: Wasser verlässt Ihren Körper und verwandelt sich von einer Flüssigkeit in ein Gas (Schwitzen)

Wärmeleitung: Wärmeübertragung von Ihrem Körper auf eine andere feste Oberfläche (Berührung Ihres Körpers mit etwas Kälterem)

Konvektion: Luft- oder Wasserströmungen absorbieren Energie, wenn sie über Ihren Körper strömen (wenn Sie vor einem Ventilator stehen).

Strahlung: Infrarot-Wärmeübertragung von Ihrem Körper an die Umgebung (wenn Sie stillstehen) oder umgekehrt (Ihr Körper absorbiert Wärme von der Sonne, wenn Sie draußen stehen).

Um schneller abzukühlen, muss der Körper einen dieser Mechanismen effizienter nutzen. Das Hauptproblem für die meisten von uns besteht darin, dass die Verdunstung das einzige Mittel ist, das unserem Körper hierfür zur Verfügung steht. Die Strahlung ist ziemlich konstant, ein ausreichend großer Ventilator ist schwer zu transportieren und benötigt Strom für die Konvektion, und für den Aufenthalt im Freien gibt es nichts (mit Ausnahme der Qore Performance®-Systeme, auf die wir gleich eingehen werden), das für die Nutzung der Konduktion in einem platzsparenden Paket entwickelt wurde, das die Leistung nicht auf andere Weise beeinträchtigt. Wenn Sie trainieren, beschleunigt Ihr Körper also die Verdunstung, um sich an die erhöhte Wärme anzupassen, die Ihre Muskeln erzeugen.

Das Problem mit der Verdunstung

Verdunstung ist ein brillanter biologischer Prozess. Angesichts der Notwendigkeit, Wärme abzuführen, pumpt Ihr Körper erhitztes Blut aus dem Körperkern, um einen Weg nach draußen zu finden. Ihre Blutgefäße öffnen sich durch einen Prozess namens Vasodilatation. Diese sich erweiternden Blutgefäße sind der Grund dafür, dass Ihre Haut rot wird, wenn Sie sich erhitzen. Wenn das erhitzte Blut in die Nähe der riesigen Oberfläche Ihrer Haut gelangt, bewegen sich die Wasserspeicher Ihres Körpers, um die Wärme aufzunehmen und zu einem salzigen Dampf zu verdunsten. Wie Sie wahrscheinlich bereits erkannt haben, ist dieser Mechanismus jedoch nicht ohne Nachteile, von denen der offensichtlichste darin besteht, dass Sie dabei dehydrieren. Das ist vollkommen logisch – Wasser, das von Ihrer Haut in die Umgebung verdunstet, führt dazu, dass Sie weniger Wasser in sich haben. Ohne ständige Auffüllung wird Ihr Körperwasser schnell knapp, was sowohl die Wirksamkeit des Schwitzprozesses verringert als auch die Wassermenge reduziert, die der Körper für andere Dinge hat, wie zum Beispiel die richtige Blutkonsistenz aufrechtzuerhalten. Tatsächlich muss Ihr Herz umso mehr arbeiten, um das Blut in Ihre Muskeln zu pumpen, je weniger Wasser in Ihrem Blutkreislauf ist. Ob Sie es glauben oder nicht, bei größeren Menschen hat dies noch größere Auswirkungen, da das Blut längere Strecken zurücklegen muss! Verdunstung ist zwar genial, bringt Sie also nur bis zu einem gewissen Punkt.

Es gibt noch zwei weitere Probleme mit der Verdunstung. Erstens ist dieser Prozess bei weitem am effizientesten, wenn die Luft trocken ist und die Haut freiliegt. Wenn die Luft mit Wasser (Feuchtigkeit) gesättigt ist, kann die Atmosphäre einfach keine weitere Flüssigkeit aufnehmen und der Schweiß bleibt in der Kleidung und auf der Haut. Zweitens sind Kleidung, Uniformen und Rüstungen, die die Haut bedecken, im Weg und halten die Wärme zurück, egal wie viel wir schwitzen.

Dochtwirkung und Belüftung

Feuchtigkeitsableitende Stoffe, die häufig in technische Basisschichten wie Nike, Arc'teryx und Lululemon eingearbeitet werden, können den Verdunstungsprozess unterstützen, insbesondere im Vergleich zu herkömmlicher Baumwolle. Die Idee dahinter ist, dass diese Stoffe hydrophob sind, was bedeutet, dass sie Wasser aktiv abweisen, wenn sie mit ihnen in Kontakt kommen. Dies führt dazu, dass sich der Schweiß nicht mehr so ​​stark in bestimmten Bereichen des Kleidungsstücks sammeln kann. Stattdessen wird die Feuchtigkeit von den nassen in die trockeneren Bereiche transportiert und der Verdunstungsprozess bleibt in Gang (denken Sie an das Aufkochen eines großen Topfes Wasser [herkömmliche Baumwolle] im Vergleich zum Trocknen eines feuchten Tuchs [feuchtigkeitsableitendes Kleidungsstück]. Heutzutage sollte so gut wie jedes Hochleistungskleidungsstück feuchtigkeitsableitende Eigenschaften haben; es ist zur Standardausstattung für Spitzensportler, Outdoor-Fans und die meisten taktischen Kleidungsstücke geworden (bei Uniformen und Arbeitsschutzkleidung ist es noch weit vom Standard entfernt). Wir wissen jetzt auch, dass der Effekt begrenzt und es sich um einen besonders passiven Ansatz handelt. Das Beste, was wir vernünftigerweise hoffen können, ist, dass das Schwitzen mit Kleidung genauso gut funktioniert wie ohne. Leider werden Sie selbst die effektivste feuchtigkeitsableitende Kleidung schnell feststellen, dass sie nicht ausreicht, wenn Sie sie in eine feuchte Umgebung legen. Das Problem ist das gleiche: Wenn alles gesättigt ist, funktioniert der Verdunstungsprozess nicht.

Was passiert, wenn Sie die Wärmeableitung einstellen?

Ein normaler, funktionierender Körper wird immer versuchen, seine Wärme durch Schwitzen abzubauen (und sich so zu dehydrieren), egal wie feucht die Umgebung ist. Das US-Militär hat auch eine Reihe von Methoden, um Wärmeableitung für Soldaten in Trainingsumgebungen , aber diese sind begrenzt und erfordern eine erhebliche Infrastruktur. Keine davon ist im Feld zweckmäßig. Um dies zu begrenzen, sind andere Mechanismen notwendig, vor allem Leitung, die wir im letzten Abschnitt behandeln werden. Aber die Folgen der Wärmespeicherung sind verheerend, sie beginnen mit einer verringerten kognitiven Leistungsfähigkeit und werden von da an schlimmer. Da selbst die härtesten Benutzer ihre innere Körperkerntemperatur selten messen, ist Durst der erste Auslöser für einen Temperaturanstieg. Aber selbst das sagt Ihnen der Körper etwas spät – Sie haben bereits etwa 2 % Ihres Körpergewichts an Wasser verloren, wenn der Durst einsetzt. Die Wiederauffüllung (durch Wassertrinken und Nährstoffaufnahme) und die Verlangsamung der Dehydrierung (über einen der vier oben aufgeführten Mechanismen) ist an diesem Punkt entscheidend, da die Leistungsfähigkeit kurz darauf rapide abfällt – tatsächlich würde bei den meisten von uns ein Verlust von 8 % Körperwasser zu einem völligen Zusammenbruch und einer verlängerten Genesungszeit führen und selbst die Hälfte davon würde zu einer stark verminderten geistigen und körperlichen Leistungsfähigkeit führen.

Rumpfkühlung

Der Rumpf hat die größte Oberfläche und ist für die Blutversorgung des Körpers von zentraler Bedeutung. Der Körper versucht natürlich immer, seine lebenswichtigen Organe in Zeiten von Hitzestress zu schützen. Deshalb bestand die Armee auf „Rumpfkühlung“, als sie uns im Dezember 2015 mit der Bitte um Hilfe bei dem „Problem der Kühlung von Körperpanzern für Soldaten“ kontaktierte. IcePlate® wurde entwickelt, um den Rumpf auf die leistungsstärkste und effizienteste Art und Weise zu kühlen, die jemals für die persönliche Kühlung entwickelt wurde, indem das Trinkwasser verwendet wird, das wir ohnehin bei uns tragen. Es ist auch unglaublich vielseitig, da es im Winter mit heißem Wasser gefüllt werden kann, um den Rumpf stundenlang zu wärmen. Das Heizen heben wir uns für einen anderen Blogbeitrag auf.

Nachschub

Gatorade oder Wasser? Beides hat seine Berechtigung, aber wenn Sie die Funktion beider verstehen, können Sie die richtige Entscheidung treffen, wie Sie vorladen und auffüllen. Das Gatorade Sports Science Institute und Osmo Nutrition haben auf ihren Websites einige hervorragende Inhalte zum richtigen Gleichgewicht der Flüssigkeitsaufnahme, die es sich lohnt, im Anschluss durchzusehen. Zusammenfassend lässt sich jedoch sagen, dass Sie beim Schwitzen nicht nur Wasser verlieren, sondern auch wichtige Natriumreserven, die Sie vor Verletzungen schützen.

Leitung und Qore Performance®

Wir wissen, dass viele von Ihnen an heißen und schwülen Tagen nicht die Möglichkeit haben, zu Hause zu bleiben. Und das wollen Sie auch gar nicht – Sie wollen arbeiten. Sie wollen Ihren Job machen. Die Leute zählen auf Sie.

Sie kennen jetzt die Grenzen und die Bedeutung der Flüssigkeitszufuhr für den Körper. Sie wissen, dass der Oberkörper ein effizienter Ort ist, um Wärme abzugeben. Sie sind also bereit und willens, Maßnahmen zu ergreifen, um Dehydrierung vorzubeugen und Leistung und Sicherheit zu verbessern. Hier kommt Qore Performance® ins Spiel. Qore Performance®-Systeme sorgen für eine effiziente Wärmeableitung über Leitung für den Oberkörper unter Verwendung von Trinkwasser, das Sie bereits bei sich tragen. Die Wärmeableitung erfolgt, wenn die IcePlates® Ihre Wärme aufnehmen. Mathematisch und wissenschaftlich lässt sich Folgendes sagen: Wenn Sie mehr Wärme durch Leitung abgeben und gleichzeitig Ihren Flüssigkeitshaushalt aufrechterhalten können, verbrauchen Sie weniger Energie, um sich durch Verdunstung abzukühlen. Ihr Körper wird Ihnen dankbar dafür sein und Sie belohnen, indem er jedes Quäntchen eingesparter Energie automatisch direkt für Ihre aktuelle Aufgabe einsetzt. IcePlate® ist bahnbrechend, da es vollständig für den proaktiven, freihändigen Einsatz im Feld entwickelt wurde. Sie können es tragen, wann immer Sie wollen, aber im Einsatz werden Sie den größten Nutzen daraus ziehen. Es würde den Rahmen dieses Blogbeitrags sprengen, auf die Einzelheiten des Designs oder der Materialien einzugehen – und auch hier ist eine Menge Überlegung und Ingenieursleistung eingeflossen –, aber jetzt wissen Sie, wie wertvoll diese tragbare Methode der Leitung und Flüssigkeitszufuhr sein kann. Von militärischen Einsätzen in Übersee über Ersthelfer bis hin zu Lebensmittelservice und Arbeitssicherheit sind IcePlate® und das IceAge-Ökosystem heute ein wichtiger Bestandteil des sicheren, gut hydrierten PSA-Toolkits.