Por que nos encolhemos no frio? Ciência da perda de calor

Em dias de baixa temperatura, buscamos maneiras de nos aquecer, seja vestindo agasalhos ou adotando posturas corporais que minimizem a perda de calor. 

Muitas vezes, instintivamente, fechamos as mãos, cruzamos os braços, encolhemos as pernas e curvamos o corpo para conservar o calor. Mas por que isso acontece? A resposta está na física da condução térmica.

A física do frio e a perda de calor

Nosso corpo perde calor para o ambiente principalmente por quatro processos físicos:

1. Condução – O calor se transfere diretamente do corpo para superfícies mais frias, como quando pisamos no chão gelado.
2. Convecção – O ar frio ao redor do corpo retira calor, o que acontece especialmente quando há vento.
3. Radiação – Nosso corpo emite calor na forma de radiação infravermelha, especialmente em ambientes frios.
4. Evaporação – O suor e a umidade da pele evaporam, levando calor embora.

Nosso corpo mantém uma temperatura interna entre 36,5°C e 37°C. Quando a temperatura ambiente está abaixo desse valor, ocorre uma transferência de calor do corpo para o meio externo, seguindo o princípio da condução térmica.

crédito: https://sensisaude.com.br/por-que-a-temperatura-corporal-baixa-e-um-sinal-de-alerta-para-a-saude/

Essa perda de calor gera a sensação de frio e pode comprometer funções fisiológicas caso se intensifique.

Para minimizar essa perda, utilizamos roupas térmicas e agasalhos, que atuam como barreiras para reduzir a dissipação de calor. No entanto, é importante destacar que roupas e cobertores não aquecem o corpo ativamente. 

Eles apenas retêm uma camada de ar ao redor do corpo, funcionando como isolantes térmicos e reduzindo a troca de calor com o meio externo.

A lei de Fourier e a transferência de calor

A perda de calor pelo corpo pode ser explicada pela Lei de Fourier, um dos princípios fundamentais da termodinâmica. 

Essa lei estabelece que a taxa de transferência de calor (ṣ) através de um material é proporcional à condutividade térmica do material (k), à diferença de temperatura entre os extremos (∆T) e à área de contato (A), sendo inversamente proporcional à espessura do material (e):

Isso significa que:

• Quanto maior a área exposta ao frio, maior será a perda de calor.
• Quanto maior a diferença de temperatura entre o corpo e o ambiente, mais rápido será o resfriamento.
• Materiais com baixa condutividade térmica (como lã e penas) ajudam a manter o calor.

Por que nos encolhemos quando sentimos frio?

A perda de calor está diretamente relacionada à área de superfície exposta. De acordo com a geometria, entre os sólidos de mesmo volume, a esfera é a que possui a menor área externa. Isso significa que, ao nos encolhermos, aproximamos nossa forma da estrutura esférica, reduzindo a área de contato com o ambiente. 

Com menos superfície exposta, diminuímos a troca de calor com o meio externo e conservamos mais energia térmica.

Esse comportamento instintivo é um mecanismo de defesa do organismo para minimizar a perda térmica e proteger órgãos vitais do frio intenso. 

Além disso, o corpo pode ativar mecanismos como a vasoconstrição, reduzindo o fluxo sanguíneo para a pele e extremidades, priorizando o calor para órgãos internos.

O papel do corpo ao se encolher:
Quando sentimos frio, nosso corpo automaticamente tenta minimizar a perda de calor. Nos encolhermos ajuda porque:

• Reduzimos a área de superfície exposta ao frio, diminuindo a perda de calor por radiação e convecção.
• Mantemos o calor concentrado no centro do corpo, protegendo órgãos vitais.
• Dobramos braços e pernas, criando camadas extras que dificultam a troca térmica com o ambiente.

Outros mecanismos do corpo para conservar calor

Além de nos encolhermos, nosso organismo ativa outros processos para manter a temperatura interna:

• Vasoconstrição – Os vasos sanguíneos se contraem para reduzir a circulação nas extremidades, preservando o calor no tronco.
• Tremores musculares – Contrações rápidas dos músculos geram calor extra.
• Arrepio dos pelos – Pequenos músculos na pele se contraem, criando uma camada de ar quente ao redor do corpo, um resquício evolutivo dos mamíferos peludos.

Dicas para manter-se aquecido

Se você quer evitar o frio e conservar o calor corporal, siga algumas dicas práticas:

• Vista roupas térmicas adequadas: Prefira tecidos como lã e poliéster, que possuem baixa condutividade térmica.
• Cubra as extremidades: Mãos, pés e cabeça perdem calor rapidamente.
• Mantenha-se em movimento: A atividade física gera calor e melhora a circulação.
• Evite roupas molhadas: A umidade aumenta a condução térmica e acelera a perda de calor.

Conclusão

A sensação de frio e a perda de calor pelo corpo são fenômenos explicados pela física, em especial pela condução térmica e pela Lei de Fourier. 

Nosso organismo, de maneira instintiva, adota mecanismos para minimizar essa perda, como nos encolhermos, tremermos e reduzirmos a circulação sanguínea para as extremidades.

 Além dessas respostas naturais, o uso de roupas adequadas e estratégias simples, como manter-se em movimento e evitar umidade, ajudam a conservar o calor corporal.

Compreender esses princípios físicos nos permite adotar medidas mais eficazes para enfrentar o frio com conforto e segurança.