Atualmente, a intensificação do efeito estufa e o aquecimento global levaram ao aumento da exposição humana a ambientes térmicos perigosos.
De acordo com pesquisas, mais de 50 milhões de trabalhadores na China trabalham sob condições-de altas temperaturas, com aproximadamente três-envolvidos em ocupações ao ar livre, como mineração, construção, combate a incêndios, esportes e exploração de campo. Em ambientes quentes, o trabalho físico acelera a taxa metabólica humana, reduz a tolerância ao calor e impõe uma tensão fisiológica térmica significativa, resultando na diminuição da resistência no trabalho, na produtividade e em taxas elevadas de acidentes. A exposição prolongada ao calor extremo perturba o equilíbrio térmico e hidroeletrolítico do corpo, aumentando os riscos de desidratação, insolação e doenças térmicas graves-incluindo erupções cutâneas, cólicas, exaustão e até morte.
Estudos indicam que a taxa básica de acidentes ligada à temperatura ambiente ocorre em aproximadamente 20 graus. Quando as temperaturas ultrapassam os 28 graus, as taxas de acidentes aumentam 30%. Por exemplo, entre 2001 e 2010, 108 bombeiros dos EUA morreram durante atividades de treinamento ao ar livre em altas-temperaturas, o que representa mais de 11% das mortes de bombeiros relatadas pela National Fire Protection Association (NFPA). Essas estatísticas ressaltam o desafio persistente de mitigar o estresse térmico para trabalhadores ao ar livre em setores como esportes, combate a incêndios, mineração e construção-uma prioridade crítica para fisiologistas e profissionais de saúde ocupacional.
Para aliviar a tensão térmica em ocupações de alto-calor, são essenciais métodos para melhorar a dissipação de calor humano e restaurar o equilíbrio térmico. As soluções atuais incluem ar condicionado, ventiladores e dispositivos de refrigeração pessoal. No entanto, os sistemas de ar condicionado são volumosos, consomem muita-energia e são inadequados para ambientes externos, exigindo o desenvolvimento de sistemas de resfriamento portáteis e{4}}com eficiência energética. A investigação mostra que apenas 1–2% do calor metabólico humano é dissipado através da respiração e condução, 75% através de radiação e convecção, e o restante através da evaporação da pele.
Como a roupa interage diretamente com a pele, influencia significativamente a transferência de calor e umidade entre o corpo e o ambiente, tornando-se um fator chave no conforto térmico. Assim, é imperativo desenvolver Sistemas de Arrefecimento Pessoal (PCS) capazes de regular o conforto térmico em ambientes quentes. O Personal Cooling Clothing (PCC), como o PCS mais-conveniente e eficiente em termos de energia, integra peças de vestuário com mecanismos de resfriamento para otimizar o microclima entre o corpo e a roupa. Isso permite que os usuários se-resfriem automaticamente, aumentando a produtividade e o conforto térmico-úmido para trabalhadores-com altas temperaturas.
O conceito originou-se de aplicações têxteis em trajes de astronautas, projetados para suportar flutuações extremas de temperatura durante missões orbitais. Ao incorporar materiais de mudança de fase (PCMs) em tecidos para trajes espaciais, essa tecnologia fez a transição para o mercado de vestuário civil, impulsionando rápidos avanços em roupas funcionais.