lu.se

Vattenhallen Science Center

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Kalev Kuklane - Extrema temperaturer

Kalev Kuklane

Varför började du forska?
Det bara hände. Som byggingenjör kunde jag en del om värmeförluster i byggnader. Jag gjorde lumpen i den sovjetiska armén och där fick jag hitta på egna knep för att skydda mig mot kyla. När jag sedan fick chansen att göra min magisterexamen i Luleå inom området ”skyddsskor i kyla” kändes det rätt att köra vidare på det spåret. Det i sin tur ledde till att jag så småningom doktorerade på skoisolation.

Viktiga händelser
I våras fick jag ett pris för bästa forskningsartikel inom mitt område. Det delades ut vid en internationell konferens i Beijing i augusti. Det kändes bra att någon annan också uppskattar min forskning.

Vad är det bästa med att forska?
Att det är så varierande, det händer något nytt varje dag.

Vad har du uppnått om 10 år?
Då hoppas jag att vi har skapat ett simuleringsprogram där man i förväg ska kunna få reda på hur en människa kommer att må under ett arbetspass vid en viss temperatur med vissa kläder och viss aktivitet. De kunskaperna kommer att ge bättre beslutsunderlag för hur länge man kan och vill arbeta under sådana förhållanden och kanske bättre kunna planera in pauser.

Kalev Kuklane, forskare i gruppen för Termisk miljö vid Lunds Tekniska Högskola. Forskar på hur man skyddar sig mot extrema temperaturer.
Utbildning: Civilingenjör i byggteknik vid universitetet i Tallinn, Estland. Därefter magisterexamen och senare doktorsexamen vid Luleå tekniska universitet. Ämnet för avhandlingen var skoisolation. 
Hobby: Min forskning! Kalev är också gammal judoutövare som numera tränar tai-chi varje morgon och håller formen genom att cykla överallt i Lund.

Det gäller att klä sig rätt

Det finns inget dåligt väder bara dåliga kläder, säger Kalev Kuklane.

Han om någon borde veta för han är expert på hur kroppen reagerar i extrema temperaturer. På laboratoriet för Termisk miljö forskar man på hur man bäst kan skydda sig mot värme och kyla och ändå utföra sina arbetsuppgifter. Man utvecklar testmetoder och tar fram kunskap om vilka kläder som passar bäst i vilken miljö och hur länge man kan vistas i de extrema temperaturerna. Forskarna samarbetar med myndigheter som Räddningsverket eller Arbetsmiljöverket och med olika kläd- och materialtillverkare. Också elitidrottsmän är numera intresserade av deras forskning då det har visat sig att valet av kläder och material kan ha betydelse för idrottsprestationen.

Höga temperaturer 

Brandman i skyddskläder.

Jag forskar på hur människan och kläderna fungerar tillsammans. Man har till exempel lagt mycket möda på att göra brandmansdräkten eldsäker, men det är först nu man på allvar börjar intressera sig för hur människan som jobbar i den mår, säger Kalev Kuklane.

När man designar skyddskläder är det därför mycket viktigt att ta hänsyn till aktiviteten som människan ska utföra i just de kläderna. En vanlig människa som utför ett mycket tungt arbete producerar ungefär 10 gånger så mycket värme som en som ligger och vilar. Om man utför arbete på en nivå som närmar sig vissa elitidrottsprestationer kan värmeproduktionen fördubblas ytterligare. Och då värms kroppen upp mycket snabbare. Säkerhetsgränsen för högsta tillåtna kroppstemperatur för de flesta vanliga arbeten går vid 38°C (grader Celcius) men exempelvis brandmän är undantagna från regeln. Där får man istället planera för korta arbetspass. En brandman som har jobbat vid 60°C i en halvtimme är ganska utmattad och måste vila. Elitidrottsmän är kanske beredda att ta större risker för att få en medalj och kan klara kroppstemperaturer runt 40°C. Men vid högre temperaturer finns risken för bestående skador då hjärnan påverkas och vissa proteiner i kroppen börjar förstöras.

Extrem kyla 

Arbete i extrem kyla.

Ett annat exempel handlar om arbete i extrem kyla. En elledning som försörjer ett helt samhälle har blåst ner. Det är natt och temperaturen närmar sig -40°C men ledningen måste repareras direkt. Elmontörerna måste ha kläder som isolerar mot kyla och skyddar mot vind. Men det går inte att göra kläderna hur tjocka som helst för då går det inte att röra sig i dem. Därför måste man också ha kunskap om hur länge man kan vistas ute i just de kläderna vid just den temperaturen och hur ofta och långa uppvärmningspauser man måste ta, förklarar Kalev Kuklane.

Om temperaturen i en kroppsdel sjunker till 15°C börjar man känna smärta som förvärras ju kallare kroppsdelen blir. Men det riktigt farliga händer under 7°C då man börjar tappa känseln och riskerar förfrysningsskador. 

I laboratoriet 

Tore i klimatkammaren.

Laboratoriet där Kalev forskar är utrustat med två klimatkammare där man utför sina försök, både på provdockor och försökspersoner. I varmkammaren kan man skapa temperaturer upp till +60°C och i kylkammaren ner till -50°C. Man kan dessutom reglera luftfuktigheten och även skapa blåst eftersom dessa faktorer har stor betydelse för hur man påverkas av värme och kyla. Till sin hjälp har man också två så kallade termiska dockor. Det är dockor som är utrustade med värmeslingor och en mängd olika mätpunkter över hela kroppen. På så sätt kan forskarna bestämma vilken kroppstemperatur dockan ska hålla och testa exempelvis hur bra olika kläder isolerar. Förutom helkroppsdockorna finns också en hand-, en huvud och en fotmodell för detaljtester av handskar, hjälmar och skor och en babydocka som används för utveckling av kuvöser.

Försök med provdockan Tore i klimatkammare. En naken människa kan reglera kroppstemperaturen i en omgivande temperatur upp till 45/50°C. Därefter räcker inte svettningen till och kroppstemperaturen ökar. 

 

Fotmodellen används till exempel för att testa hur skoisolation påverkas av svettning.

 

Babydockan används bland annat till att utveckla en sorts sovsäckar för förtidigt födda barn. Det är ett mycket billigare alternativ till kuvöser, tänkt att användas i u-länder.

  
Även designstudenter använder klimatkamrarna för att lära sig hur olika material och produkter känns och fungerar i kyla och värme.

Polerad metall på bilhandtag är fint men kan vara farligt. Vid -10°C kan man få frysskador redan efter ett par sekunder om man inte har handskar, säger Kalev Kuklane.

Forskningen kring extrema temperaturer kan också komma till nytta när man ska hantera den globala uppvärmningen. På vissa platser kan det uppstå så höga temperaturer att det blir omöjligt att arbeta på samma tider och lika mycket som tidigare. Forskarnas kunskaper blir då viktiga för utformningen av nya arbetsrekommendationer som kan handla om ändrade arbetstider, arbetstakt eller hur ofta man måste ta paus.


Intervju gjord 2011 av Eva Bartonek Roxå och Petra Roxå
Reportage: Eva Bartonek Roxå, Vetenskapsjournalist