Transferencia de Calor En física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción.
¿Qué es la transferencia de la energía?
La transferencia de energía tiene lugar cuando la energía se mueve de un lugar a otro. La energía puede moverse de un objeto a otro, como cuando la energía de su pie en movimiento se transfiere a un balón de fútbol, o la energía puede cambiar de una forma a otra.
¿Cuál es la importancia de la transferencia de calor?
Importancia de la transferencia de calor – A nivel de ingeniería, la transferencia de calor es muy utilizada en procesos de refrigeración y de calentamiento, lo que permite realizar diferentes operaciones en una planta industrial. La transferencia de calor y la termodinámica van de la mano para que el ingeniero pueda estimar el tiempo necesario para que ocurra una transferencia de calor eficiente y pueda producirse un proceso determinado, como por ejemplo, una evaporación o un condensado, destilación, o para diseñar intercambiadores de calor, calderas, evaporadores, radiadores, calentadores, entre otros equipos donde se requiera un intercambio térmico.
- La transferencia de calor en la naturaleza permite la transferencia de energía entre cuerpos y fomenta diferentes cambios físicos necesarios para la estabilidad del medio ambiente.
- En nuestra vida cotidiana la transferencia de calor juega un papel fundamental, ya que es utilizada por procesos del cuerpo humano. La utilizamos para cocinar, también para calentar o enfriar alimentos, modificar el ambiente del hogar o de nuestro vehículo, entre otras aplicaciones, que nos permiten mejorar nuestra calidad de vida.
- La importancia industrial de la transferencia de calor se basa en que permite al ingeniero realizar cambios químicos y físicos de diferentes materiales y fluidos, los cuales, permiten la creación de productos industriales o realizar diseños de equipos que aprovechen la transferencia de calor para beneficio industrial.
¿Cuáles son los efectos del calor?
La exposición a las altas temperaturas puede suponer un riesgo para la salud, actuando como desencadenante o contribuyendo a agravar o descompensar patologías previas. El ser humano es homeotermo, y por ello capaz de regular su metabolismo para mantener constante la temperatura de su medio interno.
- A medida que la temperatura corporal aumenta, al organismo le cuesta más llevar a cabo las funciones fisiológicas normales y la respuesta del sistema termorregulador puede resultar insuficiente.
- Temperaturas muy elevadas producen deshidratación, con pérdida de agua y electrolitos que son necesarios para el adecuado funcionamiento de los distintos órganos.
Los efectos asociados a las altas temperaturas dependen fundamentalmente de su intensidad, la persistencia de éstas en el tiempo y la falta de aclimatación, También influyen un alto grado de humedad, la ausencia de viento, la presencia de ciertos contaminantes atmosféricos, como pueden ser niveles elevados de ozono o partículas en suspensión, y el hecho de vivir en un ambiente muy urbanizado, que produce el efecto conocido como “isla de calor”.
No debemos olvidar que la tolerancia al calor es distinta para cada persona. El proceso de adaptación a la variación de las temperaturas ambientales es gradual, se denomina aclimatación y requiere un periodo de tiempo que puede durar varios días o incluso semanas. Al principio de la temporada estival, especialmente si tanto las temperaturas máximas como las mínimas se mantienen muy elevadas, el organismo tiene mayor dificultad para preservar una buena regulación de la temperatura corporal y le cuesta más recuperarse de un día para otro, incrementándose el riesgo de efectos en salud.
Los efectos del calor intenso sobre la salud son múltiples y pueden oscilar desde ligeras molestias o afecciones leves, hasta comprometer la vida. Entre los efectos directos se encuentran agotamiento por calor, calambres, síncopes, dermatitis, edemas de extremidades y golpe de calor.
Síncope por calor
¿Por qué se produce? La vasodilatación cutánea que conlleva la adaptación al calor, junto a la pérdida de fluidos y la caída del gasto cardiaco, originan un inadecuado retorno venoso central y una perfusión cerebral insuficiente que provocan lo que se denomina síncope o lipotimia.
- La lipotimia por calor suele producirse cuando se permanece mucho tiempo de pie en días muy calurosos.
- La experimentan sobre todo personas habitualmente hipotensas o que se encuentran en una situación de hipoglucemia.
- ¿Cómo se manifiesta? Se produce sensación de debilidad o mareo, que puede progresar hasta el desvanecimiento con pérdida de conocimiento.
¿Qué se debe hacer? El cuadro es autolimitado y de corta duración, Deben adoptarse medidas posturales colocando a la persona a la sombra si es posible, tumbada boca arriba y con las extremidades inferiores elevadas. También es aconsejable rehidratarla.
Agotamiento por calor
¿Por qué se produce? Aparece tras varios días de exposición a altas temperaturas. Hay una insuficiente respuesta cardiovascular de adaptación al calor debido a la alteración del metabolismo hidro-sódico, a causa de la pérdida por el sudor de líquidos y sales que no han sido repuestos convenientemente.
Interrumpir la actividad que se esté realizando.Situarse en un lugar fresco para descansar.Refrescarse la piel con agua fría, duchándose o bañándose si es posible.Reponer líquidos tomando agua, zumos ligeros o soluciones isotónicas a pequeños sorbos.Si los síntomas no ceden o son severos, sobre todo si hay una enfermedad de base importante o se pertenece a un grupo de riesgo, hay que buscar atención médica.
Golpe de calor
¿Por qué se produce? Es el cuadro más grave de exposición al calor, Se origina por el fracaso agudo de la regulación de la temperatura corporal, que se incrementa rápidamente sobrepasando incluso los 40ºC. Su aparición es muy rápida, en pocas horas.
Constituye una urgencia médica que requiere ayuda inmediata. Si no se trata rápidamente tiene muy mal pronóstico, pudiendo causar un fracaso multiorgánico que provoque importantes secuelas (neurológicas, hepáticas, renales, etc.) o incluso la muerte. ¿Cómo se manifiesta? Los signos de advertencia son somnolencia, confusión, delirio o pérdida de conciencia, dolor de cabeza intenso y “palpitante”, convulsiones, pulso rápido y respiración acelerada, temperatura corporal muy elevada y piel enrojecida, caliente y seca.
¿Qué se debe hacer? Es fundamental llamar inmediatamente a los servicios de emergencia. Mientras acuden:
Situar a la persona a la sombra, en un lugar lo más fresco posible.Quitarle la ropa si es posible y bajar su temperatura mojándole constantemente la piel. Aplicarle compresas/toallas de agua fría (sobre todo en axilas, ingles, cuello y cabeza), rociar la piel con agua o utilizar cualquier medio disponible. Abanicar la o mover el aire a su alrededor.No dar le de beber.Si vomita, recostarla sobre el costado izquierdo para que no se ahogue con el vómito.Tratar de evitar que se lastime si presenta contracciones musculares, pero sin ponerle nada en la boca.
EFECTOS INDIRECTOS Sin embargo, la mayor parte de los ingresos hospitalarios y de la mortalidad relacionada con las altas temperaturas no son debidos a agotamiento por calor o golpe de calor sino a la descompensación y el consiguiente agravamiento de patologías preexistentes en personas vulnerables, fundamentalmente de tipo cardiovascular y respiratorio.
En caso de patologías respiratorias: El calor produce un incremento de la demanda de oxígeno a nivel celular, que no puede ser atendida en personas que presenten patologías con insuficiencia respiratoria, La hiperventilación y la excesiva sudoración causan deshidratación por pérdida de líquidos, lo que contribuye también al espesamiento del moco bronquial y dificulta aún más la ventilación pulmonar,
En pacientes con patología cardiovascular: La deshidratación también provoca hemoconcentración con mayor viscosidad de la sangre, que puede conducir a la formación de trombos con el consiguiente riesgo de accidentes cerebrovasculares y coronarios, Si a ello le añadimos el esfuerzo que supone el aumento de la frecuencia cardíaca, sobre todo en personas que presentan signos de importante aterosclerosis, se explica el aumento de anginas de pecho o infartos de miocardio que pueden aparecer durante las olas de calor.
Por otra parte también hay que insistir en que en los meses estivales se produce un aumento de las enfermedades transmitidas por el agua y los alimentos, ocasionando gastroenteritis o brotes de toxiinfecciones alimentarias.
¿Qué personas pueden verse más afectadas? El calor no afecta a todo el mundo por igual, depende de diversas causas y de las circunstancias del momento. Influyen factores individuales, de adaptación, hábitos personales y sociales, y determinadas condiciones asociadas al entorno. En general, los grupos de población especialmente vulnerables o de riesgo son:
Los lactantes y niños de corta edad, muy sensibles a los efectos de las altas temperaturas debido a que sus características fisiológicas y sus mecanismos de regulación son más inmaduros. Además, los niños más mayores suelen ser muy activos físicamente, generan más calor, se exponen más al sol mientras juegan y no toman las medidas necesarias para reponer los líquidos que pierden con el ejercicio, pues su sensación de sed no está tan bien regulada como en el adulto.Los mayores de 65 años, especialmente los ancianos que viven solos o con escaso apoyo familiar, sufren enfermedades crónicas, discapacidad o están en situación de dependencia.Las personas dependientes y/o con deterioro cognitivo, con poca autonomía en la vida cotidiana. Embarazadas, Se incrementan las molestias propias de su estado y son más propensas a la deshidratación, pudiendo aumentar también el riesgo de partos prematuros y de recién nacidos de bajo peso.Quienes padecen una enfermedad crónica (cerebrovascular, cardiovascular, renal, neurológica, respiratoria, diabetes, trastornos mentales).Personas que requieren determinados medicamentos, como neurolépticos, antidepresivos, antiparkinsonianos, broncodilatadores, antiinflamatorios no esteroideos, sulfamidas, aminoglucósidos, diuréticos, antihipertensivos, antianginosos, antiarrítmicos, antiepilépticos, etc. Personas obesas,Trabajadores al aire libre, deportistas o quienes realizan actividades en ambientes exteriores que requieren esfuerzo o que implican una exposición o permanencia excesiva al sol y al calor.Aquellos que se encuentran en situación de aislamiento social, de exclusión o precariedad,Viajeros, turistas o transeúntes que proceden de zonas o países más frescos y que no están aclimatados a temperaturas elevadas.
¿Cómo enfrentarnos a las temperaturas extremadamente altas? En primer lugar, siendo conscientes de que puede afectar a nuestra salud. Hay que tener especial precaución al comienzo de la época estival o durante una primera ola de calor, cuando nuestro organismo aún no está acostumbrado a las altas temperaturas y el esfuerzo de adaptación que tiene que realizar es mayor.
Limite las actividades laborales o deportivas intensas al aire libre, especialmente a las horas más calurosas del día. Haga descansos frecuentes.Si puede, salga a primera hora de la mañana o al atardecer, cuando la temperatura es más fresca. Camine por la sombra. Protéjase del sol aplicándose cremas fotoprotectoras y utilizando sombreros y gafas de sol.Cuando esté en casa, permanezca en la zona o habitación más fresca durante el mayor tiempo posible. Si no dispone de aire acondicionado, averigüe qué sitios refrigerados hay cerca de su domicilio por si precisara acudir a ellos para refrescarse. Baje las persianas y los toldos de las ventanas expuestas al sol, sobre todo si vive en pisos altos.Dúchese o refrésquese frecuentemente.Use ropa amplia, ligera y de color claro, Utilice calzado cómodo y que transpire. No permanezca mucho tiempo en un coche parado y sin aire acondicionado, aunque las ventanillas estén abiertas y el día esté nublado. No deje nunca a niños, personas ancianas, enfermos crónicos o mascotas solos en su interior. La temperatura en el vehículo puede elevarse rápidamente y las consecuencias pueden ser fatales.
Hidrátese y cuide su alimentación
Beba frecuentemente sin esperar a tener sed. Como norma general, tome alrededor de litro y medio o dos litros de líquidos al día (agua, zumos, infusiones o bebidas isotónicas para deportistas). Vigile especialmente la hidratación de los lactantes y niños pequeños, así como la de las personas mayores, enfermos crónicos, dependientes, etc. Estos grupos tienen una mayor tendencia a padecer alteraciones del mecanismo que regula la sed o bien no pueden expresar que necesitan beber, por lo que es más frecuente que sufran deshidratación. Limite el consumo de café, té y refrescos de cola. Evite las bebidas alcohólicas o muy azucaradas.Haga comidas ligeras, Aumente el consumo de ensaladas, verduras, gazpachos, sopas o cremas frías y frutas. Evite las comidas copiosas, muy calientes o de digestión pesada.
Manténgase informado y preste ayuda a los demás
Si toma habitualmente medicamentos o padece alguna patología crónica, pregunte a su médico o farmacéutico qué medidas complementarias debe adoptar. No se automedique ni suprima ningún medicamento por su cuenta. Manténgalos siempre siguiendo las indicaciones de conservación que figuran en el envase.Procure estar pendiente de sus familiares, amigos o vecinos de edad avanzada, especialmente si viven solos.Los bebés y los niños pequeños son muy sensibles a los efectos del calor. Preste atención si muestran irritabilidad o llanto inconsolable. Manténgalos siempre frescos e hidratados.Durante las olas de calor se debe estar al tanto de la información que facilitan los medios de comunicación y los servicios sociosanitarios, Siga los consejos y las medidas preventivas que recomienden.En cualquier caso, si sospecha que puede padecer algún síntoma importante o problema relacionado con el calor que no puede resolver por sí mismo, busque atención sanitaria.
Más información en el siguiente video: Recomendaciones frente al calor
¿Cuál es la energía que se manifiesta en forma de calor?
La energía térmica es aquella producida por las fuentes energéticas que generan calor y por medio de contacto con combustibles o por efecto de los mecanismos de transmisión de calor, pueden transmitir suficiente energía para llegar a incendiar un material combustible.
¿Cómo se propaga el calor por convección?
Convección – El calor es transportado por las columnas de aire caliente que ascienden, debido a diferentes densidades que resultan del gradiente de temperatura en la zona cercana al incendio. Las columnas conectivas combinadas con el viento colaboran a la dispersión de las partículas combustibles incandescentes que vuelan en su interior, llamadas pavesas.
¿Qué es la transferencia de calor y tipos?
Transferencia de calor – Lo que ocurre es que realmente estamos interesados en la tasa de transferencia de calor. La determinación de las velocidades de transferencia de calor hacia o desde un sistema y, por lo tanto, los tiempos de calentamiento o enfriamiento, así como la variación de la temperatura, es objeto de la ciencia de la transferencia de calor.
La transferencia de calor nos ayuda a resolver las cuestiones planteadas en el inicio de este escrito y juega un papel determinante en el diseño de prácticamente todos los equipos y dispositivos que nos rodean: nuestros ordenadores y televisores deben considerar las tasas de transferencia de calor que permitan su refrigeración y eviten sobrecalentamientos que afecten a su funcionamiento, los electrodomésticos como cocinas, secadoras y neveras tienen que asegurar las características de calentamiento/enfriamiento para las que van a ser comercializadas.
En la construcción de nuestros hogares, se realiza un estudio de transferencia de calor, en base al cual se determina el espesor del aislamiento térmico o del sistema de calefacción. En el sector industrial, los equipos como intercambiadores de calor, calderas, hornos, condensadores, baterías, calentadores, refrigeradores y paneles solares están diseñados principalmente sobre la base del análisis de transferencia de calor.
Equipos más sofisticados como coches y aviones requieren estos estudios que permita evitar calentamientos no deseados de motores o de habitáculos. Los procesos de transmisión de calor no sólo aumentan, disminuyen o mantiene las temperaturas de los cuerpos afectados, también pueden producir cambios de fase, como la fusión del hielo o la ebullición del agua.
En ingeniería, los procesos de transferencia de calor suelen diseñarse de forma que aprovechen estos fenómenos. Las cápsulas espaciales que regresan a la atmósfera de la Tierra a velocidades muy elevadas, están dotadas de un escudo térmico que se funde de forma controlada en un proceso llamado ablación para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cápsula.
La mayoría del calor producido por el rozamiento con la atmósfera se emplea en fundir el escudo térmico y no en aumentar la temperatura de la cápsula. La transferencia del calor es pues el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura.
Este calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. Aunque estos tres métodos de transferencia tienen lugar muchas veces simultáneamente, habitualmente uno de los mecanismos predomina sobre los otros dos.