El ventilador ¿Enfría también por convección…?

Después de mi reciente artículo sobre el modesto ventilador, recibí dos comentarios de otros tantos lectores. El primero de ellos ya fué contestado en mi último artículo. Y hoy corresponde contestar a JESÚS que, muy acertadamente, decía que el ventilador, además de enfriar por evaporación del sudor, también lo hace por convección. Por eso este tema, ampliado, será objeto del artículo de hoy.

Veamos primero el comentario de JESÚS:

"Jesús18 de julio de 2013 15:20
Yo diría que, además de refrigerar facilitando la sustitución de aire saturado de humedad por aire más seco, el aire en movimiento también enfría por pura convección. Vamos, que como el aire suele estar a menor temperatura que el cuerpo (salvo días de mucho calor, cierto), mover el aire hace que el aire que nos rodea, que se ha calentado por nuestra temperatura corporal, se vea sustituido por aire más fresco. Por tanto, al final un ventilador/abanico enfría por la combinación de los efectos: la convección y la ayuda a la evaporación del sudor”

Perfecto, JESÚS, tienes toda la razón. Pero te quedas corto. En realidad la termorregulación del cuerpo humano se produce por los cuatro sistemas siguientes: Radiación, Conducción, Convección y Evaporación. 

Pero antes debemos concretar que la temperatura normal del cuerpo humano es de alrededor de 37 ºC. Por consiguiente, si por las razones que sea sube la temperatura corporal, los mecanismos automáticos del cuerpo tienden a rebajarla, y si baja de esa media, el cuerpo reacciona con movimientos bruscos (tiritones) para intentar subirla.

Otra cosa que debo explicar es que cualquier cuerpo u objeto SIEMPRE ESTÁ CEDIENDO CALOR AL AMBIENTE Y A OTROS OBJETOS O PERSONAS DE SU ALREDEDOR. Algunos creen que cuando un objeto llega a cero grados, ya no cede calor, y eso no es así. La inexistencia de calor se produce a -273 ºC, punto llamado CERO ABSOLUTO y también CERO GRADOS KELVIN. 

Así pues, en una habitación, las personas, los objetos, el techo, el suelo, las paredes, los muebles, todo está cediendo calor al ambiente, de tal manera que llega un momento que TODOS los objetos alcanzan la misma temperatura.

Sabiendo esto, retomaremos la termorregulación del cuerpo. Veamos cómo funcionan los cuatro sistemas de regulación de la temperatura del cuerpo humano.

Por RADIACIÓN: Los seres vivos irradian calor al ambiente. Este tipo de radiación es como la solar, que se transmite por el vacío (o el aire), calentando los objetos con los que choca por medio de ondas electromagnéticas. Con este sistema< el cuerpo pierde el 78 % del calor que cede.

Por CONDUCCIÓN: La pérdida de calor se produce por contacto con el aire u otros objetos. Por ejemplo, tocamos con la mano un objeto metálico y si está a menos temperatura que nuestro cuerpo, notaremos que la mano se enfría, porque cede el calor al objeto. Puede suceder al contrario: si el objeto o el aire están más calientes que el cuerpo, al tocarlo, tomaremos calor. Por este sistema se pierde un 3 % del calor que cede nuestro cuerpo.

Por CONVECCIÓN: El aire que nos envuelve, si está caliente pesa menos, por lo que tiende a subir hacia arriba, reemplazándolo por aire de abajo, a menor temperatura. Esta corriente se llama de Convección, Si ese movimiento automático se fuerza por aire en movimiento (abanico, ventilador) se lograría la convección forzada. Este es uno de los efectos beneficioso del ventilador, como muy bien apuntaba JESÚS. Con este sistema se pierde el 12 % del total del calor cedido por el cuerpo.

Por SUDORACIÓN: Pos este sistema se producen dos variaciones: por TRANSPIRACIÓN y por el SUDOR cutáneo. Cuando inhalamos el aire al respirar, que normalmente está a menor temperatura que el cuerpo, al entrar en los pulmones encuentra una temperatura de 37 ºC, por lo que se calienta y al exhalarlo al exterior en la respiración estamos cediendo calor corporal.

Cuando el calor es excesivo, el cuerpo hace funcionar las glándulas sudoríparas productoras del sudor. Como el agua así cedida por esas glándulas necesita gran cantidad de calor para evaporarse, lo toma de la piel, refrigerándola. Recordemos que en mi primer artículo sobre este tema decía: “Del estado líquido (agua) al gaseoso (vapor de agua) se requiere una Cada gramo de agua (un cm3) necesita, para evaporarse, 2,219 KJulios de calor, o lo que es lo mismo, y más conocido: 0,53 Kilocalorías." 

Por la sudoración normalmente se pierde hasta un 27 % del calor del cuerpo. Si el calor es muy fuerte, más sudoración se producirá para eliminar ese exceso de calor, por lo que una corriente de aire que renueve el aire saturado cercano a la piel aumentará la evaporación al sustituir el aire saturado por aire más seco. Y ahí entra nuestro ventilador.

Nos queda hacernos una pregunta: ¿Qué cantidad de agua se pierde cada día por la sudoración? Normalmente esa sudoración no es visible, llegando a evaporarse entre 0,5 litros y 0,7 litros de agua al día. Esas cantidades de agua que se evaporan precisan absorber entre 500 C.C. x 0,53 Kcal = 265 Kcalorías o bien, en el caso de 700 C.C. sería 700 x 0,53 = 371 Kilocalorías.

Esto sería en el caso normal, de temperaturas no agobiantes. Si la temperatura ambiente es superior, el cuerpo necesita evaporar mucho más sudor para mantener sus 37 ºC, por lo que esas cifras se pueden multiplicar por mucho. Por ejemplo, en el caso de perder por sudoración 2 litros de agua al dia, o sea, 2.000 C.C. se eliminaría una cantidad aproximada de calor de 2.000 x 0,53 = 1.060 Kilocalorías. Que es el mismo calor que produce una estufa de 1.000 vatios durante una hora 

Como podemos ver, el comentario de JESÚS me ha hecho profundizar en el tema, pues ya metidos en harina, era conveniente contemplar la cesión del calor con los 4 sistemas. No obstante he procurado explicarlo de manera que se pueda entender fácilmente. Espero haberlo conseguido.

Si te ha interesado lo que has leído aquí, díselo a tus familiares y amigos. Posiblemente también les interese...

El enlace es El ventilador ¿Enfría también por convección…?

Artículos relacionados 

Para localizar los artículos directamente relacionados con éste, clica aquí debajo, en el recuadro azul y podrás ver toda la serie. El número de artículos está indicado a la derecha del enlace. 

Clica →  Temas varios (26)