microbiologia

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Principio

C A P Í T U L O

2. Procesos físicos de
transferencia de calor
2.1 Introducción
2.1.1 Principios fundamentales
Siempre que existe una diferencia de temperatura en el universo, la energía se transfiere de la
región de mayor temperatura a la de menor temperatura. De acuerdo con los conceptos de la
termodinámica, esta energía transmitida se denomina calor.
Lasleyes de la termodinámica tratan de la transferencia de energía, pero siempre se refieren a
sistemas que están en equilibrio, y solo pueden utilizarse para predecir la cantidad de energía
requerida para cambiar un sistema de un estado de equilibrio a otro, por lo que no sirven para
predecir la rapidez con que puedan producirse estos cambios.
La ciencia llamada transmisión o transferencia de calorcomplementa los principios primero y
segundo de la termodinámica clásica, proporcionando los métodos de análisis que pueden
utilizarse para predecir la velocidad de la transmisión del calor, además de los parámetros
variables durante el proceso en función del tiempo.
Para un análisis completo de la transferencia del calor es necesario considerar mecanismos
fundamentales de transmisión:conducción, convección y radiación, además del mecanismo de
acumulación. El análisis de los sistemas y modelos de intercambio de calor requieren

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Comportamiento térmico de cerramientos soleados

familiaridad con cada uno de estos mecanismos y sus fundamentos, así como de sus interacciones.
En este capítulo se consideran los principios básicos de la transmisión del calor y algunasaplicaciones simples, para tratar a continuación con detalle los casos particulares y sus modelos
de análisis específicos, relacionados con situaciones reales de cerramientos de edificios.
Tal como se expuso en la introducción general, no serán objeto de este estudio los casos de
transmisión de calor relacionados con la transferencia de masa, tales como la permeabilidad al
aire de los cerramientos ylas condensaciones, ni los casos de existencia de fuentes o sumideros de
calor en el interior de los cerramientos diferentes a la simple acumulación.

2.1.2 Mecanismos de transferencia de calor en cerramientos
Se define como ambiente al espacio tanto interior como exterior a la envolvente del cerramiento,
en el cual se incluye todos aquellos parámetros físicos que intervienen en los procesos detransferencia de calor, ya sea por radiación como por convección.
Se define como cerramientos a los elementos de separación entre el ambiente interior y el
ambiente exterior de un edificio y que constituyen su envolvente ciega. Los elementos
delimitadores del ambiente interior que pueden permitir el paso del aire, la luz, etc. se
denominarán huecos, y no serán objeto de este estudio, nitampoco las particiones entre
diferentes zonas del ambiente interior.

Superficie
exterior

Superficie
interior

Interior
cerramiento

Aislamiento
masa ≈ 0

Fig. 2.1 Regiones definidas en los cerramientos.

En la transmisión del calor a través de los cerramientos, entre el ambiente exterior y el ambiente
interior de los edificios, se distinguen varios mecanismos de transferencia yregiones donde se
realizan:
• Superficies, en contacto con el ambiente exterior e interior, donde se intercambia calor por
radiación y convección entre el ambiente y el interior del cerramiento.

Capítulo 2: Procesos físicos de transferencia de calor

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• Interior del cerramiento, donde se transmite calor por conducción entre ambas superficies a
través de varias capas, y se almacenacalor por acumulación en su masa térmica.
• Aislamientos, que son regiones del interior del cerramiento con elevada resistencia térmica y
sin acumulación de calor. Los casos convencionales son las capas aislantes, de masa
despreciable, y las cámaras de aire, que si bien actúan por mecanismos de convección y
radiación, se asimilan a una resistencia térmica y por supuesto carecen de capacidad de...