Sumario: Curso online de química del fuego. La transferencia de calor por convección. Definición y conceptos. Densidad del fluido según su temperatura. Temperaturas por convección. Incendios de superficie. Variaciones de la densidad del gas o fluido. La pendiente. La compacidad de la capa de combustibles.
TRANSMISIÓN DE CALOR POR CONVECCIÓN
Curso online Química del fuego
- ᳓La convección es la forma en que se transmite el calor en los líquidos y en los gases cuando las masas calientes de aire ascienden y las frías descienden.
Es decir, cuando un líquido o un gas se calienta se expande, y así se vuelve menos denso y tiende a subir de nivel y desplazar el volumen más frío (y con más oxígeno) hacia abajo.
Como en la conducción, debe existir materia para que sea posible la convección.
El fenómeno está regulado por la diferente densidad del fluido según su temperatura, y el resultado final es el equilibrio térmico de un sistema perfectamente aislado, en reposo.
De este modo, si dos sólidos están envueltos por un fluido, tienden a igualar sus temperaturas por convección.
Así, el calor generado por una estufa es distribuido por una habitación calentando el aire inmediato por conducción. La circulación del aire caliente por toda la habitación lleva el calor, por convección hasta los puntos más distantes, y el calor del aire se transmite a los objetos por conducción (una estufa calienta por convección y conducción).
El aire caliente se expande y se eleva, y por esta razón la transferencia de calor por convección ocurre en sentido ascendente. En la mayoría de los casos el calor que se está transmitiendo por convección tendrá una dirección vertical.
Es posible que el aire pueda llevarlo en cualquier otra dirección, y puede conseguirse que las corrientes de aire transfieran el calor por convección en muchas direcciones, por ejemplo utilizando un ventilador o soplante.
• La convección convierte los combustibles aéreos en disponibles y es la responsable de que los incendios de superficie puedan transformarse en fuegos de copas en el caso forestal.
El aire caliente, al ascender, deja un vacío que es llenado por aire fresco, y realimenta con oxígeno el foco calorífico.
Además, el aire caliente puede arrastrar partículas en ignición (pavesas o ascuas) y contribuir así a la propagación del fuego.
La expansión de un fuego por convección probablemente tiene más influencia que los otros métodos a la hora de definir la estrategia de intervención.
La transmisión del calor por convección tiene varias aplicaciones: se usa en calentadores de agua, chimeneas, ventiladores y extractores de aire, etc.
Los principales factores que afecta a la transmisión de calor por convección son:
• Las variaciones de la densidad del gas (aire) o fluido que experimenta con los cambios de temperatura.
• La pendiente. El efecto combinado de la convección y de la pendiente acelera la desecación y calentamiento de los combustibles situados por encima del foco calorífico., lo que favorece la propagación cuesta arriba del fuego. Por el contrario cuesta abajo la convección no funciona, y se transmite calor solamente por radiación. Debido a ello, el fuego progresa mucho más lento cuesta abajo.
• La compacidad de la capa de combustibles. En una capa muy compacta la convección no actúa, al haber muy poco aire interpuesto.
