Definición de calefacción irradiada

1. Los romanos construyeron locales cuyo piso, incombustible, sostenido en pilares de ladrillo, tenía debajo un espacio, cuya altura no solía llegar a un metro, en comunicación con una caldera de cobre. El humo y el aire caliente circulaban por ese lugar —hipocausto— y salían al exterior por tuberías de barro verticales situadas en el grueso de los muros. Calentábanse así éstos y el suelo, con notable aprovechamiento del calor. El sistema se empleó en todo el vasto Imperio Romano tanto para las termas públicas como para las privadas y en los lugares de clima frío para calentar alguna o algunas habitaciones. Este sistema, cuya tradición se conserva en las llamadas «glorias» en Castilla (Tierra de Campos), constituye el antecedente remoto de las modernas instalaciones de calefacción irradiada.
   
   Uno de estos sistemas consiste en una serie de tuberías empotradas en suelos, paredes o techos, por las que se hace circular agua caliente para que el calor sea irradiado al espacio. En otros procedimientos se instalan conductos de aire caliente en suelos y paredes. La temperatura del suelo no debe ser excesiva, es decir, superior a la que conviene al bienestar de los pies. Aún existe otro método consistente en instalar paneles de calefacción eléctrica en paredes, techos y suelos. Estos paneles prefabricados se instalan en las habitaciones como una parte integrante cualquiera de su acabado interno.
   
   La sensación de calor o frío no se debe de ordinario a oscilaciones de la temperatura interna, sino más bien a cambios de temperatura ocurridos en la piel. Todo encargado de calderas de calefacción habrá observado probablemente que, cuando el termómetro desciende considerablemente bajo cero en el exterior, una temperatura de 21 °C no resulta soportable a los ocupantes de una habitación de tamaño medio. Por otra parte, si la temperatura exterior es de 21 °C o ligeramente superior y la del aire de la habitación llega a los 21 °C, los ocupantes experimentan una sensación de calor agradable.
   
   La pérdida de calor del cuerpo humano se debe: 1) a su irradiación a las paredes y objetos cercanos; 2) a su conducción y convección al aire circundante; y 3) a la evaporación de la humedad por los pulmones y piel. En condiciones normales durante la estación fría, la radiación es responsable del 46 al 60 % de la pérdida total del calor, la convección del 15 al 30 % y la evaporación del 20 al 30 %. Los cambios de proporción en la pérdida por estos conductos dependen en gran manera de factores físicos y fisiológicos. Los físicos comprenden la temperatura del aire y paredes, así como la superficie expuesta del cuerpo; los factores fisiológicos internos se relacionan con el estado de salud, régimen de producción de calor, dilatación o constricción de los vasos sanguíneos y otros fenómenos secundarios. A la temperatura interior normal, que puede considerarse comprendida entre los 18°C y los 21 °C, la pérdida media por radiación equivale, aproximadamente, al 50 % del total, la de convección al 25 % y la de evaporación al otro 25 por ciento.
   
   Los sistemas de calefacción se proyectan de ordinario más sobre la base del calor que de la comodidad. Ambos conceptos no son, sin embargo, sinónimos. Se supone básicamente que el grado de calor o bienestar depende fundamentalmente del grado de pérdida de calor por radiación y convección combinadas, sin considerar sus proporciones relativas, y ello no es necesariamente cierto. Una habitación cuyo techo, suelo y tabiques posean una temperatura uniforme de 21 °C y cuyo aire se encuentre a 16°C resulta tan caliente como otra en que las superficies citadas alcancen los 16°C y el aire 21 °C. El grado de comodidad experimentado en uno u otro caso difiere notablemente: la primera habitación resulta acogedora y confortable, mientras que la segunda es sofocante y deprimente. La pérdida de calor por radiación y convección combinadas es aproximadamente la misma en ambas, pero, mientras que en la primera se debe principalmente a la convección, en la segunda se debe casi exclusivamente a la radiación. Se admite que la pérdida por evaporación permanezca constante en ambos casos.
   
   La pérdida de calor por radiación depende, pues, de la temperatura de las paredes y objetos circundantes y no suele guardar relación con la temperatura del aire. El régimen de pérdida se ajusta a la Ley de Stefan, según la cual la radiación entre dos cuerpos negros es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. Esta ley demuestra que las pérdidas o ganancias de calor por radiación son de la mayor importancia.
   
   En los sistemas de calefacción irradiada convendrá considerar a los ocupantes de una habitación como dispositivos calefactores que irradian calor a paredes, mobiliario, etc. El ser humano de tipo medio es capaz de generar 28 o más calorías termales por segundo. El metabolismo normal de toda persona calienta su cuerpo y lo convierte en un radiador. Como las paredes de las casas se encuentran frías en invierno, absorben con rapidez el calor humano. Para proporcionar comodidad a sus ocupantes resulta necesario eliminar su radiación. La calefacción de suelos y paredes contribuirá a reducirla haciendo que el metabolismo de sus moradores retenga la mayor parte del calor generado. Los vestidos pesados impiden la radiación.
   
   La refrigeración puede conseguirse en verano reduciendo la temperatura de las paredes y demás superficies. La pérdida de calor por radiación del cuerpo humano hacia las paredes circundantes equivale al 50 % de la pérdida total.
   
   El acondicionamiento de aire para verano reduce la temperatura del aire que penetra del exterior y lo deshumedece. Así se conseguirá un aire relativamente frío, pero el remedio no parece ideal. En efecto, las paredes del edificio seguirán estando más calientes que sus ocupantes. Como consecuencia de ello, de acuerdo con las leyes de la radiación, se produce el fenómeno inverso y los ocupantes absorben el calor de las paredes calentadas por el sol. Este calor, más el generado por el metabolismo, ha de ser eliminado por convección. Por regla general la pérdida de calor por convección es menos pronunciada que la de radiación, ya que equivale al 25 % de la total. Por ello, una habitación de paredes frescas será confortable aunque el aire esté caliente.
   
   Resulta prácticamente imposible enfriar una habitación de modo que satisfaga a todo el mundo, ya que la circulación sanguínea y otros factores biológicos varían de acuerdo con los individuos. En términos generales, el aire refrigerado a una temperatura agradable para el adulto resultará demasiado caliente para un niño y excesivamente frío para los ancianos. Por tal motivo se impone el control aislado de la temperatura en los cuartos según las necesidades de sus ocupantes. Por añadidura, la diferencia de temperatura exterior e interior no debe ser muy pronunciada en verano. Por ejemplo, una temperatura exterior de 38 °C requiere que la interior no sea inferior a 30 °C y a una externa de 32 °C ha de corresponder una interior de 27 °C. Así, el individuo que cambie constantemente de ambiente no se verá expuesto a choques tan violentos en sus sistemas vascular y nervioso.
   
   No parecen existir pruebas críticas que permitan deducir si es beneficiosa o perjudicial a la salud la calefacción irradiada. Tampoco existe acuerdo entre los especialistas sobre cuál de los sistemas en uso (agua caliente, aire caliente, vapor, etc.) sea más conveniente desde el punto de vista higiénico. Cuando la temperatura de la superficie radiante llega de 66 a 80 °C, provoca la volatilización del amoniaco y otros hidrocarburos contenidos en el polvo atmosférico, productos que, al parecer, irritan las mucosas de nariz y garganta y originan sequedad excesiva. La calefacción irradiada posee la ventaja de no trabajar a temperaturas tan elevadas.
   
   A temperaturas elevadas, un alto grado de humedad produce la sensación de que el aire es aún más caliente, pues estorba el proceso de evaporación por el sudor. En condiciones internas normales, durante la estación fría, los cambios de humedad son relativamente poco importantes por lo que al calor y comodidad se refiere. Por otra parte, desde el punto de vista de la salud, nada prueba que sea necesaria la humectación artificial del aire.
   
   Ciertas personas, por otra parte, experimentan molestias en habitaciones caldeadas a vapor o aire caliente; encuentran el aire demasiado seco. En algunos casos se ajan los labios y hasta se dice que la piel se arruga. Otros afirman que el aire seco provoca en los conductos nasales sequedad y congestión. A pesar de estas molestias aparentes no existe evidencia definitiva de que la salud resulte con ello perjudicada. Los datos científicos acumulados por los ingenieros se limitan en la mayoría de los casos a confirmar o explicar lo que las sensaciones instintivas humanas señalan como óptimo para la salud y la eficacia. La ingeniería moderna ha de continuar proporcionando medios cada vez más perfectos de satisfacer a una y otra.
   
   Para más información ver: calefacción, ventilación y refrigeración (historia).

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