EDITORIAL
El calor es energía que se trasmite debido a una diferencia de temperaturas, esta energía procede generalmente de la transformación de otras energías como la energía química o la energía eléctrica. Conocer de qué maneras se trasmite el calor es imprescindible para los ingenieros, pero también es importante saber qué la trasmisión de calor hace parte de la vida diaria de todos los seres vivos, a continuación, se presentan seis artículos donde el calor es el protagonista en procesos de tecnología y en procesos de nuestro propio organismo.
Refrigeración líquida vs refrigeración por aire: ¿Cuál es mejor para tu PC?
Los computadores personales son maquinas avanzadas que procesan y calculan
una gran cantidad de datos en poco tiempo, para hacer estas tareas requieren de
energía eléctrica, una parte de esta energía eléctrica se convierte en energía
térmica y requiere ser retirada antes de que interfiera en el buen desempeño de
pc. Intentar usar un ordenador que no tenga disipadores de calor al menos en la
CPU (procesador) es sinónimo de quemar la pieza, por esto una buena ventilación
y refrigeración es tan importante, que es sencillamente imprescindible.
Las opciones de enfriamiento comunes para el computador son los disipadores
por aire y la refrigeración líquida, ambas opciones tienen sus ventajas y
desventajas que conociéndolas podemos elegir la que más nos conviene.
La disipación por aire funciona de manera sencilla: un disipador,
normalmente de aluminio, se encarga de disipar el calor que transmite el
procesador a través de la pasta térmica y los tubos de cobre. Las pletinas de
aluminio son las que disipan el calor, y un ventilador introduce aire fresco
que ayuda a enfriarlas a la vez que, por presión, expulsa el aire caliente
hacia afuera y lo renueva constantemente.
Su principal ventaja es que es más barata que la refrigeración líquida, sus
desventajas son que puede presentar problemas si el aire circundante ya esta
caliente (como en verano), y que el funcionamiento de un ventilador genera algo
de ruido sobre todo si hay acumulación de polvo.
En la refrigeración líquida el intercambio de calor entre el disipador de
la CPU y el ambiente es un líquido refrigerante, que circula a través de
mangueras y se enfría en ventiladores.
Su capacidad de refrigeración es más alta que los disipadores por aire por
esto se usan para tareas de alto grado de exigencia. Además, permiten una
escalabilidad mayor, pudiendo refrigerar con un sistema personalizado tanto el
procesador como la tarjeta gráfica, ahorrando en ventiladores y en ruido.
Su desventaja más importante es que la refrigeración líquida es más cara,
sobre todo si te es un kit personalizado. Otra desventaja es que una falla o
fuga en el líquido puede arruinar el computador.
Refrigeración liquida customizada (Fuente: Xataca)
Para más información visita la página:
https://www.adslzone.net/2017/08/25/refrigeracion-liquida-aire-ventajas-desventajas-diferencia/
Estrategias de regulación de la temperatura
La temperatura corporal es una medida de la capacidad del organismo de
generar y eliminar calor. El cuerpo es muy eficiente para mantener su
temperatura dentro de límites seguros, incluso cuando la temperatura exterior
cambia mucho. Sin embargo, a veces es necesario adoptar comportamientos que
ayudan a regulan la temperatura corporal; por ejemplo, algunos animales buscan el
sol o la sombra, o se amontonan para compartir calor.
Existen dos clases de animales los endotermos y los ectotermos. Los
endotermos pueden alterar la producción de calor metabólico para mantener la
temperatura corporal usando termogénesis con o sin temblor. Entre ellos están las aves y los mamíferos.
Por otro lado, los ectotermos, como las lagartijas y las serpientes, no usan
calor metabólico para mantener su temperatura corporal, sino que adoptan la
temperatura del ambiente.
Tanto los
endotermos como los ectotermos tienen adaptaciones específicas que los ayudan a
mantener una temperatura optima. Los mecanismos más comunes son los siguientes.
- Cambio en el comportamiento: Son las estrategias conductuales que se adoptan para la termorregulación, ponerse un saco, bañarse, o tomar bebidas calientes o frías, son ejemplos de conductas humanas. Los animales también toman baños, se agrupan muy juntos o toman baños de sol con el mismo propósito.
- Aumento en la producción de calor metabólico: También conocido como termogénesis es una estrategia propia de los endotermos, consiste en acelerar el metabolismo, para producir más energía interna. Las reservas de energía en forma de tejido adiposo son esenciales para aguantar largas temporadas de exposición al frio como las ballenas y los osos. Otros métodos incluyen el tejido muscular que se contrae y tiembla para producir calor.
- Control del intercambio de calor con el medio ambiente: Son estructuras corporales y respuestas fisiológicas que controlan cuánto calor intercambian con el medio ambiente. Por ejemplo, la vasoconstricción de los vasos sanguíneos que van a la piel para reducir la perdida de calor o la vasodilatación, para aumentarla.
- El aislamiento térmico como plumaje, pelaje o grasa son estructuras corporales para mantener el calor, mientras que la sudoración y el jadeo son mecanismos para retirarlo.
Agrupación de pingüinos (Fuente: BBC)
Para más información visita la página:
El golpe de calor sería más grave para la salud de lo que se creía, según un estudio
El golpe de calor es la situación en que una persona que está sometida a
temperaturas ambientales muy altas, presenta un fracaso del sistema de termorregulación,
de tal forma que su temperatura corporal sube de forma exagerada, generalmente
por encima de los 40 ºC. Como consecuencia se produce una alteración en el
funcionamiento de diferentes órganos, lo que puede provocar, si no se instaura
un tratamiento adecuado, un fallo multiorgánico y la muerte.
El golpe de calor es la condición más peligrosa en un espectro de
enfermedades que progresan desde el agotamiento por el calor hasta el golpe
propiamente dicho, en el que la acumulación de calor anula la disipación de
temperatura durante el ejercicio o la exposición al calor ambiental.
Las causas son básicamente dos, aumento en la producción de calor o fallo
en la disipación de calor. La primera puede darse debido a ejercicio físico,
fiebre, enfermedades o abuso de sustancias. En cuanto a la segunda, la
disipación de calor del cuerpo humano puede fallar si la temperatura externa es
muy elevada, si el cuerpo esta deshidratado o si no se puede transpirar bien
por la humedad alta, alguna enfermedad o por efecto de algún medicamento.
El tratamiento de esta afección varia en cada caso, pero principalmente se
busca reducir la temperatura corporal antes de que los daños a los tejidos sean
irreversibles, para esto se pueden tomar medicamentos antipiréticos o por medio
de conducción y convección poner el cuerpo en un ambiente frío con circulación
de aire.
Un órgano que sufre especial daño en el golpe de calor es el cerebro, que
es extremadamente sensible a la hipertermia. Los primeros síntomas incluyen
cambios de comportamiento, confusión, delirio, mareos, debilidad, agitación,
combatividad, dificultad para hablar, náuseas y vómitos. Las convulsiones, la
incontinencia del esfínter y la muerte cerebral parcial o total pueden ocurrir
en casos graves.
La prevención de esta situación es fácil si siempre buscamos un confort
térmico, tenemos una adecuada hidratación y no nos sobrepasamos con el
ejercicio físico. Por otra parte, los adultos mayores deben tener especial
cuidado ya que los sistemas de regulación interna pierden efectividad con el
tiempo, lo que los obliga a ser mas proactivos en su termorregulación.
Como comentario adicional personal hay que tener en cuenta que las mascotas también pueden sufrir de golpe de calor, por lo que hay que tener especial cuidado en que siempre tengan hidratación suficiente y que no estén en lugares con temperaturas muy elevadas.
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Crean un tejido sensible al calor
Científicos de la Universidad de Maryland en College Park Estados Unidos,
están trabajando en una fibra textil que podría atrapar o liberar calor según
las condiciones de temperatura. Este tipo de tela sería ideal para hacer
prendas con confort térmico tanto para el calor siendo transpirables como para
el frio actuando como aislante.
El hilo base para este nuevo textil está creado con fibras hechas de dos
materiales sintéticos diferentes: uno absorbe agua y el otro la repele. Las
hebras están recubiertas con nanotubos de carbono, una clase especial de metal
conductor ligero, a base de carbono. Debido a que los materiales en las fibras
resisten y absorben el agua, las fibras se deforman cuando se exponen a la
humedad, como la que rodea a un cuerpo sudoroso. Esa distorsión acerca las
hebras del hilo, lo que provoca dos reacciones: en primer lugar, abre los poros
de la tela (lo que tiene un pequeño efecto de enfriamiento porque permite que
el calor escape) y, en segundo lugar (y más importante), modifica el
acoplamiento electromagnético entre los nanotubos de carbono en el
recubrimiento.
Estas prendas tienen como mercado objetivo deportistas y entusiastas de las actividades al aire libre. Aunque los materiales utilizados para la fibra base están fácilmente disponibles y el recubrimiento de carbono se puede agregar fácilmente durante el proceso estándar de secado, aun se necesita más investigación antes de que el tejido pueda ser comercializado.
Tejido termo-inteligente (Fuente: Muy Interesante)
Para más información visita la página:
https://www.muyinteresante.es/innovacion/articulo/crean-un-tejido-sensible-al-calor-971549875298
Un nuevo material que almacena el calor del sol
Los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachussetts (MIT) están
trabajando en un polímero ultrafino y transparente que permitiría, regular la
temperatura de nuestras prendas. Este polímero captura la energía solar y la
almacena para usarla más tarde. A diferencia de las tecnologías existentes, no
transforma dicha energía en electricidad, sino que la conserva en una
configuración molecular estable durante largos periodos de tiempo, de manera
que puede reutilizarse tal cual mediante una reacción química cuando sea
necesario.
La clave científica de este avance son las moléculas de unos materiales
(llamados azobencenos) que se cargan cuando reciben la energía solar y vuelven
a su estado original con un simple estímulo en forma de temperatura, luz o
electricidad, generando calor en el proceso. De momento, los expertos del MIT
están intentando solucionar problemas como la transparencia del polímero y la
optimización de su capacidad para irradiar calor.
Es interesante ver que la tecnología que utiliza la luz solar está entrando
a sectores nuevos como la industria textil. La fuente inagotable de energía
ahora está a la disposición de hacer la vida mas cómoda.
Polímero que almacena energía (Fuente: Muy Interesante)
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Los coches negros se calientan más al sol, ¿es
verdad o mentira?
La energía del calor obedece a las mismas leyes de conservación que la
energía de la luz. Si cierta sustancia refleja más ondas de luz, también se
reflejará más energía de calor. Por lo tanto, debido a la naturaleza de la luz
visual, los colores que reflejan más onda de luz tienden a ser más fríos que
aquellos que sólo reflejan algunas.
Los colores oscuros absorben más calor que los colores claros porque
absorben más energía de luz. De hecho, cuanto un color más se acerque al color
negro, más calor absorbe de la fuente de radiación. La clave es que los colores
no absorben diferentes cantidades de calor, sólo calor de la luz. La ropa en
colores oscuros y claros recién salida de la secadora tendrá la misma
temperatura. Sin embargo, debido a que la ropa clara refleja más luz cuando una
persona se encuentra afuera, el calor del sol también se refleja. Debido a que
la ropa oscura refleja poco la luz solar, refleja poco calor solar y por lo
tanto es más caliente. De la misma manera ocurre con los autos.
Investigadores de Auto Bild tomaron la temperatura interior y exterior de
un coche blanco y uno negro expuestos directamente al sol, la diferencia de
temperatura alcanzo a ser de hasta 20 ºC siendo el coche negro más caliente.
También hay que tener en cuenta el color de la tapicería: si es blanca repelerá
el calor y si es negra y le da el sol directamente, lo acumulará, incidiendo en
la temperatura interna del coche que es mas importante dado que en movimiento
el exterior de un carro disipa mucho calor por medio de convección, mientras
que en interior el flujo de aire no es tan rápido.
En conclusión, el color de el coche podría ser un factor de decisión de
compra que va más allá de lo estético, sino de lo funcional dependiendo en el
clima en el que se vaya a usar, los colores blanco, amarrillo y rosa brillantes
reflejan altos grados de luz mientras que el negro y colores mate absorben mas
calor de la radiación solar.
Imagen de la cámara térmica (Fuente: Diariomotor)
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https://computerhoy.com/noticias/motor/coches-negros-calientan-sol-verdad-mentira-493041
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