Qué hace esta calculadora
Esta herramienta aplica la ley de Fourier de conducción del calor para averiguar a qué velocidad se transmite el calor a través de una capa sólida, como una pared, una ventana, un panel aislante o el recubrimiento de una tubería. Devuelve tanto el flujo de calor total (en vatios) como el flujo de calor por unidad de área (vatios por metro cuadrado). La física es universal y se aplica en cualquier país.
Cómo usarla
Introduce la conductividad térmica del material k (W/m·K), el área de la sección transversal A (m²) perpendicular al flujo de calor, el espesor de la capa d (m) y las temperaturas de la cara caliente y la cara fría. Como solo importa la diferencia, puedes introducir ambas temperaturas en °C o ambas en K: el resultado es idéntico.
La fórmula explicada
La conducción en régimen estacionario sigue la expresión $$Q/t = \frac{\text{k} \cdot \text{A} \cdot \Delta\text{T}}{\text{d}}$$ donde \(\Delta\text{T} = \text{T}_{caliente} - \text{T}_{fría}\). Una mayor conductividad, un área más grande o una diferencia de temperatura más amplia aumentan el flujo de calor, mientras que una capa más gruesa lo reduce. El flujo de calor por unidad de área \(q = \frac{\text{k} \cdot \Delta\text{T}}{\text{d}}\) es, simplemente, el flujo dividido entre la superficie.
Ejemplo resuelto
Imagina un panel aislante de 10 m², de 0,1 m de espesor, con \(k = 0{,}04\) W/m·K, con la cara caliente a 20 °C y la cara fría a 0 °C. \(\Delta\text{T} = 20\). El flujo de calor $$= \frac{0{,}04 \times 10 \times 20}{0{,}1} = \textbf{80 W}$$ y el flujo por unidad de área $$= \frac{0{,}04 \times 20}{0{,}1} = \textbf{8 W/m}^2.$$
Preguntas frecuentes
¿Importa si uso °C o K? No. La ley emplea una diferencia de temperatura, y una variación de 1 °C equivale a una de 1 K, así que el resultado es el mismo.
¿Qué es la conductividad térmica k? Es una propiedad del material: indica con qué facilidad conduce el calor. El cobre ≈ 400 W/m·K, el vidrio ≈ 1 y la lana de vidrio ≈ 0,04.
¿Solo es válida en régimen estacionario? Sí: modela la conducción en estado estacionario, con propiedades constantes y sin generación de calor interna.
