Cocidos en nuestra salsa

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Cuando aparcamos el coche en la calle, hay dos cosas que nos pueden dar miedo. Uno, que cuando volvamos a buscarlo no esté. Pero no es lo más terrible. Lo peor que puede pasar es que esté en su sitio, pero la sombra que lo cobijaba haya desaparecido.

Subir a un vehículo que ha pasado unas horas al sol puede ser de lo más desagradable. Yo solía negarme a subir hasta que el conductor entrara, pusiera el contacto y bajara las ventanas. Por desgracia, ahora soy yo el conductor.

También en marcha, sin una ventilación o refrigeración adecuada, el habitáculo de nuestro transporte se convierte en un auténtico horno bajo el sol, donde nos cocemos en nuestra salsa (el pestilente sudor). Como decíamos el último día, no sólo nos hace estar incómodos, sino que también afecta negativamente a nuestra capacidad de conducir. Pero, ¿por qué se calienta tan fácilmente?

El segundo principio de la termodinámica dice, entre muchas otras cosas, que si tenemos dos cuerpos que están a temperaturas diferentes, el más caliente transmitirá al frío parte de su energía térmica en forma de calor. En consecuencia, el cuerpo caliente se enfriará; y el frío se calentará. Este proceso durará hasta que se igualen las temperaturas. Existen sólo tres mecanismos que permiten el intercambio de calor. A saber:

Por conducción. El calor se transmite a través de un sólido. Por ejemplo, si ponemos un extremo de una barra metálica en el fuego, al cabo del rato notaremos que la temperatura del otro extremo aumenta. El mecanismo de conducción es prácticamente inexistente en los coches, ya que sólo se encuentran en contacto con el suelo a través de las ruedas, que son buenos aislantes térmicos.

Por radiación. Todo cuerpo que se encuentra a una temperatura emite radiación electromagnética de cuerpo negro, es decir, luz. Normalmente es luz infrarroja e invisible. Pero a temperaturas más altas, empiezan a emitir una parte significativa de luz visible. Empezando por el rojo (decimos que se pone al rojo vivo), pasando por el amarillo (como en las bombillas incandescentes), llegando finalmente al blanco. Cuando esa radiación es absorbida por otro cuerpo más frío, se calienta.

Por convección. El cuerpo caliente cede su energía a un un fluido, como agua o aire, que se mueve hacia el cuerpo frío. La convección puede ser libre si el movimiento se origina de forma natural (por ejemplo, gracias al cambio de densidad al calentarse, como ocurre con la brisa marina), o forzada si está impulsado por algún motor artificial (por ejemplo, la calefacción centralizada o sistemas de refrigeración por agua).

Convección libre

El sol calienta nuestros vehículos empleando sobre todo el mecanismo de radiación. La superficie del sol se encuentra a seis mil grados, así que emite bastante radiación. Por cierto, el centro del sol se encuentra mucho más caliente, a unos cuatro millones de grados, pero la radiación que emite es absorbida y reemitida por las capas externas. Así que lo que importa es la temperatura de la superficie.

Como ya hemos dicho, el intercambio de calor continúa hasta que los dos cuerpos se encuentran a la misma temperatura. Así que el sol seguirá calentando el coche… ¡hasta que alcance los seis mil grados! Eso es lo que pasaría si no hubiera otros mecanismos que permitieran al vehículo perder parte de su energía térmica.

Por su parte, el coche está a una temperatura relativamente baja, así que el mecanismo de radiación no es suficiente para ayudarle a perder la energía térmica que recibe del sol. Por lo menos yo nunca he visto un coche al rojo vivo.

Por lo tanto, sólo puede perder energía por convección. Y si no tenemos un ventilador enorme cerca del coche, debe ser convección libre. Es decir, el aire cerca del coche se calienta. Como el aire caliente pierde densidad, tiende a ascender llevándose parte del calor que antes estaba en el coche. El aire de los lados ocupa el hueco. Ese nuevo aire se calienta, asciende. Y etcétera, el ciclo se repite indefinidamente.

Pero este mecanismo no es muy eficaz cuando el coche y el aire están a temperaturas similares. Para más inri, como solemos dejar el coche cerrado, la transmisión de energía sólo ocurre en la superficie exterior. Así que el sol gana, y el vehículo se calienta.

Cuando el coche alcanza temperaturas más altas, la diferencia de temperatura con el aire aumenta, y la convección empieza a ser un poco más efectiva. Cuando las pérdidas por convección igualan la entrada de energía por la radiación del sol, entonces la temperatura del coche permanece estable. Pero, claro, esto ocurre cuando el coche ya está muy caliente. Es fácil que el interior alcance los cuarenta o cincuenta grados Celsius.

Por eso nunca, pero que nunca jamás, hay que dejar un ser vivo dentro de un coche parado y cerrado al sol. Ni siquiera dejando una rendija abierta en la ventana. Ni siquiera si es sólo un momentito. Sobre todo, si es un ser vivo indefenso que no puede abrir el coche antes de morir de calor, como un bebé o un perro. Todos hemos oído casos. Esto no es un mito, es real, una imprudencia y además un delito.

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El motivo por el que siempre obligaba a mis chóferes a abrir las ventanas antes de subirme era permitir la entrada del aire fresco al interior del vehículo. De esta forma, la convección sería posible también por la superficie interior del mismo. El aire caliente del coche saldría, y sería substituido por aire a temperatura ambiental.

A demás, al emprender la marcha, si las ventanillas están abiertas el propio movimiento del coche generará una corriente continua hacia el interior de la cabina. Es decir, tendremos convección forzada. Como la renovación del aire será mucho más rápida, el enfriamiento será mucho más eficaz. Éste también es el motivo por el que sentimos fresquito cuando una corriente de aire golpea nuestra piel.

La solución definitiva es, por supuesto, el aire acondicionado. También se puede considerar como un caso de convección forzada, el compresor enfría aire que es bombeado al interior del habitáculo. El nuevo aire frío expulsa al caliente, reduciendo la temperatura.

Al ponerlo en marcha, el circuito del aire acondicionado está lleno de aire caliente. Hasta que el compresor empieza a enfriar aire, los primeros soplidos del sistema son, por lo tanto, calientes. A sabiendas de esto, mucha gente deja las ventanillas abiertas durante los primeros kilómetros del viaje, hasta que empieza a salir aire frío. Pero es necesario cerrar las ventanas tan pronto como empiece a salir aire frío, o estaremos desperdiciando el trabajo del compresor.

Vaya, tanto hablar de él… ojalá el aire de mi coche funcionara.

En Circula seguro | ¡Qué calor!
Fotos | apablachini, Oni Lukos, Flowery Luza

  • Gio

    Hola, soy reciente lector del blog, y este ultimo post me ha venido al pelo porque en un viaje reciente tuve ocasion de realizar un experimento “forzado”, qu demuestra la teoría que has explicado.

    Resulta que se rompió la ventanilla del conductor y había que tenerla abierta con una rendija de unos 5 cm., dejando aparte la molestia del ruido durante un viaje por autopista de una hora y media, el aire acondicionado estaba a tope, temperatura exterior de unos 36 grados y no había manera de enfriar el coche ni siquiera un poco, evidentemente tal y como has explicado el aire caliente entraba con la velocidad y el aire frío se calentaba rápidamente, demostrando la teoría que has explicado.

    Un saludo. Jorge.

  • Solo una apreciacion. Lo que se produce al llevar las ventanillas ligeramente abiertas y circular con cierta velocidad (dejando aparte temas de estanqueidad térmica) es el efecto Venturi . El flujo de aire en dirección paralela a la rendija de la ventanilla lo que hace es extraer el aire interior, como si fuera una bomba de vacio. Como obviamente esta capacidad de succión no es tan potente, por la misma rendija se cuela algo de aire exterior, pero dentro del vehículo lo que se produce es una depresión lo que es muy molesto especialmente en los tímpanos (aparte de los ruidos tipicos, claro)

  • Llamar a eso efecto Venturi es uno de los errores más habituales en Física de fluidos. Me consta que incluso libros de nivel bajo lo cometen. Muchas veces se aplica ese mismo nombre al vuelo de los aviones, entre otras cosas.

    Pero no es correcto, lo que estudió Battista Venturi fueron la disminución de la presión en estrechamientos. Así que “efecto Venturi” sólo debe aplicarse a cuando un fluido pasa un estrechamiento. Nada que ver con lo que citas (y, por cierto, de nuevo tiene poco que ver con el sentido del artículo).

  • Josep ¿has tenido ocasión de probar experiencia en coches con pomos de palanca de cambio de aluminio y cositas así metálicas?

    Yo sí. Te da la risa floja cuando intentas echar mano al manubrio para cambiar. Si ya siendo plástico llega a quemar, en aluminio tras un buen solecito no te digo nada…

    Aunque también te digo que a todo se acostumbra uno. Llegué a cambiar con habilidad con la punta de los dedos para casi ni notar el calor del pomo… hasta que se enfriaba.

    ¡Ah! y en el invierno, la cosa es a la inversa. Tocabas el pomo, y se te quedaban los dedos como estalactitas. XD