Transferencia de Calor / Radiación

Transferencia de calor por Radiación:

Transferencia de calor, en física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.

El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitación.

El calor

El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).

Generalmente en la mayoría de los países, se habla ya de calor cuando la temperatura supera los 26 ºC en cualquier hora del día, aunque varía mucho según la estación del año en que se encuentre una persona. Por ejemplo, 20º C en verano es considerado una temperatura fresca, mientras que en invierno, esta temperatura es considerada templada o cálida.

La Combustión y las Explosiones

Combustión:

El fuego o combustión es una rápida reacción química de oxidación de carácter exotérmico (y de luz), autoalimentada, con presencia de un combustible en fase sólida, líquida o gaseosa.

Químicamente: Proceso de reacción química rápida, fuertemente exotérmica de oxidación-reducción, en las que participa una sustancia combustible y una comburente, que se produce en condiciones energéticas favorables y en la que se desprende calor, radiación luminosa, humo y gases de combustión.

El tetraedro del fuego:

En este tetraedro del fuego, cada cara representa uno de los elementos básicos para que se produzca la combustión. Por tanto, bastará con eliminar una cara del tetraedro para romper el equilibrio y extinguir el fuego.

Explosiones:

Es una súbita liberación de gas a alta presión en el ambiente. Su energía se disipa en forma de onda de choque cuando la velocidad de liberación es sónica o supersónica. La intensidad inicial de la onda de presión (amplitud) depende de la presión del gas en el momento de la liberación. La presión se equilibra a la velocidad del sonido. La mayoría de las explosiones involucran algún medio de confinamiento. Al romperse el contenedor la onda de presión no suele ser igual en todas las direcciones.

• Explosiones Físicas: No hay cambio de la naturaleza química de las sustancias. El gas a alta presión se genera por medios mecánicos o por el calor en un recinto confinado.
• Explosiones Químicas: Se deben a reacciones exotérmicas. El gas a presión se genera por vaporización reactivos generación de nuevos elementos gaseosos o por expansión de gases presentes debido al calor liberado.
  
  
  
• Reacciones Uniformes: Las transformaciones químicas abarcan toda la masa reactiva Su vel. sólo depende la Tª y concentración de los agentes, y se mantiene constante en toda la masa reactiva. Se concentra más calor en el centro de la masa.
• Reacción de Propagación: Existe un frente de reacción definido que separa el material sin reacción de los productos de la reacción, avanzando a través de la masa reactiva.Pueden diferenciarse 3 zonas:
• 
  
• - Zona de reacción. Llama.
• - Zona de producto. Detrás de la llama.
• - Zona sin reacción. Frente a la llama.
• Deflagración: Velocidad de propagación subsónica. Con o sin confinamiento.
• Detonación: Velocidad de propagación supersónica.
• Bleve: Explosión de vapor en expansión de un líquido en ebullición confinado.
• Explosión Térmica: Se debe a reacciones uniformes "autónomas'' con fuerte liberación de calor y gases.

Explosión en Pemex (Fábrica):

Importancia del fuego en nuestras vidas

La importancia del fuego pasa por dos lugares principales. En un primer punto, podemos decir que al poder dominar el fuego, el ser humano comprendió que era superior al resto de los animales ya que ninguno de ellos podía hacerlo y por consiguiente la respuesta ante el fenómeno ígneo era de temor. Por otro lado, el fuego se convirtió en un bien muy preciado del ser humano por razones prácticas: le permitió cocinar sus alimentos, asegurándose así una mejor calidad de vida y una menor exposición a bacterias, enfermedades y virus. Además, el fuego le permitió abrigarse del frío y por lo tanto subsistir más aún en climas duros en los cuales antes no tenía mucha protección.

Hoy en día el fuego es lo que permite poner en funcionamiento muchas industrias y fábricas que requieren de este tipo de combustión para poder funcionar, además de ser la base de muchos productos como por ejemplo los petrolíferos.

El fuego como energía

FUNDAMENTALMENTE EL FUEGO ES UNA REACCIÓN QUÍMICA de oxidación violenta de una materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor, vapor de agua y dióxido de carbono. Es un proceso exotérmico que como reacción química de oxidación rápida es producida por la evolución de la energía en forma de luz – calor que lo convierte en un liberador de energía por excelencia, la que puede expresarse en varias clases que son conocidas por su aplicación:

energía térmica, energía calórica, energía luminosa (todas relativas), etc. Que son las que conducidas y manipuladas producen un trabajo. EL FUEGO NO ES ENERGÍA EN SI, pero si un relativo GENERADOR DE ENERGÍA  El fuego no es energía pura; el fuego solo propone energía en estado puro, que inducido lleva a otros tipos de energía como las ya mencionadas.

Su fundamento químico es la concurrencia imprescindible de los cuatro factores para que se inicie y tenga continuidad, el tetraedro del fuego :

1.Combustible que es usualmente, un compuesto orgánico, como el carbón vegetal, la madera, los plásticos, los gases de hidrocarburos, la gasolina, etc.). 

2.Comburente, cualquier oxidante, el mas común el oxígeno del aire. 

3.Temperatura, o energía de activación, que se puede obtener con una chispa, temperatura elevada u otra llama. 

4.Reacción en cadena, es la reacción mediante la cual la combustión se mantiene sin necesidad de mantener la fuente principal de ignición.

Sin esta reacción en cadena, solo se tiene el fenómeno llamado incandescencia. 

Indudablemente es imprescindible claridad en los conceptos para tener definiciones muy especificas y bien determinadas, mas aun en casos de elementos presentes en la Naturaleza, como lo es el fuego.

¿Cuáles son los peligros del fuego?

El fuego conlleva una serie de peligros, el primero y más evidente son las quemaduras. También otros como la intoxicación por inhalación de humo.

En el apartado de psicología está la piromanía, que se define como una enfermedad en la que una persona siente la necesidad de quemar algo y cuanto más grande sea el fuego mejor (para él). Esto ha comportado incendios forestales provocados.

INCENDIOS

Un incendio es una ocurrencia de fuego no controlada que puede quemar algo que no está destinado a quemarse. Puede afectar estructuras y seres vivos. La exposición a un incendio puede producir la muerte, generalmente por inhalación de humo o por desvanecimiento producido por la intoxicación y posteriormente quemaduras graves.

Para que se inicie un incendio es necesario que se den conjuntamente estos tres factores: combustible, comburente y calor o energía de activación.

Los incendios en los edificios pueden empezar con fallos en las instalaciones eléctricas o de combustión, como las calderas, escapes de combustible, accidentes en la cocina, niños jugando con mecheros o cerillas, o accidentes que implican otras fuentes de el, como velasy cigarrillos. El fuego se puede propagar rápidamente a otras estructuras, especialmente aquellas en las que no son cumplidas las normas básicas de seguridad. Por ello, muchos municipios ofrecen servicios de bomberos para extinguir los posibles incendios rápidamente.

¿Qué es el fuego?

Se llama fuego a la reacción química de oxidación violenta de una materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor y gases (o humos). Es un proceso exotérmico. Las llamas son las partes del fuego que emiten luz visible. 

Se señala también como una reacción química de oxidación rápida que es producida por la evolución de la energía en forma de luz y calor.

En la antigüedad clásica el fuego fue uno de los cuatro elementos clásicos junto con el agua, la tierra y el aire. Estos cuatro elementos representaban las cuatro formas conocidas de la materia y eran utilizados para explicar diferentes comportamientos de la naturaleza. En la cultura occidental el origen de la teoría de los cuatro elementos se encuentra en los filósofos presocráticos de la Grecia clásica, y desde entonces ha sido objeto de numerosas obras de expresión artística y filosófica, perdurando a través de la Edad Media y el Renacimiento e influyendo profundamente el pensamiento y la cultura europeos. Paralelamente el hinduismo y el budismo han desarrollado concepciones muy parecidas.