Imaginemos un ser humano situado en el centro del iglú, más o menos. El aire que le rodea estará más caliente que el que se encuentra en contacto con las paredes de hielo, debido a que el cuerpo humano le transfiere calor. Como consecuencia, el aire más caliente, al ser menos denso que el más frío, ascenderá hacia el techo del iglú. Por el contrario, el aire más frío próximo a las paredes del iglú, descenderá. Se genera entonces una corriente de convección que hace que la temperatura interior no permanezca constante.
Por un lado, el calor que escapa del interior del iglú lo hace, obviamente, a través de las paredes de hielo mediante un proceso conocido como conducción térmica. Se puede demostrar que este flujo de calor (energía por unidad de tiempo) depende de la conductividad térmica del material a través del que circula (hielo y nieve compactada), del área superficial del iglú (dos veces pi por el cuadrado del radio de la esfera-iglú, es decir, la mitad del área de una esfera), de la diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior y del espesor de las paredes.
Por otro lado, una vez transcurrido el tiempo suficiente, el flujo de calor aludido en el párrafo anterior debe ser igual al generado por el cuerpo humano en el interior del iglú. Si admitimos que éste tiene lugar preferentemente por radiación, es decir, en forma de ondas electromagnéticas en la banda infrarroja del espectro, su valor vendrá expresado por la ley de Stefan-Boltzmann del cuerpo negro. Hagamos unos números.
Supongamos que el inuit está en pelota picada (solo o, mejor aún, bien acompañado), que la temperatura de su piel es de unos 33 ºC y que el cuerpo humano se comporta como un emisor casi perfecto. Admitiendo una estatura de 180 cm y una superficie corporal de 2 metros cuadrados, así como unos 90 kg de peso, no tenemos más que igualar las expresiones del flujo térmico aludidas en los dos párrafos precedentes y obtendremos inmediatamente (para un diámetro del iglú de 4 metros y un espesor de sus paredes de 30 cm) que la diferencia entre las temperaturas exterior e interior asciende nada menos que a casi 50 ºC. Esto significa que aunque en el exterior se les estén congelando las pelotas a los mismísimos osos polares, cosa que ocurre a unos 40 grados bajo cero, en el interior del iglú nuestros inuits copulantes pueden "hacerlo" a la confortable temperatura de 10 ºC, justo para que el roce haga el cariño. ¿Quién necesita pieles de foca sobre el suelo o estufas?
Fuente original:
20 comentarios:
Disculpe usted la pregunta pero se me ha ocurrido, en la creación de esos hoteles de hielo también se toma estas cosas en cuenta, ¿no? porque uno que es de zonas tropicales está acostumbrado a unos 20 grados y y ya tenemos frío ja. Saludos.
Que digo yo... ¿La pared del iglú al ser de hielo no tendrá una temperatura constante de 0ºC (al ser el punto de fusión del agua)?. Y otra pregunta ¿No sería mejor encender una hoguera en medio para dar calorcito?
S2
Ranganok Schahzaman
Si tienes una nevera con congelador y con control de temperatura, deducirás que los cubitos de hielo que tienes dentro no están a 0 ºC, sino a - 20 ºC o incluso menos.
Mierda... Por culpa tuya acabo de descubrir esta revista Physics Special Topics. Ya está, ahora ya no puedo parar de bajarme artículos. Suerte que parece que solo publican un número al año.
Tiene su chiste, la revista de marras...
Los hielos del congelador, cuando los pones en un cubata a más de 0 grados, se mantienen a 0 grados en su superficie hasta que se derriten.
La entrada parte de premisas erróneas. Si consideramos a la nieve un buen aislante, la temperatura exterior nos dará lo mismo, y lo único que condicionará la temperatura interior será el diámetro interior y la temperatura superficial de la nieve de las paredes (que se mantendrá a 0, ya que si sube se derrite, al igual que los hielos del cubata, dejando paso a más hielo a 0 grados.)
Interesante. Hay que probar a hacerlo en un iglú (o en cualquier otro sitio, a falta de iglú. Lo importante es hacerlo).
XD
Un saludo.
El razonamiento contiene varias incorreciones.
Por un lado, estimar el calor generado por el cuerpo humano a partir de la energía radiada, es una forma complicada, rebuscada e incorrecta de hacerlo.
Se conoce cuanta energía consume un ser humano y cuanta gasta haciendo diversas actividades. Entre 300 o 400W por pareja. dependiendo de los fogosos que sea.
Este calor se transmite principalmente por CONVECCIÓN y tambien por radiación hasta las paredes del iglu.
Entre la pared interna y externa del iglu se forma un gradiente de temeratura. Cuanta mas gruesa sea la pared mayor sera la diferencia de temperaturas entre las paredes.
Pero como esta hecha de hielo hay un limite, la temperatura de la pared interior no puede subir de 0ºC ya que el hielo comenzaria a fundirse.
Es de suponer que los esquimales construyen el iglu con el espesor suficiente para que la pared interior este a 0ºC.
Lo 0ºC no son los -40ºC que hay en el exterior... pero sigue siendo frio.¿Pueden los esquimales estar en bolas dentro del iglu?
Pues si... En aire a esas temperaturas es muy seco y por lo es poco conductor termico. Hay pocas corrientes de aire por lo que el calor se pierde por coveccion natural.
Por otra parte las paredes del iglu son blancas y reflejan parte de la radiación emitida, y como el iglu es semiesférico dicha radiación vuelve a los esquimales.
En primer lugar, que conste que tienes toda la razón.
Ahora bien, esto es un artículo de divulgación y, por lo tanto, conviene en muchas ocasiones olvidar refinamientos de los modelos que llevarían a una complicación excesiva del asunto tratado y a una incomprensión del mismo por una gran parte de la audiencia.
Por supuesto que el modelo que se aplica es excesivamente simplificado, pues no se tiene en cuenta la convección (ésta ni siquiera se estudia en los primeros cursos de universidad). Tampoco se tiene en cuenta el flujo de calor transmitido al suelo del iglú. Y como bien dices, si la temperatura interior asciende por encima de cero grados, el hielo comenzará a fundirse.
Pero siempre he dicho, y es lo que hago en mis clases de la universidad con mis estudiantes, las cosas que explico tienen un objetivo muy claro: poner el cebo delante de la boca para que mis estudiantes intenten ir más allá de donde yo los dejo. Poco aprenderían o malos estudiantes serían si se quedasen únicamente con lo que yo les cuento. Justamente para cosas como estas es para lo que se habilitan los comentarios en un blog.
Muchas gracias por contribuir.
Un saludo.
Muy curioso, aunque nosotros no nos referimos a 10ºC como una "agradable" temperatura :)
Un saludo
Vietnamitas en Madrid
Esquimale de 1,80 y 90 kilos de peso? ¿Son Esquimales alemanes?
Yo ya tengo el iglu; alguna voluntaria??
Pues mientras no haya un "recargón" en la pared todo está bien ;)
Sergio pues si no llega a ser por Alb yo si que no me entero de nada. Las explicaciones para "tontos" siempre me han molestado porque son mentiras o verdades a medias o incluso modificadas enunciadas como verdades absolutas. Con tu articulo me he quedado con una sensación de ... "no he entendido nada, debo
ser imbecil" y la de Alb me ha producido más curiosidad si cabe, precisamente al poder entenderlo. Esa manía de los profesores de hacer las cosas "sencillas" me parece un tremendísimo error, y más en ciencia, creo que producen el efecto contrario.
No estoy de acuerdo contigo. Te aonsejo entonces que leas a Stephen Hawking. Así sabrás lo que es divulgar para "listos". Aunque no se entienda nada de nada...
Si la parte interior del hielo está a 0º C, entonces el calor no se trasmitirá al exterior sino que se usará en derretir parte del hielo, ya que está a 0º C.
Entonces según "Alb", la temperatura dentro del iglú no puede ser menor de 0º porque se derretirían los cubitos que forma la pared. Pero creo que, en su artículo, Sergio deja bien claro que la temperatura del interior no permanece constante, por lo que alrededor del "inut alemán" (que gracia me hizo :D) y la de las paredes hay una diferencia de temperatura que podría hacer que dentro (o en el centro, mejor dicho) del iglú llegase a 10º y en las paredes no pasase por encima de los 0º.
Perdonad si hay incongruencias entre mis palabras y la realidad, son debidas a mi falta de conocimientos.
Saludos y gracias
No sólo que no se ha tenido en cuenta la convección (que creo que sería el mecanismo dominante en el caso de los cuerpos) sino que se ha supuesto la pared del iglú como plana y es esférica(a mi me hubieran cateado en el examen de Ing. térmica). A parte de todo lo que se ha dicho ya.
No pasa nada con que el ejemplo se simplifique, pero tiene que especificarse CLARAMENTE donde se están haciendo estas simplificaciones. Porque habrá gente cándida que tome nuestras palabras como ley y harán el ridículo defendiéndolas.
Aunque no se explique, hay que decir que de manera rigurosa habría que tener en cuenta muchos factores como: (CONVECCIÓN, superficie variable, conductividad del suelo, calor latente del hielo si la temperatura llega a 0ºC...) Con enumerarlas sería suficiente.
Y con todo esto parecerá que no me gusta el blog Y ME ENCANTA. Enhorabuena por él, es una maravilla leerlo. "Pero como te digo una cosa te digo la otra."
Alex Cruz, en todo caso dirás que "la temperatura no puede ser MAYOR de 0ºC", no?
Precisamente lo que dice Alb es que teniendo en cuenta convección la temperatura de la pared interna puede ser 0ºC y la del aire interior otra distinta.
bueno, soy una ignorante absoluta (es más: no me tomo la molestia de leer los comentarios, por si alguien se me ha adelantado) pero ya que trabajo como revisora de contenidos audiovisuales, he podido ver a través del tamiz de una cámara cómo viven los inuit y debo hacer algunas consideraciones que espero que no hagan variar sus cálculos (porque odio las mates y creo que rehacer cálculos es un coñazo).
A saber: los inuit no viven en iglúes pequeñitos ni semiesféricos. los iglúes se construyen sobre el mismo agujero del cual se extrae la nieve, así que su suelo se hunde un metro bien bueno por debajo de la superficie del paisaje y por lo tanto tienen más bien forma de campana. además, caben sus buenas diez personas dentro, así que tampoco es correcto imaginárselos "apretadetes", aunque me imagino que eso era sólo conjetura para animar el coito, ya que yo, a diez grados ambientales, no me quedo desnuda ni mucho menos preparada para el acto sesuarl ni de coñia.
bueno, me imagino que ellos ya saben lo que se hacen y si lo hacen como lo hacen es porque así funciona mejor que de ninguna otra forma (toma Voltaire!)
Si a lo que dice Miss añadimos que el suelo se cubre con pieles y que se enciende una lámpara con grasa de foca, que es la que produce la mayor parte del calor, ya tenemos una idea bastante de la situación bastante mas confortable.
En realidad los cálculos se complican porque si queremos permanecer un tiempo suficiente dentro del iglú y no queremos asfixiarnos debemos contar con la necesaria renovación del aire.
El problema se puede simplificar tomando como referencia la cantidad de oxígeno consumido y el calor total procedente de la combustión.
Pero simplificando y ciñéndonos al problema de por qué no se descongela el hielo o la nieve, diría que el secreto está en la velocidad a la que se transmite el calor desde el interior al exterior del iglú. Al ser la nieve un buen aislante, se produce el efecto de acumulación de calor en el interior hasta alcanzar un estado estacionario.
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