dilluns, 22 de novembre de 2010

El calor azul y la termodinámica

Últimamente se han puesto de moda los radiadores de "calor azul", una marca registrada de la empresa Acesol (que cuenta con numerosos imitadores). De acuerdo con su fabricante:
[El calor azul es un] sistema de calefacción de bajo consumo y alto rendimiento eléctricos. Optimiza el consumo haciendo un uso más racional de la energía.

Todo ello se traduce en unos radiadores eléctricos de aspecto futurista y precio muy elevado (entre unos 300 y 700 eur por radiador).  Pero tal vez el precio elevado se pueda justificar si el ahorro prometido es cierto.  El fabricante nos insiste:
¿Es cierto que es un sistema de 'bajo consumo'?

El sistema Acesol el Calor Azul es un sistema de calefacción de alto rendimiento. Gracias a las características de nuestros componentes y a la ingeniería empleada en su fabricación conseguimos optimizar el consumo.
Ahora en serio, ¿es realmente cierto que es un sistema de bajo consumo? Veamos qué tiene a decir la termodinámica de todo esto.

El calor obedece dos leyes básicas, las dos primeras leyes de la termodinámica. Como en los chistes, la primera ley de la termodinámica nos da la buena noticia, y la segunda ley de la termodinámica nos da la mala.

La primera ley de la termodinámica, la buena noticia, nos dice dos cosas: primero, que el calor es una forma de energía, al igual que la energía eléctrica, la energía gravitatoria, o la energía nuclear; segundo, nos dice aquello tan sabido de que la energía "no se crea ni se destruye, solo se transforma". O sea: la cantidad total de energía se conserva.

La segunda ley de la termodinámica nos da la mala noticia: el calor es la forma "basura" de la energía. Cualquier intercambio entre dos formas de energía (por ejemplo, entre la energía química y motora en un coche) tiene unas pérdidas, y estas pérdidas son en forma de calor (el motor se calienta). El calor no se puede reconvertir por si solo en otra forma de energía: no es posible un proceso cuyo único resultado sea convertir calor en otra forma de energía. Lo inverso sí que es, en cambio, posible: podemos gastar toda nuestra energía en forma de calor.

Ésto último es precisamente lo que hacen los radiadores eléctricos. Mediante el efecto Joule, los radiadores convierten toda la energía eléctrica que pasa por sus resistencias en calor. De acuerdo con la primera ley, la energía eléctrica se tiene que conservar, y por tanto no se puede "perder" ni se puede "crear". De acuerdo con la segunda ley, absolutamente toda la energía eléctrica se puede convertir (y se convierte, de hecho) en calor. Por tanto, el rendimiento es siempre del 100%.

Esto es así tanto para el calefactor de aire de 20€, como para el radiador de aceite de 50€ de toda la vida, como para el radiador azul de 500 €. No puede haber bajo (ni alto) consumo: simplemente toda la energía eléctrica se convierte en calor. Y punto.

Puede haber diferencia, eso sí, en la forma de entregar el calor. Un calefactor proporciona todo el calor de forma inmediata, mientras que un radiador de aceite tiene mayor inercia térmica, y tarda más en calentarse al enchufarlo, y más en enfriarse al apagarlo. Obviamente, también puede haber diferencias en la estética, en la sofisticación, o en el agujero de nuestra cuenta corriente. Pero no en la cantidad de calor entregada. Siempre será la misma. Un radiador de 1 kW funcionando durante 1 h nos proporcionará 1 kWh de energía, o, lo que es lo mismo, 860 kcal. Y da lo mismo que el radiador sea rojo, verde o azul.

Así pues, un radiador más caro nos puede dar mayor comodidad al permitir controlar electrónicamente el encendido y el apagado, nos puede servir para decorar la habitación o para presumir delante del vecino, pero nunca nos hará ahorrar energía. La web del fabricante es un compendio de medias verdades y obviedades presentadas con aspecto pseudocientífico y ultratecnológico, que esconden una realidad inapelable: que mediante el efecto Joule no es posible mejorar el rendimiento energético de la estufa eléctrica de toda la vida.

Ver también esta entrada.

P.S.: Lo dicho aquí no se aplica a las bombas de calor, que no funcionan por efecto Joule. Las bombas de calor consiguen mejorar (y mucho) el rendimiento de los radiadores y demás estufas, haciendo un intercambio de calor con el exterior, entrando el calor de la calle a dentro de casa y, a cambio, expulsando el frío a fuera.

8 comentaris:

Conejo Blanco ha dit...

un pequeño detalle, se ve que has querido darle más fuerza a tu explicación de la bomba y has puesto esto "y expulsando el frío a fuera." que como sabemos no es así... mete el calor del aire dentro junto con su potencia eléctrica consumida y punto... pero el frío ya sabemos que no existe.

Anònim ha dit...

pues a mi me suena que esta ley esta mal...
"no se crea ni se destruye, solo se conserva".
me da a mi que era la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

ideesicontraidees ha dit...

Conejo Blanco: dentro de la terminología divulgativa, yo diría que "y expulsando el frío a fuera" es correcto. Una bomba térmica expulsa un chorro de aire más frío que la temperatura exterior, y de ahí lo de "expulsar el frío".

Anónimo: tienes razón, la frase hecha es con "transforma", aunque el significado es el mismo. Cambiado.

Anònim ha dit...

OTRO TIMO MAS,DEL PAIS DE PRIMOS.CADA DIA SALE MAS CARO SER ESPAÑOL.

Anònim ha dit...

Si realmente es una estafa no hace falta escribir un post, se compra uno y luego se denuncia via judicial porque venden un producto que no hace lo que dicen que hace, y jamás podrá hacerlo. Y en vez de llorar, cobras una pasta larga.

De todas formas, hay algo que me parece incorrecto de todo esto: el calor no es un tipo de energía, solo es una transferencia de energia.

Anònim ha dit...

Creo que mucha gente que está publicando comentarios dicen muchas verdades, leyes de la termodinámica, aplicaciones en tempo....Pero digo yo, por que hay diferencias en sacar una botella de agua caliente a un exterior frio y tarda "x" en enfriarse, pero si sacamos la misma botella al mismo sitio envuelta en una toalla tarda "y"..... Se ha utilizado la misma energía en los dos casos, se ha obtenido el mismo "residuo" en los dos casos pero el resultado es diferente.

Eso es lo que quieren decir con el calor azul, etc. Las propiededes que tienen los radiadores sencillamente el la de ralentizar la peridda de calor una vez hemos dejado de consumir energía. Cuanto más aguante ese calor sin perderse más tarde conectaremos la energía para volver a producir calor.

m ha dit...

Hola a todos. Soy arquitecto, no ingeniero. Por lo tanto, aunque estudiamos algo el calor, no tanto como vosotros. De modo que, por favor, corregidme si me equivoco.

Tenemos tres formas de transmitir el calor:
Conducción, cuando el calor se transmite por simple contacto.
Radiación, cuando me pongo detrás de la ventana a que el sol me caliente.
Convección, cuando se produce un movimiento entre el aire caliente y el frío. (El caliente pesa menos).

Respondo primero a este último post:
Al envolver la botella con la toalla, se impiden la convección (que el aire frío se lleve parte del calor) y la radiación, mientras la toalla no alcance la temperatura de la botella.
Ahora bien, la toalla, ¿estaba en el exterior, igual de fría que el ambiente (y por tanto la botella también ha tenido que calentarla), o ya estaba caliente en un cajón y está aportando calor extra con el que no se contaba?
En el primer caso, la conducción no se impide y tardará lo mismo en perder el calor por este sistema que si no estuviera envuelta. En el segundo, la toalla ayuda a la botella con los tres sistemas porque está de partida más caliente que el ambiente.

Por otra parte, si no me equivoco, la inercia térmica es la capacidad de un material de absorber (o almacenar) calor. Pero no nos olvidemos de que es la misma capacidad que tiene para devolver (o transmitir) el calor.
Es decir, yo necesito X minutos para calentar una piedra. Nota, mientras estoy calentando la piedra, ésta no emana calor. Sólo emanará calor cuando esté más caliente que el exterior. Y lo que es lógico, seguirá emanando calor mientras le aportemos calor (en nuestro caso energía) y una vez hayamos dejado de aportarle energía, seguirá emanando calor el mismo tiempo que hemos necesitado para calentarla.

Por lo tanto, como nos dice la física, ganancia de energía 0.
Por lo tanto, consumo energético el mismo.

Ahora bien, esto funciona así para los sólidos, los líquidos y los gases. No sé si también para los geles. Un gel es un material capaz de absorber líquidos de una forma más o menos rápida y que los pierde de una manera mucho más lenta. No sé cómo funciona con respecto al calor.
He oído que los radiadores de "calor azul" tienen un gel en su interior. Si esto es así, y el gel se comporta igual con respecto al calor que con respecto a los líquidos, entonces y sólo entonces, entiendo que sí se podría decir que se estaría emanando calor más tiempo. (OJO, muy poco calor durante mucho tiempo). Es este caso sí habríamos empleado menos tiempo en calentar el gel que el gel en devolvernos el calor. Ahora bien, no nos olvidemos que el consumo energético es el mismo.

Con respecto a las bombas de calor, se supone que con este sistema expulsamos el "frío" fuera tomando el calor del exterior. Mi pregunta es. ¿Se puede tomar calor de un exterior que está más frío que mi interior? Aunque suene a perogrullo, si realmente tomo el calor del exterior, si abrimos las ventanas no consumo nada en meter ese calor exterior en mi habitación.
¿No estaréis hablando de que como ocurre con uno de los sistemas de AA el aire viene tratado previamente por una máquina en la azotea y se termina de calentar en mi unidad interior?

Anònim ha dit...

No soy ingeniera, sino mera consumidora. Mi pregunta es más básica: los radiadores de calor azul funcionan como los acumuladores de calor de tarifa nocturna? Voy a alquilar un piso que tiene "calor azul" y mi experiencia con acumuladores es malísima: entrada la noche la casa está caliente, mientras duermes te asas de calor y en cambio por la manana es como el polo norte, y no hay manera de cambiarlo. Si te vas un fin de semana y apagas los radiadores, para ahorrar, al regresar la casa está helada y no los puedes encender hasta que llega la noche. Por favor, que alguien me conteste a esto, porque el casero no ha sabido decirme!!! MIL GRACIAS!!!!