¿Qué papel juega el coeficiente de conductividad térmica en los incendios?

En los últimos tiempos, los incendios en varias naves industriales de distintos puntos de nuestra geografía han hecho saltar las alarmas. ¿Cuentan las instalaciones industriales con sistemas de protección adaptados a sus necesidades? ¿Se contemplan todos los aspectos de la edificación a la hora de diseñar un plan contra incendios? ¿Se tienen en cuenta factores como la conductividad térmica, el aislamiento o la radicación? 

Muchas cuestiones están en el aire y, a través de este artículo, vamos a realizar un análisis.

¿Qué es la conductividad térmica?

La conductividad térmica es la medida de la capacidad de un material para conducir el calor. Se expresa en vatios por metro-kelvin (W/m·K) y varía entre diferentes materiales. Un material con alta conductividad térmica transferirá calor rápidamente, mientras que uno con baja conductividad actuará como un aislante.

Ligado a ella, encontramos la propiedad inversa: la resistencia térmica, es decir,  la capacidad de un material para generar oposición al transporte del calor. De este modo, la resistencia, en el caso de materiales homogéneos es la relación entre el espesor y la conductividad térmica del material, mientras que en materiales no homogéneos la resistencia es el inverso de la conductancia térmica.

Así pues, el coeficiente de conductividad térmica (λ) es la unidad de medida que expresa la cantidad o flujo de calor que pasa a través de la superficie de un material, de extensión infinita, caras plano paralelas y espesor unidad, cuando entre sus caras se establece una diferencia de temperaturas igual a la unidad, en condiciones estacionarias.

Fórmula de la conductividad térmica

λ=A⋅ΔT⋅tQ⋅d​

Donde:

• QQQ: Cantidad de calor transferida (vatios).
• ddd: Espesor del material (metros).
• AAA: Área de la sección transversal (metros cuadrados).
• ΔT\Delta TΔT: Diferencia de temperatura a través del material (kelvin).
• ttt: Tiempo de transferencia (segundos).

Para determinar el coeficiente de conductividad térmica, se utiliza una fórmula empírica hallada por vía estadística:

λ=0,168ρ0+0,022 [Kcal/ m h ºC]

Es importante considerar las condiciones del material al medir su conductividad térmica, especialmente la humedad y la temperatura, para obtener resultados precisos.

Materiales comunes y sus coeficientes de conductividad térmica

Cada material tiene un coeficiente único que determina su capacidad para conducir el calor. Aquí presentamos una lista de algunos materiales comunes y sus respectivos coeficientes:

• Cobre: 390 W/m·K
• Aluminio: 237 W/m·K
• Acero: 50 W/m·K
• Concreto: 1.7 W/m·K
• Madera: 0.12-0.04 W/m·K
• Vidrio: 0.8 W/m·K
• Lana de vidrio: 0.03 W/m·K

La comprensión de estos valores es esencial para el diseño de sistemas de protección contra incendios.

La importancia del aislamiento térmico

Definidos los valores anteriores, el aislamiento térmico juega un papel fundamental. Su misión es limitar las transferencias de calor entre ambientes cálidos y fríos, con el fin de disminuir los intercambios de calor entre el interior y el exterior de un edificio o una nave industrial. En este sentido, el calor se puede transmitir a través de:

• Conducción térmica: en relación con el aislamiento, cuanto más aislante es el material, menos conducción hay.
• Convección térmica: en relación con el aislamiento, cuanto más aislante es el material menos convección hay.
• Radiación térmica: en relación con el aislamiento, cuanto más absorbida es la radiación, menos transferencia térmica hay.

Como resultado, el aislamiento térmico es importante para el nivel de eficiencia de una construcción, por lo que se refiere al confort de quienes están allí y al ahorro de energía.

El papel de la conductividad térmica frente a un incendio

A la hora de construir un edificio, es fundamental considerar los materiales utilizados. Revestir suelos, paredes y techos con el material adecuado puede ser determinante en caso de incendio. Los materiales de construcción influyen en la rapidez de propagación del calor provocado por las llamas y el fuego.

Al diseñar e instalar un sistema de protección contra incendios, es esencial analizar todos los aspectos del edificio y considerar las variables que pueden afectar tanto a los bienes materiales como a las personas en su interior.

Evaluar la resistencia al fuego de los materiales de construcción es esencial para garantizar la seguridad. Para más detalles sobre cómo realizar esta evaluación, puedes consultar nuestro artículo sobre cómo evaluar la resistencia al fuego de los materiales de construcción.

¿Qué podemos hacer para mejorar la conductividad térmica del edificio?

1. Selección de materiales adecuados: Optar por materiales de baja conductividad en las áreas clave de la edificación.
2. Mejora del aislamiento: Implementar soluciones de aislamiento térmico efectivas, como lana de vidrio o espumas aislantes.
3. Mantenimiento regular: Realizar inspecciones periódicas y mantenimientos para asegurar que el aislamiento térmico permanezca intacto y funcional.
4. Integración de tecnologías avanzadas: Utilizar materiales innovadores como los sistemas de enfriamiento adiabático que ayudan a controlar la temperatura de forma eficiente.
5. Consultoría especializada: Contratar servicios de ingeniería de incendios para obtener asesoramiento y soluciones personalizadas.

Por tanto, hay que apostar por sistemas de protección contra incendios personalizados y pensados para cada tipo de construcción: no todos los espacios están cortados con el mismo patrón. Analizar los riesgos y dar respuesta anticipada garantiza la seguridad.

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