Comportamiento térmico de la tierra

Estructuras de tierra, masas térmicas

https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_mass

A pesar de que la transmitancia térmica $U$ y la resistividad térmica $r\left(\approx 1,5\ {\tfrac {K\cdot m}{W}}\right)$ de la tierra la convierten en un aislante pobre, su resistencia térmica $R$ permite a los muros de tierra almacenar calor e irradiar a los espacios vitales cuando se enfrían: fluctuación de temperatura cíclica —thermal flywheel effect— que ocurre cada 12 horas —grosor mayor que 30 cm—; el momento más cálido del día es el más fresco dentro de la estructura de tierra, el momento más frío del día el más cálido dentro.

El comportamiento térmico de una estructura de tierra depende de:

• ubicación y estado de ventanas y puertas;
• zona climática;
• orientación de la pared;
• grosor de la pared.

Resistividad térmica, r

https://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad_t%C3%A9rmica

Capacidad de un material de oponerse al paso del calor.

Razón entre el gradiente de temperatura $\Delta T\left({\text{K}}\right)$ y el flujo de calor por unidad y tiempo y unidad de área ${\dot {q}}$:

$r={\frac {|\Delta T|}{\dot {q}}}\quad \left({\text{SI: }}{\tfrac {{\text{m}}\cdot {\text{K}}}{\text{W}}}\right)$

$>r\Rightarrow$mejor aislante

Conductividad térmica, λ

https://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_conductividad_t%C3%A9rmica

Capacidad de un material para conducir el calor.

Relación entre el flujo de calor por unidad de tiempo y de área ${\dot {q}}$ y el gradiente de temperatura $\Delta T$; cantidad de calor necesario por m² para que atravesando 1 m de material homogéneo durante 1 s se produzca una diferencia de 1 K de temperatura entre las dos caras:

$\lambda ={\frac {\dot {q}}{|\Delta T|}}\quad \left({\text{SI: }}{\tfrac {W}{m\cdot K}}\right)$

$\lambda ={\text{1 }}{\tfrac {W}{K\cdot m}}\Rightarrow$ es necesario ${\text{1 J}}$ durante ${\text{1 s}}$ en ${\text{1 m}}^{2}$ de superficie para que en ${\text{1 m}}$ de material la diferencia de temperatura sea ${\text{1 K}}$

Inercia térmica, I

https://es.wikipedia.org/wiki/Inercia_t%C3%A9rmica

Propiedad que indica la cantidad de calor que puede conservar un cuerpo y la velocidad con que lo cede o absorbe.

Raíz cuadrada del producto de la conductividad térmica $\lambda \left({\tfrac {W}{K\cdot m}}\right)$ y la capacidad calorífica volumétrica $C\left({\tfrac {J}{m^{3}\cdot K}}\right)$(producto de la densidad$\rho \left({\tfrac {kg}{m^{3}}}\right)$ y el calor específico $c_{v}\left({\tfrac {J}{kg\cdot K}}\right)$):

$I={\sqrt {\lambda \rho c_{v}}}\quad \left({\text{SI: }}{\tfrac {J}{m^{2}\cdot K\cdot s^{-{\frac {1}{2}}}}}\right)$

Resistencia térmica, R (U-factor, U-value)

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_t%C3%A9rmica

https://en.wikipedia.org/wiki/R-value_%28insulation%29#U-factor.2FU-Value

Capacidad de un material para oponerse al flujo de calor; resistencia a la pérdida de calor.

Razón entre el espesor $e\left({\text{m}}\right)$ y la conductividad térmica del material ${\lambda }\left({\tfrac {\text{W}}{{\text{K}}\cdot {\text{m}}}}\right)$:

$R={\frac {e}{\lambda }}\quad \left({\text{SI: }}{\tfrac {{\text{m}}^{\text{2}}\cdot {\text{K}}}{\text{W}}}\right)$

Ejemplo: ¿pérdida de calor en una casa cuyo interior está a 20 ℃ y el hueco del tejado a 10 ℃ $\left(R_{techo}=2\ {\tfrac {{\text{m}}^{\text{2}}\cdot {\text{K}}}{\text{W}}}\right)$?

$\Delta T=10\ ^{\circ }{\text{C}}\Rightarrow {\dot {q}}={\frac {\Delta T}{R}}={\frac {10\ {\text{K}}}{2\ {\tfrac {{\text{m}}^{\text{2}}\cdot {\text{K}}}{\text{W}}}}}=5\ {\tfrac {\text{W}}{{\text{m}}^{\text{2}}}}$

Transmitancia térmica, U (R-value, RSI)

https://es.wikipedia.org/wiki/Transmitancia_t%C3%A9rmica

https://en.wikipedia.org/wiki/R-value_%28insulation%29

Medida del calor que fluye a través de los materiales; medida de la capacidad aislante de un material:

Razón entre la conductividad térmica del material $\lambda$ y su espesor $e$; inverso de la resistencia térmica$R$:

$U={\frac {\lambda }{e}}={\frac {1}{R}}\quad \left({\text{SI: }}{\tfrac {W}{m^{2}\cdot K}}\right)$