¿Alguna vez se ha preguntado cuál es la eficiencia de su chimenea?

Por Chuck Newcombe

Marca de calor del día siguiente de la instalación existente de una parrilla plana.
Marca de calor del día siguiente de la instalación existente de una parrilla plana.

Vivimos en una casa que se construyó en la década de los 50, con una chimenea convencional que ha sido problemática a lo largo de los años debido a un diseño defectuoso, que provoca que haya humo en la sala de vez en cuando. Debido a algunos de los problemas, instalamos puertas de cristal y experimentamos con distintas rejillas y dispositivos, como ventiladores y ductos, para que el aire de la habitación entrara en la chimenea y volviera caliente hacia la habitación.

Recientemente , tras reducir las corrientes descendentes de aire mediante la instalación de una tapa sobre la chimenea, he estado experimentando una vez más con el funcionamiento de la chimenea. Debo reconocer que este interés repentino surgió de la inminente falla de la parrilla plana tradicional que usamos durante años. Y, con ayuda de una cámara termográfica Fluke TiR1, ahora puedo mostrarles los resultados de mis pruebas más recientes.

Esas asas canalizan el calor

Aunque nuestra parrilla es esencialmente plana, tiene un par de asas sobresalientes que me permiten apilar trozos de leña cerca del fondo de la chimenea y descubrí que se producen menos ráfagas de humo hacia el interior de la habitación si apilo la leña detrás de esas asas. Tuve que tomar esta fotografía con la cámara termográfica para darme cuenta de lo efectivas que son esas asas para canalizar el calor hacia el muro del fondo de la chimenea. Imaginen mi sorpresa cuando tomé esta fotografía que muestra ese muro irradiando aún una significativa cantidad de calor hacia la habitación mucho tiempo después de que las brasas del día anterior se han enfriado.

El descubrimiento me lanzó a la búsqueda de una parrilla nueva y de un sistema que sacara el máximo provecho de nuestra chimenea que anteriormente presentaba problemas. Como suele ocurrir, la forma empírica en que descubrí una manera eficiente de hacer funcionar nuestra chimenea es un principio bien conocido que se encuentra en el centro de un sistema de parrilla y reflector que comercializa una compañía de Connecticut. Tras una investigación posterior acerca del sistema que ofrecían, ordené una parrilla nueva y algo llamado "fondo de chimenea reflectante": plancha de acero que se coloca contra el muro del fondo de la chimenea.

Una serie de pruebas

Cuando lleguen los componentes que ordené, comenzaré una serie de pruebas.

En primer lugar, solo usaré la parrilla nueva, cargaré la leña entre los brazos frontales de la parrilla y el muro de ladrillo del fondo de la chimenea.

Después, encenderé el fuego y lo dejaré arder durante toda la noche. Cuando solo queden unas brasas, tomaré imágenes térmicas de la situación y grabaré la radiación del muro de ladrillo del fondo. También grabaré los resultados del día siguiente (como hice antes).

A la noche siguiente, y después de colocar el nuevo fondo de chimenea de acero en su lugar, nuevamente encenderé el fuego y repetiré la secuencia de prueba.

Buscar respuestas

Lo que quiero descubrir es:

  1. ¿Cuál es la diferencia entre el muro de ladrillo del fondo y el fondo de chimenea de acero en cuanto al calor que se irradia hacia la habitación cuando la chimenea está encendida?
  2. ¿Cuál es la diferencia de radiación durante el tiempo de enfriamiento después de que el fuego se apaga?

Estoy muy seguro de que la placa de acero puede ser más eficiente como reflector mientras el fuego esté encendido, pero me pregunto si, al compararla con el ladrillo, no perderá el calor más rápido que el simple muro de ladrillo después de que se apaga el fuego debido a la menor cantidad de masa y al calor específico.

Desde luego, es completamente posible que surjan más preguntas como resultado de mis experimentos. Pero de eso se trata la ciencia.

Muchos de nosotros estudiamos física básica en la preparatoria y realizamos experimentos de laboratorio que demostraban y comprobaban las leyes y fórmulas que nos enseñaron. He usado esos principios básicos a lo largo de mi carrera para confirmar lo que creía saber o para aprender cosas nuevas que nunca antes había imaginado.

Cámara termográfica Fluke TiR1
La cámara termográfica Fluke TiR1 es un excelente dispositivo para recubrimiento de edificios, restauración y remediación, inspección y aplicaciones de techos.

Uno de esos casos fue un baño de temperatura con temperatura estabilizada que construí para albergar celdas primarias estándar usadas para proporcionar estándares de tensión para su uso en un laboratorio aeroespacial. Mi plan era usar una temperatura a la que la inclinación del coeficiente de temperatura de tensión fuera cercana al cero. Esto ocurrió a la temperatura de 4 grados Celsius. Alcancé esa temperatura aplicando los principios de enfriamiento de Peltier de los termopares cuando la corriente pasa a través de ellos. Tras varios ajustes a mi sistema de control, pude alcanzar la temperatura estable deseada.

El problema que no anticipé fue la diferencia de temperatura entre las celdas estándar en la cámara térmica y el ambiente del entorno del laboratorio. No había restringido de manera adecuada el movimiento de aire a través del aislamiento utilizado en la cubierta, por lo que las superficies internas del enfriador condensaron humedad rápidamente a partir del aire dentro de la cámara interna.

Un proceso similar elimina la humedad del aire en el hogar cuando el clima es frío, lo que permite que no se junte demasiada humedad en las áreas de los muros donde circula el aire.

Las cámaras termográficas Fluke pueden ayudarlo a localizar esos defectos y a hacer algo al respecto.

En una columna posterior reportaré más acerca de mis experimentos con chimeneas.