El aislamiento térmico

Lina y Maria están empaquetando para hacer un picnic. ¡Hace mucho calor afuera! Quiero llevarme un paquete de helado, ¡pero se va a derretir antes de que lleguemos! Me pregunto si podemos prevenir eso de alguna manera... El helado se derrite porque el calor de afuera se transfiere al helado y eleva su temperatura por encima del punto de fusión. ¿Cómo pueden Lina y Maria mantener baja la temperatura del helado por más tiempo, hasta que lleguen al lugar del picnic? En su caso, la mayor parte del calor se transfiere a través del contacto directo entre el aire caliente de fuera, y el paquete de helado frío.

Este tipo de transferencia de calor se llama conducción térmica. Para mantener el helado frío, Maria y Lina necesitan reducir la velocidad de la conducción térmica. En situaciones como esta, es útil saber que algunos materiales no permiten que el calor se transfiera fácilmente. Materiales como el plástico, la espuma de poliestireno, el vidrio, la madera, y las telas secas como la lana o el algodón, no conducen bien el calor. La transferencia de calor a través de estos materiales es más lenta.

Dichos materiales son aislantes térmicos. Empaquetar helados en este tipo de materiales minimizará la transferencia de calor entre el helado y el aire circundante, manteniendo el helado frío. ¡Así que tal vez podamos envolver el paquete de helado en nuestra manta de picnic! Cuando me envuelvo en una manta me mantiene caliente, no frío. ¿Una manta no haría que el helado se derrita más rápido? Se pueden usar aisladores para mantener las cosas frías o calientes, dependiendo de la dirección de la transferencia de calor. En el caso del helado, el calor viaja desde el aire más caliente, al helado más frío.

Colocar un aislante entre el aire y el helado, evita que el helado reciba más calor, por lo que se mantiene frío. Y en un día frío, tu cuerpo está más caliente que el aire, por lo que el calor normalmente viajaría hacia fuera de tu cuerpo. Pero si te envuelves en una manta, ralentiza la transferencia de calor y te mantienes caliente. Debido a que el aislamiento puede mantener el calor tanto dentro como fuera, los materiales aislantes pueden ser muy útiles a la hora de construir casas. El aislamiento mantiene el calor en el interior durante el invierno, lo que ayuda a ahorrar en costos de calefacción.

Y durante el verano, el aislamiento bloquea la entrada del calor exterior, por lo que la casa se mantiene más fresca. El aislamiento de las casas a menudo está hecho de materiales como la espuma, o las fibras naturales o sintéticas. Estos son grandes aislantes, porque atrapan pequeñas bolsas de aire en su interior. El aire, aunque puede calentarse, no conduce muy bien el calor. Te darás cuenta de esto si extiendes la mano cerca de un objeto caliente.

Puedes sentir que el aire se calienta cerca del objeto, pero justo un poco más lejos, ¡el aire no suele calentarse en absoluto! El aire es un gran aislante. Muchos animales usan aire para evitar la pérdida de calor en ambientes fríos. Muchos mamíferos están cubiertos de pelo o lana, que puede atrapar aire cerca del cuerpo, minimizando la transferencia de calor. Del mismo modo, ¡las aves pueden ahuecar sus plumas para obtener el mismo efecto! ¡La gente también usa estos métodos para mantenerse caliente!

Nuestras chaquetas de invierno suelen estar hechas de plumón o fibras sintéticas. O nos ponemos la ropa a capas — cuantas más capas, más aire queda atrapado entre ellas, y más difícil será que se escape el calor... Espera, he encontrado una neverita, podría ser un aislante aún mejor que una manta. ¡Gran idea! ¡Y llevemos algunas capas extra de ropa, en caso de que hiciese frío esta noche!