Sistemas de Calefacción Radiante y Conductiva

panel radiant electrico o radiador oscuroMuchos sistemas de calefacción modernos se basan en el calentamiento del aire. El viejo modo de calentarse se basaba en radiación y conducción, que tienen el potencial de tener mayor eficiencia energética que la convección.

Mientras la convección implica calentar cada centímetro cúbico del aire contenido en un espacio para mantener el confort de sus ocupantes, la radiación y la conducción pueden transferir el calor directamente a las personas independientemente del tamaño del edificio.

Sin embargo, retomar el viejo estilo de calefacción no tendría sentido si ignoramos la tecnología actual. Muchos de los sistemas de calefacción antiguos eran ineficientes, contaminantes, imprácticos y hasta peligrosos. Hoy en día disponemos de mejores opciones, que pueden combinarse de maneras interesantes.

Foto: un panel radiante eléctrico o “radiador oscuro” montado en la pared. Fuente: EasyTherm.

Como vimos en el artículo anterior, es posible transferir el calor mediante la convección (calentando el aire), conducción (contacto físico directo) y radiación (energía electromagnética). La mayoría de los sistemas de calefacción actuales usan la convección, pero es importante tomar en cuenta que las fuentes de calor radiantes y conductivas también calientan el aire.

Esto es especialmente relevante para las fuentes de calor radiantes. No existe un calentador que emita un 100% de energía radiante. El Sol produce un 100% de radiación, pero está en el vacío. En La Tierra la superficie del calentador siempre está en contacto con el aire, el cual se calienta por conducción y se eleva. Por lo tanto, un dispositivo de calentamiento radiante se define como tal si la porción de calor radiante emitido es mayor al 50% del calor total emitido.

Estufas de Ladrillos o Calentadores de Mampostería

Hay un sistema de calefacción antiguo que aún es muy recomendable: la estufa de ladrillos o calentador de mampostería. De hecho, no existe un dispositivo moderno que pueda igualar la comodidad o la eficiencia de una estufa de ladrillos con un asiento de banco integrado o una plataforma para dormir: es una instalación que combina la transferencia de calor por conducción y por radiación. Una estufa de ladrillos proporciona un sitio único y acogedor de un confort que los sistemas modernos de calefacción ya no pueden ofrecer.

Una estufa de ladrillos o calentador de mampostería también es el modo más eficiente y menos contaminante de calentarse usando madera. Lo consigue mediante una gran masa térmica que permite la combustión de la madera a temperaturas muy altas sin sobrecalentar la habitación. Debido a esta combustión tan eficiente (cercana al 100%), y la gran eficiencia de calentamiento (hasta 90%), las estufas de ladrillo usan mucho menos leña y contaminan menos que una estufa común o una chimenea. [1][2][3]

estufa de ladrillos moderna

Una estufa de ladrillos moderna, hecha por un artesano. Fuente: De Meiboom.

Por si fuera poco, sólo hay que encenderlas una o dos veces por día para que sigan irradiando calor por 12 ó 24 horas, reduciendo grandemente el trabajo necesario para calentar un edificio usando la madera. Por contraste, una típica estufa para madera o una chimenea exige una atención constante. Para finalizar, un incendio es casi imposible dado que casi todo el calor es absorbido por la estructura de mampostería.

Las estufas de ladrillo actuales no son comparables con las de antaño. En el siglo dieciocho se hicieron grandes avances que dieron como resultado un dispositivo de calentamiento más eficiente –el “kakelugn” de Suecia. El diseño fue mejorado en alrededor de 1970 por los finlandeses, y su tecnología sigue evolucionando. Hoy en día, los calefactores de mampostería pueden ser construidos por artesanos o ensamblados usando partes prefabricadas. Ésta última opción es mucho más económica pero implica cierta limitación a los tamaños y formas disponibles. Cuando se contrata a un artesano, cualquier forma es posible.

Las Desventajas de las Estufas de Ladrillo

La superioridad en confort y eficiencia de la estufa de ladrillo no es para todos. Primero que nada, son por mucho el sistema de calefacción más grande y pesado de todos. Así que es necesario disponer de mucho espacio y de un piso muy resistente. Como es lógico, también necesitan una chimenea. Adicionalmente, aunque las estufas de ladrillo modulares pueden ser movidas, las artesanales permanecen por siempre en la casa donde fueron construidas, así que no son atractivas para los inquilinos.

Otra desventaja de las estufas de ladrillo es que no se calientan deprisa: la gran masa térmica de la estructura retarda la transferencia de calor hacia la habitación. Esto no es un gran problema en habitaciones que suelen estar ocupadas ya que basta con encender la estufa una o dos veces al día según el clima. Sin embargo, si no hay quien pueda hacerlo, la gente llegará a una casa fría donde el calefactor no comenzará a funcionar a plena capacidad hasta después de varias horas. Nuestro ajetreado estilo de vida actual nos hace percibir esto como un problema más grande de lo que habríamos considerado hace 150 años.

La gran masa térmica de una estufa de ladrillo la hace más adecuadas para habitaciones que estén ocupadas frecuentemente y para climas habitualmente fríos

Debido a su lentitud de respuesta, una estufa de ladrillo o calentador de mampostería es más adecuada para utilizarse en sitios persistentemente fríos que en otros con rápidas fluctuaciones climáticas. Si incineraste demasiada madera en la mañana, no habrá manera de disminuir la producción de calor en la tarde si, por ejemplo, aparece el sol inesperadamente y comienza a calentar toda la casa.

estufa de ladrillos hecha por un artesano

Una estufa de ladrillos hecha por un artesano. Fuente: Lehm und Feuer.

Asimismo, si no quemaste suficiente madera no será posible elevar la producción de calor en el caso que la temperatura del exterior baje repentinamente. Siempre tendrás que esperar hasta el siguiente ciclo para ajustar la entrega de calor de la estufa, lo que implica tener que adivinar cómo será el clima en las próximas 12 ó 24 horas.

Finalmente, al igual que cualquier otra fuente de calor radiante, una estufa de ladrillo sólo puede calentar la habitación en la cual está instalada. Para remediar tal limitación habría que construir estufas de ladrillos en cada cuarto, o hacer grandes estufas de ladrillo que abarquen varias habitaciones y paredes para poder calentar toda la edificación. Semejantes instalaciones implicarían una enorme inversión de tiempo y dinero para construir un edificio sumamente macizo y resistente para poder albergar éstas grandes y pesadas estufas. Las estufas de ladrillo, por lo tanto, se adaptan mejor a estancias grandes que a construcciones con varios espacios pequeños.

Estufas Cohete

Muchas de las características de las estufas de ladrillo también se aplican a su prima de baja tecnología, la estufa cohete. La estufa cohete apareció recién en la década de 1980 como resultado de la investigación para desarrollar estufas para cocinas más eficientes. Funciona más por conducción que por radiación ya que usa el área de trabajo que lo rodea –el mesón– para guiar los gases calientes del escape hacia la chimenea. El calentador en sí mismo –usualmente es un barril de metal- suele ser pequeño. La mayor parte del calor es almacenada en la masa térmica de la mampostería circundante, desde la cual es disipada poco a poco.

estufa cohete

construccion de una estufa cohete

Arriba: Estufa cohete de Kruno Ladišić. Fuente: I fucking love rocket stoves. Abajo: Construcción de una estufa cohete. Foto: The Year of Mud.

Las estufas cohete tienen varias ventajas importantes sobre las de ladrillo. Son más ligeras de peso y más compactas, además de ser más baratas y fáciles de construir. Por otra parte, son menos eficientes, deben ser encendidas con regularidad, requieren más mantenimiento y son igual de lentas. Por eso son más adecuadas para calentar espacios usados frecuentemente en climas consistentemente fríos. Además, las estufas cohete requieren maderos largos y sin curvas.

A pesar de tales defectos, una estufa cohete sigue siendo una opción mucho más eficiente y cómoda que una estufa común. Si las condiciones son las correctas y no se puede pagar una costosa estufa de ladrillo, construirse una estufa cohete por sí mismo es una alternativa viable. Sin embargo, es bueno recordar una advertencia de su inventor, Ianto Evans: “Éstas estufas no han sido utilizadas por tanto tiempo como para determinar su riesgo de incendios, así que es mejor inspeccionar regularmente la chimenea.” [4]

Superficies de Construcción Termoactivas

Con la llegada del servicio público de agua corriente en el siglo XIX, apareció un nuevo sistema de calefacción radiante: habitaciones calentadas mediante un conjunto de tuberías con agua caliente escondidas justo por debajo de la superficie. Aunque tales sistemas suelen ser llamados “Pisos Radiantes” o “Pisos Calefactados”, nosotros preferimos el término “Superficies de Construcción Termoactivas”, dado que es posible instalarlas en techos y paredes para calentar o refrescar el espacio que contienen mediante la circulación de agua caliente o fría según convenga. [5]

Por supuesto, calentar las superficies de una construcción es algo que se hizo mucho antes del siglo XIX. Los Romanos calentaban sus balnearios y sus villas con hipocaustos, sistemas de calefacción central que distribuían el calor de una fogata subterránea mediante ventilas bajo el piso y a veces hasta detrás de las paredes. Sin embargo, debido a su gran densidad energética, el agua transmite mejor el calor que el humo. Las tuberías de agua pueden ser mucho más pequeñas que las ventilas de aire y disminuyen el riesgo de incendios. Hoy en día se utilizan tuberías de cobre o de polietileno (“PEX”) para distribuir agua fría o caliente.

Al contrario que las estufas de ladrillo, las superficies de construcción termoactivas distribuyen el calor uniformemente por todo el espacio.

Como las estufas de ladrillo las superficies de construcción termoactivas tienen una gran masa térmica, lo que implica que no pueden liberar su calor rápidamente. Por eso es más adecuado usarlas para espacios de uso frecuente en climas con bajas temperaturas constantes. Sin embargo, al contrario de las estufas de ladrillo, su calor es distribuido uniformemente por todo el espacio, lo que implica que no es adecuado para una calefacción localizada. Con una superficie de construcción termoactiva toda la habitación estará a una temperatura confortable, sin importar cuántas personas estén presentes o cuánto espacio estén ocupando.

piso radiante en construccion

Piso radiante en construcción. Fuente: Wikipedia Commons.

La principal ventaja de las superficies de construcción termoactivas es que eliminan la asimetría de la temperatura radiante: no existen grandes diferencias de temperatura en toda la extensión del espacio. No hace falta aislamiento localizado (sillas encapuchadas, biombos –véase el artículo anterior) para proveer algo de comodidad térmica. Una desventaja es que al compararlas con los sistemas de calentamiento de aire el ahorro energético es ínfimo, a menos que el agua sea calentada por un colector solar o una bomba de calor.

Debido a la gran superficie que ha de calentarse, la temperatura del agua puede ser relativamente baja, usualmente menor a 30ºC (86ºF). Las bombas de calor y los colectores solares son muy eficientes para entregar éstas temperaturas. El agua necesaria para calentar la superficie de una edificación también puede calentarse mediante una estufa de ladrillo con la capacidad calorífica adecuada, lo cual es otra forma de distribuir el calor de una estufa a través del edificio.

Curiosamente, las superficies de construcción termoactivas en realidad no nos calientan por radiación. Dado que la temperatura de la superficie es menor a la de nuestra piel, de hecho somos nosotros quienes irradiamos calor hacia las superficies del edificio. Sin embargo, las superficies calentadas reducen la pérdida de calor corporal, ofreciendo comodidad térmica de otra manera. También generan mucha convección (especialmente si es un piso con calefacción), y el contacto con éstos pisos y paredes nos calientan mediante conducción.

edificio calentado y refrescado mediante superficies termoactivas

Fachada oeste del Centro Terrence Donnelly para la Investigación Celular y Biomolecular Research en Toronto, Canadá. Éste es un edificio calentado y refrescado mediante superficies termoactivas. Foto: Universidad de Toronto.

La principal desventaja e las superficies de construcción termoactivas es que requieren una renovación radical del edificio, ya que el piso, la pared o el techo ha de ser derribado y reconstruido. Además, es necesario instalar aislamiento para las paredes externas para evitar las pérdidas de calor al ambiente.

Las superficies termoactivas parecen ser una solución más adecuada para edificios nuevos, al menos en las áreas que serán más utilizadas y sobre todo en climas que han de ser refrescados durante los meses veraniegos. Sin Embargo, si queremos reducir el consumo energético en los edificios actuales y en espacios ocupados ocasionalmente, debemos buscar otras opciones.

Paneles Calentadores Infrarrojos

Los sistemas de calefacción radiante más recientes son los paneles infrarrojos, que pueden funcionar eléctricamente o con agua caliente. Pueden ser útiles como alternativa o complemento de una estufa de ladrillo o una superficie de construcción termoactiva. Los paneles de calentamiento radiante hidrónicos (los que funcionan con agua) aparecieron hace unos 50 años, mientras que los eléctricos llegaron al mercado a finales de los años 1990. Ambos han evolucionado bastante en los últimos años. [6][7]

Los paneles calentadores radiantes tienen muy poca masa térmica, por lo cual producen calor muy rápidamente.

Como las estufas de ladrillos, los paneles radiantes calientan su vecindad, creando un microclima cálido aún dentro de un espacio frío. Sin embargo, dado que los paneles de calefacción infrarroja tienen una superficie de metal muy fina con muy poca masa térmica, pueden producir calor muy rápidamente. Esto los convierte en opciones muy atractivas para lugares menos frecuentados y en climas cambiantes donde las estufas o las superficies de construcción termoactivas no son tan ventajosas. Como los paneles de calefacción radiante pueden proveer calor con prontitud, son ideales para habitaciones que sólo deban calentarse cuando alguien entra en ella.

paneles de calentamiento electricos infrarojos de onda larga

Paneles de calentamiento eléctricos infrarrojos de onda larga. Fuente: EasyTherm.

Los paneles calentadores radiantes tienen varias ventajas sobre los sistemas antiguos. Por ejemplo, son tan ligeros y compactos como una estufa de ladrillo es grande y pesada, y al contrario que las superficies de construcción termoactivas, son de fácil instalación en cualquier edificios existente. Los paneles radiantes pueden fijarse en las paredes o en el techo, pueden colgarse de un modo similar a una lámpara o empotrarse en un cielo raso.

Su facilidad de instalación los hace prácticos de usar en sitios con múltiples habitaciones, y los hace atractivos para los inquilinos que pueden llevarse su sistema de calefacción al momento de mudarse a otro domicilio. Su gran desventaja es que la superficie calentadora de un panel radiante no puede ser tocada ya que causaría quemaduras inmediatamente. Por lo tanto, no se pueden usar para transferir calor por conducción.

¿Hidrónico o Eléctrico?

En los paneles hidrónicos, el agua caliente fluye a través de tubos plásticos o de cobre adosados a una placa de metal, la cual irradia el calor hacia el ambiente. Los paneles eléctricos lucen similares, pero el calor es producido mediante resistencias eléctricas. Al igual que las superficies de construcción termoactivas, los paneles radiantes hidrónicos pueden refrescar una habitación, algo imposible para los paneles eléctricos. Por otra parte, los paneles eléctricos son más fáciles de instalar y su acción es más rápida –toma menos de 5 minutos para que un panel eléctrico irradie calor a plena potencia. [6]

Los paneles de calefacción radiante no deben confundirse con los llamados “radiadores” comunes en muchos edificios europeos. Aunque ambos son sistemas hidrónicos de calefacción, el diseño de éstos intenta producir la mayor cantidad de convección posible (deberían llamarse “convectores”). Las superficies radiantes de metal de los “radiadores” están enfrentadas entre sí, de modo que la mayor parte del calor no es irradiada hacia las personas de la habitación sino que calienta el aire contenido entre ellas, el cual se eleva y calienta el resto de la habitación mediante la convección.

paneles radiantes de calentamiento y enfriamiento hidronicos

Paneles radiantes de calentamiento y enfriamiento hidrónicos orientados hacia los espectadores es un salón para deportes. Fuente: Zehnder ZBN.

Otra diferencia es que los “radiadores” trabajan con temperaturas superficiales más bajas que los paneles infrarrojos. Una consecuencia de esto es que la porción de calor radiante dentro del total de calor transferido es de sólo 20-30%. Esto también se aplica a los “radiadores” eléctricos. [8]

Respecto a los paneles eléctricos de calor radiante, es importante destacar que hablamos de dispositivos eléctricos de calentamiento infrarrojo de onda larga (baja frecuencia). No deben confundirse con los viejos –y más conocidos– calentadores eléctricos infrarrojos de onda corta (alta frecuencia), que producen una luz roja cuando están funcionando. Los calentadores infrarrojos de onda larga no producen luz visible (suelen llamarlos “radiadores oscuros”) y trabajan con temperaturas superficiales mucho menores. Ambas tecnologías tienen efectos diferentes sobre la salud de las personas, las cuales discutiremos al final de éste artículo.

Los calentadores eléctricos infrarrojos de onda larga no deben ser confundidos con los viejos y conocidos calentadores eléctricos infrarrojos de onda corta, los cuales producen una luz roja cuando están funcionando.

Los paneles de calefacción infrarroja son el aliado perfecto de un sistema de calefacción radiante de mayor masa. Por ejemplo, un panel de calefacción infrarroja puede calentar una habitación (o una parte de ella) rápidamente mientras la estufa aún no llega a su temperatura óptima, lo cual soluciona el problema de la ocupación en horarios irregulares. Asimismo, la combinación de una fuente de calor radiante “lenta” con una “rápida” ofrece más flexibilidad al momento de lidiar con climas cambiantes. Diferentes fuentes de calor radiante pueden complementarse en diferentes habitaciones del mismo edificio. Por ejemplo, se puede construir una estufa de ladrillos en el salón principal e instalar paneles de calefacción radiante en los baños y otras habitaciones menos concurridas.

paneles de calefaccion y enfriamiento radiante electricos e hidronicos

Paneles de calefacción y enfriamiento radiante hidrónicos. Fuente: Zehnder ZBN.

Sin embargo, es importante recordar que los paneles de calefacción radiante pierden algo de ventaja al compararse con sistemas radiantes de gran masa cuando se utilizan de forma continuada en sitios ocupados con frecuencia. Esto se aplica en especial para los paneles radiantes eléctricos, que tienen grandes pérdidas por la conversión de energía en las plantas generadoras de electricidad. Los paneles eléctricos de calefacción radiante también podrían perder su ventaja energética respecto a los sistemas de calentamiento de aire si se usan para calentar todo el espacio en lugar de crear un microclima (véase el próximo artículo).

Sistemas Híbridos de Calefacción

Algunas tecnologías de calentamiento radiantes difuminan las líneas entre los sistemas ya discutidos. Por ejemplo, algunos paneles de calefacción eléctricos o hidrónicos tienen una gran masa térmica de piedra natural, lo cual los convierte en una especie de calentador de mampostería eléctrico o hidrónico. La gran masa térmica disminuye la temperatura de la superficie, posibilitando la trasferencia de calor por conducción al apoyar el cuerpo contra ellos.

Un radiador hidrónico de piedra

Un radiador hidrónico de piedra. Fuente: The-Radiators.

Por lo contrario, algunos sistemas de calefacción eléctricos e hidrónicos crean superficies de construcción termoactivas al usar mantas (eléctricas) o paneles prefabricados interconectados (con tuberías de agua) que pueden instalarse en los pisos o paredes de una habitación. Éstos sistemas pueden activarse tan rápidamente cono los paneles radiantes pero distribuyen su calor a través de todo el espacio en lugar de hacerlo en un solo sitio. Además, son más fáciles de instalar que los sistemas de gran masa térmica.

Paneles de calefacción radiante modulares que puede interconectarse para construir una superficie de construcción termoactivaPaneles de calefacción radiante modulares que puede interconectarse para construir una superficie de construcción termoactiva. Fuente: Ray Magic.

¿Calor Radiante Vertical u Horizontal?

Como se mencionó al principio del artículo, toda fuente radiante también calienta el aire. Sin embargo, la porción correspondiente a la radiación dentro del total de calor transferido puede variar entre 50 y 95%, debido principalmente a la orientación de la superficie de calentamiento radiante. Las superficies calefactoras radiantes orientadas hacia abajo alcanzan el mayor grado de radiación (hasta 95%), mientras que las orientadas lateralmente logran una transferencia de calor radiante cercana al 60-70%. Las superficies calefactoras orientadas hacia arriba no logran transferir más del 50-60% de calor mediante la radiación. [6][9]

La gran influencia de la orientación tiene todo que ver con el movimiento ascendente del aire caliente. Como la convección descendiente no existe –el aire cálido siempre se eleva– una fuente de calor radiante orientada hacia abajo casi no calienta el aire. Por eso las superficies de calefacción radiante instaladas el techo son las más eficientes: para conseguir una cantidad de radiación similar a la otorgada por un panel de 250 watts, un panel orientado lateralmente tendría que producir 325 watts y uno orientado hacia arriba 350 watts. [6]

Mientras un panel montado en el techo maximiza la producción de calor radiante, un panel instalado verticalmente maximiza la recepción del calor radiante.

Sin embargo, la gran porción de calor radiante producida por los paneles calentadores orientados hacia abajo no significa que lo más apropiado sea instalarlos en el techo. Los humanos suelen estar en posición vertical mientras están despiertos, ya sea de pie o sentados. Aunque es cierto que un panel montado en el techo maximiza la producción de calor radiante, un panel instalado verticalmente maximiza la recepción del calor radiante. [10]

siluetas de un sujeto en varias posturas ilustrando las areas iluminadas por low rayos del sol angulos altitud acimuSiluetas de un sujeto en varias posturas ilustrando las áreas iluminadas por los rayos del Sol según los ángulos de altitud y acimut mostrados. Fuente: “Ambientes Térmicos Humanos: Los Efectos de Ambientes Cálidos, Moderados, y Fríos en la Salud, Confort y Rendimiento Humanos, Tercera Edición”, Ken Parsons, 2014

Cuando la superficie calefactora está en posición vertical, una mayor parte del cuerpo será irradiada –véase la ilustración superior. Si la superficie del calentador está orientada hacia arriba o hacia abajo, la mayor parte del calor radiante “pasa de largo”, por lo que el calentamiento directo es muy limitado. Un panel montado en el techo sólo maximiza la recepción de calor radiante cuando estamos acostados –pero usualmente estamos dormidos y abrigados por cobijas.

Otra razón para optar por un calentador radiante orientado verticalmente es la asimetría de la temperatura radiante. En el artículo anterior vimos cómo el cuerpo humano puede experimentar grandes diferencias de temperatura cuando es calentado por una fuente de calor radiante local. Alguien sentado frente al fuego recibirá suficiente calor radiante de un lado de su cuerpo, mientras el otro lado pierde calor por el aire frío y las superficies del lado opuesto de la habitación. Sin embargo, la sensibilidad a la asimetría de temperatura radiante está muy influenciada por la orientación de la fuente de calor.

asimetria de temperatura radiante

Los humanos son menos sensibles a la asimetría de la temperatura radiante causada por una fuente vertical como una estufa de ladrillo o un panel de calefacción infrarroja instalada verticalmente. La diferencia de temperatura radiante puede alcanzar los 35ºC (63ºF) antes de que 1 de cada 10 personas manifieste incomodidad. Sin embargo, en el caso de una fuente radiante orientada hacia abajo, bastan diferencias de sólo 4-7º C (7-13ºF) para que la gente lo note. Cuando la diferencia de temperatura llega a los 15ºC (27ºF), 50% de los sujetos reportan sentirse incómodos. Esto se debe a que la cabeza es la parte del cuerpo más sensible al calor. [10][11][12]

La sensibilidad a una superficie caliente ubicada sobre nuestras cabezas no es un problema cuando todo el techo se convierte en una fuente de calentamiento radiante, como ocurre con un techo termoactivo. Gracias a la gran superficie de calentamiento, la temperatura radiante de tal sistema puede ser muy baja, usualmente menor a la temperatura corporal. Sin embargo, las temperaturas mayores obtenidas por los sistemas eléctricas o hidrónicas pueden hacer que la asimetría térmica pueda ser problemática para algunas personas.

¿Son Seguros Los Sistemas de Calefacción Radiante?

Hay una gran diferencia entre la radiación proveniente del Sol y la generada por los sistemas de calefacción radiante mencionados aquí. El Sol es mucho más caliente, y es la temperatura de un objeto la que determina cuáles son las longitudes de onda preponderantes. Cuanto mayor es la temperatura, mayor la cantidad de radiación de onda corta. Como la superficie del Sol tiene una temperatura sumamente alta, la radiación solar tiene grandes cantidades de perniciosas ondas ultravioleta e infrarroja de corta longitud de onda; por lo cual siempre se aconseja no exponerse demasiado tiempo a la luz del Sol. [10]

La radiación infrarroja de onda larga es inocua y no atraviesa la piel. Sin embargo, el uso excesivo de calefactores infrarrojos de onda corta o de sistemas de calefacción por conducción puede causar una condición de la piel llamada Eritema por fuego.

Sin embargo, si la temperatura superficial permanece por debajo de 100ºC (212ºF), como sucede con todos los sistemas de calefacción radiante que hemos mencionado, la transferencia de calor es mayormente gracias a la radiación de infrarrojos de onda larga. La radiación infrarroja de onda larga es inocua y no atraviesa la piel, lo cual es bueno dado que nuestros cuerpos siempre están intercambiando radiación infrarroja de onda larga con los objetos que nos rodean. [13][14]

Sin embargo, las fogatas, estufas de leña, y calefactores radiantes de onda corta son otra cosa. Aunque sus temperaturas superficiales son mucho más bajas que las del Sol, son más elevadas que las de las estufas de ladrillo, paneles infrarrojos o superficies de construcción termoactivas. Esto significa que emiten radiación de onda corta, lo cual puede tener consecuencias sobre la salud. [13][14]

sindromo de piel tostada eritema por fuego

Una mujer de 22 años de edad con Síndrome de Piel Tostada, causada por una fuente de calor radiante de onda corta. Fuente: “Enfermedades de la Piel “, James H. Sequeira, 1915.

Eritema por fuego, llamada también “queratosis térmica” o “síndrome de piel tostada”, es una condición de la piel causada por la exposición repetida y prolongada a una fuente de calor, lo cual causa marcas en la piel. Es una dermatitis dérmica benigna y las marcas suelen desaparecer unos meses después de suspender la exposición al calor. Sin embargo, de no interrumpir la exposición al calor, las marcas pueden hacerse permanentes. En raras ocasiones tales casos pueden desarrollar cáncer de piel muchos años después. El problema es principalmente estético, pero el efecto puede ser espectacular –podrías llegar a pensar que se trata de un tatuaje.

La condición fue descrita a principios del siglo XX, pero debe haber existido anteriormente. En un folleto médico de 1920 se explica como “un raro padecimiento de la superficie anterior de las piernas que causa una pigmentación permanente y aparece en personas ancianas, débiles o alcohólicos expuestos a calor intenso (bomberos, carboneros)”. [15] Los estudios más recientes dicen que tal condición era “bastante frecuente en los ancianos que se sentaban cerca de fogatas o estufas de leña”. La condición solía presentarse en las piernas y muslos porque las personas se calentaban justo al frente de la estufa. [16][17][18][19][20]

¿Son Seguros los Sistemas de Calefacción Conductivos?

Hoy en día, el Eritema por fuego causado por una fuente de calor radiante puede aparecer en panaderos y cocineros (en los brazos) y en joyeros, herreros y sopladores de vidrio (en el rostro) como una enfermedad profesional. También se ha observado en las piernas de las mujeres que deben cocinar a diario sentadas en el piso frente a una llama abierta. Aún se registran casos causados por sentarse muy cerca de alguna fuente de calor radiante de onda corta, aunque hoy en día se trate de calentadores eléctricos de onda corta en lugar de fogatas o estufas de madera. No existen reportes de Eritema por fuego causados por fuentes de calor radiante de onda larga.

Sin embargo, las fuentes de calor por conducción actuales parecen presentar un riesgo. Los elementos calentadores eléctricos e hidrónicos con bajas temperaturas superficiales pueden ser insertados en escritorios, mesas, sillas o bancos, o pueden ser usados como cojines para calentarse. Si no puedes pagar un piso radiante, puedes optar por una alfombra calentada por agua, por ejemplo. Algunos de éstos dispositivos cruzan el límite entre los muebles y el vestido, como las Pulseras calefactoras u abrigos calentados eléctricamente. Ya existen reportes de Eritema por fuego debido al uso de calentadores en cojines, asientos de automóviles, abrigos, botellas de agua caliente y hasta duchas calientes y laptops.

silla calentadora inalambrica

Una silla calentadora inalámbrica. Fuente: Hammacher.

Todos los casos reportados se deben al uso frecuente de una fuente de calor. Por ejemplo, un incidente era de un hombre que solía tomar de 5 a 6 duchas calientes al día, y en otro caso una joven que diariamente tomaba un baño de tina caliente por 60-90 minutes. [16][17] Un joven de 16 años de edad desarrolló marcas en el cuello luego de dormir con una almohada caliente cada noche durante dos meses, y las primeras marcas aparecieron luego de cuatro semanas. [18] Otro caso fue reportado por una mujer que usaba el calentador del asiento de su automóvil de manera continuada mientras manejaba de 2 a 4 horas diarias durante varios años. [19] La mayoría de los casos han sido reportados por el uso de botellas calientes para el alivio de dolores crónicos. [20]

Aunque algunos de éstos incidentes son obviamente consecuencias del uso excesivo de calentamiento por conducción, otros no lo son. Por ejemplo, usar una fuente de calor conductivo por 2-4 horas diarias –como en el caso de la mujer en el auto– no es muy distinto al de una habitación donde el calor por conducción tenga un papel importante para proveer de confort térmico. Por ahora sólo se han reportado casos individuales, y no sabemos si el Eritema por fuego aparece en todas las personas que usen calentadores por conducción durante períodos prolongados de tiempo o sólo en casos excepcionales. Sin embargo, es obvio que el calentarse mediante conducción puede tener efectos adversos en la piel, así que es recomendable tener precaución.

En el próximo artículo investigaremos la influencia de los sistemas de calefacción localizada sobre la utilización de la energía, el confort térmico, y la salud.

Kris De Decker (traducido por Alexander López)

Notas:

[1] “Masonry Heaters: Designing, Building, and Living with a Piece of the Sun”, Ken Matesz, 2010

[2] “Poêles à accumulation: le meilleur du chauffage au bois“, Vital Bies and Marie Milesi, 2011

[3] “The Book of Masonry Stoves: Rediscovering an Old Way of Warming”, David Lyle, 1984

[4] “Rocket Mass Heaters, Third Edition”, Ianto Evans, Leslie Jackson, 2013

[5] “Thermally Active Surfaces in Architecture“, Kiel Moe, 2010

[6] Radiant Heating and Cooling Handbook (Mcgraw-Hill Handbooks), Richard Watson, 2008

[7] Entrevista, Leo & Richard de Mos, Li-tech/Prestyl.

[8] “Faber & Kell’s Heating & Air-conditioning of Buildings”, Doug Oughton & Stephen Hodkinson, 2008

[9] “Beispielhafte Vergleichsmessung zwischen Infrarothstrahlungsheizung und Gasheizung im Altbaubereich“, Peter Kosack, TU Kaiserslautern, 2009

[10] “Human Thermal Environments: The Effects of Hot, Moderate, and Cold Environments on Human Health, Comfort, and Performance, Third Edition”, Ken Parsons, 2014

[11] “Thermisch Binnenklimaat“ (PDF), Atze Boerstra et al., 2008

[12] “Modeling Thermal Comfort with Radiant Floors and Ceilings“, Z. Wang, 4th International Building Physics Conference 2009, June 15-18, Istanbul

[13] “ICNIRP Statement on Far Infrared Radiation Exposure“, ICNIRP, 2006

[14] “ICNIRP Guidelines on Limits of Exposure to Incoherent Visible and Infrared Radiation“ (PDF), ICNIRP, 2013

[15] “Dermatology: the essentials of cutaneous medicine“, Walter James Highman, 1921

[16] “Some like it hot: Erythema Ab Igne due to Cannabinoid Hyperemesis“, Ryan R. Kramer, 2014

[17] “Erythema ab igne caused by frequent hot bathing“, Sung-Jan Ling, 2002

[18] “Thermal pillow: an unusual causative agent of erythema ab igne“ (PDF), Enver Turan et al., 2013

[19] “Erythema ab igne: evolving technology, evolving presentation“, Katarine Kesti et al, 2014

[20] “Erythema ab igne: a case report“ (PDF), Melinda Mohr et al., 2005