¿Qué es la convección?

La convección es, en términos generales, el movimiento de cualquier molécula a través de cualquier estado fluido, incluidos líquidos y gases. Es la forma principal de transferencia de calor y masa en la Tierra, y se puede encontrar en muchos sistemas de todo el mundo. Muchas personas están familiarizadas con él al calentar sus alimentos o sus casas, y también juega un papel fundamental en la creación de las condiciones climáticas en el planeta.

Hay dos tipos principales de convección: forzada y natural. La convección forzada ocurre cuando el medio que transfiere el calor se mueve solo, como cuando un ventilador empuja el aire. En este caso, el calor es desembolsado por el movimiento del aire del fluido, pero en realidad no está causando el movimiento. A veces, la convección forzada también se denominará advección de calor.

La convección natural ocurre cuando el medio que transfiere el calor está siendo inspirado para moverse por el calor mismo. Esto sucede tanto porque el medio se expande a medida que se calienta, como en el caso de los gases, como también porque la flotabilidad hace que el fluido más cálido se eleve. Esta forma también se conoce a veces como convección libre. Los dos tipos, forzado y natural, a menudo ocurren al mismo tiempo, donde el calor hace que el fluido se mueva un poco, pero también se mueve debido a alguna otra fuerza. En este caso, se conoce como convección mixta.

La convección forzada se puede ver en muchos lugares del mundo, tanto en objetos hechos por el hombre como en el mundo natural. Por ejemplo, un horno de convección obliga al aire caliente a circular a través del horno mediante el uso de un ventilador. Aunque el aire puede moverse un poco por sí solo, la fuerza permite un desembolso uniforme de calor. Dentro del cuerpo humano, el sistema circulatorio es otro gran ejemplo de convección forzada. La sangre, entre sus muchos otros usos, actúa como agente de calentamiento y agente de enfriamiento para el cuerpo, y es forzada a través del sistema circulatorio.

La convección natural se puede ver más fácilmente colocando algo sobre una fuente de calor no ventilada, como un calentador de radiador. A medida que el aire directamente sobre el calentador se calienta, se eleva porque es más flotante que el aire frío que lo rodea. Si coloca un trozo de papel de seda encima del calentador, verá que el movimiento natural del aire lo transporta hacia arriba. Del mismo modo, en un líquido puede ver el mismo efecto en el trabajo al calentar un líquido coloreado y colocarlo dentro de un líquido más frío de un color diferente. El líquido tibio se elevará.

La convección juega un papel fundamental en la creación de las corrientes oceánicas y, por lo tanto, ayuda a regular los patrones climáticos en todo el mundo a través de un sistema de convección masiva. Las corrientes de agua tibia, calentadas por el sol, se dirigen desde el ecuador hacia los polos y, a medida que viajan, se enfrían constantemente, lo que les ayuda a hundirse. Una vez allí, suben y comienzan a moverse nuevamente, formando una cinta transportadora masiva que en algunos casos puede tomar más de 1,600 años para completar su viaje.