Sistema de enfriamiento del ser humano vs el creado por humanos

Sistema de enfriamiento de un producto

Los sistemas de enfriamiento para los generadores impulsados por motores reciprocantes tienen las siguientes características comunes, independientemente del intercambiador de calor usado para remover el calor del motor.

La porción del motor del sistema de enfriamiento es un sistema cerrado, presurizado de 10 a 14 psi que se llena con una mezcla de agua suave (desmineralizada) limpia, glicol, etileno o propileno y otros aditivos.

Los motores no deben ser enfriados directamente por agua sin tratas, porque esto causará corrosión en el motor.

• El sistema de enfriamiento debe ser del tamaño adecuado

• Debe incluir aireación y ventilación para que no se forme aire en el motor

• Usar un termostato para evitar que el motor se caliente

• Tomar en cuenta la expansión del volumen del refrigerante al incrementarse la temperatura

• Tener un flujo apropiado para minimizar la estática y la fricción en la bomba del refrigerante.

¿Le parece a usted que se debe tener un diseñador para esto?

¡Yo también estoy de acuerdo con usted!

No se pueden dejar los elementos al puro azar para que un sistema funcione de manera correcta.

Estamos hablando solo del sistema de refrigerante de un motor que entra en función con otros sistemas del motor y finalmente el motor será un sistema completo que a su vez será subsistema de un sistema todavía más completo como lo es la unidad automotriz, ya sea automóvil, autobús, etc. donde se monte ese motor.

El ser humano copia estos sistemas mecánicos de la biótica del medio ambiente como es el sistema de enriamiento del mismo ser humano o de otro ser vivo, sea animal o vegetal.

Cuando el sistema de enfriamiento trabaja de manera normal el automóvil trabajara también de manera óptima dándole la potencia que usted requiere.

¿Pero qué sucede cuando este sistema colapsa?

Bueno no es difícil explicarlo, ya que el auto se calentará, disminuyen do la potencia del mismo y afectando a otros sistemas del producto que está usted manejando, con incomodidad para el usuario final, con daños al medio ambiente, y con riesgo de poner en riesgo la seguridad física del que maneja y de sus acompañantes.

Veamos cómo funciona el sistema de enfriamiento en un ser humano

Al llegar el invierno el cuerpo humano necesita un aporte energético mayor para mantener constante su temperatura corporal en torno a los 37ºC. Por ello, nuestro cuerpo nos pide, vía metabólica, un mayor aporte alimenticio en invierno, con lo que los hidratos de carbono y azucares son indispensables en nuestra nutrición.

También los escalofríos o temblores intensos son respuestas fisiológicas del organismo para generar calor. Para que se produzca este proceso se necesita un músculo sano, que se encuentre a una temperatura superior a 35º C y un gran aporte de oxígeno.

Otro de los mecanismos empleados por el cuerpo humano y como consecuencia de la hipotermia o perdida generalizada de calor corporal es la vasoconstricción o estrangulación de la circulación sanguínea periférica, es decir, las manos y pies se hielan, pero el sujeto sigue vivo con sus núcleos vitales como el mediastino, el cerebro y las vísceras abdominales a 37º C.

Dicha vasoconstricción se produce al reducirse la actividad de las glándulas sudoríparas, estrecharse los vasos sanguíneos y volverse más densa la sangre ya que con ello la perdida de calor por conducción se reduce. Ello origina que en invierno al salir a un ambiente más frío, la necesidad de orinar se incremente. El aire es peor conductor que el agua, siendo los metales los mejores, por ello sentimos los metales tan fríos al perder nuestro calor por conducción y se necesitan trajes de neopreno al hacer submarinismo.

Además nuestro cuerpo baja el metabolismo basal (conjunto de reacciones que tienen lugar en las células y que permiten que éstas funcionen correctamente), la frecuencia respiratoria y el consumo de oxígeno en las células.

La eliminación del exceso de calor por capilaridad es otra forma de termorregulación y es similar al funcionamiento de un radiador. El líquido (sangre) que va por los capilares (el más pequeño de los vasos sanguíneos) próximos a la zona de la piel está rodeado de aire, cuando hace calor, este se libera por la vaso dilatación. Más sangre se expone al aire y así se enfría, de ahí el empleo de los tan socorridos abanicos al generar una corriente de aire. Dicho fenómeno se conoce como termólisis.

Transpiración

Sin embargo, el sistema de refrigeración más importante que tiene el organismo para reducir el calor del cuerpo es el de la transpiración. La piel humana está llena de agujeritos llamados poros, los cuales llegan hasta la capa más baja de la piel, donde se encuentran las glándulas sudoríparas. Estas glándulas pasan el agua que toman de la sangre a través de los poros y la expulsan del cuerpo. Y el calor del cuerpo que la evapora, disminuye la temperatura interior.

Un exceso de sudor o hiperhidrosis puede ocasionar la perdida de líquidos, con tan sólo el 1% aparece la sensación de sed, cuando esta pérdida es del 2%, se reduce el rendimiento de resistencia, y a partir del 5% puede producir una aceleración del ritmo cardíaco, apatía, vómitos y espasmos musculares. El 15% es la pérdida máxima de líquido que puede soportar el ser humano.

Proporción de Agua en el Cuerpo Humano

En los recién nacidos el agua representa el 80% del peso corporal total, el 60% del peso corporal en los hombres y cerca del 50% en las mujeres, este porcentaje es menor en ellas debido a la mayor cantidad de tejido adiposo de su organismo. La grasa apenas contiene agua, mientras que en la musculatura ésta supone aproximadamente el 77%.

Durante el entrenamiento físico, los músculos producen mucho calor y el organismo debe eliminarlo por medio de la sudoración. Cuando el cuerpo se calienta, las glándulas sudoríparas producen grandes cantidades de sudor (transpiración); de este modo perdemos líquido, que debemos recuperar para mantener el equilibrio hídrico y regular la temperatura corporal.

En circunstancias normales, nuestro organismo necesita entre 1,5 y 2 litros de agua al día. Si la pérdida de líquido aumenta a causa del calor, el esfuerzo físico u otras causas similares, esta cantidad puede incrementarse hasta 10 litros al día.

Como curiosidades mencionaremos el frecuente error de acudir a la sauna para bajar de peso. En la sauna perdemos única y exclusivamente líquido que hay que reponer de inmediato. Además, mediante ese líquido se pierden también electrolitos y sales que debemos reponer, mediante por ejemplo zumos de frutas, especialmente los de naranja.

Otro mito es el que el agua engorda. Esto no es así ya que el cuerpo elimina su exceso. Pero, además, la ingerimos en torno a 14 grados y la eliminamos a 37 grados lo que supone un gran consumo de energía para calentarla. Por ello, en vez de engordar, el consumo de agua adelgaza.

Sistema de enfriamiento de un motor (Cummins)

La refrigeración es vital…

Si no se refrigera adecuadamente, la temperatura de un motor diésel para trabajo pesado puede llegar a 2,000 °C, su?ciente para fundir el motor fácilmente.

Es necesario disipar el calor para que el motor pueda funcionar a su máximo rendimiento.

De hecho, sólo una tercera parte de esos 2.000 °C se convertirá en energía mecánica.

Este exceso de producción de calor es una razón clara del porqué un correcto mantenimiento del refrigerante es la clave para reducir costos de operación, minimizar tiempos de parada del motor y asegurar un mejor rendimiento y durabilidad para los motores y sistemas de enfriamiento.

Para mantener el equipo en movimiento. Todos los propietarios de otras de transporte conocen la importancia de mantener los intervalos regulares de mantenimiento de un motor. Sin embargo, durante estas operaciones de mantenimiento se presta especial atención principalmente a la ?ltración del aire, lubricante y combustible. Con frecuencia, el mantenimiento regular y apropiado del sistema de enfriamiento de un motor se considera de una importancia menor. Esto puede tratarse de un error por el que se va a pagar un precio muy alto. Las investigaciones han demostrado que el 40% de los problemas de los motores diesel para trabajos pesados están relacionados, directa o indirectamente, con el mantenimiento del sistema de enfriamiento. Esta cifra es una clara indicación de la importancia del mantenimiento del sistema de enfriamiento. Durante un periodo de 24 horas, alrededor de 720,000 litros de líquido refrigerante en promedio circulan a través del motor para trabajo pesado. Es una cantidad suficiente para llenar una enorme piscina.

720,000 L. y combustible. Con frecuencia, el mantenimiento regular y apropiado del sistema de enfriamiento de un motor se considera de una importancia menor. Esto puede tratarse de un error por el que se va a pagar un precio muy alto. Las investigaciones han demostrado que el 40% de los problemas de los motores diesel para trabajos pesados están relacionados, directa o indirectamente, con el mantenimiento del sistema de enfriamiento. Esta cifra es una clara indicación de la importancia del mantenimiento del sistema de enfriamiento.

Por lo tanto para que haya equilibrio entre los sistemas tanto humanos como creados por el hombre, necesitan de cumplir con las leyes de la termodinámica.

Referencias

1.- Apuntes de ingeniería de sistemas, jmcastorena, 2014, ITSLP.

2.- Imágenes tomadas de google.com, 2014. Insertadas solo para ilustrar algunos párrafos, si no son del agrado del lector, sírvase sustituirlas por las que más le acomoden de acuerdo a su referencia cultural y biológica para construir su propio conocimiento.

3.-

Autor:

Dr. José Manuel Castorena Machuca

ITSLP, Depto. De Ing. Industrial.