Conductividad Térmica – RT
La conductividad térmica es una propiedad esencial para los cálculos de balance de energía en aplicaciones de transferencia de calor, así como en la selección de materiales en estrategias de diseño bioclimáticos.
La conductividad térmica es una propiedad de transporte, pues indica el transporte de energía en un sólido o en un fluido. En el sólido esté transporte de energía se debe a los electrones libres y en los fluidos el transporte ocurre por movimiento molecular.
La conductividad térmica con unidades (W/m.K) describe el transporte de energía en forma de calor a través de un cuerpo con masa como resultado de un gradiente de temperatura. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.
La relación entre el calor transportado por unidad de tiempo (dQ/dt o flujo de calor Q) y el gradiente de temperatura (ΔT/Δx) a través de un área A (el área a través de la cual el calor fluye perpendicularmente a un ritmo estacionario) está descrita por la ecuación de la conductividad térmica.
La medida de la resistividad térmica del terreno se realiza de acuerdo a los estándares especificados por la guía ASTM D-5334 “Standard Test Method for Determination of Thermal Conductivity of Soil and Soft rock by Thermal Needle Probe Procedure”.
La aguja del sensor consta de un cable calefactor delgado y un sensor de temperatura sellado en un tubo de acero de 150, 100 o 50mm. El sensor se introduce totalmente en la muestra a analizar.
El calor llega a la muestra mediante una fuente de corriente constante (q) y el incremento de la temperatura se registra durante un período de tiempo determinado.
Para el cálculo de la conductividad térmica (k) se utiliza la pendiente (a) del diagrama de incremento de la temperatura frente al logaritmo del tiempo. Mientras mayor sea la conductividad térmica de una muestra, la pendiente será menos pronunciada. Para muestras de baja conductividad térmica, la pendiente será más pronunciada.
Fig 01.- Perfil de conductividad Térmica y Resistividad Térmica
Fig 02.- Curva de secado de conductividad Térmica