También, los pies tienen la mayor superficie por unidad de masa que otras partes del cuerpo. El poco calor que reciben de la corriente sanguínea puede ser fácilmente disipado a los fríos alrededores sin poder acumular calor y mantenerse tibios. Cuando la temperatura superficial de nuestros pies se reduce por debajo de lo normal experimentamos algún grado de incomodidad.

La cabeza, por otro lado, normalmente tiene un buen flujo de sangre portadora de calor. Además está aislada, en diferentes grados, por pelo. Esta combinación hace que la cabeza pueda estar confortable en aire varios grados más frío que a nivel de los pies. La mayoría de la gente se siente a gusto y mas alerta cuando la temperatura del aire a la altura de la cabeza esta entre los 15 y 18°C.

La temperatura en la zona no ocupada arriba de la cabeza tiene un impacto menor en el confort pero gran impacto en la perdida de calor a través del techo. Por lo tanto es sensato mantener la temperatura del aire cerca del techo tan baja como sea posible sin afectar la zona ocupada de la habitación.

La Fig. 1 muestra una gráfica de cómo la temperatura del aire debería de variar desde el piso al techo para lograr el confort ideal a nivel de actividad relajada. Esa grafica se llama perfil de temperatura de aire de la habitación. Nótese que la temperatura cerca del piso necesita ser mayor que el promedio. Esto, en efecto, dificulta que las extremidades inferiores pierdan calor. Lo que les permite mantener una temperatura superficial lo suficientemente alta como para evitar el malestar.

El grado en el cual el sistema de calefacción provee un confort térmico es en gran medida determinado por el perfil de temperatura de la habitación que el sistema produce y mantiene en un espacio dado. Los perfiles similares al presentado en la Fig.1 son deseables. Desafortunadamente, muchos de los métodos comúnmente usados para añadir calor a una habitación resultan en desviaciones significativas de este ideal.

La Fig.2 compara los perfiles típicos de temperatura creados por tres métodos comunes de calefacción: calefacción de piso, convectores de zoclo y aire forzado. Noten que los perfiles mostrados para convectores de zoclo y aire forzado indican temperaturas a nivel de los pies menores al ideal y a nivel de techos mayores al ideal. Este es el resultado de calentar el aire. La menor densidad del aire caliente hace que suba hacia el techo. El aire más frío de la habitación se hunde hasta el nivel del piso, exactamente donde el calor más se necesita!

La calefacción en el piso, por otro lado, crea un perfil de temperatura que es muy cercano al ideal. Esto es debido a que el 80 a 90% del flujo de calor desde el piso tibio es en la forma de radiación infrarroja. Aunque invisible al ojo humano la radiación infrarroja es en todos los demás aspectos idéntica a lo que llamamos luz. Viaja en línea recta desde el punto de emisión hacia todas las superficies del cuarto que están a menores temperaturas. Como viaja entre las superficies solo una pequeña porción es absorbida por las moléculas de aire de la habitación.

El resto es absorbido cuando la radiación hace contacto con un objeto o superficie o reflejado hacia otra trayectoria. Considérese que la radiación viaja a 300,000 Km./segundo no toma demasiado para que la radiación reflejada sea totalmente absorbida por los objetos y superficies en la habitación. Cuando se absorbe, la radiación infrarroja deja de existir como radiación y se convierte instantáneamente en energía térmica (calor), subiendo la temperatura de la superficie que la absorbió. A medida que los objetos y superficies se calientan, ellos a su vez radian parte de su energía a objetos o superficies que los rodean a menor temperatura. También liberan algo de energía hacia el aire de la habitación mediante convección natural. Sin embargo, las corrientes de aire convectivas en una habitación calentada a través del piso son relativamente débiles. Esto es deseable ya que reduce la estratificación, especialmente en habitaciones con techos altos.

Figura 1. Distribución ideal de la temperatura del aire en una habitación calentada.


 

(A)

(B)

(C)

Fig. 2. Comparación de perfiles de temperatura de tres sistemas de calefacción. (A) perfil de piso radiante. (B) Perfil de zoclo radiante. (C) Perfil de ventilación forzada.