El flujo de calor a través de una pared se comporta exactamente igual que la corriente eléctrica en un circuito: necesita una diferencia de potencial para moverse, encuentra resistencias en su camino y se distribuye según la suma de todas ellas. Esa analogía, que Drysdale presenta en la Sección 2.2.1, no es un recurso pedagógico, es la base matemática del cálculo de protección pasiva contra incendios.
Para entenderla en números, Drysdale plantea en el ejercicio 2.1 una lámina de acero de 5 mm separando dos compartimentos, uno a 100°C y el otro a 20°C. El sistema tiene tres resistencias en serie: la convección del gas caliente hacia la superficie, la conducción a través del acero y la convección desde la otra superficie hacia el gas frío. Y aquí aparece el dato que cambia la intuición: la resistencia conductiva del acero es 0.00011 m²·K/W, mientras que cada resistencia convectiva del aire es 0.125 m²·K/W. El acero casi no frena el calor. Lo que frena el flujo es el aire a ambos lados. El flujo resultante es 319.9 W/m², en coincidencia directa con la respuesta de Drysdale de 320 W/m².
El ejercicio 2.2 lleva el análisis más lejos. Si el acero prácticamente no resiste, sus dos superficies deberían estar casi a la misma temperatura, y los números lo confirman: 60.02°C en el lado caliente y 59.98°C en el lado frío, con 80°C de diferencia en los gases a ambos lados. El Número de Biot de 0.0009 certifica lo que ya se veía venir: esta lámina es termalmente delgada, su temperatura es uniforme en todo su espesor en todo momento.
Lo más revelador es que incluso una sección de acero diez veces más gruesa, de 50 mm, sigue siendo termalmente delgada con un Bi de apenas 0.009. La conductividad del acero es tan alta que el espesor no alcanza a crear un gradiente térmico significativo dentro del material. Esa propiedad es la que permite asumir temperatura uniforme en secciones metálicas expuestas al fuego, simplificando enormemente el cálculo de respuesta térmica sin perder precisión.
Adjunto la presentación con los cálculos paso a paso.
Drysdale, D. (2011). An Introduction to Fire Dynamics, 3ª Ed. — Capítulo 2, Sección 2.2.1, Ejercicios 2.1 y 2.2
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