Al responder a esta pregunta , descarté que una linterna de vela puede proporcionar hasta 10 grados (F) de diferencia de temperatura durante el campamento de invierno. He escuchado esto antes, pero ¿es verdad? Supongo que hay diferencias entre las cuevas de nieve (bien aisladas) y las tiendas de campaña (menos)... ¿Alguien tiene alguna cifra concreta?
He ido a acampar en invierno varias veces, generalmente me quedo en una tienda de campaña, y prefiero evitar las velas en una tienda de campaña, así que no tengo datos al respecto.
Sin embargo, en un viaje de fin de semana largo me quedé en un iglú construido con bloques de nieve, al norte de Grand Rapids MN. Después de que los cuatro de nosotros en el viaje esquiamos lo suficientemente lejos en Suomi Hills (ver mapa ) para estar bien lejos de caminos y senderos, pisoteamos un área de nieve en un lago, luego, después de algunas horas, cortamos bloques de nieve y construimos un iglú, de unos 10 pies (3 metros) de ancho por fuera y un poco menos de seis pies (1,8 m) de alto por dentro. Después de terminar, dejé una pequeña vela encendida adentro mientras preparamos la cena afuera.
Por sí sola, la vela calentó el aire en el iglú a 40 °F (4 °C), lo que contaría como unos 8 °F (5 °C) de calentamiento, suponiendo que la superficie interior del iglú esté a unos 32 °C. F (0°C). La pequeña entrada al iglú estuvo tapada la mayor parte del tiempo. El aire en el iglú se calentó hasta 50 °F (10 °C) con todos nosotros adentro, mientras que la temperatura del aire exterior varió de 24 °F (-4 °C) a -12 °F (-24 °C) .
Obtener un aumento de temperatura de 10 °F (6 °C) de una vela incluso en las tiendas de campaña más pequeñas es claramente una tontería. Haz las matematicas.
Calcule que una vela emite alrededor de 80 W. Por supuesto, hay una gran variación de una vela a otra, pero esto está en el rango razonable para una vela de parafina moderna típica. Digamos 100 W para ser generoso.
A continuación, debemos encontrar el área de superficie sobre la cual se disipará esta supuesta diferencia de 6 °C (10 °F). Aproximadamente lo más pequeño que podría llamar una "tienda de campaña" tendría que ser lo suficientemente largo para que una persona se acueste con algo de espacio adicional en los lados y en la cabeza y los dedos de los pies. Digamos que la huella es de 2,4 x 0,9 m² (8 x 3 pies). Eso es "pequeño" para la mayoría de los estándares. Digamos también que la parte inferior está aislada. Eso significa que los 100 W se disipan en al menos 24 pies cuadrados (2,2 m²) solo por el espacio ocupado. Obviamente, la altura de la tienda agregará algo a eso. Una vez más, seamos generosos y digamos que la superficie de interés es de solo 25 pies cuadrados (2,3 m²). Eso es muy pequeño.
Disipar 100 W en 25 pies cuadrados (2,3 m²) significa 4 vatios por pie cuadrado (44 W/m²), o 13,7 BTU/h por pie cuadrado. Con un "valor R" de aislamiento de 1 ft²·°F·h/BTU (0,176 m²·K/W), 13,7 BTU/h por pie cuadrado (44 W/m²) provocaría una temperatura de 13,7 °F (7,6 °C) aumento. Eso significa que la tela de la tienda necesitaría tener un valor R de 0,128 m²·K/W (0,73 pies²·°F·h/BTU; para sostener el aumento de 10 °F/6 °C con el mismo nivel de potencia. No va a suceder Para poner esto en perspectiva, 1/2 pulgada (1,3 cm) de madera contrachapada tiene un valor R de 0,63 pies²·°F·h/BTU (0,111 m²·K/W) y 1/2 pulgada (1,3 cm) de paneles de yeso de 0,45 pies²·°F·h/BTU (0,079 m²·K/W). ¿De verdad cree que unas pocas milésimas de pulgada (~50 µm) de nailon van a aislar mejor que 1/2 pulgada (1,3 cm) de madera contrachapada ?
Y esto es solo observar las pérdidas de calor por conducción a través de la tela de la pared de la tienda. Por supuesto, habrá algo de ventilación, por lo que una fracción considerable de la energía térmica se perderá por convección. Y todos estos fueron números bastante conservadores, especialmente considerando que estaríamos hablando de una carpa de 4 estaciones cuando esto importaría, y esos tienden a ser físicamente más grandes. Incluso tomando la huella conservadora de 3 x 8 pies (0,9 x 2,4 m²) y agregando una pared lateral de solo 3 pies (0,9 m) de alto alrededor, agrega 66 pies cuadrados (6,2 m²). 90 pies cuadrados (8,4 m²) de superficie seguirían siendo una pequeña tienda de campaña. Considere que es equivalente a una hoja de tela de 9,5 x 9,5 pies (2,9 metros).
El objetivo de los números ultraconservadores era mostrar que ni siquiera se acercan a eso, por lo que el aumento de 10 °F (6 °C) de una vela en cualquier tienda de invierno real es totalmente absurdo.
Una vela pequeña quema alrededor de 1/8 de onza (3,5 g) por hora. la parafina tiene 19 900 btu/libra (46 MJ/kg). Entonces, una vela pequeña libera alrededor de 19900/(8*16)=155 btu/hora (45 W).
Un iglú hemisférico de 5 pies (1,5 metros) de diámetro (incluido el piso) tiene una superficie de aproximadamente 235 pies cuadrados (21,8 m²). El cambio de temperatura fue de 8 grados F (5°C). Un iglú adecuado tiene aproximadamente un pie (0,3 m) de espesor. Un pie de nieve seca tiene un valor R de 12 ft²·°F·h/BTU (2,1 m²·K/W). El cálculo estándar de pérdida de calor es: SF * dT / R = btu/hr. En este caso: 235 * 8 / 12 = 156,67 btu/hora (46 W)
Entonces, una pequeña vela puede mantener la temperatura de este iglú a 40F (4°C) cuando hace 32F (0°C) afuera.
Los humanos en reposo liberan alrededor de 300 btu/hora (88 W)... mucho de eso al respirar. Esto podría mantener el iglú a 4 °C (40 °F) cuando hace mucho más frío afuera.
Una carpa de invierno del mismo tamaño aislada con Thinsulate G600 (alrededor de 28 libras, 12,7 kg), tiene un valor R de 5,29 ft²·°F·h/BTU (0,93 m²·K/W). Para calentarlo a 8 °F (5 °C), necesitaría 235*8/5,29 = 355 btu/hr (100 W). Eso es un poco menos de 3 velas.
Una tienda de campaña de nailon de una sola capa (R=0,027 pies²·°F·h/BTU, 0,004752 m²·K/W) del mismo tamaño necesitaría 69.630 btu/h (20,4 kW). Son 450 velas.
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