¿Cuánto calor puede proporcionar una linterna de vela durante un campamento de invierno?

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?

Y sabes, podríamos pedirle a MythBusters que pruebe esto, pero no me gustaría perder mi tienda en la explosión. :) Sin embargo, sería un experimento simple, así que me inclino a convertirlo en un proyecto de fin de semana, o tal vez durante las vacaciones de Navidad.
@DonBranson Eso sería increíble. Me encantan las tablas, los gráficos y los resultados científicos repetibles ;) - Ah, y bienvenido a Outdoors.SE.
En resumen: puede proporcionar un poco de calor, pero no querrás depender de él para sobrevivir.
Creo que podría estar relacionado con los agujeros de nieve . Donde se suelen utilizar velas para calentar el interior. Los agujeros de nieve están mucho, mucho mejor aislados que una tienda de campaña.
Es muy importante nunca elevar la temperatura de un iglú hasta el punto en que se formaría hielo en la pared interior de un iglú y, por lo tanto, inutilizaría las propiedades aislantes de la nieve. Mantener una temperatura habitable en un iglú es un arte.

Respuestas (3)

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) .

Hay una GRAN diferencia en la cantidad de aislamiento que proporciona un iglú en comparación con una tienda de campaña. El aislamiento de una tienda de campaña es mínimo, por lo que la mayor parte del calor se perderá inmediatamente. Mientras que la nieve es un gran aislante y, por lo tanto, una pequeña cantidad de calor puede acumularse rápidamente.

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.

Para agregar, que si el 10 ° / vela fuera cierto, no se necesitarían muchas velas para calentar una tienda de campaña a casi la temperatura ambiente, pero no debería ser demasiado difícil darse cuenta de que eso no sucederá.
Ahh, pero Snow es de hecho un aislante mucho mejor como se preguntó el OP en la pregunta. en.wikipedia.org/wiki/R-value_(insulation) señala que es R-1 lo que haría que los números fueran un poco diferentes.
@sgd: Decir que la nieve tiene un valor R particular no tiene sentido. Quizás algún tipo particular de nieve a una profundidad particular pueda tener un valor R razonablemente repetible, pero la "nieve" no lo tiene. En cualquier caso, para que esta nieve tenga importancia en el análisis anterior, tendría que cubrir la tienda. Una carpa cubierta de nieve estaría mejor aislada que una que no lo esté, pero solo para temperaturas bajo cero. La nieve es esencialmente un disipador de calor infinito en su punto de fusión.
@OlinLathrop Estaba respondiendo a la pregunta original, preguntando sobre cuevas de espectáculos. De hecho, se pueden calentar bastante con una sola vela o incluso con el calor corporal irradiado.
No puedo encontrar un error en tus cálculos (no lo revisé minuciosamente). Pero he experimentado, que los seres humanos calientan una tienda de campaña notable. Y también producen unos 80-100 W durmiendo.
Además, conozco a muchos jardineros que mantienen la temperatura en sus invernaderos por encima del punto de congelación con velas. Estos son mucho más grandes que las tiendas de campaña y no están mucho mejor aislados...
Dos comentarios. En primer lugar: edité las unidades SI en su respuesta (excepto las cantidades en W, que ya estaban en SI). Supongo que los valores R estaban en pies²·°F·h/BTU, pero no se proporcionó la unidad, por lo que puede que me haya equivocado (y en este caso mi conversión a unidades SI también será incorrecta). En segundo lugar: su cálculo es para una tienda de campaña de una sola pared. Para una tienda de campaña de doble pared, el aislamiento proviene de la capa de aire entre la tienda interior y exterior, y el aire es un muy buen aislante. Eso puede cambiar significativamente el cálculo.
@whatsisname Se necesitaría un número decente: la pérdida de calor aumenta linealmente con la temperatura. Se necesitan 3 velas para duplicar la ganancia, 6 para triplicar y así sucesivamente.

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.

steven

No puede usar el valor R de la nieve por encima del punto de congelación. Puede aislar bien, pero actúa como un disipador de calor esencialmente infinito a 32F (0C). Puede ser posible aumentar la temperatura de 20F a 28F, pero de 32F a 40F es un problema completamente diferente.
Si calienta el interior de un iglú por encima de la marca de congelación, corre el riesgo de derretir el interior de la pared de su iglú, creando una fina capa de hielo en el interior y haciendo que el iglú sea incapaz de retener el calor. Pregúntale a un esquimal.
He agregado conversiones SI a sus unidades, pero no se indicaron las unidades para el valor R. Supongo que estaban en ft²·°F·h/BTU. De lo contrario, indique en qué unidades están, porque entonces mi conversión a unidades SI será incorrecta.