¿Cuáles rocas absorben mejor el calor?

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Jupiterimages/Comstock/Getty Images

Cuando se construye una planta para el uso solar pasivo o el uso de una superficie de piedra para mantener el pan caliente mientras lo sirves, es importante saber qué tipo de roca retiene mejor el calor. La capacidad de retener el calor es una función de la capacidad de calor específico y densidad de la piedra. Otro factor en la elección de la piedra podría ser la rapidez con que el calor se transfiere a la piedra, llamada conductividad térmica. Pon la capacidad de la piedra para almacenar el calor junto con la conductividad térmica para encontrar la piedra que absorbe mejor el calor y la que lo hace más rápido.

La densidad de energía de la piedra

La característica más importante de una piedra que debe retener el calor es la medida de su capacidad calorífica específica. El calor específico de un material es la cantidad de energía necesaria para elevar un kilogramo de material un grado centígrado.

La segunda característica más importante de una piedra utilizada para la absorción de calor es su densidad. Para dos piedras con el mismo calor específico, la roca más densa será de menor tamaño y mantendrá la misma energía térmica.

La densidad de energía de la piedra es el calor específico multiplicado por su densidad sobre una base unitaria. Esto te da un número que demuestra lo bien que una roca puede almacenar el calor, si cada piedra es del mismo tamaño. La piedra con la mayor densidad de energía tendrá mayor capacidad para absorber el calor, para un espesor o tamaño dado.

¿Qué piedras absorben mejor el calor?

Para los materiales naturales comunes, las piedras con la mayor densidad de energía (de mayor a menor) son la esteatita de yeso, el basalto, el mármol, la piedra caliza, la piedra arenisca y el granito.

Para los materiales comunes artificiales utilizados en la construcción, la piedra con la mayor densidad de energía es el ladrillo de fuego, seguido por el asfalto, el ladrillo de hormigón y el regular. Ten en cuenta que el hormigón hecho con basalto tendría una densidad de energía mayor que uno hecha con piedra caliza.

Conductividad térmica de la piedra

Cada material tiene la capacidad de transferir calor a un material más frío. La velocidad a la que esto ocurre se llama la conductividad térmica. Los materiales con una alta conductividad térmica transfieren el calor con mayor facilidad. Esta es una de las razones por las que un suelo de mármol se siente más fresco para los pies descalzos que un piso de madera, a pesar de que las dos plantas están a la misma temperatura.

Si una piedra tiene una alta conductividad térmica, también transferirá calor a un lugar frío más rápidamente. Esto significa que el calor será entregado rápidamente, por lo que esto puede no ser una característica deseable para algunas aplicaciones. A menudo se necesitan dos tipos de piedra, una que almacene bien el calor y otra que aísle.

¿Cuáles rocas absorben el calor más rápidamente?

Las piedras naturales con alta densidad de energía y excelente conductividad térmica son la esteatita (por lejos la mejor) y el mármol. Éstas son quizás las mejores piedras para absorber grandes cantidades de calor rápidamente. Algunos tipos de granito pueden ser buenos conductores del calor, pero no son buenos en el almacenamiento del mismo.

A pesar de que el yeso mantiene bien el calor, actúa más como un aislante que como un conductor de calor. El basalto, aunque excelente para retener el calor, lo transfiere lentamente.

Para las construcciones hechas por el hombre, los materiales con la más alta conductividad térmica y la densidad de calor son el hormigón ligero y el ladrillo refractario. Ten en cuenta que los mejores materiales naturales son mucho mejores que estos dos materiales hechos por el hombre en el calentamiento rápido y luego en el almacenamiento del calor.