Principio de transferencia de calor

Por qué funciona una aleta, cuánta superficie añade realmente y de dónde viene el límite de eficiencia — la física que hay detrás de las geometrías de aleta que fabricamos.

La cadena de resistencias

El calor que pasa de un fluido caliente al aire atraviesa cinco resistencias en serie: la película del lado tubo, la pared del tubo, el contacto aleta-tubo (si existe), la propia aleta y la película del lado aire. En un aerorrefrigerante la película del lado aire suele ser el 80–90 % del total, y por eso añadir superficie en ese lado es tan eficaz.

Eficiencia de aleta

Una aleta no es isoterma. Su punta está más fría que su raíz, y la relación entre la transferencia real y la ideal (isoterma) es la eficiencia de aleta. Las aletas altas, finas y muy conductoras son menos eficientes que las cortas y gruesas. Eficiencias típicas:

Altura de aleta	Aleta de aluminio, lado aire	Eficiencia
6 mm	h = 60 W/m²K	≈ 0,95
12 mm	h = 60 W/m²K	≈ 0,85
16 mm	h = 60 W/m²K	≈ 0,76
25 mm	h = 60 W/m²K	≈ 0,62

Por eso una aleta muy alta no aporta un beneficio proporcional: más allá de unos 16 mm el área añadida es cada vez menos efectiva, salvo que el material de la aleta conduzca bien y el coeficiente del lado aire sea bajo.

Multiplicación de la superficie

Una aleta de 12 mm con paso de 3,2 mm sobre un tubo de 25 mm multiplica la superficie desnuda por unas 8–10 veces. La cifra exacta depende del espesor, el paso y la altura de aleta; la calculamos para cada proyecto y la indicamos en el plano.

Aletas dentadas e interrumpidas

Cortar la aleta en segmentos rompe la capa límite y eleva el coeficiente del lado aire un 10–20 %. El precio es una pérdida de carga algo mayor y una aleta más vulnerable durante la limpieza, por lo que las aletas dentadas son mejores para corrientes de gas limpias.