La diferencia entre la temperatura del hilo y la del horno no es un dato de catálogo; es el precio de sacar el calor. El elemento genera energía en su volumen y la entrega a través de su superficie, así que en régimen estacionario la superficie tiene que estar por encima del entorno para que exista flujo.
El balance se escribe en dos líneas. La potencia es la carga superficial por la superficie, y también es el coeficiente de transmisión por la superficie por el salto térmico. Al dividir por la superficie queda una relación útil para estimar: el salto es igual a la carga superficial dividida por el coeficiente de transmisión. No es una fórmula de precisión, pero ordena el problema.
Con 220 V, 3 kW y hilo de 0Cr25Al5, la resistencia objetivo es 16,13 Ω. Como la resistencia por metro sube al adelgazar el hilo, la longitud baja, pero la superficie baja todavía más rápido, y por eso la carga superficial se dispara. La tabla recoge los tres casos con los mismos 3 kW.
| Diámetro | Ω/m | Longitud | Superficie, cm² | Carga, W/cm² | Salto relativo |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,0 mm | 1,783 | ≈ 9,1 m | ≈ 284 | ≈ 10,6 | 8 |
| 1,5 mm | 0,792 | ≈ 20,4 m | ≈ 961 | ≈ 3,12 | 2,4 |
| 2,0 mm | 0,4456 | ≈ 36,2 m | ≈ 2275 | ≈ 1,32 | 1 |
La última columna es una proporción, no una temperatura: con el mismo coeficiente de transmisión, el salto térmico va con la carga. Un elemento de 1,0 mm que trabaje a 10,6 W/cm² necesitará ocho veces más salto que el de 2,0 mm a 1,32 W/cm², y eso lo sitúa muy por encima de los 150 °C de regla general.
| Factor | Efecto en el salto | Por qué |
|---|---|---|
| Velocidad del aire | Baja | Sube el coeficiente de transmisión por convección |
| Carga superficial alta | Sube | Hay que evacuar más vatios por centímetro cuadrado |
| Elementos juntos o tapados | Sube | Se reduce la superficie efectiva de intercambio |
| Superficie oxidada o sucia | Sube | La capa y el polvo añaden resistencia térmica |
Ningún factor se compensa solo con la aleación. Cambiar de grado sube el techo de temperatura, pero no reduce el salto: si la carga es alta, el elemento trabajará caliente con cualquier material, y el que aguante menos romperá antes.
Primero se estima el salto por la relación anterior, con la carga calculada y un coeficiente coherente con el medio. Después se mide: un pirómetro de infrarrojos sobre el elemento en régimen, comparado con la lectura del termopar de control, da el salto real de esa instalación. Hay que anotar dónde estaba el termopar y en qué punto se midió, porque la diferencia entre dos puntos del mismo horno puede ser notable.
Con la medida en la mano se ajusta la carga superficial, no la consigna. El criterio de aceptación es que la temperatura de superficie calculada quede por debajo del techo de la aleación con margen; si no queda, se baja la carga o se cambia de grado, y en ese orden.
| Aleación | ρ20, μΩ·m | Temperatura de servicio, °C | Margen frente al salto |
|---|---|---|---|
| 0Cr25Al5 | 1,40 | ≤ 1300 | Cubre consignas hasta unos 1150 °C |
| 0Cr21Al6Nb | 1,42–1,45 | ≤ 1350 | 50 °C más de margen |
| Cr20Ni80 | 1,09 | ≤ 1200 | Menos margen y más hilo |
| Cr20Ni35 | 1,04 | ≤ 1050 | Techo bajo, para tramos medios |
La oferta se prepara con cuatro datos: aleación, medida, cantidad y lugar de entrega. Respondemos con precio y plazo en un día laborable; cada lote se acompaña del informe de composición química y de control dimensional con el número de colada.
Es una estimación de proyecto para hornos de radiación y convección natural, no un dato de catálogo: depende de carga, aire y disposición.
Porque con menos longitud y diámetro expone mucha menos superficie para la misma potencia. En el ejemplo pasa de 1,32 a 10,6 W/cm².
No. El salto no cambia al cambiar de aleación; lo que cambia es cuánto aguanta la superficie. Si la carga es alta, hay que bajarla.
Con un pirómetro de infrarrojos sobre el elemento en régimen, comparado con el termopar de control, anotando los puntos de medida.
Fuentes: GB/T 1234 (aleaciones de calefacción de alta resistividad); ASTM B344; DIN 17470 / 17471; fichas publicadas de fabricante. Las equivalencias de designación son comerciales y no constituyen garantía de intercambiabilidad: la aceptación final se hace contra la composición y la medida acordadas en el pedido.
