Análisis comparativo de la convección natural y forzada: Fundamentos, ventajas y aplicaciones en sistemas térmicos y agroindustriales

• Calderon, Luigui ^[1] ; Huacacolqui, Sofian ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Trujillo

     Universidad Nacional de Trujillo

     Provincia de Trujillo, Perú

     
• Localización: Agroindustrial Science, ISSN-e 2226-2989, Vol. 16, Nº. 2, 2026 (Ejemplar dedicado a: Mayo-Agosto), págs. 305-318
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comparative analysis of natural and forced convection: Fundamentals, advantages, and applications in thermal and agro-industrial systems
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• Resumen
  • español

    Este estudio se realiza un análisis detallado, tanto técnico como bibliométrico, de los procesos de transferencia de calor mediante convección natural y forzada. Se abordan sus principios físicos fundamentales, formulaciones matemáticas, variables que condicionan su desempeño y aplicaciones relevantes en los sectores térmico y agroindustrial. La investigación se sustentó en el examen de 169 publicaciones científicas difundidas entre 2010 y 2024, empleando herramientas especializadas como VOSViewer y Bibliometrix para explorar tendencias, ejes temáticos y vacíos existentes en la literatura. La convección natural, reconocida por su eficiencia energética y simplicidad estructural, ha mostrado efectividad en sistemas pasivos como el secado solar o la refrigeración sin partes móviles. Por otro lado, la convección forzada, al requerir intervención mecánica, permite un control más preciso de las condiciones térmicas, resultando fundamental en procesos como el enfriamiento de baterías, la pasteurización, la esterilización y el funcionamiento de paneles fotovoltaicos térmicos. Los hallazgos bibliométricos reflejan un incremento sostenido en estudios sobre dinámica de fluidos computacional (CFD), uso de nanofluidos y mejoras geométricas. Se concluye que ambos mecanismos de convección pueden integrarse estratégicamente según las exigencias térmicas, energéticas y operativas de cada sistema, favoreciendo el diseño de soluciones térmicas robustas, sostenibles y adaptables a diversos entornos industriales.

     

  • English

    This study presents a detailed technical and bibliometric analysis of natural and forced convection heat transfer processes. It addresses their fundamental physical principles, mathematical formulations, variables that condition their performance and relevant applications in the thermal and agroindustrial sectors. The research was based on the examination of 169 scientific publications disseminated between 2010 and 2024, using specialized tools such as VOSViewer and Bibliometrix to explore trends, thematic axes and existing gaps in literature. Natural convection, recognized for its energy efficiency and structural simplicity, has shown effectiveness in passive systems such as solar drying or cooling without moving parts. On the other hand, forced convection, requiring mechanical intervention, allows more precise control of thermal conditions, being fundamental in processes such as battery cooling, pasteurization, sterilization and the operation of thermal photovoltaic panels. Bibliometric findings reflect a steady increase in studies on computational fluid dynamics (CFD), use of nanofluids and geometrical improvements.