ANALISIS DE PROBETAS PARA CONDUCTIVIDAD TERMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO INGENIERIA Reciclado y Reutilización de Mateiale! Mateiale!

I$

FACULTAD DE E!cuela de In"enie#a de

TITULO% ANALISIS DE &RO'ETAS &ARA

CONDUCTIVIDAD TERMICA II$

O'JETIVOS% 

Medi Medirr la cond conduc ucti tivi vida dadd térm térmic icaa de una una prob probet etaa de arci arcill llaa coci cocida da con con



agregado de aserrín al 2.5%, 5%,7.5%,10%. Fabricar un sistema para la medición de la conductividad térmica de la probeta.

III$

FUNDAMENTO TEORICO% ANTECEDENTES esde su creación, la !ubsecretaría de "ivienda de la #ación impulsó la aplicación, en las operatorias de viviendas e$ecutadas a través del .&.#. ' posteriormente del F(.#)."*., de lo +ue denominan las -ondiciones -ondiciones Mínimas de &abitabilidad. /l espíritu de estas normas ue el de asegurar, en las operatorias de viviendas inanciadas con dineros administrados por el /stado, niveles mínimos +ue debían cumplimentar las viviendas en lo reerente al diseo, niveles de terminación ' conort. ) los eectos de asegurar el cumplimiento, por parte de los constructores, de estos estos nivele niveless mínim mínimos, os, se estab establec lecier ieron on norma normass por parte parte de la propia propia !ubsecretaria, del *#* ' posteriormente del *3)M, a las +ue se debían a$ustar los distintos materiales. /s así, +ue en relación a las condiciones de bienestar ' conort, se deinen para los muros ' tec4os en las distintas onas clim6ticas del país, los valores admisibles de los denominados -oeicien -oeiciente te de ransm ransmitanc itancia ia érmica érmica , -oeicien -oeiciente te "olumétrico lumétrico de pérdida de -alor -alor 8 ' la veriicación veriicación obligatoria del riesgo de condensación condensación de vapor de agua, supericial e intersticial /l sector de la cer6mica ro$a, se siente orgulloso, no solo de 4aber impulsado ' participado en la redacción de las mencionadas normas, sino de 4aber diseado ' desarrollado materiales concebidos en los criterios de conort, el bienestar ' el a4orro a4orro energético. energético.

CONDUCTIVIDAD TERMICA

Página 1



9amentablemente, un limitado ' me+uino criterio de algunos uncionarios, en el sentido de +uerer abaratar los costos de las viviendas, 4a posibilitado +ue en algunas operatorias no se respeten las normas de acondicionamiento térmico en los ediicios, permitiéndose el uso de materiales en los tec4os ' mampuestos mampuestos +ue no veriican los re+uerimientos mínimos e:igidos. -ontem -on tempor por6ne 6neame amente nte en la ma'o ma'oría ría de los casos casos,, estos estos mater material iales es no veriican tampoco los re+uerimientos reerentes a la resistencia ' vida ;til. )ceptando por un momento, +ue dada la diícil situación económica por la +ue transita nuestro país, se 4ace impostergable reducir el costo de las viviendas a los eectos de construir ma'or cantidad de unidades con los mismos recursos, no sacriicando la calidad ' el conort +ue se lograra este ob$etivo. /ntendemos +ue la piel o envolvente de la vivienda, debe seguir siendo e$ecutada con materiales, +ue a la par de asegurar una estructura sólida ' durable en el tiempo, cumpla con las #ormas de )islación érmica ' verii+ue una correcta posición del plano de condensación. )segurando una estructura de estas características, podremos eventualmente, sacriicar niveles de terminación +ue son perectamente implementables a posteriori ' no compromete compromete el undamento undamento de la vivienda. vivienda. 9o contrario signiicaría 4ipotecar el uturo, pues una vivienda concebida con materiales +ue no verii+uen las condiciones de 4abitabilidad, en lo +ue la aislación térmica ' resistencia se reiere, no permite amortiar la inversión reali realiad ada, a, 'a +ue result resultaa direc directam tament entee propor proporcio cional nal a un eleva elevado do costo costo energético energético e inversamente inversamente proporcional a su vida ;til.

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>na adecuada aislación térmica de los cerramientos contribu'e al logro de un microclima +ue asegure condiciones de conort con venta$as económicas en cuanto al consumo de energía necesario para alcanar las condiciones aconse$ables.

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!iendo? +? lu$o de calor por conduccion, por unidad de supericie ' de tiempo. ABCm2D E? coeiciente de conductividad. A BCmD e? espesor del elemento mG Ɵ2@Ɵ1G? dierencia de temperatura G !e deine a la conductividad térmica HglH4 de un material como la cantidad de calor +ue se transmite en una dirección, por unidad de tiempo, ' de supericie, cuando el gradiente de temperatura en esa dirección es unitario. !e llama resistencia térmica a la siguiente relación?

!i el material es 4eterogéneo, la resistencia térmica se e:presa de al siguiente manera?


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' el lu$o de calor, en este caso, es?

3adiación? en la transmisión por radiación el calor pasa de un cuerpo de ma'or temperatura a otro de menor temperatura a través del espacio, sin calentamiento del medio +ue separa ambos cuerpos por el cual la energía transcurre. -ual+uier material emite ' absorbe energía radiante dependiendo de la temperatura ' de las características ísicas del mismo. /l e$emplo m6s notorio est6 dado por la energía recibida en la tierra radiada por el !ol. /l intercambio de calor depende, adem6s, de la dierencia de temperatura, del poder de absorción del cuerpo +ue recibe la energía radiante. 9a e:presión del lu$o es.

!iendo? +? lu$o de calor por radiación, por unidad de tiempo ' de supericie BCm 2 4r? coeiciente de conductancia supericial por radiación BCm


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-onvección? la transmisión por convección se produce cuando el calor se transporta de una ona de ma'or temperatura a otra de menor temperatura dentro de una misma masa de un luido por el movimiento interno de las moléculas. ípicamente se produce en medios lí+uidos ' gaseosos.
!iendo? +? lu$o de calor por convección, por unidad de supericie ' de tiempo BCm 2 4c? coeiciente de transmisión por convección BCm 2 G

IV$

E(UI&OS) *ERRAMIENTAS + MATERIALES

,$- E.ui/o! % 

-ompresora

,$0 *ea1ienta!%  

3egla ermómetro


Página 6



,$2 Mateiale!%    

V$

!oplete "ela 8as = 9adrillos cocidos reorados con aserrín

&ROCEDIMIENTO E3&ERIMENTAL

!e saca los ladrillos después de la cocción !e miden los ladrillos reorados con material org6nico !e eligen cuatro probetas las cuales ueron con reoramiento de aserrín. !e monta un e+uipo donde se colocaran las probetas en la parte superior ' deba$o de estas las velas, para luego encender estas ' medir las paredes del

ladrillo. . !e utiliaran tiempos de 0,5, 10, 15, 20, 25,K0minutos para cada probeta I. -on un termómetro medir la temperatura de la cara inerior ' superior del ladrillo. 10. omar datos para 4allar la conductividad térmica.


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VI$ RESULTADOS % &RO'ETAS 4C5 6Mateial e7uezo a!e#n8

•

espués de retirado del 4orno decimos +ue las cuatro probetas 4an permanecido intactas de lo +ue podemos decir +ue el aserrín da una buena ad4erencia con la arcilla compact6ndose de manera uniorme ' generando mínimas imperecciones. Mediante el an6lisis de la conductividad no s daremos cuenta +ue tan buen reuero es el aserrín.

Fi"ua N92% 9adrillos reorado con aserrín al 2.5%,5%,7.5% ' 10%.

Ta:laN92% escripción de los ladrillos reorados con aserrín. Ladillo!

; de A!e#n

CC0 C2

2.5 5 7.5

&e1anenci a de!/u
C,

10

!i


O:!e=acione!

@*mperecciones casi nulas debida al pe+ueo tamao del reueroG. @iene ma'or ad4erencia. @
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REALI>ACION DE LA GRAFICA TIEM&O =! ?T9

Ta:la N9@% atos de temperatura ' tiempo para los ladrillos reorados con aserrín. Tie1/o61in8 ?9TC-69C 8  0 @ 2K - K -@ 7= 0 75 0@ 7I 2 1



?9TC069C 8 0 L2.5 =.1 70 7.1 10.2 11=

?9TC269C ?9TC,69C8 8 0 0 5. L5.7 77.= K L2 5I .= .= 105.1 102.= 120.5 11.5

GRAFICA TIEM&O =! ?T9


Página 9



&RO'ETA ES&ESOR6c18 LARGO6c18 ANC*O6c18 C-

K.7

C0

K.

C2

=

C,

K.7


I.1

5.L

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CONDUCCIBN DEL CALOR



*ntegración de la ecuación de Fourier -onductividad térmica Nrea

C

C

-alor transerido en el tiempo t


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A

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Ta:la N9% atos para la obtención de la conductividad de un ladrillo reorado con aserrín a dierentes porcenta$es de agregado.


Página 12

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA Reciclado y Reutilización de Mateiale! E!cuela de In"enie#a de tie1/o61in8 Mateiale! ?9TC- ?9TC0 ?9TC2 ?9TC, Conducti=idad Conducti=idad Conducti=idad

 @ - -@ 0 0@ 2 e!/e!o

0 2K K 7= 75 7I 1 K.7

69C8 0 L2.5 =.1 70 7.1 10.2 11= K.

AREA

0.0050IL

m2

6conducti=idad8 de la acilla

0.IK

OCmJ

VII$

69C8 0 5. 77.= L2 .= 105.1 120.5 =

69C8 0 L5.7 K 5I .= 102.= 11.5 K.7

C0.00 0.15 0.=I 1.=2 1.I2 2.5K K.11

C0 0.00 0.KI 1.05 1.K1 2.17 K.K7 =.27

C2 0.00 0.K5 0.I2 1.10 2.0I K.11 =.2

DISCUSION DE RESULTADOS

VIII$ CONCLUSIONES  !e logró medir la conductividad térmica de una probeta de arcilla cocida con 

agregado de aserrín al 2.5%, 5%,7.5%,10%. !e abricó un sistema para la medición de la conductividad térmica de la probeta.

I3$

RECOMENDACIONES !e recomienda +ue para la selección de las probetas sean de preerencia

•

•

las de geometría compactas ' sin muc4o deecto. !e recomienda +ue para la conormación del ladrillo el agregado para la obtención de los poros sean lo m6s pe+ueo posible para +ue nos

•

garantice unos poros uniormes. !e recomienda +ue al traba$ar con uego tener los implementos de

•

seguridad como guantes ' lentes. !e recomienda +ue para medir la temperatura de la probeta primero se colo+ue el termómetro en la cara superior 'a +ue en esta se dara la


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c



menos temperatura ' luego en la inerior +ue ser6 la de ma'or •

temperatura en tal sentido de no obtener errores en la toma de datos.
3$

REFERENCIAS 'I'LIOGRAFICAS tt/%editoial$cda$ul/"c$e!7t/icaoAneo!0H;0CALOR,H Con!tuccionC$$,;0Conducti=idad;0t;E1ica;0y ;0den!idad$&DF tt/%1acanod$7ile!$od/e!!$co10-2,2Htan!7eenciaH deHcaloKco1/$/d7 tt/%d!/ace$u/!$edu$ec:it!tea1-02,@022CA&ITULO ;0II$/d7 tt/!%$"oo"le$co1$/eul !atPctQP.Pe!c!P!oucee:Pcd-0PcadQaPuact P=edCFc(FQALPultt/!;2A;0F;0F$ucl1$e! ;0F/o7e!oado;0FaQ:a:eo;0FTeoia ;0FFA,@;0@0Te1a,;0@0Calo$//tPei!2VO&iA+0 GyAS2oL,'(Pu!"AF(QCN*0OyH K=SNuUIyiVU@nS:Mi*,P!i"0//7'SuRLRESo/&e Jy


Página 14



3I$

3I$

ANE3OS

Fi"uaN9% N9@% -occión de ladrillos Fi"ua >tiliación dellossoplete para llegar a la reorados con caa, pa$illa de arro, temperatura re+uerida para obtener los poros de los

Fi"ua N9% 3etiro de las probetas cocidas


Fi"ua N9% /lección de las me$ores probetas.

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Fi"ua N9% !istema para medir la conductividad térmica de la probeta.


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•


&RO'ETAS 4A56Mateial e7uezo caa8

@espués de 4aberlas secado del 4orno decimos +ue las = probetas elaboradas con material reuero de caa se encuentran intactas, de las cuales observamos +ue en las 2 primeras probetas 4a' pocas imperecciones, esto se debe a +ue el porcenta$e de caa es mínimo 2.5 ' 5%G, ocurriendo lo contrario para las siguientes 2 probetas 'a +ue a medida +ue aumenta el porcenta$e de reuero al 7.5% ' 10% 4a' presencia de m6s imperecciones. @
Fi"ua N9-% 9adrillos reorado con caa al 2.5%,5%,7.5% ' 10%. Ta:laN9-% escripción de los ladrillos reorados con caa.

Ladillo!

; de Caa

AA0 A2

2.5 5 7.5

&e1anencia de!/u
A,

10

!i


O:!e=acione!
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&RO'ETAS 4'56Mateial e7uezo &aQilla de aoz8

•

espués de 4aberlas sacado del 4orno decimos +ue las = probetas elaboradas a base de pa$illa de arro como material reuero permanecieron algo intactas esto se debe a +ue el reuero tiene poca ad4erencia con la matri arcillaGP cuanto menos porcenta$e de reuero tenga la probeta tendr6 menos cantidad de poros 'a +ue la arcilla es un material +ue tiende a compactar con ma'or acilidad. /s recomendable +ue el reuero sea lo m6s pe+ueo posible para +ue el tamao de poro sea uniorme.

Fi"ua N90% 9adrillos reorado con
Ta:laN90% escripción de los ladrillos reorados con pa$illa de arro. Ladillo! ''0 '2 ',

; de &aQilla de aoz 2.5 5 7.5 10


O:!e=acione! )lgunas imperecciones debida al tamao de los porosG. Ma'or cantidad de imperecciones debido al ma'or porcenta$e de reuero, +ue generan gran tamao de poros.

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•


&RO'ETAS 4C5 6Mateial e7uezo a!e#n8

(Probetas utilizadas para el ensayo de conductividad)

espués de retirado del 4orno decimos +ue las cuatro probetas 4an permanecido intactas de lo +ue podemos decir +ue el aserrín da una buena ad4erencia con la arcilla compact6ndose de manera uniorme ' generando mínimas imperecciones. Mediante el an6lisis de la conductividad no s daremos cuenta +ue tan buen reuero es el aserrín.

Fi"ua N92% 9adrillos reorado con aserrín al 2.5%,5%,7.5% ' 10%.

Ta:laN92% escripción de los ladrillos reorados con aserrín. Ladillo!

; de A!e#n

CC0 C2

2.5 5 7.5

C,

10

!i


O:!e=acione!

@*mperecciones casi nulas debida al pe+ueo tamao del reueroG. @iene ma'or ad4erencia. @
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&RO'ETA 4D56Mateial e7uezo ca:ello u1ano8

•

@espués de retirarlas del 4orno 4emos podido observar +ue las cuatro probetas 4an sobrevivido pero se encontraron rotas en ciertos lados donde 4ubo m6s reueros, esto genero imperecciones por lo +ue nos damos cuenta +ue el reuero no tiene ad4erencia con la matri debido a +ue es una ibra natural ' ésta por naturalea tiene grasa.

Fi"ua N9,% 9adrillos reorado con cabello 4umano al 2.5%,5%,7.5% ' 10%.

Ta:laN9,% escripción de ladrillos reorad con cabello 4umano.

Ladillo!

; de Ca:ello

DD0

2.5 5

&e1anenci O:!e=acione! a de!/u

Página 20


D2

7.5

!i

D,

10

!i



/ncontramos las probetas por la mitad o con un buen espacio vacío debido a +ue no 4ubo ad4erencia de la ibra natural con arcilla.

Página 21

ANALISIS DE PROBETAS PARA CONDUCTIVIDAD TERMICA

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