Descripción: aislantes gaseosos para subestaciones electricas
Materiales Aislantes UNMDPDescripción completa
Descripción completa
Descripción completa
Aislantes SolidosDescripción completa
Descripción completa
Descripción: Dielectric mats argentine
Dielectric mats argentineFull description
Descripción: ing materiales
TRATAMIENTOS termicosDescripción completa
Full description
Tratamientos Térmicos de los metalesDescripción completa
ÍNDICE
Introducción……………………………………………………..………………....…..2 Importancia y justificación del proyecto…………………………………….....…..… 3 Objetivos……………………………………………………………….………....…….3 Consideraciones generales……………………………………………………….….3 Definiciones……………………………………………………………………...……..4 islantes t!rmicos considerados considerados en el proyecto………………………..……….…4 proyecto………………………..……….…4 "ropiedades f#sicas del material aislante…………………………………..…….....$ %etodo %eto dolo log# g#a a …....$
Colocación del aislante………………………………………………………..……..* aislante………………………………………………………..……..** * Conclusiones……………………………………………………………………...….** ,ecomendaciones.…………………………………………………………………..*2 ne-os………………………………………………………………………………...*2
1. INTRODUCCIÓN. 1.1ANTECEDENTES. a aislación t!rmica es un t!rmino /ue 0a sido aplicado desde 0ace muc0os a&os. 1l 0ombre pre0istórico en sus or#genes utiliaba materiales orgnicos tales como la piel de los osos las plumas de las aves el algodón la lana paja e incluso el mismo cabello 0umano. 5odos estos materiales el 0ombre de la antig6edad los usaba para recubrir las cavernas o cuevas donde se alojaba con el simple 0ec0o de sentirse cómodo y del mismo modo eran usados como vestimenta. s# tambi!n a medida fueron evolucionando las construcciones eran 0ec0as de piedra tierra y otros materiales para la protección contra el frio durante la temporada de invierno y del mismo contra el calor durante temporadas clidas. Durante miles de a&os las estructuras de las casas fueron dise&adas para adaptarse mejor al clima de su ubicación. "or ejemplo aprovec0ando la masa t!rmica de la tierra los egipcios se apartaban de la superficie a la frescura subterrnea siendo ellos los primeros en construir cmaras bajo la tierra y as# mejorar el confort en los d#as calurosos. os 0istoriadores creen /ue los antiguos griegos y romanos descubrieron el asbesto como material con una gran resistencia al calor y al fuego. "linio en el primer siglo se refirió a la utiliación del corc0o como un material aislante para tec0os. os primeros 0abitantes de 1spa&a dise&aron sus construcciones de piedra con corc0o y los nativos del norte de 7frica utiliaban corc0o meclado con barro para construir las paredes de sus viviendas con el 8nico fin de evitar el paso del calor. 9a eficiencia energ!tica: y la reducción de las emisiones de CO2. 1ste concepto de la eficiencia energ!tica es lo /ue est moviendo a muc0as de las entidades /ue se encargan de construir en el mundo con el objeto de suaviar y disminuir el consumo de la energ#a el!ctrica. a ganancia por radiación solar es la fuente ms importante a controlar lo cual se logra con un dise&o adecuado de los muros en los edificios por lo /ue es siempre recomendable aislar muy bien el tec0o as# como tambi!n fac0adas. 1n el caso de "er8 /ue es un pa#s con clima clido y frio se vuelve muc0o ms interesante ya /ue se tiene en juego el uso de e/uipos de aire acondicionado y e/uipos de calefacción para las diferentes condiciones climticas ;calorracias a la e-istencia de normas de construcciones usando aislante t!rmico ;I,%= para cada región e-iste un espesor óptimo. ,especto al uso de la calefacción por ejemplo un 0ogar convencional consume apro-imadamente ?.2 m3@d#a de gas natural a una temperatura media e-terior de *+AC mientras /ue aislando los sistemas constructivos se tiene un consumo
de *.3m3@d#a y un promedio de $.B m3@d#a semanal. 1sto se traduce en a0orro real de energ#a.
IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO. 1l anlisis para la obtención de un aislamiento t!rmico manteniendo constante la temperatura est dirigido 0acia la población en general se trata de un sistema vlido para aislamiento t!rmico por clima fr#o o por calor el a0orro energ!tico /ue provee representa para el medio ambiente 0asta un 4+ menos de emisiones de CO2 contribuyendo a la reducción del efecto invernadero. "or tanto un estudio de esta categor#a puede ayudar a la e-istencia de nuevas normativas de construcción en nuestro pa#s y as# tener una mayor responsabilidad con el uso de la energ#a el!ctrica y el cuidado del ambiente. dems dic0o anlisis servir de gu#a a a/uellos /ue deseen profundiar ms en el tema y /ue estos resultados obtenidos sean un impulso para las futuras investigaciones.
1.2OBJETIVOS. Objetiv! "e#e$%&e!. *. Determinar mediante una simulación con el uso de materiales como el ladrillo pandereta la madera ;aserr#n= la aplicación óptima de aislamiento t!rmico para evaluar si en edificios acondicionados en nuestro pa#s e-iste rentabilidad económica al utiliar un tipo de aislamiento as# como el impacto energ!tico y medioambiental. 2. Determinar la decisión económica ms rentable entre el uso del aislamiento óptimo y el uso de e/uipos de alta eficiencia. Objetiv! e!'e()*i(!. *. imular un modelo constructivo con caracter#sticas similares a las de nuestro pa#s. 2. Determinar cul debe ser la ubicación óptima del material aislante en las paredes de la estructura de edificios de nueva planta. 3. 1stablecer una metodolog#a /ue nos permita analiar diferentes situaciones para determinar el valor en tama&o de part#cula del aserr#n óptimo de material aislante y la forma de ubicar el ladrillo en las paredes.
1.+CONSIDERACIONES ,ENERALES. -bit /e %'&i(%(i0#. 1l presente trabajo es aplicable a los edificios de nueva planta en los /ue la energ#a se emplea para calentar y posiblemente tambi!n para enfriar el ambiente y conseguir as# una temperatura interior apropiada.
1.DEFINICIONES. Ai!&%ie#t! t$i(! e# &% e/i*i(%(i0#. on los distintos procesos constructivos para eliminar o reducir al m-imo las p!rdidas por transmisión del calor a trav!s de los cerramientos y las condensaciones. 1l concepto de aislamiento t!rmico va unido al de a0orro de energ#a o mantener constante la energ#a en un ambiente ar/uitectura sostenible y respeto al medio ambiente. Ce*i(ie#te /e t$%#!*e$e#(i% t$i(%. 1s la densidad de flujo de calor /ue traspasa en condiciones normales de estabilidad un elemento estructural cuando la diferencia de temperatura entre cada lado de dic0o elemento constituye una sola unidad de temperatura. a unidad de medida es E@;m 2 F=G E!'%(i '%$ti(3&%$e#te (4&i/. 1s un lugar cuya temperatura debido a su propósito espec#fico es siempre o a menudo alta en comparación con un espacio normalmente calefactado. 1n esta categor#a se incluir#an por ejemplo las saunasG E!'%(i (%&e*%(t%/. 1s un lugar cuya temperatura establecida durante la calefacción es por raones de confort u otras de *?H C o superior. Ce$$%ie#t /e& e/i*i(i. e refiere a los elementos /ue separan los espacios calefactados parcialmente calefactados particularmente clidos el terreno o de los espacios no climatiados. 1l cerramiento del edificio no incluye los elementos internos en edificios /ue separen los diferentes espacios entre s#.
V%&$ ('%$%tiv.
1s el valor del coeficiente de transferencia t!rmica de los elementos estructurales o el rea total de ventanas en un edificio y /ue se utilia para calcular la p!rdida de calor comparativa de un edificio.
1.5AISLANTES T6RMICOS CONSIDERADOS EN EL PROYECTO. 1n nuestro pa#s 0ay una diversidad de aislantes t!rmicos y en su mayor#a para aplicaciones industriales sin embargo para aplicaciones puramente de confort se considera lo siguiente. ASERRIN;Conjunto de part#culas /ue se desprenden de la madera al aserrar =. P$'ie/%/e! /e& %!e$$)# ( %i!&%#te t$i(.
P$!i/%/ tt%& 1l comportamiento de la porosidad total del sustrato. a tendencia general /ue se producir es /ue la porosidad se reduce conforme disminuye la proporción de aserr#n. 5ambi!n se producir /ue la disminución en la porosidad del sustrato aserr#n ser menor cuando se use aserr#n con dimetro menor lo /ue se atribuye a una mayor similitud entre tama&os de part#culas del aserr#n ya /ue cuando se meclan part#culas con dimetros muy diferentes se da un mayor empa/uetamiento entre ellas disminuyendo la porosidad lo /ue e-plica la menor porosidad en las meclas aserr#n con mayor diferencia en dimetro de part#culas. C%'%(i/%/ /e $ete#(i0# /e 73e/%/ Con relación a la capacidad de retención de 0umedad se generara una tendencia similar a la porosidadG es decir la retención de 0umedad disminuye conforme se redujo la proporción de aserr#n y aumenta la proporción de tama&o en la mecla aserr#n.
1.8PROPIEDADES FISICAS DEL MATERIAL AISLANTE. os aislantes t!rmicos deben poseer propiedades mecnicas considerables as# como f#sicas ya /ue estos estn e-puestos a condiciones ambientales y a la ve sometidas a esfueros normales de tensión y compresión. continuación presentamos las caracter#sticas /ue los materiales deben cumplir para un mejor desempe&o. Re!i!te#(i% e(4#i(%. a resistencia a los esfueros mecnicos se eval8a a trav!s de la resistencia a la compresión para una deformación teórica del *+. dems la resistencia a la fle-ión ya /ue si el material no es resistente a este tipo de esfueros no se lograr#a fijea al momento de instalarlo. C'$t%ie#t *$e#te %& %"3% 9 v%'$ /e %"3%. sicamente el material /ue ser utiliado debe ser incapa de absorber el agua de la 0umedad del ambiente por lo /ue debe ser recubierto con sellos de vapor y tomar en cuenta el factor de resistencia a la condensación /ue cada material posee. De no ser as# se da lugar a la creación de puentes t!rmicos y mejorar el paso de calor a trav!s del material aislante. 1s necesario tomar en cuenta la presión atmosf!rica del lugar ya /ue esta variable tambi!n afecta la 0umedad relativa del lugar. E!t%bi&i/%/ *$e#te % &% te'e$%t3$%. os materiales aislantes deben soportar variaciones de temperatura entre aumentos y disminuciones y /ue estos cambios no atrofien las propiedades t!rmicas del material y /ue el material deje de cumplir su objetivo.
2. METOLO,ÍA DEL ESTUDIO. e realia una simulación con el objetivo de conocer el efecto /ue los aislantes t!rmicos tienen sobre la carga de enfriamiento o calentamiento y el confort dentro del edificio y de esta manera encontrar un espesor óptimo /ue permita optimiar los costos relacionados al acondicionamiento del edificio. as consideraciones tomadas se presentan a continuaciónJ
"rimero se elabora el dise&o del edificio a ser utiliado como modelo para las simulaciones debido a /ue en el pa#s no es com8n ver edificios altos se considera uno de tres plantas de 2.( m de altura cada una lo cual es bastante com8n en nuestro medio adems se encuentra orientado de este a oeste con 2+m de anc0o 4+m de largo. e procura /ue las ventanas cubrieran el 2+ de las fac0adas de tal manera /ue las ventanas no influyeran en gran manera en nuestro objetivo y /ue a la ve se acercaran a la realidad. Cada pared es perpendicular a los ejes de los puntos cardinales de tal manera /ue se pueda determinar el aislamiento necesario en cada pared tomando como referencia dic0os puntos cardinales. e utiliaran los datos climticos para realiar las simulaciones necesarias ya /ue es una ona clida de nuestro pa#s ;Cusco < "er8K o ;C0iclayo L "er8= con climas distintosG por lo /ue son lugares representativos para analiar el efecto del aislante. 1l modelo propuesto es un edificio de oficina. e asume /ue las personas tendrn un 0orario de trabajo de (J++ a.m. a 'J++ p.m. sin disminuir el perfil de carga al mediod#a ni a la 0ora de entrada y salida. 1l edificio cuenta de tres a cuatro oficinas por planta donde se atender a las personas en privado un ba&o y sala de espera un rea de trabajo donde se localiarn cub#culos y oficinistas un rea de recepción antes de entrar a los cub#culos y en la tercera planta se sit8a una sala de reuniones una cocina y otra de comunicaciones. Dos de los niveles tendrn el aislante t!rmico indicado en sus paredes ;e-cepto /ue se indi/ue lo contrario= de esta forma podremos considerar o establecer las diferencias en el sistema constructivo con y sin material aislante. e asume /ue no e-iste ning8n tipo de aislante adicional a la /ue ofrece el sistema constructivo ya /ue se pretende analiar 8nicamente el efecto del aislante en el mismo. 5odas estas consideraciones sern tomadas en el llamado caso base ya /ue este cumple con todas las caracter#sticas de eficiencia energ!tica en todos los aspectos ;personas e/uipos de alta eficiencia etc.=. a l#nea base ser simulada con el objetivo de obtener la variación de temperatura sin aislante y con aislante t!rmico aumentando el dimetro de part#cula ser diferente en cada nivel de material aislante para obtener un óptimo de aislante en base al Costo de ciclo de vida.
2.1 DISE:O DE LA EDIFICACIÓN. "ara realiar las simulaciones de tal manera /ue sus resultados fueran representativos se 0io uso de un edificio acondicionado de tres pisos rectangular y con elementos de construcción com8nmente utiliados en el pa#s. "aredes e-terioresJ as paredes estn construidas por ladrillo pandereta 23-*2-*+ cm. )bicados de modo /ue sus 0uecos tubulares /ueden en ambas caras e-terna e interna y en el interior contengan aserr#n.
1lementos constructivos de las paredes e-teriores
1l tec0o est formado de ladrillo y en sus conductos tubulares tendr el aislante t!rmico ;aserr#n= con repello a ambos lados en la parte inferior se encuentra una capa de yeso ;cielo falso=.
1lementos constructivos del tec0o.
"isoJ 1l piso est formado por *+ cm. de 0ormigón denso.
1lementos constructivos del piso.
Mentanas y puertasJ e colocaron ventanas dobles en el modelo formadas por una capa interior y e-terior de vidrio transparente de B mm. as puertas del modelo tanto internas como e-ternas son de madera de $ cm de espesor y 2 m - *.2+ m.
2.2PRESENTACIÓN DEL MODELO DEL EDIFICIO. continuación se presentan imgenes del edificio y de la distribución de las distintas onas dentro del mismoJ
1dificio modelo.
"rimer nivel edificio modelo.
egundo nivel edificio modelo.
5ercer nivel edificio modelo.
Cabe destacar /ue el edificio cuenta con onas comunes para edificios de oficina en nuestro pa#s la idea no es 0acer un modelo ideal ya /ue resultar#a una tarea muy dif#cil y lo /ue se busca es acercarse lo ms /ue se puede a un caso t#pico.
2.+UBICACIÓN ÓPTIMA DEL AISLANTE. Definir la ubicación del aislante no es una tarea fcil ya /ue no 0ay reglas ni fórmulas /ue nos digan /ue es ms conveniente depende de muc0os factores los ms remarcables sonJ
)so del edificio. Inercia t!rmica de los muros. Comportamiento del clima durante el a&o.
"ara nuestro caso se ubicó en el interior de los ladrillos debido al comportamiento climtico de la ona ;tropical= o un clima frio como en Cusco y adems del tipo de uso
de nuestro edificio ya /ue es tipo parcial ;de ( a *2 0oras de uso=. "ara nuestro estudio la ganancia de calor por la masa t!rmica no ser de muc0a ayuda ya /ue el material de construcción no permite absorber tanta energ#a debido a /ue posee un bajo calor espec#fico ;ladrillo 0uecoJ +.B( j @g.F=.Cabe mencionar /ue e-isten de alguna y otra manera ciertas ventajas y desventajas de aislar una envolvente presentndose a continuación algunas de ellasJ
F3e$% /e& e/i*i(i; ventajas "rotege contra la 0umedad interna No reduce el espacio interior. Instalación simple.
desventajas e generan los puentes t!rmicos. "uede 0aber una plaga de insectos y otros organismos. "uede no ser viable en el tec0o.
desventajas "ueden generar descomposición si absorbe 0umedad lo cual representa un riesgo. ,educe el espacio interior por la ubicación del ladrillo.
1l rea a acondicionar no se enfr#a rpidamente dado /ue no se utilia energ#a para calentar las paredes.
2.COLOCACION DEL AISLANTE. a instalación del aislante depende en gran medida de la presentación de este puede tama&os de part#cula la cantidad etc. 1l aserr#n como material aislante debido a /ue es el ms barato en nuestro mercado adems este material facilita la instalación y es muy accesible en nuestro pa#s. a ventaja de utiliar el asfalto es /ue sirve como aislante ac8stico y t!rmico lo cual ayuda a nuestros propósitos y disminuye el n8mero de puentes t!rmicos. e colocar una capa de asfalto de 2+ mm sobre el blo/ue de ladrillo luego sobre este se instalar la capa de mortero.
+. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
+.1CONCLUSIONES.
*. 1l uso de aislantes t!rmicos puede reducir considerablemente los costos por facturación el!ctrica por lo cual es de suma importancia considerar la correcta instalación de aislamiento en edificios o incluso viviendas tomando en cuenta /ue cada pared re/uiere un espesor óptimo distinto. De la misma manera cada una de estas generar a0orros distintos de tal forma /ue el usuario pueda elegir /u! paredes desea aislar ya sea para obtener un tiempo de retorno menor o para ma-imiar los a0orros. 2. 1l espesor óptimo no depende solamente de factores climticos f#sicos y económicos sino tambi!n de muc0os factores ar/uitectónicos como la distribución espacial del edificio. "or ende dar un espesor óptimo espec#fico /ue involucre todas las variaciones antes mencionadas resulta una tarea imposible y adems depende en cierta forma de las propiedades t!rmicas del material aislante sin embargo si se puede 0ablar de un espesor m#nimo con una resistencia m#nima para el cual en cual/uier circunstancia posible se obtendrn a0orros. De acuerdo a nuestro estudio un espesor de 2+ mm de asfalto ms 23 cm de ladrillo deber#a proporcionar un aspecto ms eficiente a la edificación as# como proporcionar a0orros considerables ya /ue no se utiliara calefacción considerando /ue todos los dems criterios se encuentran bajo condiciones de alta eficiencia. 3. i bien se compara el a0orro y tiempo de retorno obtenido al aislar t!rmicamente un edificio con cambiar el e/uipo de aire acondicionado por uno de mayor eficiencia estas medidas no son e-cluyentes de 0ec0o son complementarias por lo tanto se concluye /ue utiliar un e/uipo eficiente y %i!&%$ t$i(%e#te el edificio se logra optimiar el consumo de energ#a el!ctrica y obtener a0orros sin embargo dependiendo de los intereses y del capital del usuario o empresa se puede optar por cual/uiera de las dos medidas ya /ue ambas presentan resultados positivos. 4. e 0a llegado a la conclusión /ue la geometr#a con la /ue cuenta un edificio juega un papel importante al momento de analiar un espesor óptimo de aislamiento.
+.2RECOMENDACIONES. *. e trata /ue el modelo simulado fuera lo ms simplificado posible de tal manera /ue los resultados sean representativos por ende no se tomaran en cuenta factores ar/uitectónicos /ue pudieran afectar los resultados como otro tipo de tec0o edificio en forma de 9: distintas ventanas ventilación natural optimiada entre otros. 2. 5odos los casos sern pensados para un edificio de oficinas dejando de lado viviendas bioclimticas o de clase media y alta resultar#a de gran inter!s realiar una investigación para estos casos o para un edificio con un uso y distribución distintos al de oficina.
