UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/36597/1... · la mejoría del confort...

i

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

“ARQ. GUILLERMO CUBILLO RENELLA”

MAESTRÍA EN TECNOLOGÍAS DE LA EDIFICACIÓN

TEMA:

ESTUDIO DE PARÁMETROS DE CONFORT HIGRO-TÉRMICO EN

AMBIENTES ARQUITECTÓNICOS CONTIGUOS A ENVOLVENTES

CONSTRUIDAS CON SISTEMAS DE HORMIGÓN Y POLIESTIRENO

EXPANDIDO.

AUTOR:

ARQ. CÉSAR ARTURO CUENCA MÁRQUEZ

TUTOR:

ARQ. CARLOS PALACIOS PORTÉS, M.Sc.

GUAYAQUIL – ECUADOR

FECHA

AGOSTO 2016

ii

CERTIFICACIÓN TUTORIAL DE TESIS

En mi calidad de tutor de la tesis de Estudio de parámetros de confort

higro-térmico en ambientes arquitectónicos contiguos a envolventes

construidas con sistemas de hormigón y poliestireno expandido

nombrado por la Coordinación de Postgrado de la Facultad de

Arquitectura y Urbanismo “Arq. Guillermo Cubillo Renella” de la

Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he asesorado, revisado y aprobado en todas sus partes la Tesis,

presentado (a) por el (a) Arq. César Arturo Cuenca Márquez, como

requisito previo a la obtención del grado de Magíster en Tecnologías de

la Edificación, el mismo que reúne todos los requisitos académicos y

formales previos y sancionados en el programa de la maestría, y la

legislación correspondiente.

La tesis se refiere a: “Estudio de parámetros de confort higro-térmico en

ambientes arquitectónicos contiguos a envolventes construidas con

sistemas de hormigón y poliestireno expandido”.

En Guayaquil, a los 11 días del mes de agosto del 2016

Atentamente

Arq. Carlos Palacios Portés, M.Sc.

TUTOR

iii

CERTIFICACIÓN DE GRAMÁTICO

Quien suscribe el presente certificado se permite informar que, después

de haber leído y revisado gramaticalmente el contenido de la tesis de

grado del Arq. César Arturo Cuenca Márquez, cuyo tema es: Estudio de

parámetros de confort higro-térmico en ambientes arquitectónicos

contiguos a envolventes construidas con sistemas de hormigón y

poliestireno expandido.

Me permito testimoniar, que es un trabajo de acuerdo a las normas

morfológicas sintácticas acorde a normas de narrativas vigentes.

Atentamente,

MSc. Ana Bravo Zambrano

Registro N° 1006-13-86032340

iv

DEDICATORIA

A mi padre, amigo y maestro,

Arturo, quien supo guiarme en

mi formación profesional con

amor y paciencia. Desde el

cielo sus ojos me guían por

siempre.

Y a la persona que siempre

ha estado junto a mí, en

cada paso de mi vida con su

amor incondicional e infinito,

mi madre Lídice. Su trabajo y

sacrificio por formarme como

persona, hoy se ven reflejados

en mis logros.

Mi dedicatoria a ellos, con

todo el amor que puede

tener un hijo hacia sus padres.

v

AGRADECIMIENTO

Agradecido eternamente a mi

tutor, gran amigo y profesional,

Carlos, por su apoyo, guía y

paciencia en este largo e

importante proceso que es

parte de mi formación

profesional.

vi

MIEMBROS DEL TRIBUNAL

________________________________

Arq. Santiago Dick Zambrano, M.Sc.

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL

___________________________

Arq. Juan Torres Espinoza, M.Sc.

VOCAL DEL TRIBUNAL

__________________________________

Arq. Julio Vásquez Quinteros, M.Sc.

VOCAL DEL TRIBUNAL

vii

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de esta

Tesis de Grado, me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual

de la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”

Arq. César A. Cuenca Márquez

viii

RESUMEN EJECUTIVO

ESTUDIO DE PARÁMETROS DE CONFORT HIGRO-TÉRMICO EN

AMBIENTES ARQUITECTÓNICOS CONTIGUOS A ENVOLVENTES

CONSTRUIDAS CON SISTEMAS DE HORMIGÓN Y POLIESTIRENO

EXPANDIDO.

Palabras clave: Aislamiento térmico, confort higro-térmico, sistema

preliminar de tumbado, eficiencia energética.

Para poder realizar el trabajo se optó por una metodología de campo

en base a un proceso empírico y experimental, tanto de investigación

como de propuesta, la misma que arrojó resultados a partir de un

objetivo general planteado, que permitió establecer conclusiones y

recomendaciones.

En el desarrollo de esta investigación se realizó un estudio de la

incidencia térmica de la envolvente (compuesta por hormigón y

poliestireno expandido) sobre espacios o ambientes contiguos a la

misma, por medio de toma de datos en el sitio u objeto de estudio, para

luego continuar con un periodo de experimentación de un sistema

constructivo preliminar de tumbado falso de cartón corrugado, que

resulte económico y sencillo de implementar, que a su vez colabore con

la mejoría del confort higro-térmico en el interior del espacio habitable y

ayude a reducir los costos en consumo de energía eléctrica de

viviendas, debido a que se identificó como problema principal (de la

investigación) la sensación térmica alta que perciben los usuarios de

éstas áreas.

ix

ABSTRACT

STUDY OF COMFORT PARAMETERS OF HYGRO-THERMAL

ENVIRONMENTS IN ENVOLVING ARCHITECTURAL SYSTEMS BUILT

WITH CONCRETE AND EXPANDED POLYSTYRENE.

Keywords: Thermal insulation, hygro-thermal comfort, lying preliminary

system, energy efficiency.

To perform the job chose a field methodology based on an empirical

and experimental process, both research proposal, which yielded the

same results from an overall objective, which allowed to draw

conclusions and recommendations.

In the development of this research a study of the thermal impact of the

shell (composed of concrete and expanded polystyrene) on spaces or

adjacent environments it was made, through data collection on site or

object of study, then continue a period of experimentation of a

preliminary construction system of false lying corrugated cardboard,

which is economical and simple to implement, which in turn collaborate

with the improvement of hygro-thermal comfort inside the living space

and help reduce costs in electricity consumption of housing, because it

was identified as the main problem (research) high thermal sensation

perceived by the users of these areas.

x

CONTENIDO

ÍNDICE GENERAL

CERTIFICACIÓN TUTORIAL DE TESIS ................................................................. ii

CERTIFICACIÓN DE GRAMÁTICO ................................................................... iii

DEDICATORIA .................................................................................................. iv

AGRADECIMIENTO .......................................................................................... v

DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................................ vii

RESUMEN EJECUTIVO ..................................................................................... viii

ABSTRACT ......................................................................................................... ix

INTRODUCCIÓN. .............................................................................................. 1

CAPÍTULO I: EL PROBLEMA .............................................................................. 4

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ................................................................... 5

UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO ............................................ 6

SITUACIÓN CONFLICTO .................................................................................... 7

CAUSA DEL PROBLEMA. .................................................................................... 8

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA. ....................................................................... 8

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. ..................................................................... 9

EVALUACIÓN DEL PROBLEMA. ........................................................................ 9

HIPÓTESIS ........................................................................................................... 10

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN. ................................................................. 10

Objetivo General. ........................................................................................ 10

Objetivos Específicos. ................................................................................. 10

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN. ......................... 10

UTILIDAD PRÁCTICA DE LA INVESTIGACIÓN. ............................................... 11

¿CUÁLES SERÁN LOS BENEFICIOS? ................................................................ 11

xi

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO. ................................................................... 13

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO. ........................................................................ 14

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ........................................................................ 15

FUNDAMENTACIÓN LEGAL............................................................................. 19

VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................ 19

DEFINICIÓN CONCEPTUAL DE LAS VARIABLES ............................................ 20

La variable independiente “X”: Eficiencia del tumbado de cartón

corrugado. .................................................................................................... 20

La variable independiente “Y”: Grado de Confort Higro-térmico. .... 21

OPERALIZACIÓN DE LAS VARIABLES. ............................................................ 21

Indicadores para la variable independiente “X”. ................................. 21

Indicadores para la variable dependiente “Y”. .................................... 22

MARCO CONCEPTUAL ................................................................................... 22

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA ....................................................................... 24

ESQUEMA GRÁFICO DE LA METODOLOGÍA ............................................... 25

MODALIDAD DE LA INVESTIGACIÓN. ........................................................... 26

TIPO DE INVESTIGACIÓN. ................................................................................ 26

POBLACIÓN Y MUESTRA. ................................................................................ 26

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. ........................................... 27

RECOLECCIÓN DE DATOS. ............................................................................. 27

ANÁLISIS DE RESULTADOS OBTENIDOS. ......................................................... 29

MARCO ADMINISTRATIVO. ............................................................................. 32

CRONOGRAMA. .......................................................................................... 32

PRESUPUESTO. ............................................................................................... 34

CAPÍTULO IV: PROPUESTA.............................................................................. 36

OBJETIVOS DE LA PROPUESTA. ....................................................................... 37

xii

JUSTIFICACIÓN. ................................................................................................ 37

FACTIBILIDAD DE LA PROPUESTA. .................................................................. 38

DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA. ................................................................. 38

Generalidades ............................................................................................. 38

Instalación del tumbado ............................................................................ 39

Registro de datos con el tumbado instalado. ....................................... 41

Cálculo de Tasa de Flujo de Calor [Q]. ................................................... 42

Consumo de energía por efecto del tumbado. ................................... 53

Tendencia: Modelo según Regresión Lineal........................................... 56

Comparación de costos: Propuesta – Mercado. .................................. 59

Análisis de resultados obtenidos. .............................................................. 60

CAPÍTULO V: CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIÓN. ..................................... 64

CONCLUSIONES. .............................................................................................. 65

RECOMENDACIONES. ..................................................................................... 65

GLOSARIO ...................................................................................................... 67

BIBLIOGRAFÍA. ............................................................................................... 70

ANEXOS ......................................................................................................... 72

ANEXO SITUACIÓN CONFLICTO. ................................................................... 73

ANEXOS INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. ........................... 74

ANEXOS GENERALIDADES .............................................................................. 75

ANEXOS INSTALACIÓN DE TUMBADO ........................................................... 76

ANEXOS RECOLECCIÓN DE DATOS. ............................................................. 81

ANEXO RESULTADOS OBTENIDOS. ................................................................. 96

ANEXOS REGISTRO DE DATOS CON TUMBADO INSTALADO..................... 97

ANEXOS CÁLCULO DE TASA DE FLUJO DE CALOR. .................................104

xiii

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1Vista satelital de la Urbanización San Antonio (Daule –

Guayas). ................................................................................................................. 6

Ilustración 2Esquemas de tipos de transferencia de calor ......................... 16

Ilustración 3Tipos de cartón corrugado .......................................................... 17

Ilustración 4Esquema de transferencia de calor al ambiente

arquitectónico ..................................................................................................... 18

Ilustración 5 Esquema de transferencia de calor al ambiente

arquitectónico con incidencia del tumbado de cartón corrugado ........ 18

Ilustración 6 Diagrama Psicrométrico según ASHRAE 55-2013 .................... 32

Ilustración 7 Descripción de Ingresos y Egresos ............................................. 34

Ilustración 8 Estructura de Tumbado (vista en planta). ............................... 40

Ilustración 9 Estructura de tumbado (sección). ............................................ 40

Ilustración 10 Ubicación de sensores con respecto al objeto de estudio 42

Ilustración 11 Vista en Planta del dormitorio objeto de estudio ................. 44

Ilustración 12 Sección del dormitorio objeto de estudio ............................. 45

Ilustración 13 Sensor DHT22. Vista frontal y vista posterior ........................... 74

Ilustración 14 Datalogger con tarjeta de memoria de 4GB ....................... 74

Ilustración 15 Formato de cartón corrugado a utilizar ................................. 75

Ilustración 16 Formato de cartón corrugado a utilizar ................................. 75

Ilustración 17 Trazado de piolas perimetrales y transversales ..................... 76

Ilustración 18 Trazado de piolas perimetrales y transversales ..................... 76

Ilustración 19 Montaje de planchas de cartón corrugado ......................... 77





Ilustración 24 Sellado entre planchas de cartón corrugado ...................... 79



xiv

ÍNDICE DE DIAGRAMAS

Diagrama 1Mapa Conceptual del proceso investigativo .......................... 23

Diagrama 2Esquema gráfico de la Metodología ........................................ 25

Diagrama 3 Cronograma de actividades del proceso investigativo. ...... 33

Diagrama 4 Variable Independiente “X” ....................................................... 61

xv

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Cálculo de prom ΔT para Q1 .............................................................. 48

Tabla 2 Cálculo de Q1 ........................................................................................ 49

Tabla 3 Cálculo de prom ΔT para Q2 .............................................................. 51

Tabla 4 Cálculo de Q2 ........................................................................................ 52

Tabla 5 Eficiencia del tumbado de cartón corrugado ............................... 54

Tabla 6 Cálculo de prom ΔT’ “y’” ................................................................... 57

Tabla 7 Coeficientes de regresión lineal. ........................................................ 58

Tabla 8Gasto económico de material utilizado en la instalación del

tumbado ............................................................................................................... 59

Tabla 9 Costos comparativos entre la propuesta y los tipos de tumbado

en el mercado ..................................................................................................... 60

Tabla 10 Cuadro comparativo de conductividades térmicas .................. 60

Tabla 11 Variable Dependiente “Y” ................................................................ 62

Tabla 12 Cálculo de sensación térmica por efecto de la temperatura y

la humedad relativa. .......................................................................................... 73

Tabla 13 Datos del día 11-09-15 ...................................................................... 81

Tabla 14 Datos del día 12-09-15 ....................................................................... 82














Tabla 28 Resultados obtenidos de recolección de datos. ......................... 96

xvi




Tabla 32 Datos del día 29-04-16 .....................................................................100




Tabla 36 Propiedades Térmicas de materiales ............................................104

Tabla 37 Propiedades Térmicas de materiales ............................................105

Tabla 38 Propiedades Térmicas de superficies y cavidades ....................106

xvii

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1Resultadas de datos de campo del dormitorio en condiciones

iniciales .................................................................................................................. 30

Gráfico 2 Curvas de tasa de flujo de calor Q1 y Q2 ..................................... 53

Gráfico 3Eficiencia del tumbado de cartón corrugado ............................. 56

Gráfico 4 Curva del modelo predictivo de ΔT’ ............................................. 58

Gráfico 5 Indicadores de variable dependiente “Y” ................................... 63

Gráfico 6 Datos del día 11-09-15 ...................................................................... 81




Gráfico 10 Datos del día 15-09-15 .................................................................... 85














Gráfico 24 Datos del día 29-04-16 ..................................................................100




1

INTRODUCCIÓN.

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

2

Dentro de las necesidades prioritarias del ser humano se encuentra el

tener un lugar donde habitar, un espacio propio que al mismo tiempo le

brinde seguridad y confort; y que a su vez le resulte económicamente

accesible. En términos generales, es justamente al factor económico

donde se apunta, debido a que en la actualidad la industria de la

construcción se ha visto afectada por la crisis económica a nivel

nacional y que impide su total desarrollo por medio de las fuertes

inversiones, sin embargo, las necesidades demandan soluciones de

autoconstrucción que resulten eficientes frente a la inclemencia del

tiempo meteorológico. Estos parámetros serán parte de la

investigación, con mayor enfoque en técnicas constructivas

económicas orientadas al logro del confort higro-térmico.

Como confort higro-térmico se entiende la sensación de bienestar o de

comodidad que el ser humano percibe al realizar actividades

sedentarias con indumentaria ligera en el interior de un espacio

arquitectónico. Se considera que las condiciones son óptimas cuando la

temperatura se encuentra dentro del rango de los 21 a 25ºC y la

Humedad Relativa (HR) está alrededor del 60%.

Tanto en la seguridad estructural, como en el confort higro-térmico, el

sistema constructivo y los materiales a ser utilizados tienen incidencia

directa para obtener una eficiencia dentro de los parámetros ideales.

Una gran cantidad de urbanizaciones han ido apareciendo como parte

del crecimiento poblacional de la ciudad de Guayaquil y la expansión

del territorio urbano en vías inter-cantonales como la Autopista

Guayaquil-Salinas, vía a Daule, Vía a Samborondón y Vía a Salitre; y con

ello los diferentes sistemas constructivos que ofrece el mercado de la

construcción, entre los que se destaca los que hacen uso de paneles de

poliestireno expandido, luego del sistema tradicional.

La reducción de tiempos de ejecución de obra es uno de los objetivos

dentro del negocio que representa la construcción, y con ello el poder

3

abaratar costos como consecuencia de la rapidez del trabajo. Es por

esta razón que últimamente se ha utilizado en el mercado de la

construcción en serie (por ejemplo, en Unidades de Policía

Comunitaria)1 sistemas semi – industrializados que tiene como material

principal el poliestireno expandido (en adelante EPS2) por las ventajas

que nos ofrece en su facilidad de traslado y montaje al ser ligero y

propiedades de aislante térmico y acústico. Al tratarse de producción

en serie se estandarizan procesos y con ello los materiales a utilizar en las

zonas establecidas, las mismas que no son iguales, con lo que se deja

de lado el análisis del entorno y se obtiene como resultado la baja o

ineficiente respuesta de los materiales ante las variaciones del clima

principalmente, que en nuestra región se traduce en las altas

temperaturas. Para contrarrestar estos efectos se suele utilizar equipos

de acondicionamiento de aire con el fin de mejorar la temperatura

interior de los ambientes o también se recurre a materiales aislantes de

temperatura, como la lana de vidrio a pesar de su alto costo.

De manera general en el Ecuador, y por ende la ciudad de Guayaquil,

debido a la situación geográfica en la que se encuentra ubicado, al

realizar el análisis de la envolvente de una edificación con el entorno, se

debe incluir a la cubierta puesto que en todo el año ésta se encuentra

expuesta a la incidencia solar y es a través de este elemento que se

almacena y transmite la mayor ganancia térmica hacia el interior

habitable.

En el desarrollo de esta investigación se designó un dormitorio no

habitado de una residencia como objeto de estudio a fin de determinar

sus características de confort higro-térmico con y sin la presencia de un

tumbado de cartón corrugado que resulte económico y sencillo de

implementar.

1http://eloficial.com.ec/modernos-sistemas-constructivos-aplicados-en-ecuador/ 2Acrónimo por sus siglas en inglés: Expandable Polystyrene.

4

CAPÍTULO I: EL PROBLEMA

EL PROBLEMA

EL PROBLEMA

5

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Un sistema constructivo que tiene como componentes principales el EPS

y hormigón ha sido considerado para la construcción de las viviendas

de la Urbanización San Antonio ubicada en el Km 11.5 Vía a

Samborondón, por sus ventajas que le ofrece al constructor con

respecto a la rapidez de ejecución de obra y al usuario por las

características térmicas que el inmueble le brinda; sin embargo, hay

evidencia de que los microclimas de los espacios habitables de estas

edificaciones son poco confortables, por lo que requieren mitigar las

cargas térmicas mediante la implementación casi por defecto de

equipos de climatización tanto en el día como en la noche.

Como agravante se puede agregar que la ventilación natural no

contribuye a las pérdidas térmicas porque la variación de temperaturas

es mínima con las ventanas abiertas o cerradas. Adicionalmente, cabe

recalcar que las edificaciones que la urbanización entrega a los

residentes no contemplan la presencia o instalación de tumbado falso

en el interior de sus ambientes debido a que se presume que el sistema

constructivo empleado amortigua las cargas térmicas procedentes del

ambiente exterior.

Está claro que en el mencionado sistema constructivo tanto las

particiones (paredes interiores, losas de entrepiso) como las envolventes

(paredes exteriores, losas de cubierta) y demás elementos de

superestructura (escaleras), todos han sido diseñados con paneles de

EPS revestidos por delgadas capas de hormigón armado con mallas

electrosoldadas; no obstante, a pesar de que el núcleo EPS le confiere

aislación térmica a dichos elementos, la desfavorable sensación térmica

vivida en los espacios habitables delata la presencia de puentes

térmicos entre las superficies interior y exterior de las envolventes que

aceleran la conducción de cargas térmicas en los momentos menos

oportunos del día.

6

UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO

El contexto del problema mencionado es la Urbanización San Antonio

está considerada dentro del cantón Daule y es parte de los tantos

programas de viviendas que se han desarrollado en la última década

en áreas que eran destinadas al sembrío de arroz de vías

intercantonales.

Ilustración 1Vista satelital de la Urbanización San Antonio (Daule – Guayas)3.

La Urbanización San Antonio se encuentra limitada por el Norte con un

área reservada para una futura urbanización, por el Sur con la Urb. La

Delicia, por el Este con un brazo del estero Batán y por el Oeste por la

Vía a Samborondón (ver Ilustración1). Proyectada a ser compuesta por

3 etapas, todas con edificaciones residenciales construidas en serie a

partir de sistemas de EPS y hormigón armado, como características de

su infraestructura se aprecia el uso del adoquín y, en su mayor

porcentaje, el asfalto en las vías vehiculares; aceras de hormigón simple

y escasa presencia de vegetación o áreas verdes cerca de las

residencias, motivo por el cual las proyecciones de sombras sobre las

viviendas prácticamente son inexistentes, al igual que las corrientes de

3Imagen tomada de la herramienta Google Maps https://www.google.com.ec/maps/

N

7

aire que pueden producirse entre estas edificaciones fabricadas en

serie.

Al existir en esta Urbanización edificaciones de similares condiciones

constructivas y habitabilidad, puede inferirse que sus respuestas térmicas

también serán similares, por tanto, se ha tomado como objeto de

estudio representativo a un dormitorio de una de las residencias que se

ve afectado por las circunstancias mencionadas, es decir por ausencia

de ventilación natural, elementos de proyección de sombras para

amortiguar el impacto de la radiación solar directa y por la

configuración propia del espacio en sí y su contacto directo con la

envolvente térmica.

SITUACIÓN CONFLICTO

En las edificaciones del contexto mencionado construidas con sistemas

de hormigón y EPS se vuelve necesario poner a funcionar el equipo de

climatización artificial para cualquier tipo de actividad realizada por el

usuario que, en consecuencia, incrementa el consumo eléctrico. Al

promediar las temperaturas máximas diarias reportadas por la estación

meteorológica Simón Bolívar de Guayaquil4, en las que se obtiene

valores de 30 a 32°C5 para los últimos 5 años y de humedades relativas

entre el 65 y 71%; lo que, según la tabla para calcular sensación térmica

por efecto del calor y la humedad6 (ver en anexos situación conflicto

tabla 11), se traduce en la percepción de una temperatura de 42ºC.

4Estación meteorológica: 842030 (SEGU). Latitud: -2.15 |Longitud: -79.88 |Altitud: 4 5Datos obtenidos de los últimos 5 años: 2011, 2012, 2013, 2014 y 2015.

http://www.tutiempo.net/clima/Guayaquil_Simon_Bolivar/842030.htm 6Tabla para calcular sensación térmica por efecto del calor y la

humedadhttp://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/climatologia-aplicada-a-la-

ingenieria-y-medioambiente/contenidos/tema-13/Tabla-para-calcular-sensacion-

termica-por-efecto-del-calor-y-la-humedad.pdf

8

CAUSA DEL PROBLEMA.

Al definir el contexto y entorno en el que se desarrolla el problema, se

destacó que el objeto en estudio es parte de una edificación

compuesta por un sistema mixto, de hormigón, EPS y acero. Cada capa

de material posee sus propios espesores y secciones (acero), los mismos

que indicen en el comportamiento térmico interior.

Es de esperar que la presencia del EPS como material constitutivo de la

envolvente sirva de aislamiento térmico; sin embargo, las elevadas

temperaturas en los espacios interiores en contacto con la envolvente

se deben probablemente a la transmisión de cargas térmicas a través

de los elementos metálicos de sujeción entre el hormigón y EPS y a la

poca resistencia térmica que ofrece el delgado espesor de las capas

de hormigón. El problema claramente radica en la presencia de

puentes térmicos en las envolventes y en la resistencia térmica de sus

componentes.

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA.

La ganancia térmica en el interior del espacio habitable (dormitorio) es

producto de los factores mencionados (espesores y puentes térmicos),

que conlleva a la búsqueda de soluciones para reducirla; y que

generalmente se traduce en uso de energía eléctrica, que deriva en la

afectación monetaria del usuario.

En la presente investigación se pretende confirmar las condiciones de

confort higro-térmico reales a las que se encuentran sometidos los

espacios habitables contiguos a envolventes construidas con sistemas

de hormigón y EPS.

9

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

¿CÓMO SE PUEDE MEJORAR EL CONFORT HIGRO-TÉRMICO DE LOS

ESPACIOS INTERIORES HABITABLES CONTIGUOS A UNA ENVOLVENTE

CONSTITUIDA POR EPS Y HORMIGÓN ARMADO DE UNA EDIFICACIÓN

QUE NO CONTEMPLÓ LA RUPTURA DE PUENTES TÉRMICOS EN SU

CONSTRUCCIÓN?

EVALUACIÓN DEL PROBLEMA.

1. Delimitado: la delimitación del problema está claramente

establecido en función de las condicionantes contextuales y las

áreas de afectación (refiriéndose a lo confortable y económico)

del estudio a realizar en una zona residencial.

2. Factible: porque los episodios de disconfort higro-térmico están

presentes en todas las edificaciones en las que no se ha tenido

cuidado en la ruptura de puentes térmicos y deben ser resueltos.

3. Variables: las variables, en el problema (más adelante se detallan

cuales son), se pueden identificar con claridad.

4. Productos esperados: se espera que la propuesta para la solución

del problema se vuelva una alternativa de gran utilidad por el

material que se emplea, debido a que es un recurso de fácil

adquisición y rentable para la economía del usuario.

5. Evidente: el problema en sí y sus variables denotan sus

características de ser fácilmente detectables y observables, es

decir medibles.

6. Concreto: la redacción de la identificación del problema, sus

causas, delimitación y formulación, se ha realizado de manera

concreta directa y concisa.

10

HIPÓTESIS

ES POSIBLE DISMINUIR, A BAJO COSTO, LA TEMPERATURA INTERIOR DE LOS

AMBIENTES ARQUITECTÓNICOS QUE SE ENCUENTRAN EN CONTACTO

TÉRMICO CON LA CUBIERTA AL SOMETER A PRUEBA UN SISTEMA

PRELIMINAR DE TUMBADO FALSO BASADO EN CARTÓN CORRUGADO

REUTILIZADO.

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN.

Objetivo General.

DETERMINAR EL GRADO DECONFORT HIGRO-TÉRMICODEL OBJETO DE

ESTUDIO DESIGNADO EN SUS CONDICIONES ARQUITECTÓNICAS DE

AUSENCIA Y PRESENCIA DE TUMBADO FALSO.

Objetivos Específicos.

Analizar factores meteorológicos y propiedades físicas de la

edificación que configuran el comportamiento térmico de los

ambientes interiores.

Determinar las diferencias de temperatura y humedad entre el

interior y exterior de la vivienda en el transcurso del día bajo las

condiciones originales de construcción.

Determinar las diferencias de temperatura y humedad entre el

interior y exterior de la vivienda en el transcurso del día después

de instalar el tumbado falso de cartón corrugado.

Proponer un sistema de instalación fácil y rápida de la estructura y

el tumbado, con materiales de baja conductividad térmica.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN.

Este trabajo es de interés para la Universidad de Guayaquil, puesto que

está enmarcado dentro del dominio de conocimiento de "Ciencias

11

del Hábitat" en las áreas específicas de "Sistemas Constructivos", campo

al que se aportará con datos técnicos que serán obtenidos a partir de

lecturas tomadas en sitio, simuladas en software y comprobadas con

fórmulas. Además la temática guarda una estrecha relación con las

políticas del PNBV7 en materia de soluciones para el confort para

usuarios de recintos habitacionales y disminución del uso de energía

eléctrica, lo que redunda en una eficiencia energética de edificaciones

y por ende en el factor monetario de los propietarios al disminuir costos

en las planillas.

UTILIDAD PRÁCTICA DE LA INVESTIGACIÓN.

En la actualidad los estudios de nuevos sistemas constructivos realizan

ensayos estructurales de resistencias, montajes, etc., pero no siempre

contemplan pruebas confiables de eficiencia térmica; en el caso de las

viviendas de producción en serie, dichas consideraciones son escasas y

hasta se suele exagerar las bondades.

Someter a ensayo térmico a un sistema preliminar de tumbado

compuesto por materiales que se encuentren al alcance de todo el

mundo es iniciar un proceso de posibilidades para futuros estudios de

soluciones a bajo costo para mejorar las condiciones higro-térmicas de

ambientes arquitectónicos interiores.

¿CUÁLES SERÁN LOS BENEFICIOS?

Al lograr cumplir los objetivos planteados en el tema de investigación, el

aporte principal repercute en la economía de los usuarios al disminuir los

consumos de energía eléctrica como resultado del uso del tumbado

que garantizaría un grado de confort adecuado en el interior de un

ambiente y por el tipo de material al que se recurre.

7Acrónimo de Plan Nacional del Buen Vivir

12

También deja abierta la posibilidad de que en un futuro se puedan

realizar más estudios sobre eficiencia energética de edificaciones, para

abrir otros campos de estudio o simplemente profundizar acerca del

tema.

13

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO.

MARCO TEÓRICO

MARCO TEÓRICO

14

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO.

A nivel mundial la tendencia es la construcción de viviendas en serie por

sus ventajas en rapidez de ejecución y reducción de costos. Como se

mencionó con anterioridad, el crecimiento poblacional de la ciudad de

Guayaquil se ha desarrollado en sus alrededores o sectores fuera de la

ciudad en sí, donde existe una gran cantidad de oferta de viviendas en

urbanizaciones, dependiendo de la ubicación están destinadas a

niveles socioeconómicos medio y alto, como por ejemplo “la parroquia

urbana satélite La Aurora, del cantón Daule, vecina de La Puntilla, es

uno de los polos de crecimiento urbano con más potencial en el Gran

Guayaquil, pues acoge a unas 100 mil personas de clase media y media

alta, que llegaron desde Guayaquil en busca de casas en conjuntos

residenciales privados, con seguridad y otras comodidades” (Sector en

crecimiento. (6 de junio, 2013). El Universo. Recuperado de

http://www.eluniverso.com/noticias/2013/06/06/nota/995991/sector-

crecimiento).

Independiente de la población a servir el sistema constructivo que

predomina es el tradicional de hormigón y mampostería de bloque de

hormigón; en segundo lugar el sistema EPS con mortero y malla

electrosoldada.

El nivel socioeconómico solo impacta a la vivienda en materiales de

acabados y tipos de cubierta, pudiendo ser planchas metálicas, tejas,

losas de hormigón, entre otros. Con lo explicado anteriormente se

concluye que la elección de materiales de construcción está ligado a la

población a servir y no a las cualidades térmicas de los mismos.

El poliuretano proyectado es utilizado en el mercado como aislante

térmico y acústico, con mayor aplicación en el sector industrial. No

15

existe variedad de oferta y demanda de este tipo de materiales para el

sector residencial.

Autores como Gutiérrez y González8, realizaron un estudio de materiales

naturales y reciclados con el objetivo de poder ser utilizados como

aislantes térmicos en la zona fría de la Patagonia Andina, en función de

su conductividad térmica. En dicho estudio se incluyó el análisis del

cartón corrugado, como material de reciclaje, el mismo que arrojó

como resultado su baja conductividad (0.065 W/m.K) y, por ende, su

capacidad para ser utilizado como aislante térmico.

Este trabajo investigativo parte de la hipótesis del uso del cartón

corrugado como aislante térmico, al ser parte de un tumbado

implementado contiguo a la envolvente térmica, para mejorar las

condiciones de confort higro-térmico dentro de una habitación. Con las

lecturas registradas, en la fase de experimentación, se pretende tener

un indicador de la cantidad de energía aislada y ahorrada entre el

tumbado y la cubierta, bajo condiciones específicas, al utilizar las

fórmulas sugeridas por Szokolay.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

A continuación se exponen conceptos básicos para la comprensión del

documento.

Temperatura y equilibrio térmico.- El concepto de temperatura se basa

en la sensación de “frio” y “caliente”. Un cuerpo que se siente caliente

tiene mayor temperatura que un cuerpo frio. Para medir la temperatura

de un cuerpo se utilizan escalas. Un elemento común de medición es el

termómetro, cuando es utilizado para medir la temperatura de un

cuerpo, este transfiere energía al termómetro, al calentarse su sistema,

el mercurio se expande y sube por el tubo. Esto ubica al cuerpo medido

8Determinación Experimental de Conductividad Térmica de Materiales Aislantes

Naturales y de Reciclado

http://www.cricyt.edu.ar/asades/modulos/averma/trabajos/2012/2012-t008-a029.pdf

16

y al termómetro en la misma temperatura, estando así en equilibrio

térmico. Cabe señalar que el termómetro en realidad mide su propia

temperatura.

Calor.- cuando existe diferencia de temperatura entre dos cuerpos se

realiza una transferencia de energía, siempre de la más alta a la más

baja.

Conductores y aislantes.- son materiales que permiten o impiden la

transferencia de calor, respectivamente.

Mecanismos de transferencia de calor.- son tres: conducción,

convección y radiación.

Ilustración 2Esquemas de tipos de transferencia de calor

“Hay conducción dentro de un cuerpo o entre dos cuerpos que están

en contacto.

La convección depende del movimiento de una masa de fluido de una

región del espacio a otra. La radiación es transferencia de calor por

radiación electromagnética, como la luz del Sol, sin que tenga que

haber materia en el espacio entre los cuerpos”9.

Conductividad térmica.- es la capacidad de conducción de calor de

los materiales.

Panel de poliestireno y mortero.- el poliestireno es una resina sintética

utilizada para el aislamiento térmico y eléctrico. Por sus cualidades

9 Física Universitaria. Décimo segunda edición. Young, Hugh D. y Roger A. Freedman

17

aislantes y por ser liviano es utilizado en costrucción como alma de

paredes y cubiertas, combinado con malla metalica y revestido con

hormigón.

Cartón corrugado.- Es una estructura formada por dos laminas de papel

(liners) y un papel ondulado (corrugado)en el centro. Es liviano, versátil,

económico y de alta trabajabilidad. Como se indica en los

antecendentes su factor de conductividad térmica es 0.065 W/m.K.

Ilustración 3Tipos de cartón corrugado10

Confort térmico.- es una sensación neutra de la persona respecto a un

ambiente térmico. Según la norma ISO 773011 el confort térmico “es una

condición mental en la que se expresa la satisfacción con el ambiente

térmico”12

En la ilustración 4 se indica los mecanismos de transferencia de calor en

una vivienda. Donde la primera transferencia es por radiación

proveniente del sol, posteriormente atraviesa la envolvente térmica

mediante conducción por sus capas componentes, finalmente la

radiación de la cara interna de la envolvente transfiere energía al

interior del cuarto mediante convección.

10http://ventasdispersa.wix.com/cajas-y-corrugados#!stockists/cfvg

11 Acrónimo de International Standarization Organization 12 Norma ISO 7730

http://ventasdispersa.wix.com/cajas-y-corrugados#!stockists/cfvg

18

Ilustración 4Esquema de transferencia de calor al ambiente arquitectónico13

Mediante el uso de un tumbado con un factor de conductividad

térmica bajo como el cartón corrugado, se espera reducir la

transferencia de calor hacia el interior de una vivienda y proporcionar

confort térmico a los habitantes de la misma (ver ilustración 5).

Ilustración 5 Esquema de transferencia de calor al ambiente arquitectónico con incidencia del

tumbado de cartón corrugado14

13 Elaboración propia 14 Elaboración propia

19

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

La Constitución de la República del Ecuador defiende el derecho de un

hábitat saludable, sin hacer diferenciación alguna de la situación social

y económica. Además, el PNBV lo reitera con la igualdad en el acceso

a medios materiales para la satisfacción del ser humano.

“Las personas tienen derecho a un hábitat seguro y saludable, y a una

vivienda adecuada y digna, con independencia de su situación social y

económica”15

“La justicia social y económica como base del ejercicio de las libertades

en una sociedad justa, todas y cada una de las personas gozan del

mismo acceso a los medios materiales, sociales y culturales necesarios

para llevar una vida satisfactoria. La salud, la educación y el trabajo son

las bases primordiales de la justicia social. Con dichos medios, todos los

hombres y mujeres podrán realizarse como seres humanos y

reconocerse como iguales en sus relaciones sociales”16

Como aporte a la necesidad de una vivienda confortable, en la

presente investigación, se desarrolla la propuesta de un tumbado falso

económico que colabore con la disminución de la ganancia térmica en

el interior de un espacio habitable.

VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN

El objetivo general de la investigación es determinar, según la hipótesis

planteada, el ahorro económico que vendría dado por el uso del

tumbado de cartón corrugado y su eficiencia en términos de confort

higro-térmico en el espacio seleccionado como objeto de estudio.

15Constitución de la República del Ecuador. Sección Sexta, Hábitat y Vivienda, Art.

30.http://www.asambleanacional.gov.ec/documentos/constitucion_de_bolsillo.pdf 16Plan Nacional Para el Buen Vivir 2013 – 2017, Tomo I. Principios y Orientaciones,

Sociedad radicalmente justa.

http://www.ministeriointerior.gob.ec/wp-

content/uploads/downloads/2014/03/PLAN_NACIONAL-PARA-EL-BUEN-VIVIR-

2009_2013.pdf

20

Dentro de los mismos enunciados, tanto del objetivo general como la

hipótesis, se deja establecida la condición principal para poder llevar a

cabo una propuesta en función de dos variables totalmente definidas e

identificadas. Esta condición señala que el ambiente o espacio

arquitectónico se debe encontrar en contacto directo con la

envolvente térmica, que en este caso es la losa de cubierta en mayor

medida; es decir, que no exista ningún otro tipo de elemento,

inicialmente, para poder elaborar la propuesta.

Bajo esta circunstancia, se señala que existe un variable dependiente y

una variable independiente, las mismas que serán identificadas por

medio de una simbología alfanumérica.

Para la variable independiente se empleará la letra “X” y para la

variable dependiente la letra “Y”. De este modo, quedan establecidas

de la siguiente manera:

X: Eficiencia del tumbado de cartón corrugado.

Y: Grado de Confort Higro-térmico.

Luego de definir la naturaleza de cada variable, se entiende que “Y” se

encuentra en función de “X”, es decir que “Y” será consecuencia de

valores resultantes en “X”, que son manipulables por el observador. En

términos aritméticos se representa así: Y=ƒ(X).

DEFINICIÓN CONCEPTUAL DE LAS VARIABLES

La variable independiente “X”: Eficiencia del tumbado de cartón

corrugado.

Es la capacidad para cumplir adecuadamente la función de controlar

o regular la sensación de confortabilidad del usuario dentro del

ambiente arquitectónico, del elemento propuesto de material

reciclable y reutilizable, que estará contiguo a la envolvente térmica y

21

que es resultado de la inversión (material y mano de obra) de la

instalación del tumbado y la cantidad de energía amortiguada.

Esta variable, al ser definida como “independiente”, le permite al

observador tener la libertad de poder manipularla.

La variable independiente “Y”: Grado de Confort Higro-térmico.

Como se indicó anteriormente en la introducción de este trabajo, se

entiende por confort higro-térmico aquella sensación de bienestar que

puede percibir un usuario de un espacio al realizar una actividad. Esta

característica viene dada por la temperatura (medición de aire seco) y

la humedad relativa del ambiente.

En este caso se refiere, específicamente, a la confortabilidad a la que

estaría expuesto el usuario en el dormitorio objeto de estudio para esta

investigación.

Se la define como variable dependiente, debido a que está

condicionada a la eficiencia del tumbado de cartón corrugado

instalada, es decir, la variable independiente “X”.

OPERALIZACIÓN DE LAS VARIABLES.

Indicadores para la variable independiente “X”.

La eficiencia del tumbado de cartón corrugado se cumple cuando se

obtienen el gasto realizado para el montaje o instalación del mismo,

con respecto al material y mano de obra requerida, y la energía

amortiguada producto del aislamiento del cartón corrugado. Este

gasto viene dado en términos monetarios, es decir, de ahorro

económico.

22

Dicho esto, se establecen los dos indicadores para esta variable y se los

representa con la misma letra, pero con subíndice numérico que

permite diferenciarlas.

El primer indicador se trata de la “instalación del tumbado de cartón

corrugado”, representado como “X1” y a su vez posee dos auxiliares que

se identificarán de la siguiente manera: “X1a” para el gasto económico

concerniente al material y mano de obra que se empleó; y “X1b” para la

cantidad de energía amortiguada por el aislamiento del material

utilizado, dato que será obtenido por medio del registro de datos con el

Datalogger en [ᵒC] y por medio de conversiones, transformarlo en la

nueva energía requerida por el acondicionador de aire para climatizar

el área y expresarlo en gasto económico realizado. Ambos auxiliares y

por ende el indicador serán medidos por la unidad de Dólar americano

[$].

Indicadores para la variable dependiente “Y”.

La temperatura del aire y la humedad relativa son indicadores

claramente medibles por medio de los instrumentos adecuados, en este

caso con sensores incluidos en un Datalogger. Con respecto al estado

inicial del objeto de estudio, los nuevos registros se verán influenciados,

aunque sea mínimo el resultado, por el tumbado instalado.

De esta manera, la variable dependiente “Y” consta de dos

indicadores, que se simbolizan con el mismo criterio que el utilizado para

la variable independiente, esto es, para el indicador temperatura su

representación será “Y1” y para el indicador humedad relativa será “Y2”.

MARCO CONCEPTUAL

Como marco conceptual para esta investigación, se presenta el

siguiente diagrama (ver Diagrama 1):

23

Diagrama 1Mapa Conceptual del proceso investigativo17

17 Elaboración propia

24

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA

METODOLOGÍA

METODOLOGÍA

25

ESQUEMA GRÁFICO DE LA METODOLOGÍA

Diagrama 2Esquema gráfico de la Metodología

26

MODALIDAD DE LA INVESTIGACIÓN.

Por el proceso adoptado para la presente investigación,

principalmente en la recolección de datos de carácter empírico, se

declara que la modalidad de la misma es De Campo, puesto que en su

mayor porcentaje la información proviene de las observaciones

realizadas en el sitio y, otro menor, de investigación teórica acerca del

tema.

TIPO DE INVESTIGACIÓN.

Se puede establecer que por el tipo, la investigación viene dada de dos

maneras:

Por el lugar.

Se refiere al sitio en el que se desarrolla la mayor parte de la

investigación o se producen los acontecimientos, que en este

caso es De Campo, dado que la recolección de la información y

la posterior propuesta (experimental), se las realiza en el dormitorio

objeto del estudio.

Por la factibilidad.

Luego de pasar por la etapa de recolección de información y

obtener conclusiones en función de los datos adquiridos, se

genera una propuesta práctica que permita solucionar el

problema detectado y que resulte factible de realizar.

POBLACIÓN Y MUESTRA.

Para este trabajo, se considera como población (el universo donde se

realiza la investigación) a la Urbanización San Antonio compuesta de

viviendas tipo (construcción en serie) que poseen como característica

principal el sistema constructivo semi – industrializado conformado por

tres materiales distintos.

27

Bajo esta premisa, todos los individuos de la población pueden ser parte

de la muestra. En este caso, cualquier vivienda, por ser estándar y

cumplir las mismas condiciones que se requieren para el estudio, puede

ser seleccionada y utilizada para el análisis. Este tipo de muestreo se

conoce como muestreo aleatorio simple.

INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

Se ha establecido que el tipo de investigación de este trabajo es De

Campo, por lo tanto la técnica empleada para la recolección de datos

está de acuerdo a esta condición.

La Observación, es la técnica, y como instrumento se hará uso de aquel

que tenga la capacidad de llevar un registro de la información

observada.

El instrumento de medición utilizado fue un Datalogger compuesto por

dos sensores DHT22 (ver anexos instrumentos de recolección de datos

ilustración 11 y 12) encargados de tomar lecturas de temperatura y

humedad relativa, ubicados de forma permanente en la parte interior y

exterior del dormitorio para el registro de datos programado cada hora

y almacenándolos en una tarjeta de memoria. Los sensores tienen una

precisión de +/- 2% (máximo 5%) en caso de la Humedad Relativa (HR) y

+/- 0.5 °C, con respecto a la temperatura.

RECOLECCIÓN DE DATOS.

Luego de haber cumplido con el tiempo de almacenamiento de datos,

posteriormente se introduce la tarjeta de memoria en el ordenador

(computadora) para descargar los respectivos registros de temperatura

y humedad, por medio del software Arduino (propiedad de

Arduino.CC), diseñado para esta función. El formato del archivo

28

descargado es “Text Document” y para poder hacer uso del mismo se

debe cambiar a archivo “Excel”.

En Excel se crea una base de datos ordenada en una tabla compuesta

por las horas de los registros, las temperaturas (interior y exterior) y la

humedad relativa (interior y exterior).

Con la finalidad de confirmar los datos registrados, se los comparará

con los de una base de datos confiable, que en este caso serán

obtenidos de la página de tutiempo.net, la misma que obtiene datos de

la estación meteorológica: 842030 (SEGU) del aeropuerto Simón Bolívar

en Guayaquil. La comparación se la realizará por día y según las horas

de los registros. Las lecturas de la página de apoyo vienen dados por

hora exacta.

Con la referencia mencionada en el párrafo anterior y al considerar que

existe un desfase de segundos al registrar la siguiente lectura luego de

una hora, se procede a interpolar los datos para efectos de una

comparación adecuada con los mismos datos, con la obtención de un

punto en función de dos conocidos, por medio de la fórmula: Yx= Yo +

[(X-Xo)/(X1-Xo)] (Y1-Yo). El punto que se desea saber es la temperatura

(Yx) en una hora fija (X), en función de una hora inicial (X1) y una final

(Xo), también llamados límite inferior y superior, respectivamente; y en

función de temperaturas inicial (Y1) y final (Yo). El mismo proceso se

realiza para la obtención de la humedad relativa.

Luego de tener los puntos requeridos, datos de temperatura y humedad

relativa a una hora específica del día, se los ordena en un nuevo

cuadro que será el contrastado con otro que posea los datos de

tutiempo.net.

A continuación, mediante el uso de las herramientas propias de Excel,

se generan los gráficos que contienen los datos de las tablas creadas:

Horas – Eje Horizontal Primario.

29

Temperatura – Eje Vertical Primario.

Humedad – Eje Vertical Secundario.

Las curvas que aparecen en la gráfica son:

Temperatura Exterior (Datalogger).

Temperatura Interior (Datalogger).

Humedad Exterior (Datalogger).

Humedad Interior (Datalogger).

Temperatura Tutiempo.net

Humedad Tutiempo.net

Las curvas obtenidas permiten visualizar la evolución y diferencias entre

la temperatura y humedad exterior con la temperatura y humedad en

el interior del objeto de estudio.

Este proceso se realiza con cada uno de los días de muestra (ver anexos

recolección de datos tablas 12 al 26 y gráficos 6 al 20) (11 al 25 de

septiembre del 2015) y finalmente se promedian las lecturas obtenidas

en una última tabla acompañada de su respectivo gráfico. Con este

punto se logran obtener conclusiones en función de las tendencias de

las curvas graficadas de la temperatura y humedad interior.

ANÁLISIS DE RESULTADOS OBTENIDOS.

Luego de haber obtenido las lecturas que corresponden a 15 días, sin

interrupción, del mes de septiembre del 2015 (del 11 al 25) y generado

sus respectivos gráficos diarios y promedio, se deduce lo siguiente:

Ver en anexo resultados obtenidos tabla 27datos que corresponden al

gráfico 1.

30

Gráfico 1Resultadas de datos de campo del dormitorio en condiciones iniciales18

Evidentemente existen diferencias de temperaturas entre el interior y

exterior del área en estudio, pero las mismas no alcanzan a generar el

grado de confort necesario. La temperatura más baja en el interior se

encuentra por el rango de los 28°C y la más alta bordea los 30°C,

mientras que en el exterior varía entre los 24°C y los 33°C.

Entre las 08H00 y las 19H00, la tendencia es el aumento de la

temperatura, mientras que pasadas las 19H00 hasta las 08H00 del

siguiente día, disminuye; sin embargo esta disminución no es percibida

del todo ya que aún se considera una temperatura alta o fuera del

grado de confort ideal. Paralelamente en el exterior, el aumento de

temperatura empieza, aproximadamente, a las 07H00 hasta las 16H00,

donde empieza la curva descendente hasta el siguiente día.

Con respecto a la Humedad Relativa (HR), en el interior oscila entre el 55

y 60%, mientras que en el exterior, este indicador fluctúa entre el 56 y


31

92%. El horario de aumento de HR interior, aproximadamente, empieza a

las 00H00 hasta las 10H00, en donde empieza su curva de descenso

hasta las 17H00 y se mantiene algo constante hasta las 00H00.

Los datos obtenidos han permitido confirmar que existe un problema de

orden higro-térmico e identificar cual es el indicador de mayor

afectación. En este caso la sensación de malestar que percibe el

usuario viene dado por la temperatura (28 y 30°C), considerando que la

HR se mantiene dentro de los parámetros ideales (30 y 60%).

A continuación se muestra, en la Ilustración 6, las condiciones

ambientales medidas en el objeto de estudio y su relación con la zona

de confort en un Diagrama Psicrométrico que está elaborado en base a

las normas ASHRAE 55 - 201319, que establece “condiciones de

aceptabilidad térmica ambiental. Pretende usarse en el diseño,

comisión y prueba de edificios, otros espacios habitados y sistemas de

HVAC y para la evaluación de ambientes térmicos”20

Se han señalado los factores ingresados producto de la investigación

(recuadro de borde rojo) y, en base a estos, indica (mediante la

representación del punto rojo) que las condiciones microclimáticas del

espacio no se encuentran dentro de la zona de confort (área

sombreada de color gris).

19 Acrónimo de Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y

Aire Acondicionado (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning

Engineers) 20Estándar 55-2013, Condiciones de Ambiente Térmico para Ocupación

Humanahttps://www.ashrae.org/resources--publications/bookstore/spanish-

publications-spanish

32

Ilustración 6Diagrama Psicrométrico según ASHRAE 55-201321

MARCO ADMINISTRATIVO.

Como marco administrativo de esta investigación se entiende el

conjunto de factores y/o actividades destinadas a la correcta

ejecución del trabajo en términos organizativos, temporales y

financieros. Para una mejor ilustración del mismo, se ha dividido en:

Cronograma y Presupuesto.

CRONOGRAMA.

En el Diagrama 222, se establece, en función de las actividades a

desarrollar, un tiempo acorde a las mismas para la ejecución del trabajo

de investigación. Las actividades se las ha clasificado en 5 grupos:

1. Preliminares.

21CBE Thermal Confort Tool (Herramienta de Confort

Térmico)http://comfort.cbe.berkeley.edu/ 22 Elaboración propia

33

2. Diseño de la Investigación.

3. Área de la Investigación.

4. Conclusión y Recomendaciones.

5. Entrega de Tesis.

Diagrama 3 Cronograma de actividades del proceso investigativo23.

Se estima que el trabajo se lo puede realizar, bajos condiciones

favorables de tiempo, en 16 semanas; esto es, el observador se dedica

únicamente a las actividades concernientes a la investigación en el

tiempo establecido.

Se ha destacado que el presente trabajo investigativo es de índole o

naturaleza experimental y se lo puede apreciar en el tiempo que

abarca tanto la recolección de datos inicial, como la propuesta de

23Elaboración propia

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16

1 PRELIMINARES

1.1 Definición del Objeto de estudio

1.2 Planteamiento del Problema

1.3 Identificación del Problema

2 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

2.1 Formulación de Objetivos

2.2 Formulación de Hipótesis

2.3 Marco Teórico

2.4 Definición de Metodología

3 ÁREA DE INVESTIGACIÓN

3.1 RECOLECCIÓN DE DATOS

3.1.1Registro de lecturas en condiciones iniciales

del espacio

3.1.2 Estudio de terminología apropiada

3.1.3 Búsqueda de bibliografía

3.1.4Análisis y conclusión de registro de datos

iniciales

3.2 PROPUESTA

3.2.1Suministro e instalación de materiales de

tumbado

3.2.2 Registro de lecturas con tumbado instalado

3.2.3 Procesamiento de datos obtenidos

4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5 ENTREGA DE TESIS

5.3 Entrega de documuento

SIMBOLOGÍA

CAPÍTULOS

SUBCAPÍTULOS

ACTIVIDADES

CUARTO MES

TIEMPOPRIMER MES SEGUNDO MES TERCER MESACTIVIDADES

34

solución al problema identificado, al ser casi el 60% de la duración total

del trabajo.

PRESUPUESTO.

Para la elaboración del trabajo y tiempo invertido se contó con el

recurso monetario que, para efectos de contar con una idea más clara

del gasto, se desglosó en 2 cuadros: Ingresos y Egresos (ver ilustración 7).

Ilustración 7Descripción de Ingresos y Egresos24

Cabe recalcar que el presupuesto es referencial y al mismo tiempo se

destaca que los Egresos corresponden más a gastos complementarios

que a los gastos directos del trabajo como los instrumentos de medición

y los materiales empleados para la instalación del tumbado de cartón

corrugado.


DESCRIPCIÓN CANTIDAD

Suministros de oficina (impresiones) $70.00

Servicio de Internet $120.00

Transporte $90.00

Refrigerio $50.00

Materiales de trabajo (tumbado) $20.00

Instrumentos de medición (Datalogger) $150.00

Empastado, anillado de tesis de grado $250.00

To. Egresos $750.00

INGRESOS

EGRESOS

DESCRIPCIÓN

Financiamiento propio

35

Con respecto a estos valores, aún se mantiene uno de los objetivos de la

investigación, que es el generar los menores gastos posibles en relación

al suministro e instalación del tumbado propuesto.

36

CAPÍTULO IV: PROPUESTA

PROPUESTA

PROPUESTA

37

Luego de la descripción del problema, definir las causas del mismo,

identificar sus variables y obtener conclusiones en base a los datos

obtenidos en el dormitorio en condiciones iniciales, que confirmaron las

condiciones desfavorables de confort higro-térmico, en este capítulo se

plantea la propuesta técnica que, formal y funcionalmente, pretende

contrarrestar el problema expuesto en el capítulo I.

OBJETIVOS DE LA PROPUESTA.

La implementación del tumbado de cartón corrugado, identificado

como la variable independiente y que puede manipularse según la

conveniencia del observador, tiene como objetivos:

Estudiar la respuesta térmica de un cielo raso preliminar

construido a partir de cartón corrugado como material reutilizado

de fácil adquisición en espacios arquitectónicos contiguos a la

envolvente.

Implementar un sistema de fácil montaje para esta clase de

tumbado falso y que a su vez no utilice materiales de alta

conductividad térmica.

Evaluar el consumo de energía eléctrica luego de haber instalado

el tumbado de cartón corrugado.

JUSTIFICACIÓN.

La propuesta, lejos de ser todavía una solución definitiva, es el inicio de

estudios de respuesta térmica del cartón corrugado como material

constitutivo de cielos rasos para ambientes sujetos a ganancia térmica a

través de sus envolventes; las posibilidades de explotar de esta forma el

material hasta ahora son positivas, pero este estudio no incluye pruebas

de resistencia contra ignición y de humedad. Entonces, como una

necesidad de carácter social, se toma en cuenta criterios de fácil

38

montaje y de auto-construcción para su eventual implementación en

edificaciones que responden al estrato socio-económico.

Un ambiente que haya mejorado su confortabilidad microclimática en

base al uso del elemento propuesto, demanda un menor uso en la

capacidad de sistemas de climatización artificiales, consecuentemente

se reduce la cantidad de energía eléctrica empleada y convierte a la

vivienda en una edificación eficiente energéticamente.

FACTIBILIDAD DE LA PROPUESTA.

La factibilidad de la propuesta está determinada, en este caso, por los

recursos que tiene el usuario a la mano para poder llevar a cabo la

instalación del tumbado de cartón corrugado; es decir, el acceso al

material utilizado y la mano de obra requerida.

Este factor también está sujeto a los resultados obtenidos luego del

registro de datos y los cálculos respectivos acerca del ahorro de energía

eléctrica, que se desarrollará más adelante.

DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA.

Generalidades

El objetivo principal de este trabajo consiste en utilizar los recursos que

frecuentemente se tiene a la mano como solución a un problema

detectado. En este caso, y como se ha propuesto, luego de identificar y

confirmar dicho problema, se emplea cartón corrugado como material

principal en la elaboración de un tumbado que tiene como propósito el

disminuir la temperatura en el área de estudio.

El principal elemento de la envolvente térmica en este caso es la

cubierta de 20 cm de espesor, compuesta por una capa de compresión

de hormigón de 5 cm con malla electrosoldada en la cara superior

39

(exterior), un panel de EPS de 12 cm de espesor luego de la capa de

compresión y una capa de mortero de 3 cm con malla electrosoldada

(interior del ambiente arquitectónico) . La cubierta por estar expuesta

de manera directa al exterior, almacena la energía térmica que

proviene de la radiación solar y posteriormente la transfiere al interior a

través de ella. Es por esta razón que, como restricción fundamental, en

cuanto a uso de materiales en los elementos de sujeción y estructura, se

van a emplear a aquellos que no sean conductores térmicos o en su

defecto que posean baja conductividad térmica. La energía transferida

debe quedar aislada entre la envolvente y el elemento propuesto, ese

es el objetivo.

El tumbado instalado está conformado por cartón corrugado de tipo

sencillo (ver anexos generalidades ilustración 13 y 14), es decir por dos

láminas (liners) como caras exteriores que encierran la flauta (papel

ondulado), con un espesor de 3.5 mm aproximadamente. Las medidas

de la caja de cartón son: 36.5 x 36.5 x 35 cm, ancho, largo y alto,

respectivamente. El área útil del cartón, en este caso, es de 0.73 x 0.72

cm con un espesor aproximado de 7 mm, es decir que se está

empleando la mitad de su área total, si éste es desplegado totalmente.

Se recurre a esta medida para mejorar la rigidez de los formatos finales.

Instalación del tumbado

La estructura del tumbado está configurada principalmente por piolas

que forman una retícula, sujetadas por tornillos de acero de 1½” con sus

respectivos tacos fischer en sus extremos y que se encuentran

distribuidos en el perímetro del área. Para un correcto trabajo de las

piolas, éstas se deben encontrar tensadas en su mayor medida posible y

como elementos complementarios de apoyos se instalaron cáncamos

de acero de 1½” en la losa de cubierta con la finalidad de

proporcionar mayor soporte a las piolas de la retícula (ver Ilustración 8 y

9).

40

Ilustración 8 Estructura de Tumbado (vista en planta)25.

Ilustración 9 Estructura de tumbado (sección)26.

25Elaboración propia 26Elaboración propia

41

Como herramientas se utilizó un taladro TP-513/2 de 600W de potencia y

½” de diámetro, de marca Tekno, un martillo de ½ kilo, estilete y tijeras.

Al ser un material reutilizado y el proceso de instalación un tanto

empírico, se aprecian las irregularidades producto de esto, por

consiguiente, se procedió a realizar un trabajo de “sellado” con el

mismo material; es decir que se redujo en el mayor porcentaje posible

los vacíos entre cámara de aire (losa – tumbado) y espacio habitable

(tumbado – dormitorio).

Ver proceso de instalación en anexos instalación de tumbado ilustración

17a 26.

Registro de datos con el tumbado instalado.

Posterior a la instalación del tumbado se procede a tomar lecturas de

temperaturas y humedades en el exterior e interior del ambiente, como

se lo realizó en la fase de “Recolección de la información”. Adicional a

esto, se tomaron lecturas con el tercer sensor entre el tumbado de

cartón corrugado y la losa de cubierta (ver Ilustración 8), con el objetivo

de obtener valores que sirvan de indicadores del amortiguamiento

térmico generado por este material instalado.

El instrumento de medición utilizado fue el mismo Datalogger al cual se

le añadió el tercer sensor mencionado, de las mismas características

que los otros dos.

42

Ilustración 10 Ubicación de sensores con respecto al objeto de estudio27

Los datos registrados en esta fase de propuesta corresponden al mes de

abril, siete días seguidos sin interrupción, desde el 26 de abril al 02 de

mayo (ver anexos registro de datos con tumbado instalado tabla 28 – 34

y gráficos 21 – 27).

Cálculo de Tasa de Flujo de Calor [Q].

La tasa de flujo de calor [Q] nos permite cuantificar la energía térmica

que atraviesa la envolvente térmica hacia el interior del espacio

habitable o viceversa.

Para este caso particular, se va a considerar el cálculo mencionado y

luego otro con la incidencia del tumbado de cartón corrugado

instalado, con la finalidad de obtener, por medio de diferencias, la

cantidad de energía térmica amortiguada.


43

La fórmula a utilizar para hallar Q es:

Q= A.U. ∆T (Fórmula 1)

Donde;

“A” es el área de la envolvente térmica que interviene en la

transferencia de energía y que está conformada por la losa de cubierta

(en mayor porcentaje) y por dos paredes que separan el espacio del

exterior. La unidad es en m^2 (metros cuadrados).

“U” se refiere a la transmitancia de la envolvente que es resultado de

valores como el espesor de los materiales intervinientes y sus

coeficientes de conductividad. También conocido como Valor U, se

trabaja en unidades W/ (m^2.K) (vatios / metros cuadrados . Kelvin).

“∆T” es la diferencia de temperaturas que existen entre las superficies

opuestas de del elemento que atraviesa el flujo de calor. Se la obtiene

al restar la temperatura del exterior con la temperatura del interior; es

decir ∆T= To – Ti, donde “To” es Temperatura Exterior y “Ti” es

Temperatura Interior. La unidad para esta variable es K (Kelvin).

Finalmente, “Q” es la tasa de flujo de calor que se conduce a través de

un elemento. Su unidad es W (Vatios).

Cabe recalcar que se trabaja con el Sistema Internacional (SI), es por

esta razón que se hace uso de las unidades establecidas.

Luego de definir cada uno de los caracteres intervinientes en la fórmula

y sus respectivas unidades, se procede a realizar el cálculo de “Q” a

través de la envolvente térmica y luego con la incidencia del tumbado

de cartón corrugado, es decir que se obtendrán dos valores de “Q” que

podrán reflejar la cantidad de energía amortiguada luego de comparar

los resultados obtenidos.

Para el primer cálculo, al que se denominará Q1, se procede de la

siguiente manera:

44

1. Se obtiene el valor del área total de la envolvente térmica, esto

es, el área de la cubierta sobre el dormitorio y las paredes que lo

separan del exterior.

Área de cubierta “Ac”. (Ver ilustración 9)

Ac= (3.24 x 3.30) + (0.61 x 0.97)

Ac= 10.692 + 0.592

Ac= 11.284 m^2

Ilustración 11 Vista en Planta del dormitorio objeto de estudio28

Área de paredes “Ap” (pared lateral “Apl” + pared con ventanas

“Apv”). (Ver ilustración 10)

Ap= Apl + Apv

Ap= ((2.92 + 2.55)/2 x 2.86) + ((2.55 x 3.08) – (1.20 x 1.20) – (0.65 x

0.43))

Ap= 9.598 + 6.135

Ap= 15.733 m^2


45

Ilustración 12 Sección del dormitorio objeto de estudio29

Área total de envolvente térmica “At” (área de cubierta “Ac” +

área de paredes “Ap”).

At= Ac + Ap

At= 11.284 + 15.733

At= 27.017 m^2

2. Seguidamente se calcula la resistencia “(Ra-a)” que ofrece cada

capa de material componente de la envolvente térmica que se

encuentra en función de su espesor “e” y su conductividad “λ” y

también de la resistencia de la superficie que está en contacto

con el exterior “Rso” y con el interior “Rsi”.

Resistencia de las paredes “(Ra-a)1”

(Ra-a)1= Rsi + e1/λ1 + e2/λ2 + e3/λ3 + Rso (Fórmula 2)


46

e1/λ1 y e3/λ3 se refieren a las capas de hormigón del interior y

del exterior.

e2/λ2 se refieren al panel de EPS.

Valores de Rso y Rsi (ver anexos cálculo de Tasa de Flujo de

Calor tabla 37)30.

Valores de λ1, λ2 y λ3 (ver anexos cálculo de Tasa de Flujo de

Calor tabla 35 y 36)31.

(Ra-a)1= 0.12 + (0.03/1.4) + (0.06/0.035) + (0.03/1.4) + 0.03

(Ra-a)1= 0.12 + 0.021 + 1.714 + 0.021 + 0.03

(Ra-a)1= 1.906 m^2.K/W

Resistencia de las ventanas “(Ra-a)2”.

(Ra-a)2= Rsi + e4/λ4 + e5/λ5 + Rso

e4/λ4 y e5/λ5 se refieren a las láminas de vidrio.

λ4 y λ5 en este caso tienen el mismo valor, por tratarse de

vidrio ambos.

Valores de λ4 y λ5 (ver anexos cálculo de Tasa de Flujo de

Calor tabla 35 y 36)

(Ra-a)2= 0.12 + (0.006/1.1) + (0.005/1.1) + 0.03

(Ra-a)2= 0.12 + 0.005 + 0.0045 + 0.03

(Ra-a)2= 0.156 m^2.K/W

Resistencia de la cubierta “(Ra-a)3”.

(Ra-a)3= Rsi + e6/λ6 + e7/λ7 + e8/λ8 + Rso

30(Szokolay, 2008) 31(Szokolay, 2008)

47


del exterior.


Valores de λ7 (ver anexos cálculo de Tasa de Flujo de Calor

tabla 36)

(Ra-a)3= 0.02 + (0.05/1.4) + (0.12/0.035) + (0.03/1.4) + 0.14

(Ra-a)3= 0.02 + 0.036 + 3.429 + 0.0214 + 0.14

(Ra-a)3= 3.646 m^2.K/W

3. Luego de tener las resistencias de los materiales que conforman la

envolvente térmica, se procede a sumarlas y con el recíproco de

aquella sumatoria, se obtiene la transmitancia o Valor U de

símbolo “U”.

U = 1/∑ ((Ra-a)1 + (Ra-a)2 + (Ra-a)3) (Fórmula 3)

U = 1/ (1.906 + 0.156 + 3.646)

U = 1/ 5.708

U = 0.175 W/ (m^2.K)

4. Por último, para completar los datos y poder calcular “Q1”, de los

datos resultantes del registro de 7 días, se hace uso de los ∆T

promedio entre temperatura exterior y temperatura tumbado.

Hay que recordar que estos valores están dados por hora, por

consiguiente, se pueden obtener las tasas de flujo de calor por

cada hora (ver tabla 1).

48

Tabla 1 Cálculo de prom ΔT para Q132

Los resultados del cuadro están dados en función del registro del

Datalogger. Se indica la hora de cada promedio de ∆T entre el exterior

y el tumbado (de los 7 días registrados). Adicional a estos datos,

también se hace hincapié en la condición térmica, es decir, en conocer

si se está perdiendo, ganando o se mantiene en equilibrio térmico, en

este caso, el espacio comprendido entre la losa de cubierta y el

tumbado, donde se puede apreciar en qué instantes del día ocurren

estos eventos.

Finalmente los valores que se acogerán para el respectivo cálculo de

Q1, son los indicados en la columna “prom ∆T”. Este dato se convierte en

una variable independiente para este cálculo, puesto que los dos

anteriores (A y U) son valores constantes.


4/26/2016 4/27/2016 4/28/2016 4/29/2016 4/30/2016 5/1/2016 5/2/2016

pérdida -1.61 -2.50 -2.50 -1.20 1.30 -2.50 -1.40 -2.50

pérdida -2.14 -2.30 -2.60 -2.60 -0.70 -2.90 -1.20 -2.70

pérdida -2.06 -3.90 -2.70 -1.10 -0.50 -3.20 -0.10 -2.90

pérdida -3.21 -5.00 -2.70 -4.60 -1.70 -4.00 -1.60 -2.90

pérdida -2.93 -5.00 -2.60 -4.60 -0.60 -3.00 -1.60 -3.10

pérdida -2.97 -2.70 -3.00 -4.70 -1.50 -3.40 -2.90 -2.60

pérdida -3.04 -4.20 -2.80 -5.00 0.20 -3.70 -2.80 -3.00

pérdida -3.19 -3.90 -2.70 -4.80 -1.70 -3.60 -2.70 -2.90

pérdida -2.79 -2.60 -2.10 -4.70 -1.20 -3.30 -3.30 -2.30

pérdida -1.74 -2.70 -0.90 -4.20 0.60 -2.80 -2.40 0.20

pérdida -0.59 -1.10 0.40 -3.50 1.20 -1.80 -1.90 2.60

ganancia 0.10 -1.20 1.10 -2.60 2.20 -0.30 -1.10 2.60

ganancia 1.61 -0.60 1.60 -1.80 4.10 1.00 3.20 3.80

ganancia 2.17 0.00 3.90 -1.30 3.50 1.00 3.50 4.60

ganancia 2.29 -0.20 4.00 -0.60 4.40 1.50 2.20 4.70

ganancia 1.61 -0.60 3.10 0.40 2.00 2.30 0.00 4.10

ganancia 1.10 -0.30 2.30 0.40 0.30 1.70 -0.40 3.70

ganancia 0.64 -1.10 2.50 0.00 -0.90 1.10 -0.40 3.30

pérdida -0.70 -1.60 -3.80 -0.40 -1.30 1.10 -1.00 2.10

pérdida -1.53 -1.70 -4.60 -1.00 -1.30 -0.30 -1.80 0.00

pérdida -2.24 -2.20 -4.50 -1.60 -2.20 -1.20 -2.80 -1.20

pérdida -2.14 -2.60 -1.80 -1.80 -2.50 -1.70 -3.00 -1.60

pérdida -1.07 -2.50 0.20 -2.00 0.20 -2.10 0.80 -2.10

pérdida -1.27 -2.70 -1.40 2.20 -1.20 -2.20 -0.90 -2.70

ΔT = (To-Ti) [K]condición

térmicaprom ΔT

49

5. Se procede a calcular Q1con los datos obtenidos de A, Uy ∆T. A

continuación se presentan las tasas de flujo de calor a través de

la envolvente térmica por hora en el día.

Como se indicó con anterioridad, las

unidades de Q1vienen dadas en

Vatios [W].

El signo negativo (-) es indicador de

pérdida de carga, con respecto al

espacio comprendido entre la losa de

cubierta y el cartón corrugado, tal

como en ∆T que indica la pérdida

existente de energía térmica o se

encuentra cediendo calor.

Hay que recordar que los resultados

de esta tabla corresponden a que se

considera como envolvente térmica a

las paredes exteriores y losa de

cubierta.

Para el siguiente cálculo, en el que se hallará Q2, el proceso es similar y

se considera la incidencia del cartón corrugado como elemento de

aislamiento térmico. El valor que se mantiene, con respecto a lo hallado

anteriormente, es A. La transmitancia U y ∆T, varían.

1. Se obtiene el primer dato que es el área de la envolvente térmica

y aunque ya está presente el tumbado instalado, su área (para el

constantes

A 27.017

U 0.1750.00 -1.61 -7.61

1.00 -2.14 -10.12

2.00 -2.06 -9.74

3.00 -3.21 -15.18

4.00 -2.93 -13.85

5.00 -2.97 -14.04

6.00 -3.04 -14.37

7.00 -3.19 -15.08

8.00 -2.79 -13.19

9.00 -1.74 -8.23

10.00 -0.59 -2.79

11.00 0.10 0.47

12.00 1.61 7.61

13.00 2.17 10.26

14.00 2.29 10.83

15.00 1.61 7.61

16.00 1.10 5.20

17.00 0.64 3.03

18.00 -0.70 -3.31

19.00 -1.53 -7.23

20.00 -2.24 -10.59

21.00 -2.14 -10.12

22.00 -1.07 -5.06

23.00 -1.27 -6.00

prom ΔThora Q1

Tabla 2Cálculo de Q1

50

cálculo) ya está implícita en la que corresponde a la losa de

cubierta, por lo tanto A= 27.017 m^2

2. Se calcula la resistencia de los materiales “(Ra-a)”. La instalación

del tumbado de cartón corrugado no solo considera a este

elemento como parte de la envolvente para el cálculo, sino

también a la cámara de aire contenida entre losa de cubierta y

este plano generado con el material reciclado. Bajo esta premisa,

entonces se tiene:

Resistencia de las paredes (Ra-a)1= 1.906 m^2.K/W

Resistencia de las ventanas (Ra-a)2= 0.156 m^2.K/W

Resistencia de la cubierta “(Ra-a)3”.

(Ra-a)3= Rsi + e6/λ6 + e7/λ7 + e8/λ8 + Rc + e8/λ8 + Rso (Fórmula 4)


del exterior.


Rc se refiere a la cámara de aire33.

e9/λ9 se refieren al cartón corrugado.

Valor de λ9 (ver en Antecedentes),

Valor de Rc (ver anexos Cálculo de Tasa de Flujo de Calor

tabla 37).

(Ra-a)3= 0.02 + (0.05/1.4) + (0.12/0.035) + (0.03/1.4) + 0.22 +

(0.007/0.065) + 0.14

(Ra-a)3= 0.02 + 0.036 + 3.429 + 0.0214 + 0.22 + 0.107 + 0.14

(Ra-a)3= 3.973m^2.K/W

3. Con los resultados de las resistencias, se calcula U.

33(Szokolay, 2008)Pág. 44

51

U = 1/∑ ((Ra-a)1 + (Ra-a)2 + (Ra-a)3)

U = 1/ (1.906 + 0.156 + 3.973)

U = 1/ 6.035

U = 0.166W/ (m^2.K)

4. Para completar los datos necesarios y poder calcular Q2, se

procede a hallar los ∆T prom que son resultado de la diferencia de

temperaturas entre el exterior del dormitorio y el interior del mismo.

Tabla 3 Cálculo de prom ΔT para Q234

Los valores de ∆T por cada día fueron registrados y almacenados por el

Datalogger utilizado. Tal y como se realizó en el cálculo de ∆T prom de

Q1, junto a cada dato se indica la condición térmica (ver tabla 3), es

decir, delata si el espacio interior (dormitorio) cede o gana energía


4/26/2016 4/27/2016 4/28/2016 4/29/2016 4/30/2016 5/1/2016 5/2/2016

pérdida -0.71 -0.59 -2.10 -0.30 1.60 -1.30 -0.30 -2.00

pérdida -1.46 -0.90 -2.30 -1.90 -0.30 -2.00 -0.40 -2.40

pérdida -1.50 -2.79 -2.50 -0.60 -0.40 -2.40 0.60 -2.40

pérdida -2.77 -3.90 -2.70 -4.10 -1.80 -3.20 -0.90 -2.80

pérdida -2.57 -4.20 -2.50 -4.30 -0.50 -2.50 -1.10 -2.90

pérdida -2.81 -2.20 -3.10 -4.50 -1.70 -3.10 -2.40 -2.70

pérdida -2.86 -3.60 -3.00 -4.70 0.10 -3.40 -2.20 -3.20

pérdida -3.14 -3.60 -2.90 -4.80 -1.80 -3.50 -2.40 -3.00

pérdida -3.00 -2.50 -2.70 -4.70 -1.70 -3.50 -3.10 -2.80

pérdida -2.27 -2.90 -1.80 -4.50 -0.80 -3.10 -2.30 -0.50

pérdida -1.37 -2.30 -0.60 -3.90 0.30 -2.70 -2.20 1.80

pérdida -0.89 -1.70 0.00 -3.50 0.70 -1.60 -1.70 1.60

ganancia 0.34 -1.60 0.40 -3.20 2.50 -0.50 1.80 3.00

ganancia 1.14 -1.10 3.10 -2.80 2.80 -0.20 1.90 4.30

ganancia 1.57 -0.80 3.30 -1.90 4.00 0.50 1.20 4.70

ganancia 1.34 -1.10 2.90 -0.70 2.10 1.30 0.10 4.80

ganancia 1.31 -0.70 2.80 -0.50 1.10 1.50 0.00 5.00

ganancia 1.29 -1.00 3.30 -0.30 0.50 1.70 -0.10 4.90

ganancia 0.24 -1.60 -1.80 -0.50 0.40 1.70 -0.60 4.10

pérdida -0.27 -1.20 -2.50 -0.70 0.30 0.60 -1.00 2.60

pérdida -0.83 -1.30 -2.70 -0.80 -0.50 0.00 -1.80 1.30

pérdida -0.76 -1.90 -0.10 -1.10 -0.70 -0.40 -2.10 1.00

ganancia 0.07 -1.90 1.50 -1.50 1.70 -1.00 1.50 0.20

pérdida -0.21 -2.10 -0.30 2.90 0.00 -1.20 -0.20 -0.60

condición

térmicaprom ΔT

ΔT = (To-Ti) [K]

52

térmica. Se manifiesta también por el signo que acompaña la valor,

donde (+) se refiere a ganancia y (-) a pérdida. En caso que el valor sea

“0”, se considera en equilibrio.

5. Con todos los datos que corresponden a la fórmula (A, U y ∆T), se

procede reemplazar y calcular Q2. Cabe indicar que, con

relación a Q1, A se mantiene como un valor constante, pero ∆T se

convierte en una variable dependiente de U, puesto que ésta se

encuentra en función del tumbado que a su vez es independiente

y se puede manipular según conveniencia del observador.

Si bien se ha indicado la naturaleza de

los caracteres de la fórmula

(constantes y variables), luego de

instalarse el tumbado, el valor de U se

considera como constante y al igual

que A, mientras que las temperaturas

son los datos medidos por hora y son

variables.

Q2 corresponde a las cargas térmicas

que han atravesado la envolvente,

donde ya se considera el efecto del

tumbado de cartón corrugado como

factor físico de aislamiento térmico.

0.00 -0.71 -3.18

1.00 -1.46 -6.55

2.00 -1.50 -6.73

3.00 -2.77 -12.42

4.00 -2.57 -11.53

5.00 -2.81 -12.60

6.00 -2.86 -12.83

7.00 -3.14 -14.08

8.00 -3.00 -13.45

9.00 -2.27 -10.18

10.00 -1.37 -6.14

11.00 -0.89 -3.99

12.00 0.34 1.52

13.00 1.14 5.11

14.00 1.57 7.04

15.00 1.34 6.01

16.00 1.31 5.88

17.00 1.29 5.79

18.00 0.24 1.08

19.00 -0.27 -1.21

20.00 -0.83 -3.72

21.00 -0.76 -3.41

22.00 0.07 0.31

23.00 -0.21 -0.94

hora prom ΔT Q2constantes

A 27.017

U 0.166

Tabla 4 Cálculo de Q2

53

Consumo de energía por efecto del tumbado.

A continuación se muestra el gráfico 2 de las curvas generadas por Q1 y

Q2, luego de los cálculos realizados.

Gráfico 2 Curvas de tasa de flujo de calor Q1 y Q235

Las curvas de Q1 y Q2son resultado de los cálculos elaborados y ∆Q es

resultado de Q1 - Q2e indica la cantidad de carga térmica que ha sido

amortiguada.

Para una mejor interpretación de la gráfica, se aprecian áreas

sombreadas entre las curvas Q1 y Q2 (color gris) y entre la curva de ∆Q y

el eje horizontal del tiempo (color rosado). Ambas áreas delatan el

aumento de cargas térmicas en el interior habitable, es decir, el

tumbado de cartón corrugado no surte efecto, en un periodo de

tiempo comprendido entre las 08H00 y 16H00 aproximadamente.


54

Con relación a cada uno de los cálculos por hora (ver tabla 5), lo que

hay que destacar para poder deducirlo con mayor facilidad es que los

resultados con signo (+) indican la carga amortiguada en el plénum y

los que tienen signo (-) son los que consiguen atravesar el tumbado. En

el cuadro se resaltan (color rosado) las cargas entre la losa de cubierta

y tumbado instalado en una hora del día específico.

Tabla 5Eficiencia del tumbado de cartón corrugado36

En la misma tabla 5 se ha calculado ∆Q1 que resulta de la diferencia de

cargas térmicas entre una hora y otra, es decir, dentro de un rango

horario (1 hora). Por ejemplo, el ∆Q1 comprendido en el rango horario

de 0 a 1 (0 – 1) resulta de la diferencia entre ∆Q de las 01H00 y el ∆Q de

las 00H00.


hora Q1 Q2 ΔQ ΔQ1 E (ΔQ1x3600) Rango Costo hora

[h] [W] [W] [W] [W] [J] Horario [$. kW.h]

0.00 -7.61 -3.18 -4.43 -

1.00 -10.12 -6.55 -3.57 0.86 3088.04 0 - 1 8.23E-05

2.00 -9.74 -6.73 -3.01 0.56 2007.47 1 - 2 5.35E-05

3.00 -15.18 -12.42 -2.75 0.26 930.79 2 - 3 2.48E-05

4.00 -13.85 -11.53 -2.33 0.43 1536.73 3 - 4 4.10E-05

5.00 -14.04 -12.60 -1.44 0.89 3194.06 4 - 5 8.52E-05

6.00 -14.37 -12.83 -1.55 -0.11 -384.18 5 - 6 -1.02E-05

7.00 -15.08 -14.08 -1.00 0.55 1967.59 6 - 7 5.25E-05

8.00 -13.19 -13.45 0.26 1.26 4547.93 7 - 8 1.21E-04

9.00 -8.23 -10.18 1.95 1.69 6085.63 8 - 9 1.62E-04

10.00 -2.79 -6.14 3.35 1.40 5042.99 9 - 10 1.34E-04

11.00 0.47 -3.99 4.46 1.11 3994.52 10 - 11 1.07E-04

12.00 7.61 1.52 6.09 1.62 5842.48 11 - 12 1.56E-04

13.00 10.26 5.11 5.15 -0.94 -3384.69 12 - 13 -9.03E-05

14.00 10.83 7.04 3.79 -1.36 -4900.02 13 - 14 -1.31E-04

15.00 7.61 6.01 1.60 -2.18 -7860.65 14 - 15 -2.10E-04

16.00 5.20 5.88 -0.67 -2.28 -8196.20 15 - 16 -2.19E-04

17.00 3.03 5.79 -2.76 -2.09 -7506.62 16 - 17 -2.00E-04

18.00 -3.31 1.08 -4.39 -1.63 -5855.12 17 - 18 -1.56E-04

19.00 -7.23 -1.21 -6.02 -1.64 -5893.06 18 - 19 -1.57E-04

20.00 -10.59 -3.72 -6.87 -0.85 -3043.30 19 - 20 -8.12E-05

21.00 -10.12 -3.41 -6.71 0.16 571.90 20 - 21 1.53E-05

22.00 -5.06 0.31 -5.37 1.34 4811.51 21 - 22 1.28E-04

23.00 -6.00 -0.94 -5.06 0.31 1116.56 22 - 23 2.98E-05

55

Seguidamente las cargas térmicas en [W] se las traducen a Energía [J], y

esto es posible al multiplicar por 3600 (segundos que tiene 1 hora). Hasta

este punto se tiene la Energía ganada o cedida en el plénum por hora.

La unidad de E viene dada en Joules [J], que es igual a vatios por

segundo [W.s]. Se procede a convertir estas unidades en costo por

kilovatio hora [$.kW.h]; así, se tiene:

W.s x 1kW x 1h x $0.096= 2.76E^8 $.kW.h

1000W 3600s

En la columna “Costo hora” se resaltan (color verde) los valores que

representan ahorro en términos monetarios, producto del aislamiento de

la E en el plénum. Al realizar la sumatoria de éstos valores se obtiene un

costo de $0.001de ahorro económico al día, el mismo que si se

multiplica por 30, da como resultado el ahorro económico mensual

(AEM) que se refleja en la planilla de consumo eléctrico. Al realizar esta

operación, se tiene:

AEM= Σ Costo hora x 30

AEM= $0.001 x 30

AEM= $0.03

A continuación se muestra el gráfico 3 correspondiente a estos cálculos

mencionados, que corresponden a la eficiencia del tumbado instalado.

56

Gráfico 3Eficiencia del tumbado de cartón corrugado37

La curva y barras que se encuentran sobre el eje horizontal,

corresponden a los valores positivos, es decir al amortiguamiento que es

consecuencia de la implementación del tumbado de cartón

corrugado. Se acota que para mejor entendimiento por distintos tipos

de escalas, en el eje principal vertical (lado izquierdo del gráfico) se

encuentran los valores correspondientes a E y en el eje secundario

vertical (lado derecho del gráfico) los valores de ΔQ1.

Tendencia: Modelo según Regresión Lineal.

Para poder generar una predicción del comportamiento térmico de la

habitación objeto de estudio con el tumbado de cartón corrugado

como parte de la envolvente térmica, se establece una ecuación

producto de la aproximación de la relación de dependencia entre una

variable dependiente y, en este caso, dos variables independientes, por

medio de la herramienta “Análisis de Datos” del programa de cálculos

Excel, utilizando la “Regresión Lineal”.


57

En esta ocasión la variable dependiente “y’”, y que se busca predecir,

viene dada por prom ΔT' [K] y las independientes por hora [h] “x1” y por

prom HR [%] “x2”.

En otras palabras, la diferencia de temperaturas entre el exterior y el

interior del espacio habitable (prom ΔT') estará condicionada por la

humedad relativa promedio entre el exterior y el interior del mismo

espacio (prom HR) en una hora específica del día (hora).

Tabla 6 Cálculo de prom ΔT’ “y’” 38

Los valores de prom ΔT de la tabla 6 se derivan de la tabla 3.


y x1 x2 y'

pérdida -0.71 0.00 74.43 -1.25

pérdida -1.46 1.00 75.89 -1.62

pérdida -1.50 2.00 77.27 -1.98

pérdida -2.77 3.00 79.27 -2.51

pérdida -2.57 4.00 79.66 -2.58

pérdida -2.81 5.00 79.44 -2.49

pérdida -2.86 6.00 80.86 -2.86

pérdida -3.14 7.00 81.32 -2.95

pérdida -3.00 8.00 80.66 -2.74

pérdida -2.27 9.00 78.76 -2.17

pérdida -1.37 10.00 75.51 -1.23

pérdida -0.89 11.00 73.60 -0.66

ganancia 0.34 12.00 70.05 0.36

ganancia 1.14 13.00 67.10 1.22

ganancia 1.57 14.00 65.71 1.64

ganancia 1.34 15.00 66.12 1.56

ganancia 1.31 16.00 66.47 1.49

ganancia 1.29 17.00 67.21 1.32

ganancia 0.24 18.00 71.64 0.11

pérdida -0.27 19.00 74.04 -0.53

pérdida -0.83 20.00 75.97 -1.04

pérdida -0.76 21.00 75.45 -0.86

pérdida 0.07 22.00 72.96 -0.13

pérdida -0.21 23.00 73.41 -0.23

condición

térmica

prom ΔT

[K]

prom ΔT'

[K]hora (h)

prom HR

(%)

58

Para poder establecer una aproximación de relación de dependencia

de “y’”, ésta tiene como base a “y” y, desde luego los valores de “x1”y

“x2”. De esta manera el programa establece coeficientes por medio de

la regresión lineal que se reemplazan en la ecuación de este modelo

matemático.

Tabla 7 Coeficientes de regresión lineal.

Gráfico 4Curva del modelo predictivo de ΔT’39

En el gráfico 4 se muestra la curva producto de la ecuación ΔT’= b + (x1

x hora) + (x2 x prom HR). Esta curva (modelo), como ya se mencionó,

permite establecer los valores de las diferencias de temperatura entre el

exterior y el interior habitable bajo ciertas condiciones de HR en una

hora específica, así se descarta que el impacto del uso de este material

esté vinculado con los meses del año o una temporada en específico;


coeficientes

b 19.6197382

x1 0.03178721

x2 -0.28032701

59

es decir, que se pueden tener valores de 33 y 27 ᵒC en el mes de marzo,

por citar un ejemplo, y en agosto los rangos pueden ser de 29 y 23 ᵒC,

pero en ambos casos la diferencia de temperatura es de 6 ᵒC.

Comparación de costos: Propuesta – Mercado.

La instalación del tumbado de cartón corrugado demandó un gastó

económico por los materiales utilizados, que se detalla a continuación

(ver tabla 8):

Tabla 8Gasto económico de material utilizado en la instalación del tumbado40

El área total del dormitorio es de 9.39 m^2, es decir que el costo por

metro cuadrado del material, en la instalación del tumbado de cartón

corrugado, es de $0.72/m^2.

Con respecto a la mano de obra demandada, no fue necesario este

requisito, puesto que la instalación fue realizada por mano de obra

propia y que se llevó a cabo en 2 días.

En resumen, el costo del tumbado de cartón corrugado instalado, esto

es con material y mano de obra (M.O), es de $0.72/m^2.

Dentro del mercado los tipos de tumbado que se usan con frecuencia

son los denominados: yeso, fibrocel, fibra natural y gypsum. A

continuación se realizó una comparación de costos con respecto a la

propuesta presentada (ver tabla 9):


MATERIAL U CANTIDADPRECIO

UNITARIO

PRECIO

TOTAL

Cartón corrugado tipo sencillo kg 12.70 0.15$ 1.91$

Piola nilon rollo 1.00 2.50$ 2.50$

Tornillo 1 1/2" (inc. conector) u 18.00 0.08$ 1.44$

Cáncamo 1 1/2" (inc. conector) u 6.00 0.15$ 0.90$

6.75$

GASTO ECONÓMICO MATERIAL

60

Tabla 9 Costos comparativos entre la propuesta y los tipos de tumbado en el mercado41

Los costos presentados en la tabla incluyen material y M.O.

Claramente se evidencia un ahorro considerable entre el tumbado

propuesto y el resto de diferentes tipos.

Como complemento de este apartado, a continuación se muestra un

cuadro comparativo (ver tabla 10) de las conductividades térmicas de

los tipos de tumbado según sus materiales componentes:

Tabla 10Cuadro comparativo de conductividades térmicas42

Si bien se puede apreciar que el cartón corrugado (material de la

propuesta) no es el de menor conductividad, tiene la propiedad de

dotar de un aislamiento considerable según los datos mostrados en la

tabla.

Análisis de resultados obtenidos.

El reporte de los resultados obtenidos y su respectivo análisis, está en

función de las variables identificadas y acogidas en esta investigación.

Con respecto a la eficiencia del tumbado de cartón corrugado

(variable independiente “X”) señala que su indicador instalación del

tumbado de cartón corrugado “X1”, medido por medio de sus auxiliares:

41Elaboración propia 42Elaboración propia

tipo de tumbado yeso fibrocelfibra

mineralgypsum

cartón

corrugado

costo x m^2 7.50$ 12.00$ 14.00$ 17.00$ 0.72$

costo dormitorio 70.43$ 112.68$ 131.46$ 159.63$ 6.75$

COMPARACIÓN PROPUESTA/MERCADO (MATERIAL + M.O)

tipo de tumbado yeso fibrocelfibra

mineralgypsum

cartón

corrugado

ʎ [W/mK] 0.20 0.17 0.035 0.17 0.065

COMPARACIÓN CONDUCTIVIDAD TÉRMICA [W/mK]

PROPUESTA/MERCADO

61

materiales y M.O “X1a” y energía amortiguada “X1b”, arrojó los siguientes

resultados:

Materiales y M.O“X1a”= $6.75

Energía amortiguada “X1b”= $0.03

Diagrama 4 Variable Independiente “X”43

El costo obtenido de “X1a” es menor al que hubiera resultado si se

utilizaba otro tipo de tumbado (ver tabla 9).

El costo obtenido de “X1b” representa un ahorro económico e la planilla

de consumo eléctrico, producto del amortiguamiento térmico

generado por el tumbado de cartón corrugado (ver “Consumo de

energía eléctrica por efecto del tumbado”).

Con respecto al grado de confort térmico (variable dependiente “Y”)

señala que sus indicadores temperatura “Y1” y humedad relativa “Y2”,

arrojaron los siguientes resultados (ver tabla 10):


Auxiliar “X1a” Medición

Variable Independiente "X" Indicador "X1" Materiales y M.O 6.75$

Eficiencia del tumbado de

cartón corrugado

Instalación del tumbado de

cartón corrugado

Auxiliar “X2a” Medición

Energía amortiguada 0.03$

62

Tabla 11 Variable Dependiente “Y”44

En resumen, indica:

Temperatura “Y1”: 28.61 a 30.54 K (rango).

Humedad Relativa “Y2”: 63.74% (promedio).

Estos indicadores ambientales, T= 28.61a 30.54 K y HR= 63.74%,

establecen que el espacio no se encuentra dentro de los parámetros

ideales de confort térmico que son T= 21 a 25 K y HR= 60%, a pesar de


INTERIOR EXTERIOR TUMBADO INTERIOR EXTERIOR TUMBADO

0 29.53 28.81 30.43 62.93 85.93 59.76

1 29.49 28.03 30.17 63.06 88.71 59.84

2 29.34 27.84 29.90 63.81 90.73 60.17

3 29.19 26.41 29.63 64.36 94.19 60.50

4 29.04 26.47 29.40 64.16 95.17 60.97

5 28.96 26.14 29.11 64.14 94.73 61.49

6 28.71 25.86 28.90 64.49 97.23 61.64

7 28.61 25.47 28.66 64.86 97.79 62.33

8 28.66 25.66 28.44 64.97 96.36 63.07

9 28.81 26.54 28.29 64.29 93.23 63.76

10 29.03 27.66 28.24 64.10 86.91 64.24

11 29.34 28.46 28.36 63.53 83.67 64.71

12 29.96 30.30 28.69 62.04 78.06 64.66

13 30.17 31.31 29.14 62.04 72.16 64.30

14 30.40 31.97 29.69 62.04 69.39 63.27

15 30.53 31.87 30.26 62.04 70.20 61.94

16 30.54 31.85 30.75 62.42 70.53 60.67

17 30.53 31.81 31.17 62.60 71.83 59.86

18 30.39 30.63 31.33 63.51 79.76 59.46

19 30.20 29.93 31.46 65.27 82.81 59.24

20 29.99 29.16 31.40 66.20 85.74 59.51

21 29.84 29.09 31.23 65.77 85.13 59.81

22 29.83 29.90 30.97 63.61 82.31 60.03

23 29.69 29.47 30.74 63.44 83.37 60.16

63.74

HORATEMPERATURA [K] HUMEDAD [%]

63

que el tumbado realiza su trabajo de amortiguación térmica como se

muestra en el gráfico 5.

Gráfico 5Indicadores de variable dependiente “Y”45


64

CAPÍTULO V: CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIÓN.

CONCLUSIÓN Y

RECOMENDACIÓN

CONCLUSIÓN Y

RECOMENDACIÓN

65

CONCLUSIONES.

Luego de los respectivos análisis, se logró cumplir cabalmente los

objetivos. Los resultados obtenidos así lo demuestran y a partir de ellos es

posible comentar lo siguiente:

Fue posible reducir el consumo de energía eléctrica al reutilizar un

material con condiciones de aislante como el cartón corrugado

(ver Consumo de energía por efecto del tumbado Gráfico 2, Tabla

5 y Gráfico 3); sin embargo, no resulta conveniente para el

usuario, puesto que es mínimo el valor.

Queda demostrado que, si se emplea cartón corrugado nuevo o

reutilizado como material de cobertura para el cielo raso, su

instalación resulta sencilla y más económica en relación a otros

materiales (ver Tabla 8, Tabla 9 y Tabla 10).

No obstante lo expresado en los párrafos anteriores, la

amortiguación térmica lograda por esta propuesta no consiguió

encasillarse dentro de las condiciones de confort higro-térmico

ideales durante todo el día, para el ambiente arquitectónico de

estudio (ver Tabla 11 y Gráfico 5).

RECOMENDACIONES.

Este estudio sometió a ensayo el comportamiento térmico del cartón

corrugado como material constitutivo de un sistema preliminar de

tumbado falso, libre de puentes térmicos y de fácil instalación. Los

resultados delataron un éxito incipiente, pero en futuros estudios debe

contemplarse vías para modificar su composición química con la

finalidad de mejorar sus propiedades térmicas y conferirle

características hidrófugas e ignífugas.

No obstante, lo correcto está en eliminar los puentes térmicos desde la

ejecución de obras civiles y no establecer correctivos en la etapa de

66

operación de los proyectos arquitectónicos, pues siempre resulta más

económico prevenir que mitigar.

El desarrollo de sistemas constructivos y materiales económicos, de fácil

instalación y de propiedades térmicas favorables para la consecución

de microclimas de confort higro-térmico es una necesidad en este país,

por tanto, sería factible continuar con los estudios de la eficiencia de

cartón corrugado. Quizás con diferentes espesores, tal vez con otro tipo

de cartón corrugado, proponer un sistema multicapa, rociarlo con otros

que no corrompan su composición para someterlo a pruebas ignifugas y

de resistencia contra la humedad del aire, ¿por qué no pensar incluso

en soluciones artísticas?; son tantas las posibilidades que ofrece este

material económico como complemento a las tecnologías actuales de

construcción que lideran el mercado. Se pueden plantear otros tipos de

estructuras para la sujeción de las planchas o módulos de cartón

corrugado a instalar, siempre y cuando no sean con materiales

conductores térmicos.

Este trabajo pretende servir de punto de partida para futuras

experimentaciones con materiales alternativos de construcción,

además de que resulta de referencia para trabajos de fin de carrera de

la FAU en relación al dominio2 de la Universidad de Guayaquil.

67

GLOSARIO

GLOSARIO

GLOSARIO

68

Aislamiento térmico: material que presenta una resistencia térmica

relativamente alta al paso del calor.

Ambiente: el conjunto de elementos naturales y artificiales o inducidos

por el hombre que hacen posible la existencia y desarrollo de los seres

humanos y demás organismos vivos que interactúan en un espacio y

tiempo determinados.

Amortiguamiento térmico: cociente entre la amplitud de la onda de

temperatura que llega a un lado de un cerramiento y la amplitud de la

onda de temperatura en el lado antepuesto. Por extensión, cociente

entre la amplitud de la temperatura interior y la temperatura exterior de

una edificación. El amortiguamiento (junto con el desfase) traduce la

influencia de la inercia térmica del cerramiento o de la edificación.

ASHRAE: American Society of Heating, Refrigerating and Air –

Conditioning Engineers.

Calor: es la energía neta transferida de un objeto a otro debido a una

diferencia de temperatura. Una vez transferida, la energía se vuelve

parte de la energía interna del objeto (o sistema).

Cámara de aire: espacio de aire delimitado por dos planos, el cual

puede estar ventilado o no.

Climatización artificial: procedimiento de diseño o técnica que utiliza

equipamiento electro – mecánico para climatizar los espacios.

Conducción: transferencia de calor desde una molécula a otra a modo

de impacto inelástico en el caso de los fluidos, a modo de oscilaciones

en el caso de los sólidos no conductores de electricidad y a modo de

movimiento de electrones en el caso de los sólidos conductores de

electricidad (caso de los metales). Es el único mecanismo de transporte

de calor en el interior de los sólidos opacos.

Convección: transferencia de calor entre un fluido en movimiento y una

superficie en contacto con él. El movimiento del fluido puede generarse

69

por diferencias de temperatura (convección natural) o puede inducirse

en forma mecánica (convección forzada).

Diagrama Psicrométrico: es un gráfico integrado por familias de curvas

trazadas a partir de las ecuaciones de estado que relacionan los

parámetros que caracterizan la mezcla aire – vapor de agua.

Envolvente térmica: contiene todos los espacios interiores habitables y

los separa del ambiente exterior, ya que se compone de todos los

cerramientos horizontales y verticales, los huecos y los puentes térmicos

del edificio.

Flujo de calor: cantidad de calor que pasa por un determinado

perímetro en una unidad de tiempo.

Materiales aislantes: materiales que poseen baja conductividad, por lo

que son malos conductores de calor.

Puente térmico: es una zona donde se transmite más fácilmente el calor

que en las zonas aledañas.

Radiación: transmisión de calor de una superficie a otra mediante la

propagación de ondas electromagnéticas. Esta transferencia no

necesariamente calienta el espacio que separa a las dos superficies. La

radiación no requiere de un medio de transporte, pudiéndose efectuar

en el vacío.

Zona de confort: rango de condiciones ambientales y (eventualmente)

condiciones relativas al individuo definidas por determinados

parámetros y con respecto al cual la mayoría de las personas manifiesta

agrado o conveniencia en concordancia con la actividad que llevan a

cabo.

70

BIBLIOGRAFÍA.

BIBLIOGRAFÍA

BIBLIOGRAFÍA

71

Blatt, F. J. (1994). Fundamentos de Física. México: Prentice-Hall.

Gutierrez, J. A., & D., G. A. (2012). Determinación experimental de

conductividad térmica de materiales aislantes naturales y de

reciclado. Bariloche: Avances en Energías Renovables y Medio

Ambiente.

Sosa, M., & Siem, G. (2004). Manual de diseño para edificaciones

energéticamente eficientes. Caracas: C.A. La Electricidad de

Caracas.

Szokolay, S. V. (2008). Introduction to Architectural Science. Oxford:

Elsevier.

Wilson, J., Buffa, A. J., & Lou, B. (2007). Física. México: Pearson

Educación.

Young, D., H., & A., F. R. (2009). Física universitaria. México: PEARSON

EDUCACIÓN.

Constitución de la República del Ecuador.

Plan Nacional del Buen Vivir 2013 – 2017.

72

ANEXOS

ANEXOS

ANEXOS

73

ANEXO SITUACIÓN CONFLICTO.

Tabla 12 Cálculo de sensación térmica por efecto de la temperatura y la humedad relativa.

74

ANEXOS INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

Ilustración 13 Sensor DHT22. Vista frontal y vista posterior

Ilustración 14Datalogger con tarjeta de memoria de 4GB

75

ANEXOS GENERALIDADES

Ilustración 15 Formato de cartón corrugado a utilizar

Ilustración 16 Formato de cartón corrugado a utilizar

76

ANEXOS INSTALACIÓN DE TUMBADO

Ilustración 17 Trazado de piolas perimetrales y transversales

Ilustración 18 Trazado de piolas perimetrales y transversales

77

Ilustración 19 Montaje de planchas de cartón corrugado

Ilustración 20Montaje de planchas de cartón corrugado

78

Ilustración 21Montaje de planchas de cartón corrugado


79


Ilustración 24 Sellado entre planchas de cartón corrugado

80



81

ANEXOS RECOLECCIÓN DE DATOS.

Tabla 13 Datos del día 11-09-15

Gráfico 6 Datos del día 11-09-15

82



INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR

0:22:08 28.80 24.80 57.10 76.30 0:00:00 28.79 24.80 57.15 76.27 0:00:00 23.00 78.00

1:22:14 28.60 24.20 56.40 78.80 1:00:00 28.67 24.42 56.66 77.88 1:00:00 23.00 78.00

2:22:19 28.50 23.60 56.30 82.60 2:00:00 28.54 23.82 56.34 81.19 2:00:00 23.00 78.00

3:22:25 28.30 23.60 56.00 83.30 3:00:00 28.37 23.60 56.11 83.04 3:00:00 23.00 83.00

4:22:31 28.10 23.30 56.90 84.50 4:00:00 28.17 23.41 56.56 84.05 4:00:00 22.00 88.00

5:22:37 28.00 22.90 57.30 88.70 5:00:00 28.04 23.05 57.15 87.12 5:00:00 22.00 83.00

6:22:42 27.80 22.70 57.70 91.00 6:00:00 27.88 22.78 57.55 90.13 6:00:00 23.00 83.00

7:22:48 27.60 22.50 57.80 90.90 7:00:00 27.68 22.58 57.76 90.94 7:00:00 25.00 74.00

8:22:54 27.70 24.60 57.60 83.20 8:00:00 27.66 23.80 57.68 86.13 8:00:00 26.00 70.00

9:22:59 27.80 26.30 57.50 72.70 9:00:00 27.76 25.65 57.54 76.72 9:00:00 28.00 62.00

10:23:05 27.90 27.40 57.20 69.40 10:00:00 27.86 26.98 57.32 70.67 10:00:00 29.00 62.00

11:23:11 27.90 28.30 58.20 67.20 11:00:00 27.90 27.95 57.81 68.05 11:00:00 30.00 59.00

12:23:16 28.30 30.50 58.90 61.50 12:00:00 28.15 29.65 58.63 63.71 12:00:00 31.00 52.00

13:23:22 28.60 31.20 56.60 60.40 13:00:00 28.48 30.93 57.49 60.83 13:00:00 32.00 52.00

14:23:28 29.10 32.70 58.90 58.10 14:00:00 28.90 32.11 58.00 59.00 14:00:00 33.00 46.00

15:23:33 29.60 33.80 59.10 55.00 15:00:00 29.40 33.37 59.02 56.22 15:00:00 33.00 53.00

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12/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]

DATOS DE CAMPO DATOS DE CAMPO (INTERPOLADOS) TUTIEMPO.NET

HORA [h]TEMPERATURA [K] HUMEDAD [%]


HORA [h]

83




0:24:25 29.40 24.60 54.90 80.70 0:00:00 29.39 24.59 54.92 80.69 0:00:00 24.00 78.00

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13/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]




HORA [h]

84




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23:28:52 28.70 23.50 56.30 91.20 23:00:00 28.80 23.79 56.68 90.00 23:00:00 24.00 78.00

14/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]




HORA [h]

85




0:28:58 28.70 23.30 57.20 91.80 0:00:00 28.70 23.28 57.23 91.91 0:00:00 24.00 78.00

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3:29:15 28.10 23.80 59.10 91.20 3:00:00 28.15 23.85 58.71 90.76 3:00:00 23.00 83.00

4:29:21 28.00 23.90 59.10 90.50 4:00:00 28.05 23.85 59.10 90.84 4:00:00 23.00 83.00

5:29:27 27.90 23.80 58.50 90.20 5:00:00 27.95 23.85 58.79 90.35 5:00:00 23.00 83.00

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11:41:01 27.90 29.10 58.80 67.40 11:00:00 27.90 28.69 58.87 68.70 11:00:00 29.00 62.00

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16:41:30 29.70 31.70 56.60 57.50 16:00:00 29.49 32.18 57.01 58.19 16:00:00 29.00 62.00

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15/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]




HORA [h]

86


Gráfico 11Datos del día 16-09-15


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1:31:41 28.30 23.80 58.50 92.40 1:00:00 28.35 23.96 58.39 91.40 1:00:00 23.00 83.00

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3:31:52 27.80 23.50 58.80 90.90 3:00:00 27.96 23.55 59.07 91.11 3:00:00 23.00 78.00

4:31:58 27.70 23.00 59.00 94.00 4:00:00 27.75 23.27 58.89 92.35 4:00:00 23.00 78.00

5:32:04 27.60 22.70 59.30 97.20 5:00:00 27.65 22.86 59.14 95.49 5:00:00 23.00 83.00

6:32:09 27.60 22.70 59.60 95.30 6:00:00 27.60 22.70 59.44 96.32 6:00:00 24.00 78.00

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19:49:20 28.90 26.90 58.80 77.70 19:00:00 29.06 27.89 58.88 74.01 19:00:00 26.00 70.00

20:49:25 28.80 26.40 58.30 82.30 20:00:00 28.88 26.81 58.71 78.52 20:00:00 26.00 74.00

21:49:31 28.60 25.80 59.10 83.70 21:00:00 28.76 26.29 58.44 82.55 21:00:00 25.00 74.00

22:49:37 28.60 25.50 58.90 84.30 22:00:00 28.60 25.75 59.07 83.80 22:00:00 24.00 78.00

23:49:42 28.30 24.50 58.30 91.10 23:00:00 28.55 25.33 58.80 85.48 23:00:00 24.00 83.00

23/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]




HORA [h]

94




0:49:48 28.20 24.50 59.50 91.70 0:00:00 28.16 24.46 59.64 92.02 0:00:00 24.00 83.00

1:49:54 28.10 24.50 59.70 92.60 1:00:00 28.18 24.50 59.53 91.85 1:00:00 24.00 83.00

2:50:00 27.90 24.60 61.40 93.50 2:00:00 28.07 24.52 59.99 92.75 2:00:00 24.00 83.00

3:50:05 27.80 24.70 62.00 93.20 3:00:00 27.88 24.62 61.50 93.45 3:00:00 24.00 83.00

4:50:11 27.80 24.60 61.10 95.10 4:00:00 27.80 24.68 61.85 93.51 4:00:00 24.00 83.00

5:50:17 27.70 24.70 62.70 93.60 5:00:00 27.78 24.62 61.36 94.85 5:00:00 24.00 83.00

6:50:22 27.60 24.70 63.00 93.80 6:00:00 27.68 24.70 62.75 93.63 6:00:00 25.00 79.00

7:50:28 27.50 24.90 63.70 93.10 7:00:00 27.58 24.73 63.11 93.69 7:00:00 25.00 79.00

8:50:34 27.50 26.20 62.50 85.80 8:00:00 27.50 25.11 63.51 91.94 8:00:00 26.00 74.00

9:50:39 27.60 28.20 64.10 81.40 9:00:00 27.52 26.51 62.75 85.11 9:00:00 28.00 66.00

10:50:45 27.90 30.60 64.10 70.70 10:00:00 27.65 28.57 64.10 79.74 10:00:00 29.00 62.00

11:50:51 28.10 30.20 65.40 70.10 11:00:00 27.93 30.54 64.30 70.61 11:00:00 30.00 59.00

12:50:56 28.60 32.10 62.30 60.70 12:00:00 28.18 30.49 64.93 68.67 12:00:00 31.00 55.00

13:51:02 29.20 32.50 60.40 59.30 13:00:00 28.69 32.16 62.01 60.49 13:00:00 31.00 55.00

14:51:08 29.60 35.00 59.60 52.20 14:00:00 29.26 32.87 60.28 58.24 14:00:00 32.00 52.00

15:51:14 30.10 36.10 58.30 48.50 15:00:00 29.67 35.16 59.41 51.65 15:00:00 31.00 55.00

16:51:19 30.40 33.90 57.30 53.10 16:00:00 30.14 35.78 58.15 49.17 16:00:00 30.00 59.00

17:51:25 30.50 32.10 56.80 57.40 17:00:00 30.41 33.64 57.23 53.72 17:00:00 29.00 62.00

18:51:31 30.50 30.00 57.50 67.40 18:00:00 30.50 31.80 56.90 58.83 18:00:00 28.00 62.00

19:51:36 30.20 28.40 57.30 71.50 19:00:00 30.46 29.77 57.47 67.98 19:00:00 27.00 70.00

20:51:42 29.90 27.50 56.60 75.00 20:00:00 30.16 28.27 57.20 71.99 20:00:00 26.00 70.00

21:51:48 29.80 26.60 57.10 78.00 21:00:00 29.89 27.38 56.67 75.41 21:00:00 25.00 74.00

22:51:53 29.40 25.90 55.20 80.70 22:00:00 29.75 26.50 56.84 78.37 22:00:00 25.00 74.00

23:51:59 29.30 25.60 55.60 82.80 23:00:00 29.39 25.86 55.25 80.98 23:00:00 25.00 74.00

24/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]




HORA [h]

95




0:52:05 29.20 25.90 56.40 81.00 0:00:00 29.23 25.93 56.38 80.95 0:00:00 25.00 74.00

1:52:10 29.10 26.00 56.30 85.20 1:00:00 29.19 25.91 56.39 81.55 1:00:00 25.00 74.00

2:52:16 29.00 25.80 57.80 84.60 2:00:00 29.09 25.97 56.50 85.12 2:00:00 25.00 74.00

3:52:22 28.90 25.40 58.70 84.40 3:00:00 28.99 25.75 57.92 84.57 3:00:00 25.00 74.00

4:52:28 28.60 25.40 57.70 83.40 4:00:00 28.86 25.40 58.57 84.27 4:00:00 25.00 74.00

5:52:33 28.50 25.20 57.80 84.60 5:00:00 28.59 25.37 57.71 83.55 5:00:00 25.00 74.00

6:52:39 28.40 25.10 58.60 88.00 6:00:00 28.49 25.19 57.90 85.02 6:00:00 25.00 74.00

7:52:45 28.30 25.20 59.70 88.20 7:00:00 28.39 25.11 58.73 88.02 7:00:00 25.00 74.00

8:52:50 28.20 26.30 60.20 83.80 8:00:00 28.29 25.33 59.76 87.67 8:00:00 27.00 70.00

9:52:56 28.40 28.70 60.00 72.40 9:00:00 28.22 26.59 60.18 82.44 9:00:00 27.00 70.00

10:53:02 28.50 29.40 59.70 69.00 10:00:00 28.41 28.78 59.96 72.00 10:00:00 28.00 66.00

11:53:07 28.60 29.40 60.20 71.60 11:00:00 28.51 29.40 59.76 69.30 11:00:00 29.00 62.00

12:53:13 28.80 30.30 60.50 67.50 12:00:00 28.62 29.50 60.23 71.13 12:00:00 30.00 59.00

13:53:19 29.20 31.20 59.50 62.60 13:00:00 28.85 30.40 60.39 66.95 13:00:00 29.00 62.00

14:53:25 29.20 30.00 60.60 70.20 14:00:00 29.20 31.07 59.62 63.45 14:00:00 29.00 62.00

15:53:30 29.60 31.20 58.00 61.30 15:00:00 29.24 30.13 60.32 69.22 15:00:00 29.00 62.00

16:53:36 29.50 30.30 58.70 67.60 16:00:00 29.59 31.10 58.08 61.98 16:00:00 28.00 66.00

17:53:42 29.50 29.10 58.80 70.60 17:00:00 29.50 30.17 58.71 67.92 17:00:00 27.00 70.00

18:53:47 29.40 27.90 58.30 74.50 18:00:00 29.49 28.97 58.75 71.01 18:00:00 26.00 74.00

19:53:53 29.10 26.80 60.30 81.60 19:00:00 29.37 27.79 58.51 75.23 19:00:00 26.00 70.00

20:53:59 29.00 26.30 59.40 81.60 20:00:00 29.09 26.75 60.21 81.60 20:00:00 25.00 74.00

21:54:04 28.90 26.00 58.60 82.10 21:00:00 28.99 26.27 59.32 81.65 21:00:00 25.00 74.00

22:54:10 28.70 25.30 58.20 81.80 22:00:00 28.88 25.93 58.56 82.07 22:00:00 24.00 78.00

23:54:16 28.50 25.10 56.90 82.20 23:00:00 28.68 25.28 58.07 81.84 23:00:00 24.00 78.00

25/9/2015

TEMPERATURA

[K]HUMEDAD [%]




HORA [h]

96

ANEXO RESULTADOS OBTENIDOS.

Tabla 28 Resultados obtenidos de recolección de datos.

INTERIOR EXTERIOR INTERIOR EXTERIOR

0:00:00 28.83 25.05 57.01 83.97 23.93 79.53

1:00:00 28.77 24.95 57.07 84.47 23.93 79.53

2:00:00 28.64 24.64 57.31 86.38 23.73 80.20

3:00:00 28.48 24.46 57.86 87.49 23.87 80.00

4:00:00 28.33 24.27 58.16 88.68 23.87 79.67

5:00:00 28.19 24.16 58.35 89.59 23.93 79.40

6:00:00 28.04 24.07 58.93 90.21 24.07 79.07

7:00:00 27.89 24.08 59.50 90.47 25.20 74.13

8:00:00 27.80 24.62 59.81 88.23 26.27 70.27

9:00:00 27.80 25.87 59.79 82.29 27.53 65.73

10:00:00 27.92 27.72 59.75 74.48 28.47 63.00

11:00:00 28.15 29.53 59.57 67.09 29.27 59.87

12:00:00 28.41 30.55 59.32 63.69 30.13 57.60

13:00:00 28.75 31.59 58.69 60.50 30.67 56.47

14:00:00 29.16 32.39 58.20 58.12 31.00 55.20

15:00:00 29.53 32.76 57.73 57.41 30.73 56.67

16:00:00 29.87 33.03 56.92 56.24 29.93 59.00

17:00:00 30.10 32.45 56.55 57.98 28.47 63.87

18:00:00 30.18 31.14 56.67 62.15 27.36 67.57

19:00:00 30.09 29.48 56.67 67.68 26.50 69.14

20:00:00 29.86 28.03 57.04 73.06 25.79 71.36

21:00:00 29.64 27.10 56.85 76.08 24.71 75.57

22:00:00 29.43 26.28 56.48 78.59 24.29 77.36

23:00:00 29.20 25.57 56.36 81.44 24.00 79.38

TEMPERATURA

[K]

HUMEDAD

[%]

TUTIEMPO.NET


DATOS DE CAMPO INTERPOLADOS

97

ANEXOS REGISTRO DE DATOS CON TUMBADO INSTALADO.



INTERIOR EXTERIOR TUMBADO INTERIOR EXTERIOR TUMBADO EXT - TUMB TUMB-INT EXT - INT EXT - TUMB TUMB-INT EXT-INT

0:00:00 30.29 29.70 32.20 51.20 71.00 54.80 -2.50 1.91 -0.59 62.90 53.00 61.10

1:00:00 30.50 29.60 31.90 54.20 78.30 54.10 -2.30 1.40 -0.90 66.20 54.15 66.25

2:00:00 30.39 27.60 31.50 56.80 80.60 54.00 -3.90 1.11 -2.79 67.30 55.40 68.70

3:00:00 30.10 26.20 31.20 58.70 85.50 54.40 -5.00 1.10 -3.90 69.95 56.55 72.10

4:00:00 30.10 25.90 30.90 58.40 88.20 54.30 -5.00 0.80 -4.20 71.25 56.35 73.30

5:00:00 30.00 27.80 30.50 58.60 79.90 54.90 -2.70 0.50 -2.20 67.40 56.75 69.25

6:00:00 29.70 26.10 30.30 58.70 85.20 55.60 -4.20 0.60 -3.60 70.40 57.15 71.95

7:00:00 29.70 26.10 30.00 58.40 88.40 56.20 -3.90 0.30 -3.60 72.30 57.30 73.40

8:00:00 29.60 27.10 29.70 58.50 80.50 56.20 -2.60 0.10 -2.50 68.35 57.35 69.50

9:00:00 29.70 26.80 29.50 57.50 85.90 56.80 -2.70 -0.20 -2.90 71.35 57.15 71.70

10:00:00 30.60 28.30 29.40 54.60 77.90 56.80 -1.10 -1.20 -2.30 67.35 55.70 66.25

11:00:00 29.90 28.20 29.40 57.00 76.30 56.60 -1.20 -0.50 -1.70 66.45 56.80 66.65

12:00:00 30.50 28.90 29.50 56.40 71.90 56.80 -0.60 -1.00 -1.60 64.35 56.60 64.15

13:00:00 30.80 29.70 29.70 56.00 71.30 56.80 0.00 -1.10 -1.10 64.05 56.40 63.65

14:00:00 30.60 29.80 30.00 57.20 70.40 57.00 -0.20 -0.60 -0.80 63.70 57.10 63.80

15:00:00 30.80 29.70 30.30 57.10 69.00 56.90 -0.60 -0.50 -1.10 62.95 57.00 63.05

16:00:00 30.90 30.20 30.50 56.80 65.00 56.50 -0.30 -0.40 -0.70 60.75 56.65 60.90

17:00:00 30.60 29.60 30.70 56.80 69.30 55.70 -1.10 0.10 -1.00 62.50 56.25 63.05

18:00:00 30.80 29.20 30.80 58.20 76.30 55.80 -1.60 0.00 -1.60 66.05 57.00 67.25

19:00:00 30.40 29.20 30.90 61.00 79.50 56.00 -1.70 0.50 -1.20 67.75 58.50 70.25

20:00:00 30.00 28.70 30.90 61.30 83.20 56.40 -2.20 0.90 -1.30 69.80 58.85 72.25

21:00:00 30.10 28.20 30.80 61.30 88.50 56.40 -2.60 0.70 -1.90 72.45 58.85 74.90

22:00:00 30.00 28.10 30.60 62.50 89.40 56.80 -2.50 0.60 -1.90 73.10 59.65 75.95

23:00:00 29.80 27.70 30.40 63.50 88.30 57.40 -2.70 0.60 -2.10 72.85 60.45 75.90

HORAΔT = (To-Ti) [K]TEMPERATURA [K] HUMEDAD (%)

DATOS DE CAMPO (26-04-16)PROM. HUMEDAD [%]

98




0:00:00 29.80 27.70 30.20 63.50 90.70 58.10 -2.50 0.40 -2.10 74.40 60.80 77.10

1:00:00 29.70 27.40 30.00 62.50 93.90 58.60 -2.60 0.30 -2.30 76.25 60.55 78.20

2:00:00 29.50 27.00 29.70 63.90 95.80 59.00 -2.70 0.20 -2.50 77.40 61.45 79.85

3:00:00 29.50 26.80 29.50 64.60 97.00 59.90 -2.70 0.00 -2.70 78.45 62.25 80.80

4:00:00 29.20 26.70 29.30 66.10 98.00 61.30 -2.60 0.10 -2.50 79.65 63.70 82.05

5:00:00 29.20 26.10 29.10 66.00 95.60 62.60 -3.00 -0.10 -3.10 79.10 64.30 80.80

6:00:00 29.10 26.10 28.90 66.50 98.90 62.70 -2.80 -0.20 -3.00 80.80 64.60 82.70

7:00:00 28.80 25.90 28.60 67.00 97.80 63.80 -2.70 -0.20 -2.90 80.80 65.40 82.40

8:00:00 29.00 26.30 28.40 66.80 95.60 64.70 -2.10 -0.60 -2.70 80.15 65.75 81.20

9:00:00 29.20 27.40 28.30 65.70 94.50 65.10 -0.90 -0.90 -1.80 79.80 65.40 80.10

10:00:00 29.30 28.70 28.30 65.00 83.50 65.20 0.40 -1.00 -0.60 74.35 65.10 74.25

11:00:00 29.70 29.70 28.60 63.30 78.90 64.70 1.10 -1.10 0.00 71.80 64.00 71.10

12:00:00 30.30 30.70 29.10 62.50 79.90 65.30 1.60 -1.20 0.40 72.60 63.90 71.20

13:00:00 30.50 33.60 29.70 62.60 66.80 64.40 3.90 -0.80 3.10 65.60 63.50 64.70

14:00:00 31.20 34.50 30.50 62.00 62.20 63.00 4.00 -0.70 3.30 62.60 62.50 62.10

15:00:00 31.50 34.40 31.30 61.30 62.30 61.10 3.10 -0.20 2.90 61.70 61.20 61.80

16:00:00 31.40 34.20 31.90 62.40 63.10 59.30 2.30 0.50 2.80 61.20 60.85 62.75

17:00:00 31.60 34.90 32.40 61.70 60.50 58.50 2.50 0.80 3.30 59.50 60.10 61.10

18:00:00 30.60 28.80 32.60 65.60 99.90 57.60 -3.80 2.00 -1.80 78.75 61.60 82.75

19:00:00 30.50 28.00 32.60 68.00 99.30 58.00 -4.60 2.10 -2.50 78.65 63.00 83.65

20:00:00 30.50 27.80 32.30 68.30 97.30 59.10 -4.50 1.80 -2.70 78.20 63.70 82.80

21:00:00 30.20 30.10 31.90 69.40 87.50 59.50 -1.80 1.70 -0.10 73.50 64.45 78.45

22:00:00 30.20 31.70 31.50 65.10 78.80 60.00 0.20 1.30 1.50 69.40 62.55 71.95

23:00:00 30.00 29.70 31.10 63.90 88.40 60.10 -1.40 1.10 -0.30 74.25 62.00 76.15

HORATEMPERATURA [ᵒK] HUMEDAD (%)

DATOS DE CAMPO (27-04-16)PROM. HUMEDADΔT = (To-Ti)

99




0:00:00 29.80 29.50 30.70 65.60 85.40 59.80 -1.20 0.90 -0.30 72.60 62.70 75.50

1:00:00 29.70 27.80 30.40 65.00 96.10 60.30 -2.60 0.70 -1.90 78.20 62.65 80.55

2:00:00 29.60 29.00 30.10 65.40 96.80 60.80 -1.10 0.50 -0.60 78.80 63.10 81.10

3:00:00 29.30 25.20 29.80 66.70 99.90 61.10 -4.60 0.50 -4.10 80.50 63.90 83.30

4:00:00 29.30 25.00 29.60 66.10 99.90 61.90 -4.60 0.30 -4.30 80.90 64.00 83.00

5:00:00 29.00 24.50 29.20 66.40 99.90 62.50 -4.70 0.20 -4.50 81.20 64.45 83.15

6:00:00 28.60 23.90 28.90 66.40 99.90 62.60 -5.00 0.30 -4.70 81.25 64.50 83.15

7:00:00 28.60 23.80 28.60 66.20 99.90 63.30 -4.80 0.00 -4.80 81.60 64.75 83.05

8:00:00 28.40 23.70 28.40 66.70 99.90 64.20 -4.70 0.00 -4.70 82.05 65.45 83.30

9:00:00 28.40 23.90 28.10 66.60 99.90 65.00 -4.20 -0.30 -4.50 82.45 65.80 83.25

10:00:00 28.40 24.50 28.00 69.20 99.90 66.10 -3.50 -0.40 -3.90 83.00 67.65 84.55

11:00:00 28.80 25.30 27.90 70.00 99.90 69.00 -2.60 -0.90 -3.50 84.45 69.50 84.95

12:00:00 29.30 26.10 27.90 66.20 99.90 68.90 -1.80 -1.40 -3.20 84.40 67.55 83.05

13:00:00 29.60 26.80 28.10 64.70 93.50 68.90 -1.30 -1.50 -2.80 81.20 66.80 79.10

14:00:00 29.60 27.70 28.30 64.40 88.60 67.70 -0.60 -1.30 -1.90 78.15 66.05 76.50

15:00:00 29.70 29.00 28.60 64.00 86.30 66.80 0.40 -1.10 -0.70 76.55 65.40 75.15

16:00:00 29.80 29.30 28.90 64.20 87.20 65.60 0.40 -0.90 -0.50 76.40 64.90 75.70

17:00:00 29.50 29.20 29.20 65.80 88.60 65.60 0.00 -0.30 -0.30 77.10 65.70 77.20

18:00:00 29.50 29.00 29.40 65.90 88.20 64.90 -0.40 -0.10 -0.50 76.55 65.40 77.05

19:00:00 29.20 28.50 29.50 66.80 90.20 64.20 -1.00 0.30 -0.70 77.20 65.50 78.50

20:00:00 28.80 28.00 29.60 68.30 95.00 64.00 -1.60 0.80 -0.80 79.50 66.15 81.65

21:00:00 28.80 27.70 29.50 68.40 97.20 64.10 -1.80 0.70 -1.10 80.65 66.25 82.80

22:00:00 28.80 27.30 29.30 64.30 98.80 64.00 -2.00 0.50 -1.50 81.40 64.15 81.55

23:00:00 28.50 31.40 29.20 64.40 82.20 63.90 2.20 0.70 2.90 73.05 64.15 73.30

HORATEMPERATURA [ᵒK] HUMEDAD (%) PROM. HUMEDAD

DATOS DE CAMPO (28-04-16)ΔT = (To-Ti)

100




0:00:00 28.70 30.30 29.00 66.50 87.90 63.60 1.30 0.30 1.60 75.75 65.05 77.20

1:00:00 28.40 28.10 28.80 67.10 95.80 63.30 -0.70 0.40 -0.30 79.55 65.20 81.45

2:00:00 28.50 28.10 28.60 66.90 99.90 63.80 -0.50 0.10 -0.40 81.85 65.35 83.40

3:00:00 28.40 26.60 28.30 67.30 99.90 64.30 -1.70 -0.10 -1.80 82.10 65.80 83.60

4:00:00 28.10 27.60 28.20 68.20 99.10 65.30 -0.60 0.10 -0.50 82.20 66.75 83.65

5:00:00 28.20 26.50 28.00 67.80 99.90 66.10 -1.50 -0.20 -1.70 83.00 66.95 83.85

6:00:00 28.00 28.10 27.90 68.10 99.60 66.00 0.20 -0.10 0.10 82.80 67.05 83.85

7:00:00 27.80 26.00 27.70 68.70 99.90 66.90 -1.70 -0.10 -1.80 83.40 67.80 84.30

8:00:00 28.10 26.40 27.60 68.60 99.90 67.80 -1.20 -0.50 -1.70 83.85 68.20 84.25

9:00:00 28.90 28.10 27.50 65.40 98.90 68.60 0.60 -1.40 -0.80 83.75 67.00 82.15

10:00:00 28.50 28.80 27.60 66.90 89.90 68.50 1.20 -0.90 0.30 79.20 67.70 78.40

11:00:00 29.40 30.10 27.90 64.50 82.30 68.50 2.20 -1.50 0.70 75.40 66.50 73.40

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13:00:00 30.00 32.80 29.30 65.30 70.80 67.10 3.50 -0.70 2.80 68.95 66.20 68.05

14:00:00 30.50 34.50 30.10 63.90 62.50 65.20 4.40 -0.40 4.00 63.85 64.55 63.20

15:00:00 30.70 32.80 30.80 63.90 67.80 62.30 2.00 0.10 2.10 65.05 63.10 65.85

16:00:00 30.60 31.70 31.40 64.90 74.10 61.50 0.30 0.80 1.10 67.80 63.20 69.50

17:00:00 30.40 30.90 31.80 66.60 78.70 60.50 -0.90 1.40 0.50 69.60 63.55 72.65

18:00:00 30.20 30.60 31.90 67.80 81.80 60.20 -1.30 1.70 0.40 71.00 64.00 74.80

19:00:00 30.30 30.60 31.90 67.70 82.60 60.10 -1.30 1.60 0.30 71.35 63.90 75.15

20:00:00 30.00 29.50 31.70 68.20 84.50 60.20 -2.20 1.70 -0.50 72.35 64.20 76.35

21:00:00 29.70 29.00 31.50 65.80 77.70 60.70 -2.50 1.80 -0.70 69.20 63.25 71.75

22:00:00 29.70 31.40 31.20 63.70 73.00 61.00 0.20 1.50 1.70 67.00 62.35 68.35

23:00:00 29.70 29.70 30.90 63.90 78.10 60.30 -1.20 1.20 0.00 69.20 62.10 71.00



101




0:00:00 29.40 28.10 30.60 65.10 83.30 60.30 -2.50 1.20 -1.30 71.80 62.70 74.20

1:00:00 29.40 27.40 30.30 64.10 87.10 60.70 -2.90 0.90 -2.00 73.90 62.40 75.60

2:00:00 29.20 26.80 30.00 64.20 88.30 60.90 -3.20 0.80 -2.40 74.60 62.55 76.25

3:00:00 28.90 25.70 29.70 64.60 94.50 60.80 -4.00 0.80 -3.20 77.65 62.70 79.55

4:00:00 28.90 26.40 29.40 64.50 94.50 61.50 -3.00 0.50 -2.50 78.00 63.00 79.50

5:00:00 28.80 25.70 29.10 64.70 94.40 62.10 -3.40 0.30 -3.10 78.25 63.40 79.55

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7:00:00 28.50 25.00 28.60 65.20 98.70 62.90 -3.60 0.10 -3.50 80.80 64.05 81.95

8:00:00 28.50 25.00 28.30 65.10 99.90 63.50 -3.30 -0.20 -3.50 81.70 64.30 82.50

9:00:00 28.50 25.40 28.20 65.10 93.40 64.20 -2.80 -0.30 -3.10 78.80 64.65 79.25

10:00:00 29.00 26.30 28.10 63.90 91.50 64.70 -1.80 -0.90 -2.70 78.10 64.30 77.70

11:00:00 29.40 27.80 28.10 62.60 86.00 65.50 -0.30 -1.30 -1.60 75.75 64.05 74.30

12:00:00 29.90 29.40 28.40 61.10 82.90 64.80 1.00 -1.50 -0.50 73.85 62.95 72.00

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102




0:00:00 29.50 29.20 30.60 66.10 88.40 60.70 -1.40 1.10 -0.30 74.55 63.40 77.25

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3:00:00 29.30 28.40 30.00 64.40 82.60 60.90 -1.60 0.70 -0.90 71.75 62.65 73.50

4:00:00 29.30 28.20 29.80 63.90 86.60 60.50 -1.60 0.50 -1.10 73.55 62.20 75.25

5:00:00 29.10 26.70 29.60 64.90 93.50 60.80 -2.90 0.50 -2.40 77.15 62.85 79.20

6:00:00 28.80 26.60 29.40 65.30 98.40 61.40 -2.80 0.60 -2.20 79.90 63.35 81.85

7:00:00 28.90 26.50 29.20 65.30 99.90 62.20 -2.70 0.30 -2.40 81.05 63.75 82.60

8:00:00 28.80 25.70 29.00 65.30 98.80 62.80 -3.30 0.20 -3.10 80.80 64.05 82.05

9:00:00 28.70 26.40 28.80 65.20 89.40 62.70 -2.40 0.10 -2.30 76.05 63.95 77.30

10:00:00 29.00 26.80 28.70 64.70 86.00 62.90 -1.90 -0.30 -2.20 74.45 63.80 75.35

11:00:00 29.20 27.50 28.60 63.60 83.90 63.10 -1.10 -0.60 -1.70 73.50 63.35 73.75

12:00:00 30.20 32.00 28.80 60.60 68.10 63.10 3.20 -1.40 1.80 65.60 61.85 64.35

13:00:00 30.70 32.60 29.10 59.30 61.20 63.40 3.50 -1.60 1.90 62.30 61.35 60.25

14:00:00 30.60 31.80 29.60 60.40 65.80 62.30 2.20 -1.00 1.20 64.05 61.35 63.10

15:00:00 30.00 30.10 30.10 63.20 77.40 61.50 0.00 0.10 0.10 69.45 62.35 70.30

16:00:00 30.00 30.00 30.40 64.00 76.30 60.70 -0.40 0.40 0.00 68.50 62.35 70.15

17:00:00 30.30 30.20 30.60 63.40 78.40 60.70 -0.40 0.30 -0.10 69.55 62.05 70.90

18:00:00 30.20 29.60 30.60 64.30 83.10 60.60 -1.00 0.40 -0.60 71.85 62.45 73.70

19:00:00 29.90 28.90 30.70 65.90 88.20 60.60 -1.80 0.80 -1.00 74.40 63.25 77.05

20:00:00 29.60 27.80 30.60 67.90 92.70 61.10 -2.80 1.00 -1.80 76.90 64.50 80.30

21:00:00 29.60 27.50 30.50 65.90 94.40 61.70 -3.00 0.90 -2.10 78.05 63.80 80.15

22:00:00 29.50 31.00 30.20 61.90 78.20 62.00 0.80 0.70 1.50 70.10 61.95 70.05

23:00:00 29.30 29.10 30.00 61.90 89.80 61.90 -0.90 0.70 -0.20 75.85 61.90 75.85

ΔT = (To-Ti) PROM. HUMEDADHORA

TEMPERATURA [ᵒK] HUMEDAD (%)

DATOS DE CAMPO (01-05-16)

103




0:00:00 29.20 27.20 29.70 62.50 94.80 61.00 -2.50 0.50 -2.00 77.90 61.75 78.65

1:00:00 29.10 26.70 29.40 64.60 95.90 61.00 -2.70 0.30 -2.40 78.45 62.80 80.25

2:00:00 28.70 26.30 29.20 65.40 99.90 61.90 -2.90 0.50 -2.40 80.90 63.65 82.65

3:00:00 28.80 26.00 28.90 64.20 99.90 62.10 -2.90 0.10 -2.80 81.00 63.15 82.05

4:00:00 28.40 25.50 28.60 61.90 99.90 62.00 -3.10 0.20 -2.90 80.95 61.95 80.90

5:00:00 28.40 25.70 28.30 60.60 99.90 61.40 -2.60 -0.10 -2.70 80.65 61.00 80.25

6:00:00 28.30 25.10 28.10 60.70 99.90 61.00 -3.00 -0.20 -3.20 80.45 60.85 80.30

7:00:00 28.00 25.00 27.90 63.20 99.90 61.00 -2.90 -0.10 -3.00 80.45 62.10 81.55

8:00:00 28.20 25.40 27.70 63.80 99.90 62.30 -2.30 -0.50 -2.80 81.10 63.05 81.85

9:00:00 28.30 27.80 27.60 64.50 90.60 63.90 0.20 -0.70 -0.50 77.25 64.20 77.55

10:00:00 28.40 30.20 27.60 64.40 79.70 65.50 2.60 -0.80 1.80 72.60 64.95 72.05

11:00:00 29.00 30.60 28.00 63.70 78.40 65.60 2.60 -1.00 1.60 72.00 64.65 71.05

12:00:00 29.40 32.40 28.60 64.10 68.80 65.50 3.80 -0.80 3.00 67.15 64.80 66.45

13:00:00 29.60 33.90 29.30 64.20 61.70 65.00 4.60 -0.30 4.30 63.35 64.60 62.95

14:00:00 30.20 34.90 30.20 63.90 57.40 63.20 4.70 0.00 4.70 60.30 63.55 60.65

15:00:00 30.40 35.20 31.10 63.40 55.40 61.20 4.10 0.70 4.80 58.30 62.30 59.40

16:00:00 30.60 35.60 31.90 63.60 53.60 58.90 3.70 1.30 5.00 56.25 61.25 58.60

17:00:00 31.00 35.90 32.60 63.20 51.70 57.40 3.30 1.60 4.90 54.55 60.30 57.45

18:00:00 31.10 35.20 33.10 62.50 53.50 56.20 2.10 2.00 4.10 54.85 59.35 58.00

19:00:00 30.90 33.50 33.50 62.90 59.40 55.40 0.00 2.60 2.60 57.40 59.15 61.15

20:00:00 31.00 32.30 33.50 64.00 64.60 55.40 -1.20 2.50 1.30 60.00 59.70 64.30

21:00:00 30.70 31.70 33.30 63.00 63.40 55.90 -1.60 2.60 1.00 59.65 59.45 63.20

22:00:00 30.80 31.00 33.10 61.60 64.90 56.50 -2.10 2.30 0.20 60.70 59.05 63.25

23:00:00 30.70 30.10 32.80 61.00 64.00 56.60 -2.70 2.10 -0.60 60.30 58.80 62.50

ΔT = (To-Ti) PROM. HUMEDADHORA

TEMPERATURA [ᵒK] HUMEDAD (%)

DATOS DE CAMPO (02-05-16)

104

ANEXOS CÁLCULO DE TASA DE FLUJO DE CALOR.

Tabla 36 Propiedades Térmicas de materiales

105

Tabla 37 Propiedades Térmicas de materiales

106

Tabla 38 Propiedades Térmicas de superficies y cavidades

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