UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA DIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN SISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN Proyecto de Aula de Introducción a la Comunicación Científica realizado por Francisco Villamarin Página1 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA Calidad, Pertinencia y Calidez CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA CIENCIAS E INGENIERIA CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA SEGUNDO SEMESTRE 2013 MÓDULO 2: DESARROLLO DEL PENSAMIENTO ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN A LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICA PROYECTO DE AULA PROBLEMA: SIMULACION Y EVALUACION DE PUENTES TERMICOS ESTUDIANTE: FRANCISCO XAVIER VILLAMARIN MOSQUERA MACHALA LUNES, 25 DE NOVIEMBRE 2013
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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA Calidad, Pertinencia y Calidez
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
CIENCIAS E INGENIERIA
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
SEGUNDO SEMESTRE 2013
MÓDULO 2: DESARROLLO DEL PENSAMIENTO
ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN A LA COMUNICACIÓN
CIENTÍFICA
PROYECTO DE AULA
PROBLEMA:
SIMULACION Y EVALUACION DE PUENTES TERMICOS
ESTUDIANTE: FRANCISCO XAVIER VILLAMARIN MOSQUERA
MACHALA
LUNES, 25 DE NOVIEMBRE 2013
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PROPÓSITO:
El propósito de este proyecto es integrar todos los
saberes aprendidos en esta asignatura, para así sacar
provecho de cada una de sus actividades en este
artículo científico.
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TEXTO CIENTIFICO CONTEXTUALIZADO
Los puentes térmicos generan una serie de patologías dentro de la
construcción que son difícilmente reparables una vez ejecutadas.
Los problemas derivados por las pérdidas de calor,
condensaciones superficiales; aparición de moho y deterioro de las
estructuras son los efectos más comunes de verificar en terreno,
sin embargo los indirectos tienen que ver con problemas de salud
de los usuarios y los costos derivados de la mantención y de
pérdida de energía.
El puente térmico es un problema de diseño que se agrava en el
proceso constructivo, por ello, analizar su comportamiento en la
etapa de desarrollo asegura una mejor prestación de la envolvente.
La normativa chilena es débil en su precisión respecto a la manera
de abordarlos. Este trabajo pretende definir una metodología de
análisis de las soluciones constructivas utilizando para ello
métodos experimentales (cámara térmica) para evaluar la
pertinencia del uso de un factor como referente de diseño.
El análisis de los detalles constructivos requieren de un estudio
más profundo, abarcando comparaciones de sus prestaciones, no
solo evaluando el valor U, que normalmente lo conocemos como
ponderando, sino también evaluando las zonas de pérdidas de
calor (puente térmico).
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Objetivo General:
Comparar soluciones constructivas de elementos verticales en
estructura soportante de madera y metálica aprobadas por la
Norma Térmica y graficadas a través del Listado Oficial de
Soluciones Constructivas para Acondicionamiento Térmico del
Ministerio de vivienda y Urbanismo, para evaluarlas teórica
(simulación con software Therm y Usai)] y experimentalmente
(Probetas en cámara térmica) y a partir de ello, proponer
optimizaciones (rotura de puente térmico) definiendo una relación
(proporción) entre la U de mayor valor y el U de menor valor de la
solución constructiva y/o entre las temperaturas superficiales
registradas, buscando la menor diferencia al utilizar los mismos
elementos con la menor cantidad de elementos nuevos (Solución
por diseño).
Objetivo Específicos:
Comparar valores U y Temperaturas superficiales registradas de
las soluciones iniciales y mejoradas para obtener una relación
entre las zonas de mayor y menor transmitancia térmica.
Generar una librería base de materiales locales para ser utilizada
con los programas de simulación Therm y Usai, facilitando su
utilización en medios académicos y profesionales locales.
Utilizar simulaciones que permitan visualizar el comportamiento
térmico e higrotérmico de una solución constructiva para tomar
conciencia de la aparición de puentes térmicos, fomentando la
prevención o atenuación de ellos en la etapa de diseño.
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Determinación de el o los programas de simulación a
utilizar.
Se consideró acá la revisión de los programas de simulación
disponibles que estuvieran orientados a la visualización y cálculo
del comportamiento térmico. Se revisaron programas 2D y 3D y
aquellos que sólo entregaban datos o gráficos. Un factor
importante a considerar era definir sus posibilidades de utilización
en base a costos asociados; curva de aprendizaje; flexibilidad de
incorporar nueva información (información local de materiales) y
el tipo de resultados obtenidos.
Bajo esos criterios se decidió utilizar el programa Therm12 y el
programa Usai 13 dado que ambos permiten ampliar sus librerías,
pudiendo así incorporar materiales locales y, en el caso de Usai,
simular el elemento constructivo utilizando los datos del clima
local dado que se vincula a la librería de Meteonorm14 .Otro
aspecto valioso en ambos es su disponibilidad de descarga gratuita
desde la red lo que permitiría mayores posibilidades de
masificarlos como herramientas validadas para simular soluciones
constructivas locales.
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Análisis de los resultados.
De las simulaciones con Usai se obtuvieron los datos de los
valores U de las partes con y sin puente térmico por separado.
Para validar sus resultados se procedió a compararlos con los
obtenidos utilizando el método de cálculo manual, para lo cual se
utilizó una planilla de cálculo que incorporó la fórmula que define
la Norma NCh853.
De todas las comparaciones realizadas, el valor U es el que se ve
más confiable para la utilización de las simulaciones con Usai y a
través una planilla de cálculo. Este procedimiento permitiría
rápidos ajustes y comparaciones que son fácilmente visualizadas
con Usai y, además, son verificables aplicando el método de
cálculo manual (a través de
la planilla de cálculo) especificado en la NCh853.
Usai también arrojó resultados similares a los de las probetas en
las curvas de comportamiento térmico lo que también se puede
considerar como una visualización válida.
Therm ofrece visualizaciones claras del flujo de calor siendo
preciso en graficar los puentes térmicos, sin embargo los datos de
temperaturas superficiales no ofrecen seguridad de ser un dato
confiable. A pesar de ello, es una herramienta que aporta nociones
de puntos y zonas críticas de pérdidas de temperatura siendo muy
flexible y de rápida incorporación al proceso de diseño para el
análisis de una solución constructiva.
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Las probetas aportaron una gran cantidad de datos cuantificables
que, además de validar los valores de las soluciones Minvu,
obligaron a ajustar los datos de las simulaciones.
Este ajuste fue necesario ya que las condiciones de borde
originales no correspondían a las aportadas por el método
experimental (las temperaturas interior y exterior) las que variaron
entre probetas.
Las simulaciones aportaron nuevos datos para analizar una
solución constructiva permitiendo entender de mejor manera el
comportamiento de los casos de estudio, aumentando las
posibilidades de criterios de análisis.
Su utilización permite un acercamiento y una reflexión mayor ante
el problema de los puentes térmicos durante el proceso de diseño
siendo ello su mayor potencial.
La precisión de los datos no necesariamente serán los esperados,
pero se entiende que la simulación entregará datos suficientes para
tomar las decisiones al menos de manera más consciente e
informada.
Finalmente, la matriz de análisis generada permite definir 6
parámetros base para evaluar comparativamente las soluciones
asociadas a un puente térmico donde el factor que mayor refleja la
pertinencia de una solución respecto a otra es su influencia sobre
la demanda. A pesar de ello, se hace necesario el análisis de la
interacción de todos los factores pues las variaciones de
temperatura superficial no necesariamente pueden reflejarse en
grandes variaciones de la demanda, pero si en disminuciones de
riesgo de condensación.
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APLICA EN EL TEXTO LOS PROCEDIMIENTOS
APRENDIDOS EN LA ASIGNATURA, I.C.C. PARA LA
COMPRENSIÒN DE LA LECTURA
Bases para la Lectura.
Palabras desconocidas dentro del texto.
Térmico: Perteneciente o relativo al calor.
Patologías: Parte de la medicina, que trata de las enfermedades.
Pertinencia: Calidad de pertinente.
Envolvente: Termino utilizado en los gráficos bursátiles para referirse a
dos líneas paralelas que envuelven la cotización.
Trasmitancia: La normalización o estandarización es la redacción y solo
aprobación de normas que se establecen para garantizar el acoplamiento de
elementos construidos independientemente, así como garantizar el repuesto
en caso de ser necesario, garantizar la calidad de los elementos fabricados,
la seguridad de funcionamiento y trabajar con responsabilidad social.
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Atenuación: La atenuación del sonido es el reparto de energía de la onda
entre un volumen de aire cada vez mayor.
No obstante, la atenuación no suele expresarse como diferencia de
potencias sino en unidades logarítmicas como el decibelio, de manejo más
cómodo a la hora de efectuar cálculos.
Probetas: La probeta en el ensayo de tracción se sostiene por los dos
extremos, a la vez que una fuerza de tracción se aplica a velocidad
constante; obteniéndose la curva tensión-deformación.
Discrepancia: No estar de acuerdo una persona con otra en un asunto. Ser
diferente una cosa de otra
Estandarización: Ajustar o adaptar las cosas para que se asemejen a un
tipo, modelo o norma común.
Exhaustivo: Que es muy completo y profundo. es un procedimiento
geométrico de aproximación a un resultado, con el cual el grado de
precisión aumenta en la medida en que avanza el cálculo.
Interface: Intervalo entre dos fases sucesivas. Fase del ciclo de la célula en
que esta no se divide y el ADN del núcleo se duplica.
Masificarlos: Hacer que desaparezcan o que no se puedan diferenciar las
características personales o individuales de los miembros de un grupo
social. Ocupar un lugar un gran número de personas.