Diseño, construcción y validación de un prototipo modificado de hot box de escala reducida para la evaluación de la conductividad térmica de diferentes materiales aislantes bajo condiciones controladas
Year: 2024
Type: dissertation
Abstract: Este trabajo se centra en el desarrollo y validación de una nueva e innovadora metodología para evaluar y caracterizar térmicamente diferentes materiales aislantes. Para ello, se ha diseñado un prototipo modificado a escala reducida de “hot box”. Un hot box consiste en una cámara fría aislada térmicamente de una cámara caliente a través de un muro que actúa como muestra a caracterizar. El proceso de construcción se ha llevado a cabo y los resultados obtenidos han sido validados mediante comparación con un conductivímetro de flujo de calor comercial. En primer lugar, se ha fijado la metodología y calibrado el prototipo utilizando una muestra de poliestireno extruido (XPS) de 4 cm de espesor. Los ensayos involucran dos periodos estacionarios de diferente amplitud térmica y características, regiones donde se ha analizado la distribución de temperaturas y evaluado la conductividad térmica mediante medidas de temperatura y flujo de calor. En segundo lugar, se ha analizado el comportamiento térmico de muestras de diferentes espesores (1, 2, y 8 cm). Los resultados para los especímenes de pequeñas dimensiones muestran precisiones con errores relativos inferiores al 4 % y 9 % en los intervalos térmicos respectivamente estudiados, mientras que las muestras de grandes dimensiones requieren un estudio particular debido a que los flujos de calor obtenidos son muy bajos. En tercer lugar, se han ensayado y comparado diferentes aislantes térmicos comerciales como el poliuretano (PUR) y reciclado textil, para un espesor fijo de 4 cm. En este caso, los valores obtenidos para el PUR presentan errores relativos del 3 %, mientras que el error relativo para el reciclado textil alcanza cifras que rondan el 15 % debidas al pobre contacto entre la muestra y el sensor. Finalmente, se han explorado nuevas posibles aplicaciones para la técnica donde se ha incluido un estudio gráfico orientado al análisis de propiedades dinámicas. Además, se proponen diversas rutas de mejora del prototipo y líneas de trabajo futuro.
Author: Rojo de la Fuente, Adrián
Language: Spanish
Subfield: Building and Construction
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W6981173843