Aislación térmica producida por cavidades de aire. Análisis de un techo con geometría simplificada y flujo turbulento

A. BRONDINO; M.E. BERLI; J. DI PAOLO

Santiago del Estero

Congreso; V Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2016

FoDAMI - UNSE

La utilización de medios pasivos de confort térmicoen la construcción de viviendas es una medida que, a corto plazo, prometecontribuir en la disminución de los elevados costos energéticos asociados alacondicionamiento de ambientes. El techo es una de las partes de la vivienda dondese producen los mayores intercambios del calor con el medio ambiente. Lacontinua radiación solar que recibe la parte superior es transmitida al cieloraso en contacto con el interior del edificio y la cámara de aire interpuestaentre ambos juega un papel fundamental en la transmisión de esta energía. En laactualidad, esta cámara no está optimizada como un componente pasivo de ahorroenergético, convirtiéndose su diseño en un potencial elemento para disminuirlas pérdidas de calor en invierno y ganancias en verano. Con los actuales recursos informáticos, la Mecánicade Fluidos Computacional se ha convertido en una importante herramienta depredicción en problemas de ingeniería mecánica para comprender fenómenosfísicos, asistiendo y direccionando experimentos para economizarsignificativamente en costos y tiempo. Mediante esta disciplina, en estetrabajo se utilizó una técnica numérica basada en Elementos Finitos paraestudiar el efecto de algunos parámetros de diseño estándares y novedosos, deuna cavidad de aire (que representa el techo de una vivienda tipo) sobre latransmisión pasiva de energía térmica a través de sus superficies límites. Dada la baja viscosidad del aire y las grandesdimensiones relativas del techo, se utilizó un modelo de flujo turbulento. Elanálisis se realizó sobre una geometría simplificada a dos dimensiones debido alos recursos computacionales disponibles y como preludio de futurasinvestigaciones. Los resultados obtenidos permitieron analizar comparativamentecavidades de aire abiertas y cerradas, concluyendo la ventaja de las primerassobre las segundas, tradicionalmente usadas. Como es intuitivo, la utilizaciónde aislantes térmicos mejorarán aún más la performance de las cavidadesóptimas.