Estudio Del Comportamiento Energitermico de Los Edificios de La Universidad de La Fronteraprimera...

8/11/2019 Estudio Del Comportamiento Energitermico de Los Edificios de La Universidad de La Fronteraprimera Etapa

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA

FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS Y ADMINISTRACINDEPARTAMENTO DE INGENIERA DE OBRAS CIVILES

Estudio del Comportamiento Energitrmico de los Edificios dela Universidad de La Frontera: Primera Etapa

TRABAJO DE TTULO PARA OPTAR AL TTULODE INGENIERO CONSTRUCTOR

PROFESOR GUA: SR. JUAN PABLO CRDENAS RAMREZ

FREDY ALBERTO GUTIRREZ CASTILLOPEDRO EGIDIO SOBARZO VILLA

2009


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AGRADECIMIENTOS

Al momento de agradecer y visualizar mi paso exitoso por esta Prestigiosa

Universidad, se me vienen a la mente un cmulo de personas, instituciones y

situaciones que han sido de suma importancia en mi trayectoria universitaria; En primer

lugar agradezco a Dios por la gua y compaa permanente en este proceso, por

brindarme las oportunidades y posibilidades de crecer como persona en estos aos.

Gracias familia por su alegra, comprensin, paciencia y ayuda en los momentos

buenos y ms an en los malos. Muchas gracias pap por todo el cario, preocupacin

y por el apoyo incondicional de todos estos aos. Muchas gracias madre por ser como

eres, que sin ti esto no hubiera sido posible. A mis hermanos Vernica y Mauricio portodo el cario y estar ah en todo momento.

Gracias a los amigos de la Universidad que han compartido conmigo todos estos

hermosos aos, en especial a los que sin saber han ayudado de gran manera a

culminar en forma exitosa este proceso.

Gracias Profesor Juan Pablo Crdenas, por sus conocimientos y ayuda

fundamental en esta memoria, la cual espero sea un aporte para el crecimiento de

Nuestra Universidad.

A todos ellos muchas gracias.

Fredy.


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En primer lugar, quisiera sealar que me siento muy afortunado de haber tenido

la oportunidad de estudiar y culminar mi Carrera con el presente trabajo, doy gracias y

dedico todo mi esfuerzo a Dios y a las personas que a continuacin menciono.A mi madre, por su incansable dedicacin y contencin en cada momento que la

necesit. Gracias por tu fortaleza, siempre me apoyaste y velaste por mi tranquilidad.

A mi padre, que con su gran sabidura y sentido social siempre ha motivado mis

estudios; gracias por ser el proveedor durante los aos que he vivido bajo su techo.

A mis hermanos Nataly, Marina y Yury que siempre, de alguna manera han

tenido el respeto, la comprensin y el apoyo en mis estudios.

A mis sobrinos Jordan, Bruno, Beln, Tete y Camila por su cario y ternura.

Al Grupo Folklrico de la Universidad, que ha sido mi pasin. Gracias a su

directora Mara Molina y a todos mis compaeros.

A todos mis amigos, en especial a Gabriel y Robinson, que sin duda, han sabido

escucharme, entenderme y aconsejarme.

A nuestro Profesor Gua, quien nos ha apoyado y motivado en la realizacin de

este estudio, gracias por su voluntad y disposicin de discutir y generar conocimiento.

Por ltimo, no puedo dejar de nombrar a la mujer que alegra la vida. Gracias

Angela por ser mi compaera, mi amiga, mi confidente.... Gracias por aguantar las

noches de desvelo y trabajo, en donde siempre tuviste comprensin y cario.

A todos ustedes, muchas gracias.

Pedro.


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NDICE DE CONTENIDOS

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CAP TULO 1 INTRODUCCI N1.1 Descripcin del Problema 11.2 Objetivos 4

1.2.1 Objetivo General 41.2.2 Objetivos Especficos 4

CAP TULO 2 CONTEXTUALIZACI N DEL ESTUDIO2.1 Introduccin 62.2 La Ciudad de Temuco 6

2.2.1 Clima Local 72.2.2 Contaminacin Atmosfrica 7

2.3 Universidad de La Frontera 9

CAPTULO 3 EFICIENCIA ENERGTICA3.1 Introduccin 153.2 Energa y sus Fuentes 153.3 Eficiencia Energtica 193.4 Eficiencia Energtica a Nivel Internacional 203.5 Eficiencia Energtica en Chile 23

3.5.1 Eficiencia Energtica en la Construccin a Nivel Nacional 253.6 Eficiencia Energtica en la Regin de La Araucana 26

CAPTULO 4 TERMODINMICA APLICADA Y CONFORT TRMICO4.1 Introduccin 324.2 Transferencia de Calor 324.3 Conceptos de Termodinmica Aplicados 364.4 Confort Trmico 39

4.4.1 TermoFisiologa del Cuerpo Humano 394.4.2 Condiciones Medioambientales 404.4.3 Factores Personales 43

4.5 Infiltracin y Renovaciones de Aire (ACH) 474.6 Termografa 494.7 Conceptos Utilizados de Ganancias 50

CAP TULO 5 METODOLOG A DE ESTUDIO5.1 Introduccin 525.2 Tipo de Estudio 525.3 Pasos a Seguir 53


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CAP TULO 6 DESARROLLO6.1 Introduccin 626.2 Levantamiento de Datos 626.3 Eleccin de Objetos de Estudio 636.4 Estimacin sobre el Uso y Tiempos de Ocupacin 656.5 Presentacin de los Edificios en Estudio 676.6 Modelamiento 956.7 Ensayos 109

CAPTULO 7 RESULTADOS, ANLISIS Y COMPARACIONES7.1 Introduccin 120

7.2 Resultados y Anlisis 1217.3 Comparacin de Resultados Obtenidos 189

CAPTULO 8 CONCLUSIONES8.1 Conclusiones 197

BIBLIOGRAF A 201

ANEXO A TABLA CATASTRO CAMPUS ANDRS BELLO 203

ANEXO B MANUAL DE MODELAMIENTO TRMICO EN ECOTECT 205

ANEXO C TABLAS DE MATERIALES CON VALORES TRMICOS 227

ANEXO D INFORMACIN DE ENTRADA PARA EL MODELAMIENTO 262


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NDICE DE TABLAS

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CAP TULO 3 EFICIENCIA ENERG TICATabla 3.1 Relacin entre el Energtico Secundario, y su Energtico

Fuente 17

CAP TULO 4 TERMODIN MICA APLICADA Y CONFORT T RMICOTabla 4.1 Aislamiento Trmico para Combinaciones Tpicas de Ropa 45Tabla 4.2 Relacin entre Actividad y Metabolismo 46Tabla 4.3 Clasificacin de Edificios segn ACH 50 Y ACH 48

CAP TULO 5 METODOLOG A DE ESTUDIOTabla 5.1 Ejemplo Catastro Campus Andrs Bello 54

Tabla 5.2 Tabla Tipo, Variables del Proyecto y Recintos 57Tabla 5.3 Ejemplo de Valores Trmicos por Elemento 58

CAP TULO 6 DESARROLLOTabla 6.1 Ejemplo Horario de Ocupacin Sala de Clases 66Tabla 6.2 Informacin del Edificio R 106Tabla 6.3 Resultados de Infiltraciones 110

CAP TULO 7 RESULTADOS, AN LISIS Y COMPARACIONESTabla 7.1 Cargas Anuales Calefaccin/Refrigeracin, Edificio R 133Tabla 7.2 Cargas Anuales Calefaccin/Refrigeracin, Edificio RA 143

Tabla 7.3 Cargas Anuales Calefaccin/Refrigeracin, Edificio N 154Tabla 7.4 Cargas Anuales Calefaccin/Refrigeracin, Edificio OC 165Tabla 7.5 Cargas Anuales Calefaccin/Refrigeracin, Edificio CN 176Tabla 7.6 Clculo para la Estimacin del Consumo Real de Gas,

Edificios del Campus Andrs Bello 193Tabla 7.7 Cargas de Calefaccin/Refrigeracin Mensuales para Edificio

R, segn TAS 195


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NDICE DE FIGURAS

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CAP TULO 2 CONTEXTUALIZACI N DEL ESTUDIOFigura 2.1 Evolucinde la Edificacin en Campus Andrs Bello 11Figura 2.2 Casa Central de la Sede de la Universidad de Chile, actual

Campus Andrs Bello, 1965 12Figura 2.3 Actual Campus Andrs Bello 13

CAPTULO 3 EFICIENCIA ENERGTICAFigura 3.1 Consumo Energtico Primario 16Figura 3.2 Produccin Bruta de Energa Primaria 16Figura 3.3 Consumo Final de Energticos Secundarios 18Figura 3.4 Consumo de Energa por Fuente en el Mundo 20

Figura 3.5 Prospectiva Consumo Energa Primaria en el Mundo 1971-2030 21

Figura 3.6 Intensidad Energtica en el Mundo 22Figura 3.7 Evolucin del PIB y del Consumo de Energa Secundaria en

Chile 24Figura 3.8 Evolucin del Consumo Primario de Energa en Relacin al

PIB 24Figura 3.9 Evolucin del Consumo de Energa Sectorial en la Regin de

La Araucana 27Figura 3.10 Participacin Sectorial en el Ahorro de la Novena Regin 28Figura 3.11 Evolucin del Consumo de Energa en el Sector Residencial

de la IX Regin 29

CAP TULO 4 TERMODIN MICA APLICADA Y CONFORT T RMICOFigura 4.1 Geometra de Conduccin 33Figura 4.2 Proceso de Conveccin 34Figura 4.3 Proceso deRadiacin 35Figura 4.4 Espectro Electromagntico 49

CAPTULO 6 DESARROLLOFigura 6.1 Plano de Emplazamiento del Campus Andrs Bello 64Figura 6.2 Edificio Gilberto Montero 67

Figura 6.3 Emplazamiento del Edificio Gilberto Montero 68Figura 6.4 Planta del Edificio Gilberto Montero 69Figura 6.5 Grfico de Distribucin del Edificio Gilberto Montero 69Figura 6.6 Pasillo 1 del Edificio Gilberto Montero 70Figura 6.7 Sala del Edificio Gilberto Montero 71Figura 6.8 Pasillo 2 del Edificio Gilberto Montero 71Figura 6.9 Edificio Teodoro Wickel Kluwen 72Figura 6.10 Emplazamiento del Edificio Teodoro Wickel 73Figura 6.11 Planta 1erNivel del Edificio Teodoro Wickel 74


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CAP TULO 6 DESARROLLOFigura 6.12 Planta 2 oNivel del Edificio Teodoro Wickel 74Figura 6.13 Grfico de Distribucin del Edificio Teodoro Wickel 75Figura 6.14 Cara Poniente del Edificio Teodoro Wickel 76Figura 6.15 Cara Sur del Edificio Teodoro Wickel 76Figura 6.16 Pasillo Interior del Edificio Teodoro Wickel 77Figura 6.17 Edificio Hernn Herrera 78Figura 6.18 Emplazamiento del Edificio Hernn Herrera 79Figura 6.19 Planta 1erNivel del Edificio Hernn Herrera 80Figura 6.20 Planta 2 oNivel del Edificio Hernn Herrera 80Figura 6.21 Planta 3erNivel del Edificio Hernn Herrera 80

Figura 6.22 Grfico de Distribucin del Edificio Hernn Herrera 81Figura 6.23 Frontis del Edificio Hernn Herrera 82Figura 6.24 Cara Oriente del Edificio Hernn Herrera 82Figura 6.25 Pasillo Interior del Edificio Hernn Herrera 83Figura 6.26 Depto. de Ing. de Obras Civiles 84Figura 6.27 Emplazamiento del Depto. de Ing. de Obras Civiles 85Figura 6.28 Planta 1erNivel del Depto. de Ing. de Obras Civiles 86Figura 6.29 Planta 2 oNivel del Depto. de Ing. de Obras Civiles 86Figura 6.30 Grfico de Distribucin del Depto. de Ing. de Obras Civiles 87Figura 6.31 Frontis del Depto. de Ing. de Obras Civiles 88Figura 6.32 Sala del Depto. de Ing. de Obras Civiles 88

Figura 6.33 Hall y Pasillo Interior del Depto. de Ing. de Obras Civiles 89Figura 6.34 Casino Los Notros 90Figura 6.35 Emplazamiento del Casino Los Notros 91Figura 6.36 Planta del Casino Los Notros 92Figura 6.37 Grfico de Distribucin del Casino Los Notros 92Figura 6.38 Interior del Casino Los Notros 93Figura 6.39 Comedor del Casino Los Notros 94Figura 6.40 Cara Oriente del Casino Los Notros 94Figura 6.41 Modelo en Ecotect del Edificio Gilberto Montero 96Figura 6.42 Captura de Geometra del Edificio R en Ecotect 97Figura 6.43 Captura de la Ventana Informacin del Modelo del Edificio R

en Ecotect 97Figura 6.44 Captura Ventana de Zonas del Edificio R en Ecotect 98Figura 6.45 Captura Ventana Condiciones Generales del Edificio R en

Ecotect 99Figura 6.46 Captura Ventana Propiedades Termales del Edificio R en

Ecotect 100Figura 6.47 Captura Ventana Editor de Horario/Calendario Clases del

Edificio R en Ecotect 101Figura 6.48 Captura Ventana Editor de Horario/Calendario Pasillo del

Edificio R en Ecotect 103


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CAP TULO 6 DESARROLLOFigura 6.49 Captura Ventana Elementos del Modelo del Edificio R en

Ecotect 105Figura 6.50 Captura Ventana Capas de los Elementos del Edificio R en

Ecotect 105Figura 6.51 Modelo en Ecotect del Edificio Teodoro Wickel 107Figura 6.52 Modelo en Ecotect del Edificio Hernn Herrera 107Figura 6.53 Modelo en Ecotect del Depto. de Ing. de Obras Civiles 108Figura 6.54 Modelo en Ecotect del Casino Los Notros 108Figura 6.55 Infiltracin en Puertas-Ventanas Sala R-107 111Figura 6.56 Infiltracin por Unin de Madera/Madera Sala R-107 112

Figura 6.57 Infiltracin en Puertas Sala R-104 112Figura 6.58 Infiltracin por Unin de Dos Materiales Sala RA-2001 113Figura 6.59 Infiltracin por Unin de Madera/Madera Sala RA-2001 113Figura 6.60 Infiltracin por Unin de Madera/Madera Sala RA-2001 114Figura 6.61 Infiltracin por Unin de Dos Materiales Diferentes Sala N-101 114Figura 6.62 Infiltracin en Enchufes Sala N-202 115Figura 6.63 Infiltracin por Unin de Madera/Madera Sala N-202 115Figura 6.64 Infiltracin por Unin de Dos Materiales Of. Director del Depto.

de Ing. de Obras Civiles 116Figura 6.65 Infiltracin por Unin de Madera/Madera Bao Director del

Depto. de Ing. de Obras Civiles 116

Figura 6.66 Infiltracin por Unin de Madera/Madera Bao Director delDepto. de Ing. de Obras Civiles 117

Figura 6.67 Grfico de Temperaturas Registradas en el Laboratorio de EEdel Depto. de Ing. de Obras Civiles 118

CAPTULO 7 RESULTADOS, ANLISIS Y COMPARACIONESFigura 7.1 Modelo Edificio Gilberto Montero 121Figura 7.2 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Internas,

Edificio R 123Figura 7.3 Grfico de Distribucin Mensual de Prdidas por Ventilacin e

Infiltracin, Edificio R 124

Figura 7.4 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias SolaresIndirectas, Edificio R 125

Figura 7.5 Anlisis Solar del Edificio Gilberto Montero 126Figura 7.6 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Directas, Edificio R 127Figura 7.7 Anlisis Solar del Edificio Gilberto Montero 128Figura 7.8 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Fro del Ao,

Edificio R 129Figura 7.9 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Clido del Ao,

Edificio R 130Figura 7.10 Grfico de Cargas Mensuales de Calefaccin/Refrigeracin,

Edificio R 132


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CAP TULO 7 RESULTADOS, AN LISIS Y COMPARACIONESFigura 7.11 Modelo Edificio Teodoro Wickel 134Figura 7.12 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Internas,

Edificio RA 135Figura 7.13 Grfico de Distribucin Mensual de Prdidas por Ventilacin e

Infiltracin, Edificio RA 136Figura 7.14 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Indirectas, Edificio RA 137Figura 7.15 Anlisis Solar del Edificio Teodoro Wickel 138Figura 7.16 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Directas, Edificio RA 139

Figura 7.17 Anlisis Solar del Edificio Teodoro Wickel 140Figura 7.18 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Fro del Ao,

Edificio RA 141Figura 7.19 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Clido del Ao,

Edificio RA 141Figura 7.20 Grfico de Cargas Mensuales de Calefaccin/Refrigeracin,

Edificio RA 143Figura 7.21 Modelo Edificio Hernn Herrera 145Figura 7.22 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Internas,

Edificio N 146Figura 7.23 Grfico de Distribucin Mensual de Prdidas por Ventilacin e

Infiltracin, Edificio N 147Figura 7.24 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Indirectas, Edificio N 148Figura 7.25 Anlisis Solar del Edificio Hernn Herrera 149Figura 7.26 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Directas, Edificio N 150Figura 7.27 Anlisis Solar del Edificio Hernn Herrera 151Figura 7.28 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Fro del Ao,

Edificio N 152Figura 7.29 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Clido del Ao,

Edificio N 152

Figura 7.30 Grfico de Cargas Mensuales de Calefaccin/Refrigeracin,Edificio N 154

Figura 7.31 Modelo Depto. de Ing. de Obras Civiles 156Figura 7.32 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Internas,

Edificio OC 157Figura 7.33 Grfico de Distribucin Mensual de Prdidas por Ventilacin e

Infiltracin, Edificio OC 158Figura 7.34 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Indirectas, Edificio OC 159Figura 7.35 Anlisis Solar del Depto. de Ing. de Obras Civiles 160


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CAP TULO 7 RESULTADOS, AN LISIS Y COMPARACIONESFigura 7.36 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Directas, Edificio OC 161Figura 7.37 Anlisis Solar del Depto. de Ing. de Obras Civiles 162Figura 7.38 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Fro del Ao,

Edificio OC 163Figura 7.39 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Clido del Ao,

Edificio OC 163Figura 7.40 Grfico de Cargas Mensuales de Calefaccin/Refrigeracin,

Edificio OC 165Figura 7.41 Modelo Casino Los Notros 167

Figura 7.42 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Internas,Edificio CN 168

Figura 7.43 Grfico de Distribucin Mensual de Prdidas por Ventilacin eInfiltracin, Edificio CN 169

Figura 7.44 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias SolaresIndirectas, Edificio CN 170

Figura 7.45 Anlisis Solar del Casino Los Notros 171Figura 7.46 Grfico de Distribucin Mensual de Ganancias Solares

Directas, Edificio CN 172Figura 7.47 Anlisis Solar del Casino Los Notros 173Figura 7.48 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Fro del Ao,

Edificio CN 174Figura 7.49 Grfico de Temperaturas Horarias del Da ms Clido del Ao,

Edificio CN 174Figura 7.50 Grfico de Cargas Mensuales de Calefaccin/Refrigeracin,

Edificio CN 175Figura 7.51 Grfico Comparacin de Ganancias Internas 177Figura 7.52 Grfico Comparacin de Ganancias por Ventilacin e

Infiltracin 179Figura 7.53 Grfico Comparacin de Ganancias Solares Indirectas 180Figura 7.54 Grfico Comparacin de Ganancias Solares Directas 181Figura 7.55 Grfico Comparacin de Demanda en Calefaccin 183

Figura 7.56 Grfico Comparacin de Demanda por m 184Figura 7.57 Grfico de Ahorro en Calefaccin por Efecto de la Radiacin

Solar 187Figura 7.58 Grfico Relacin de Aporte Solar v/s Porcentaje de Ventanas 188Figura 7.59 Captura del Modelo Ecotect del Laboratorio de Eficiencia

Energtica del Depto. de Ing. de Obras Civiles 190Figura 7.60 Grfico de Temperatura Interior y Exterior del Termograma y

del Modelo Ecotect del Laboratorio de EE del Depto. de Ing. deObras Civiles 191

Figura 7.61 Modelo Edificio R en Software TAS 194


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CAPTULO 2

CONTEXTUALIZACIN DEL ESTUDIO


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Captulo 2 Contextualizacin del Estudio

Estudio del Comportamiento Energitrmico de los Edificios de La Universidad de La Frontera:Primera Etapa

2.1 Introduccin

De principio, es necesario sealar que este trabajo se enmarca en un proyectofinal que busca lograr la estimacin de demanda energtica para calefaccin de los

edificios en la Universidad de La Frontera (UFRO), y desde esta perspectiva, contribuir

como un estudio base para el incentivo de polticas institucionales que vayan en

beneficio de la descontaminacin de la ciudad y la problemtica energtica nacional y

mundial. En este sentido, el estudio energitrmico de los edificios de la UFRO en el

presente trabajo, es motivado por las mismas razones del ya mencionado proyecto

constituyendo sta su parte inicial.

Con la finalidad de contextualizar el presente estudio en cuanto al lugar fsico

como a la institucin en donde se desarrolla, este captulo se orienta a describir las

caractersticas generales de la ciudad en la cual se encuentra, el clima de la zona y la

problemtica de la contaminacin atmosfrica que afecta en la actualidad el medio

ambiente local. Adems, este apartado da a conocer la Universidad como institucin y

bsicamente la descripcin de su infraestructura.

2.2 La Ciudad de Temuco

Temuco capital de la IX Regin de la Araucana y de la Provincia de Cautn,

Chile, fue fundada el 24 de febrero de 1881 y es una ciudad ubicada a 667 km al sur de

Santiago. A 80 km de la ciudad se encuentra el Ocano Pacfico y al oeste la Cordillera

de Los Andes. En voz mapudungn (mapuche), Temuco significa Agua de Temu, y es

una de las ciudades de Chile que ms ha crecido urbanamente en los ltimos aos. A

partir de la dcada de los noventa, la ciudad vive un acelerado proceso de crecimiento y

urbanizacin, e inicia un proceso de consolidacin para transformarse en el principal

centro de servicios del sur de Chile. El sitio de la ciudad morfolgicamente corresponde

a terrazas fluviales del ro Cautn que se desarrollan en forma encajonada entre los

cerros ielol (350 msnm) y Conun Huenu (360 msnm).

Existe un concepto que ha aparecido hace un par de aos llamado el Gran

Temuco, el cual es un conglomerado conformado por la unin de dos comunas,


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Temuco y Padre Las Casas. El concepto metropolitano de Gran Temuco nace cuando

al escindirse un sector o barrio de la ciudad de Temuco, Padre Las Casas, formando

una nueva divisin administrativa, por lo que desde entonces Temuco trasciende lo que

era propiamente la comuna original homnima. El conglomerado formado por estas dos

comunas tiene una superficie comprendida por ms de 23 km de norte a sur y cerca de

14 km de este a oeste.

Segn el censo nacional de 2002 Gran Temuco contaba con 260.878 habitantes.

De acuerdo a la proyeccin del INE si se suman los habitantes de ambas comunas, la

poblacin alcanzara para el ao 2010 un total de 377.495 habitantes, lo que la

convertira en la quinta rea metropolitana de Chile tras las conurbaciones del GranSantiago, Gran Concepcin, Gran Valparaso y Gran La Serena.

Cabe destacar que entre otras cosas, las dos comunas tiene una problemtica

en comn: la contaminacin atmosfrica la cual se produce principalmente por la

combustin de lea humeda, tema que se trata en este mismo apartado ms adelante.

2.2.1 Clima Local

En la ciudad predomina un clima templado lluvioso con influencia mediterrnea,cuya caracterstica principal es que la precipitaciones se hacen presentes en todos los

meses del ao, concentrndose principalmente en el perodo invernal, siendo enero y

febrero meses secos. El clima se presenta en la zona con caractersticas que se hacen

sentir a travs de la influencia ocenica, con registros moderados de la amplitud trmica

Las precipitaciones registran una distribucin a travs de todo el ao, observndose

una leve disminucin en sus registros mensuales en poca de verano y alcanzando

registros superiores a 1000 mm anuales.

2.2.2 Contaminacin Atmosfrica

En la ciudad de Temuco y Padre Las Casas, en la Regin de La Araucana existe

un problema que se ha agravado en los ltimos aos, el ambiente se llena de humo

durante los perodos de otoo e invierno de cada ao, lo que coincide con las bajas

temperaturas. Cada ao se respira un aire de peor calidad, que segn los estudios, est


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enfermando a la poblacin. La norma primaria de calidad de aire establece que el

mximo permitido de presencia de MP-10 en la atmsfera no puede superar los 150

microgramos por metro cbico, sin embargo Temuco tiene una altsima contaminacin

producto, fundamentalmente del uso masivo combustin de lea en calefactores,

chimeneas y cocinas a lea, usada en unas 65 mil viviendas, lo que se traduce a un

85% de las emisiones totales de MP-10, que equivale a un total de 3 mil 240 toneladas

de contaminantes al ao. Le siguen las fuentes fijas compuesta por industrias y edificios

con un 7 % del aporte total que ni se acercan a la cifra anterior. Todos los aos la

Seremi de Salud realiza un informe de la medicin de Material Particulado desde abril a

agosto de cada ao, en el 2008 se registraron 36 superaciones de la norma ambiental yen julio del 2009 ya se registraban 30, con niveles mximos de hasta 500 ug/m3 y

promedios diarios de 280 ug/m3 lo que posiciona a Temuco en la categora de crticos.

Esta situacin llev a que la capital de La Araucana fuese declarada zona

saturada por MP10, segn decreto de mayo de 2005, lo cual obliga a la autoridad a

establecer un plan de descontaminacin atmosfrico (PDA), instrumento que establece

los mecanismos para reducir los niveles de contaminacin en la atmsfera de la ciudad.

El plan se firm por la Presidenta el presente ao en el mes de julio, lo cual ratifica el

compromiso del gobierno por enfrentar uno de los problemas ambientales ms

importantes de las ciudades del centro sur de Chile y cuyo liderazgo en la gestin

pertenece a las comunas de Temuco y Padre Las Casas.

El PDA considera los antecedentes y descripcin del rea afectada, un anlisis

de la calidad ambiental que fund la declaracin de zona saturada, y una referencia de

las fuentes responsables de la contaminacin. Se incorpor la informacin de la meta

de reduccin de emisiones y los plazos para alcanzarla.

Dado que la fuente principal de MP10 en la zona saturada es la combustin

residencial de lea, se ha puesto nfasis en estas medidas, enmarcadas en las lneas

estratgicas: regulacin al uso y mejoramiento de la calidad de la lea; de los artefactos

residenciales que combustionan lea, y de la eficiencia trmica de la vivienda, junto con

las medidas asociadas.


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2.3Universidad de La Frontera

La Universidad de la Frontera (UFRO) es la nica universidad estatal de la IXregin y se encuentra ubicada en la ciudad de Temuco. Sus coordenadas geogrficas

son: latitud 38 44 57.82 sur; longitud 72 36 53.04 oeste, y tiene una elevacin sobre

el nivel del mar de 111 metros.

La universidad es fundada por Decreto Fuerza de Ley N 17 del 10 de marzo de

1981, bajo el Decreto Ley 3.451 de 1980, y se crea por la fusin de dos slidos pilares:

la antigua Sede de la Universidad Tcnica del Estado, cuya historia se remonta a 1916,

y la Sede de la Universidad de Chile de Temuco, fundada en 1960. Es una Corporacin

de Derecho Pblico, que se define en el contexto de su misin como unainstitucin de

Educacin Superior estatal y autnoma, socialmente responsable, ubicada en la Regin

de La Araucana. Tiene como misin contribuir al desarrollo de la Regin y del pas

mediante lageneracin y transmisin de conocimiento, la formacin de profesionales y

postgraduados, el cultivode las artes y de la cultura. Asume compromiso con la calidad

y la innovacin, con el respeto por las personas, con el respeto por entorno y la

diversidad cultural, con la construccin de una sociedad msjusta y democrtica.

En la actualidad, la UFRO imparte 36 carreras de pregrado,cuatro programas de

doctorado, 22 de programas de magster, 12 programas de especialidadesmdicas y 7

programas de especialidades no mdicas. Tiene aproximadamente 7.500 estudiantes

ensus programas regulares de pregrado y 500 en sus programas de postgrado.

Infraestructura

El desarrollo de la infraestructura en la Universidad de La Frontera busca

armonizar las necesidades acadmicas y administrativas, de acuerdo al ejercicio de sus

funciones y las modalidades en que stas se realizan; al valor asignado a la esttica y

al bienestar de las personas; a una utilizacin racional de los espacios; y a la

disponibilidad de recursos para dar la respuesta a estas necesidades. Este desarrollo

se sustenta en dos conceptos bsicos:


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Campus Integrado, que ha permitido concentrar a la mayora de las unidades

acadmicas y administrativas en un nico Campus, exceptuando la Facultad de

Medicina, reduciendo la dispersin fsica de la Corporacin, optimizando la

utilizacin de los recursos disponibles y disminuyendo radicalmente los tiempos

de desplazamiento por la ciudad.

Plan Regulador del Campus Integrado, como instrumento de planificacin

urbanstica de las construcciones, infraestructura, y paisajismo del Campus

Universitario, apuntando a un desarrollo y crecimiento armnico.

La Universidad cuenta en la actualidad con tres Campus: el Campus AndrsBello, en el que se desarrolla el concepto de Campus Integrado, el Campus de la

Salud y el Campus Prat. Adems, posee el Campus Experimental Maquehue, el Predio

Forestal Rucamanque, ms un retazo de la antigua Estacin Experimental Maipo, en

los que se realizan las actividades prcticas de la Facultad de Ciencias Agropecuarias y

Forestales. La Direccin de Extensin y Formacin Continua est instalada en el

Campus Prat, en el sector cntrico de Temuco, con moderna infraestructura, para lo

cual se remodelo un antiguo edificio que perteneci a la ex Sede de la Universidad

Tcnica del Estado y en el que an restan por terminar algunas intervenciones, el que

est destinado principalmente a actividades de vinculacin con la comunidad.

Con respecto a las caractersticas de la superficie, sta cuenta con un total de

terreno de 779,24 hs., de stas, alrededor de 290 hs. corresponden al Campo

Experimental Maquehue; 435,0 hs. al Predio Forestal Rucamanque; y 53,8 hs. a la

reserva que mantiene la Universidad en el Fundo Maipo, antigua Estacin Experimental

Universitaria. Con 84.449 m2 de construccin distribuidos en 10.623 m2 de aulas, 9.027

m2 de laboratorios, 5.400 m2 de bibliotecas, 941 m2 de la Unidad de Servicios

Estudiantiles y 829 m2 del Centro de Modelacin y Computacin Cientfica y el

Departamento de Ingeniera Matemtica; 5.360 m2 del nuevo edificio de la Facultad de

Medicina y 1.424 m2 del nuevo edificio de Clnicas Odontolgicas; 2.537 m2 de nuevas

dependencias de la Facultad de Ingeniera Ciencias y Administracin, en las cuales se

encuentra el Decanato y el Departamento de Ingeniera Mecnica; 1.774 m2 del Casino


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Estudio del Comportami

Los Notros; 4.619 m2 c

casinos, cafeteras, gim

pasos cubiertos, bodega

Profesional para estu

Cientfico Mayor (1.032

primaria en salud Boye

pregrado y especialidad

A continuacin s

de la edificacin en el C

posible observar que la

Figura 2.1Evolucind

La disponibilidad

amplia, por lo que no s

Captulo 2 Co

nto Energitrmico de los Edificios de La UniPrimera Etapa

rresponden al Gimnasio Olmpico, y re

asio, institutos y oficinas docentes y ad

s, paoles, etc. A lo anterior se agrega

iantes de pregrado (639m2), el Ce

m2) para apoyar la investigacin y un

co (1.703 m2) como apoyo a la forma

mdica.

presenta un grfico en donde se pued

mpus Integrado Andrs Bello desde el

ayor parte de los m2 se han construido

e la Edificacin en Campus Andrs Bell

de terrenos para el desarrollo futuro

aprecian limitaciones para el crecimie

textualizacin del Estudio

ersidad de La Frontera:

tantes corresponden a

ministrativas, servicios,

l Centro de Formacin

tro de Equipamiento

onsultorio de atencin

in de estudiantes de

e apreciar la evolucin

o 1964 a la fecha. Es

en los ltimos aos.

(Elaboracin Propia)

de la Universidad es

to de la infraestructura


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de la Institucin. Razn por la cual se considera de vital importancia la realizacin de

estudios energitrmicos de tal forma que constituyan una herramienta de informacin a

la hora disear nuevos edificios.

Para finalizar este captulo se presentan a continuacin dos imgenes que

permiten evidenciar el desarrollo y crecimiento de infraestructura de la casa de estudios.

La primera imagen corresponde a la construccin de la Sede de la Universidad de

Chile (Pinto, 2002), la cual es actualmente el Campus Andrs Bello, y la segunda una

fotografa area actual del Campus Integrado tomada del Catlogo Institucional de la

Universidad.

Figura 2.2Casa Central de la Sede de la Universidad de Chile, actual CampusAndrs Bello, 1965


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Figura 2.3Actual Campus Andrs Bello


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CAPTULO 2

CONTEXTUALIZACIN DEL ESTUDIO


22/334



2.1 Introduccin

De principio, es necesario sealar que este trabajo se enmarca en un proyectofinal que busca lograr la estimacin de demanda energtica para calefaccin de los

edificios en la Universidad de La Frontera (UFRO), y desde esta perspectiva, contribuir

como un estudio base para el incentivo de polticas institucionales que vayan en

beneficio de la descontaminacin de la ciudad y la problemtica energtica nacional y

mundial. En este sentido, el estudio energitrmico de los edificios de la UFRO en el

presente trabajo, es motivado por las mismas razones del ya mencionado proyecto

constituyendo sta su parte inicial.

Con la finalidad de contextualizar el presente estudio en cuanto al lugar fsico

como a la institucin en donde se desarrolla, este captulo se orienta a describir las

caractersticas generales de la ciudad en la cual se encuentra, el clima de la zona y la

problemtica de la contaminacin atmosfrica que afecta en la actualidad el medio

ambiente local. Adems, este apartado da a conocer la Universidad como institucin y

bsicamente la descripcin de su infraestructura.

2.2 La Ciudad de Temuco

Temuco capital de la IX Regin de la Araucana y de la Provincia de Cautn,

Chile, fue fundada el 24 de febrero de 1881 y es una ciudad ubicada a 667 km al sur de

Santiago. A 80 km de la ciudad se encuentra el Ocano Pacfico y al oeste la Cordillera

de Los Andes. En voz mapudungn (mapuche), Temuco significa Agua de Temu, y es

una de las ciudades de Chile que ms ha crecido urbanamente en los ltimos aos. A

partir de la dcada de los noventa, la ciudad vive un acelerado proceso de crecimiento y

urbanizacin, e inicia un proceso de consolidacin para transformarse en el principal

centro de servicios del sur de Chile. El sitio de la ciudad morfolgicamente corresponde

a terrazas fluviales del ro Cautn que se desarrollan en forma encajonada entre los

cerros ielol (350 msnm) y Conun Huenu (360 msnm).

Existe un concepto que ha aparecido hace un par de aos llamado el Gran

Temuco, el cual es un conglomerado conformado por la unin de dos comunas,


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Temuco y Padre Las Casas. El concepto metropolitano de Gran Temuco nace cuando

al escindirse un sector o barrio de la ciudad de Temuco, Padre Las Casas, formando

una nueva divisin administrativa, por lo que desde entonces Temuco trasciende lo que

era propiamente la comuna original homnima. El conglomerado formado por estas dos

comunas tiene una superficie comprendida por ms de 23 km de norte a sur y cerca de

14 km de este a oeste.

Segn el censo nacional de 2002 Gran Temuco contaba con 260.878 habitantes.

De acuerdo a la proyeccin del INE si se suman los habitantes de ambas comunas, la

poblacin alcanzara para el ao 2010 un total de 377.495 habitantes, lo que la

convertira en la quinta rea metropolitana de Chile tras las conurbaciones del GranSantiago, Gran Concepcin, Gran Valparaso y Gran La Serena.

Cabe destacar que entre otras cosas, las dos comunas tiene una problemtica

en comn: la contaminacin atmosfrica la cual se produce principalmente por la

combustin de lea humeda, tema que se trata en este mismo apartado ms adelante.

2.2.1 Clima Local

En la ciudad predomina un clima templado lluvioso con influencia mediterrnea,cuya caracterstica principal es que la precipitaciones se hacen presentes en todos los

meses del ao, concentrndose principalmente en el perodo invernal, siendo enero y

febrero meses secos. El clima se presenta en la zona con caractersticas que se hacen

sentir a travs de la influencia ocenica, con registros moderados de la amplitud trmica

Las precipitaciones registran una distribucin a travs de todo el ao, observndose

una leve disminucin en sus registros mensuales en poca de verano y alcanzando

registros superiores a 1000 mm anuales.

2.2.2 Contaminacin Atmosfrica

En la ciudad de Temuco y Padre Las Casas, en la Regin de La Araucana existe

un problema que se ha agravado en los ltimos aos, el ambiente se llena de humo

durante los perodos de otoo e invierno de cada ao, lo que coincide con las bajas

temperaturas. Cada ao se respira un aire de peor calidad, que segn los estudios, est


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enfermando a la poblacin. La norma primaria de calidad de aire establece que el

mximo permitido de presencia de MP-10 en la atmsfera no puede superar los 150

microgramos por metro cbico, sin embargo Temuco tiene una altsima contaminacin

producto, fundamentalmente del uso masivo combustin de lea en calefactores,

chimeneas y cocinas a lea, usada en unas 65 mil viviendas, lo que se traduce a un

85% de las emisiones totales de MP-10, que equivale a un total de 3 mil 240 toneladas

de contaminantes al ao. Le siguen las fuentes fijas compuesta por industrias y edificios

con un 7 % del aporte total que ni se acercan a la cifra anterior. Todos los aos la

Seremi de Salud realiza un informe de la medicin de Material Particulado desde abril a

agosto de cada ao, en el 2008 se registraron 36 superaciones de la norma ambiental yen julio del 2009 ya se registraban 30, con niveles mximos de hasta 500 ug/m3 y

promedios diarios de 280 ug/m3 lo que posiciona a Temuco en la categora de crticos.

Esta situacin llev a que la capital de La Araucana fuese declarada zona

saturada por MP10, segn decreto de mayo de 2005, lo cual obliga a la autoridad a

establecer un plan de descontaminacin atmosfrico (PDA), instrumento que establece

los mecanismos para reducir los niveles de contaminacin en la atmsfera de la ciudad.

El plan se firm por la Presidenta el presente ao en el mes de julio, lo cual ratifica el

compromiso del gobierno por enfrentar uno de los problemas ambientales ms

importantes de las ciudades del centro sur de Chile y cuyo liderazgo en la gestin

pertenece a las comunas de Temuco y Padre Las Casas.

El PDA considera los antecedentes y descripcin del rea afectada, un anlisis

de la calidad ambiental que fund la declaracin de zona saturada, y una referencia de

las fuentes responsables de la contaminacin. Se incorpor la informacin de la meta

de reduccin de emisiones y los plazos para alcanzarla.

Dado que la fuente principal de MP10 en la zona saturada es la combustin

residencial de lea, se ha puesto nfasis en estas medidas, enmarcadas en las lneas

estratgicas: regulacin al uso y mejoramiento de la calidad de la lea; de los artefactos

residenciales que combustionan lea, y de la eficiencia trmica de la vivienda, junto con

las medidas asociadas.


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2.3Universidad de La Frontera

La Universidad de la Frontera (UFRO) es la nica universidad estatal de la IXregin y se encuentra ubicada en la ciudad de Temuco. Sus coordenadas geogrficas

son: latitud 38 44 57.82 sur; longitud 72 36 53.04 oeste, y tiene una elevacin sobre

el nivel del mar de 111 metros.

La universidad es fundada por Decreto Fuerza de Ley N 17 del 10 de marzo de

1981, bajo el Decreto Ley 3.451 de 1980, y se crea por la fusin de dos slidos pilares:

la antigua Sede de la Universidad Tcnica del Estado, cuya historia se remonta a 1916,

y la Sede de la Universidad de Chile de Temuco, fundada en 1960. Es una Corporacin

de Derecho Pblico, que se define en el contexto de su misin como unainstitucin de

Educacin Superior estatal y autnoma, socialmente responsable, ubicada en la Regin

de La Araucana. Tiene como misin contribuir al desarrollo de la Regin y del pas

mediante lageneracin y transmisin de conocimiento, la formacin de profesionales y

postgraduados, el cultivode las artes y de la cultura. Asume compromiso con la calidad

y la innovacin, con el respeto por las personas, con el respeto por entorno y la

diversidad cultural, con la construccin de una sociedad msjusta y democrtica.

En la actualidad, la UFRO imparte 36 carreras de pregrado,cuatro programas de

doctorado, 22 de programas de magster, 12 programas de especialidadesmdicas y 7

programas de especialidades no mdicas. Tiene aproximadamente 7.500 estudiantes

ensus programas regulares de pregrado y 500 en sus programas de postgrado.

Infraestructura

El desarrollo de la infraestructura en la Universidad de La Frontera busca

armonizar las necesidades acadmicas y administrativas, de acuerdo al ejercicio de sus

funciones y las modalidades en que stas se realizan; al valor asignado a la esttica y

al bienestar de las personas; a una utilizacin racional de los espacios; y a la

disponibilidad de recursos para dar la respuesta a estas necesidades. Este desarrollo

se sustenta en dos conceptos bsicos:


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Campus Integrado, que ha permitido concentrar a la mayora de las unidades

acadmicas y administrativas en un nico Campus, exceptuando la Facultad de

Medicina, reduciendo la dispersin fsica de la Corporacin, optimizando la

utilizacin de los recursos disponibles y disminuyendo radicalmente los tiempos

de desplazamiento por la ciudad.

Plan Regulador del Campus Integrado, como instrumento de planificacin

urbanstica de las construcciones, infraestructura, y paisajismo del Campus

Universitario, apuntando a un desarrollo y crecimiento armnico.

La Universidad cuenta en la actualidad con tres Campus: el Campus AndrsBello, en el que se desarrolla el concepto de Campus Integrado, el Campus de la

Salud y el Campus Prat. Adems, posee el Campus Experimental Maquehue, el Predio

Forestal Rucamanque, ms un retazo de la antigua Estacin Experimental Maipo, en

los que se realizan las actividades prcticas de la Facultad de Ciencias Agropecuarias y

Forestales. La Direccin de Extensin y Formacin Continua est instalada en el

Campus Prat, en el sector cntrico de Temuco, con moderna infraestructura, para lo

cual se remodelo un antiguo edificio que perteneci a la ex Sede de la Universidad

Tcnica del Estado y en el que an restan por terminar algunas intervenciones, el que

est destinado principalmente a actividades de vinculacin con la comunidad.

Con respecto a las caractersticas de la superficie, sta cuenta con un total de

terreno de 779,24 hs., de stas, alrededor de 290 hs. corresponden al Campo

Experimental Maquehue; 435,0 hs. al Predio Forestal Rucamanque; y 53,8 hs. a la

reserva que mantiene la Universidad en el Fundo Maipo, antigua Estacin Experimental

Universitaria. Con 84.449 m2 de construccin distribuidos en 10.623 m2 de aulas, 9.027

m2 de laboratorios, 5.400 m2 de bibliotecas, 941 m2 de la Unidad de Servicios

Estudiantiles y 829 m2 del Centro de Modelacin y Computacin Cientfica y el

Departamento de Ingeniera Matemtica; 5.360 m2 del nuevo edificio de la Facultad de

Medicina y 1.424 m2 del nuevo edificio de Clnicas Odontolgicas; 2.537 m2 de nuevas

dependencias de la Facultad de Ingeniera Ciencias y Administracin, en las cuales se

encuentra el Decanato y el Departamento de Ingeniera Mecnica; 1.774 m2 del Casino


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Estudio del Comportami

Los Notros; 4.619 m2 c

casinos, cafeteras, gim

pasos cubiertos, bodega

Profesional para estu

Cientfico Mayor (1.032

primaria en salud Boye

pregrado y especialidad

A continuacin s

de la edificacin en el C

posible observar que la

Figura 2.1Evolucind

La disponibilidad

amplia, por lo que no s

Captulo 2 Co

nto Energitrmico de los Edificios de La UniPrimera Etapa

rresponden al Gimnasio Olmpico, y re

asio, institutos y oficinas docentes y ad

s, paoles, etc. A lo anterior se agrega

iantes de pregrado (639m2), el Ce

m2) para apoyar la investigacin y un

co (1.703 m2) como apoyo a la forma

mdica.

presenta un grfico en donde se pued

mpus Integrado Andrs Bello desde el

ayor parte de los m2 se han construido

e la Edificacin en Campus Andrs Bell

de terrenos para el desarrollo futuro

aprecian limitaciones para el crecimie

textualizacin del Estudio

ersidad de La Frontera:

tantes corresponden a

ministrativas, servicios,

l Centro de Formacin

tro de Equipamiento

onsultorio de atencin

in de estudiantes de

e apreciar la evolucin

o 1964 a la fecha. Es

en los ltimos aos.

(Elaboracin Propia)

de la Universidad es

to de la infraestructura


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de la Institucin. Razn por la cual se considera de vital importancia la realizacin de

estudios energitrmicos de tal forma que constituyan una herramienta de informacin a

la hora disear nuevos edificios.

Para finalizar este captulo se presentan a continuacin dos imgenes que

permiten evidenciar el desarrollo y crecimiento de infraestructura de la casa de estudios.

La primera imagen corresponde a la construccin de la Sede de la Universidad de

Chile (Pinto, 2002), la cual es actualmente el Campus Andrs Bello, y la segunda una

fotografa area actual del Campus Integrado tomada del Catlogo Institucional de la

Universidad.

Figura 2.2Casa Central de la Sede de la Universidad de Chile, actual CampusAndrs Bello, 1965


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Figura 2.3Actual Campus Andrs Bello


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CAPTULO 4

TERMODINMICA APLICADA Y CONFORT

TRMICO


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Captulo 4 Termodinmica Aplicada y Confort Trmico


4.1 Introduccin

La termodinmica es la ciencia que estudia los fenmenos del calor, y para eldesarrollo de este trabajo es necesario manejar conceptos y las definiciones

relacionadas con la termodinmica aplicada, especficamente con la transferencia de

calor, puesto que para modelar los edificios en estudio se debe considerar la forma y

cantidad de cada fenmeno trmico que influye sobre las condiciones de cada

edificacin. Bajo esta idea se presenta en este captulo la descripcin y definicin de las

materias recin sealadas. Por otra parte, tambin se debe tener en cuenta los niveles

de bienestar que las personas deben tener dentro de los recintos, para ello se muestra

las condiciones que afectan al confort trmico ya sea medioambientales o de tipo

personal, como el metabolismo, nivel de ropaje, entre otros; las cuales adems se

deben considerar para estimar la demanda energtica y caracterizar el comportamiento

trmico de los edificios estudiados.

4.2 Transferencia de Calor

El calor se define como una transferencia de energa de una parte a otra de un

cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia de temperatura. El

calor es energa en movimiento; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a otra

de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la zona ms fra y reduce la

de la zona ms clida, siempre y cuando el volumen de los cuerpos se mantenga

constante.

Cuando dos cuerpos tienen diferentes temperaturas y se ponen en contacto, se

produce una transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor

temperatura. La transferencia de calor se puede realizar por tres mecanismos fsicos:

conduccin, conveccin y radiacin.

Conduccin

Es el mecanismo de transmisin del calor, producido por el contacto entre dos o

ms medios, cuando en tales medios existe un gradiente de temperatura. El calor se

transmite de la regin de mayor temperatura a la de menor temperatura debido al


32/334



contacto directo entre molculas. La conduccin es el nico mecanismo de transmisin

del calor posible en los medios slidos opacos.

Como ya se mencion, la conduccin de calor slo ocurre si hay diferencias de

temperatura entre dos partes del medio conductor. Para un volumen de espesor x, con

rea de seccin transversal A y cuyas caras opuestas se encuentran a diferentes t1y t2,

con t2 > t1, se encuentra que el calor q transferido en un tiempo t fluye del extremo

caliente al fro. Si se llama a q (en Watts) al calor transferido por unidad de tiempo,

entonces la ley de la conduccin de calor de Fourier para definir el proceso de

conduccin trmica es:

x

ttAkq 21

=

(4.1)

En donde, q es el calor transferido por unidad de tiempo (W); k es la

conductividad trmica (W/mC); A es el rea transversal a la direccin de propagacin

(m2); t es la temperatura (C); y x es el espesor (m).

Figura 4.1Geometra de Conduccin


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Conveccin

La conveccin es la forma de transferencia de calor por movimiento de masa o

circulacin dentro de la sustancia. Puede ser natural, producida solo por las diferencias

de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es obligada a moverse de un

lugar a otro, por ejemplo el aire con un ventilador o el agua con una bomba. Slo se

produce en lquidos y gases donde los tomos y molculas son libres de moverse en el

medio. Un modelo de transferencia de calor q por conveccin, llamado ley de

enfriamiento de Newton, es el siguiente:

q = h A (tA t) (4.2)

En donde h se llama coeficiente de conveccin, en W/(m2K), A es la

superficie que entrega calor con una temperatura tA al fluido adyacente, que se

encuentra a una temperatura t.

Figura 4.2Proceso de Conveccin

El flujo de calor por conveccin es positivo (q > 0) si el calor se transfiere desde

la superficie de rea A al fluido (tA > t) y negativo si el calor se transfiere desde el fluido

hacia la superficie (tA < t).


34/334



Radiacin

El mecanismo de radiacin trmica es energa emitida por la materia que seencuentra a una temperatura dada, se produce directamente desde la fuente hacia

afuera en todas las direcciones. Esta energa es producida por los cambios en las

configuraciones electrnicas de los tomos o molculas constitutivos y transportada por

ondas electromagnticas o fotones, por lo recibe el nombre de radiacin

electromagntica. La radiacin electromagntica es una combinacin de campos

elctricos y magnticos oscilantes y perpendiculares entre s, que se propagan a travs

del espacio transportando energa de un lugar a otro.

A diferencia de la conduccin y la conveccin, o de otros tipos de onda, como el

sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiacin electromagntica

es independiente de la materia para su propagacin, de hecho, la transferencia de

energa por radiacin es ms efectiva en el vaco. Sin embargo, la velocidad, intensidad

y direccin de su flujo de energa se ven influidos por la presencia de materia. As,

estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la

Tierra desde el Sol y las estrellas. La longitud de onda () y la frecuencia () de las

ondas electromagnticas, relacionadas mediante la expresin = c, son importantes

para determinar su energa, su visibilidad, su poder de penetracin y otras

caractersticas. Independientemente de su frecuencia y longitud de onda, todas las

ondas electromagnticas se desplazan en el vaco con una rapidez constante c =

299792 km/s, llamada velocidad de la luz.

Figura 4.3 Proceso deRadiacin


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4.3 Conceptos de Termodinmica Aplicados

Resistencia Trmica

Este parmetro se utiliza para caracterizar las propiedades trmicas de un

material, representa la dificultad que presenta el producto en dejarse atravesar por el

calor. Mientras ms elevados son los valores resistencia trmica, ms alto ser el

aislamiento. Al revs, resistencias trmicas bajas implican falta de aislamiento. La

resistencia trmica se define como el cociente entre el espesor del producto y la

conductividad trmica del material. Respecto a las unidades, en el Sistema

Internacional se utiliza m2K/W. Su expresin matemtica es:

Rt = e/ (4.3)

En donde, Rt es la resistencia trmica, e es el espesor del material y

corresponde a la conductividad trmica.

Transmitancia Trmica

Es la cantidad de energa que atraviesa, en la unidad de tiempo, una unidad de

superficie de un elemento constructivo de caras plano paralelas cuando entre dichas

caras hay un gradiente trmico unidad. Es el inverso a la resistencia trmica.

Coeficientes de transmisin trmica muy bajos indican aislamientos elevados. En el

sistema internacional se utiliza el smbolo U para designar la Transmisin trmica, y sus

unidades utilizadas son W/m2K. Su expresin matemtica es:

U = / e = 1/ Rt (4.4)

En donde U es la transmitancia trmica; es la conductividad trmica; y e

corresponde al espesor del material.


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Conductividad Trmica

Es el parmetro usado para caracterizar a los materiales en lo que hace

referencia a la capacidad para transmitir el calor, representa la facilidad con que un

material conduce el calor.

La conductividad trmica es el flujo de calor que, en rgimen estacionario,

atraviesa un material de caras plano-paralelas de espesor unitario durante una unidad

de tiempo cuando la diferencia de temperatura entre sus caras es de una unidad. La

inversa de la conductividad trmica es la resistividad trmica, que es la capacidad de

los materiales para oponerse al paso del calor.

Para representar a la conductividad trmica se utiliza la letra griega (lambda).

La unidad de conductividad trmica en el Sistema Internacional es el W/(mK).

Admitancia Trmica

La admitancia trmica, tambin denominada coeficiente de acumulacin trmica,

es un parmetro calculable para cada una de las capas de material que forman un

muro. Se define la admitancia como la proporcin de flujo de calor entre la superficie

interna de la construccin y la temperatura del espacio, para cada grado de oscilacin

en la temperatura del espacio sobre su valor medio. Vendra a ser un valor de U cclico

para el flujo de calor entre el espacio y los muros. En construcciones multicapa, la

admitancia se determina principalmente mediante las caractersticas de los materiales

de las capas cercanas a la superficie interna. El efecto de una capa en el interior o por

la parte externa de un cerramiento tendr muy poco o ningn efecto sobre la

admitancia.

La Norma EN ISO 13786 prescribe utilizar el smbolo Ym para representar la

admitancia de un muro (en donde m representa la cara sobre la que se desea dar el

valor, normalmente la cara interior o exterior del muro). Se expresa en W/m2K.


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Inercia Trmica

Propiedad que indica la cantidad de calor que puede conservar un cuerpo y la

velocidad con que la cede o absorbe del entorno. Depende de la masa, del calor

especfico de sus materiales y del coeficiente de conductividad trmica de stos.

La inercia trmica es la capacidad de un material para acumular y ceder calor. El

diseo y dimensionado de los elementos constructivos depender del clima, la

orientacin y el uso de estos. Las caractersticas trmicas ms relevantes que

determinan de la inercia trmica son la admitancia trmica, la capacidad trmica, el

factor de amortiguacin y el factor de desfase.

Esta propiedad se utiliza en construccin para conservar la temperatura del

interior de los locales habitables ms estable a lo largo del da, mediante muros de gran

masa. Durante el da se calientan, y por la noche, ms fra, van cediendo el calor al

ambiente del local. En verano, durante el da, absorben el calor del aire de ventilacin y

por la noche se vuelven a enfriar con una ventilacin adecuada, para prepararlos para

el da siguiente. Un adecuado uso de esta propiedad puede evitar el uso de artificiales

sistemas de climatizacin interior.

Calor Especfico

Es el parmetro que indica la cantidad de calor necesaria para elevar la

temperatura de una unidad de masa de una sustancia, en un grado desde una

temperatura dada. El calor especfico vara en funcin de la temperatura. Se utiliza el

smbolo Ce para designar al calor especifico.

En el Sistema Internacional se utiliza como unidad el MJ/kg (megaJulio por

Kilogramo) se utilizan tambin las unidades tradicionales kcal/kg (Kilocaloras por

kilogramo). 1 MJ/kg = 239 kcal/kg.


38/334



4.4 Confort Trmico

Una de las primeras aproximaciones que se hace respecto a la palabra confort,es la de comodidad. Este trmino se ajusta de muy buena manera a la mayora de las

definiciones encontradas en los diccionarios. Una de las que destaca y representa lo

anterior dicho es la que plantea la Organizacin Mundial de la Salud (OMS) y que

describe confort como Un estado de completo bienestar fsico, mental y social. Una

definicin concisa, pero no menos precisa, puesto que la asocia de manera simple con

el sentirse bien.

El concepto de confort, ahora centrndose en lo que es el confort trmico ha ido

evolucionando a lo largo de la historia. A medida que las civilizaciones se han ido

desarrollando, las comodidades, junto con los estndares de bienestar en la vida del

hombre tambin se han ido elevando, y por consiguiente, el confort trmico.

Es difcil imaginar que el hombre primitivo estuviera preocupado que su caverna

tuviera solo 5C, y con una humedad relativa del 80%, cuando su objetivo fundamental

era no morir por congelamiento o de hambre. Para l, confort significaba sobrevivir.

Mientras que en la actualidad el concepto va mucho ms all, esto debido a los altos

requerimientos que han surgido con la vida moderna, y que hoy por hoy, son objeto de

estudio de diferentes grados de complejidad.

El confort trmico va de la mano con un estado de sentirnos bien en un lugar

determinado, desde el punto de vista del ambiente higrotrmico exterior a la persona.

La Norma ISO 7730 lo define como Esa condicin de la mente en la que se expresa la

satisfaccin con el ambiente trmico. Es una definicin que expresa dos aristas dentro

del confort trmico; una muy difcil de estimar y un poco subjetiva como lo son los

factores personales. Una segunda, referida al ambiente, lo cual nos acerca ms a

parmetros fsicos.

4.4.1 TermoFisiologa del Cuerpo Humano

El cuerpo humano podra considerarse como una mquina trmica que

intercambia energa con su entorno, lo cual lo ayuda a mantenerse con vida, no

obstante, la eficiencia de mecnica del ser humano no es muy alta, puesto que en


39/334



muchas actividades, de la energa generada, ms del 70% es energa calrica. Esto da

como resultado de que de la misma manera de que el organismo genera calor, tambin

lo disipa. Por ejemplo, en invierno, el calor del cuerpo es cedido por radiacin,

conveccin y en menor cantidad por evaporacin.

- Radiacin: corresponde a la transferencia de calor a travs de rayos emitidos

directamente por del cuerpo humano a los objetos o superficies de stos que se

encuentren a su alrededor. Si por ejemplo, en invierno, un hombre acerca su mano a

una pared fra, ste tendr una sensacin de fro puesto que la pared atraer el calor de

su cuerpo.

- Conveccin: corresponde a la transferencia de calor a travs del aire

circundante. Esto se ve reflejado de buena forma en un ventilador que apunta hacia una

persona, sta se sentir refrescada en un da de calor, puesto que la corriente de aire

se llevar el calor de su cuerpo.

- Evaporacin: corresponde a la transferencia de calor provocado por el agua

cuando se seca.

4.4.2 Condiciones Medioambientales

El proceso metablico generado a partir de la alimentacin produce un calor que

debe ser expulsado para mantener en equilibrio la temperatura interior. Estas prdidas

de calor son ejecutadas por procesos de evaporacin, conveccin y radiacin. Tales

manifestaciones son controladas por parmetros medioambientales como la

temperatura del aire, humedad relativa, velocidad del aire y temperatura radiante.

Temperatura del Aire

Lo importante de esta caracterstica del clima no est en su definicin, si no

como influye en la sensacin de calor que puede llegar a percibir un individuo a travs

de la piel o por el aire que respira en un espacio determinado como en una oficina o

una habitacin.


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La temperatura del aire ambiente determinar la reaccin del cuerpo humano

frente a una condicin ambiental especfica. Si la temperatura ambiente es alta, el

organismo siente calor y como medida comenzar a transpirar y as la evaporacin del

sudor roba calor a la piel a razn de 540 caloras por gramo de sudor evaporado, lo

cual enfra la piel equilibrando la situacin de exceso de calor. Al contrario, si la

temperatura es baja, el organismo comenzar a gastar ms energa interna para

compensar la sensacin de fro. El calor que recibe una persona desde el exterior tiene

dos orgenes: la temperatura del aire circundante y la temperatura radiante de los

muros y objetos que lo rodean.

Se ha trabajado mucho para poder establecer cul es la temperatura del airecon la cual el cuerpo humano se siente en equilibrio trmico, y el resultado es

aproximadamente de 20 C. Evidentemente, existen pequeas diferencias debido a los

factores personales (sexo, edad, constitucin corporal, etc.), sin embargo, estas

diferencias no varan ms all de 2 C, siempre que la humedad del aire no sea muy

alta ni tan baja y la velocidad del aire sea de alrededor de un metro por segundo.

Humedad del Aire

Esta es otra condicin ambiental la cual se define como la cantidad de vapor de

agua que se encuentra en el aire con relacin al mximo que puede contener a una

temperatura determinada. De aqu se deriva si la humedad especfica es constante, a

cualquier variacin de la temperatura, la humedad relativa se ver alterada. Adems, el

0% es para el aire completamente seco y el 100% para el aire saturado y que, a mayor

temperatura del aire, ste retendr ms humedad que un aire fro. Es decir, que si la

humedad es baja, facilitar una mayor evaporacin de la humedad de nuestra piel

mediante la sudoracin, al tiempo que el vapor de agua que cede al respirar aumenta.

Todo ello con la finalidad de refrigerar el cuerpo y mantener la temperatura interna

estable evitando de esta forma trastornos que pueden llevar, incluso, hasta la muerte.

La humedad relativa ha sido sujeto de estudio a lo largo de la historia con el fin

de conseguir una solucin mecnica que permita mantenerla a niveles adecuados. Esto

debido, a que por ejemplo, sus variaciones pueden llegar a crear ambientes totalmente


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incmodos, pero an as, en espacios de oficina y, para el trabajo que se realiza en

ellos, la salud y el confort no se ven mayormente afectados por sus pequeas

oscilaciones. Tanto la humedad alta como la baja pueden llegar a ser un problema, ya

que el exceso como la escasez de humedad producen situaciones incomodas para

habitantes o usuarios de algn recinto. As pues, un aire demasiado hmedo puede

causar un bochorno insoportable adems de agotador, mientras que un aire muy seco

puede provocar resequedad de las mucosas nasales o dificultad para respirar.

Velocidad del Aire

Esta es una variable muy importante dentro de lo que es la percepcin trmica

para una persona. Si la velocidad del aire es tratada de manera eficaz puede

determinar un aporte de una ventilacin refrescante, o si es demasiado, una sensacin

de fro. El efecto del movimiento del aire queda de manifiesto en la prdida o ganancia

de calor del cuerpo, de manera tal, que en el caso de que la temperatura y humedad del

aire sean elevadas, el roce del aire a una adecuada velocidad, pueda facilitar que el

cuerpo ceda la suficiente calor y humedad, provocando el alivio de frescura.

La temperatura, humedad y velocidad del aire, al combinarse y actuando en

conjunto, pueden ocasionar diferentes sensaciones en las personas. En el caso que la

temperatura sea elevada al igual que la humedad relativa, la sensacin de calor

aumenta, sin embargo, si existe movimiento de aire a una buena velocidad, la

sensacin de calor disminuye alrededor de 1,0 C por cada 0,275 m/s. Esto de acuerdo

a la American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Enginieers

(ASHRAE) y para temperaturas inferiores a 33 C, puesto que para temperaturas

mayores el efecto de la velocidad del aire es despreciable.

Por el contrario, si la humedad es alta, y la temperatura del aire en movimiento

es baja, entonces la sensacin ya no ser de calor, si no de fro.

Adems ASHRAE, recomienda para la velocidad del aire como un mximo un

0,8 m/s, ya que superior a esta resultara molesta. Por otro lado, y a modo de

referencia, la normativa espaola que regula las condiciones del movimiento del aire en

el R. D. 496/97 seala que para trabajos no calurosos debe ser menor a 0,25 m/s, para


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Vestimenta y el Valor Clo

La ropa es uno de los factores que inciden en el equilibrio trmico de una

persona, disminuyendo o aumentando los efectos de las condiciones externas, ya que

ellas pueden repercutir en el grado de conveccin, conduccin, evaporacin y radiacin

desde el cuerpo hacia el exterior, o bis y versa, dependiendo de las condiciones

ambientales. Los estudios de la ropa se han orientado en determinar el nivel de

aislamiento, o bien, la cantidad de vestimenta que protege al cuerpo.

El ser humano, al estar vestido, se protege contra el fro al impedir su paso. Es

fcil concebirlo puesto que tan solo basta con imaginarse una maana de invierno con

pantalones delgados y camiseta manga corta, o bien, una tarde calurosa de verano

vestido con pantalones gruesos y un abrigo largo.

Las investigaciones que se han realizado han llegado a determinar valores de

resistencia y conductancia segn el nivel de arropamiento. Pero la unidad tcnica ms

utilizada es el de aislamiento trmico y se conoce como clo, donde 1 clo es igual a

0,155 m2C/W. Esta unidad equivale a estar vestido como un oficinista, es decir, ropa

interior corta, terno completo, chaleco y corbata. Mientras que el valor de 0 clo

corresponde a que el individuo est desnudo.

La norma ISO 7730 tambin define valores de aislamiento trmico expresado en

clo para diferentes combinaciones tpicas de ropa, tanto para trabajo, como para uso

diario. A continuacin se presenta una tabla con los respectivos valores para cada nivel

de arropamiento.


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Tabla 4.1Aislamiento Trmico para Combinaciones Tpicas de Ropa.

Tasa de Metabolismo

Es un factor que se entiende como el flujo continuo de energa producida por el

cuerpo humano. El organismo es considerado como una mquina o un motor biolgico

capaz de producir calor al desarrollar cualquier actividad muscular, al transformar los

alimentos o cuando se alguna reaccin qumica dentro de l.

Sin embargo, el sistema humano no es perfecto, debido que apenas se alcanza

un rendimiento del 20 a 25% por esfuerzo, o sea, que para el desarrollo de un trabajo

se produce una cantidad de energa, de donde un 75 a 80% se disipa en forma de calor

y un 20% se utiliza para realizar el trabajo propiamente tal. La idea de ceder ese calor,

es evitar el sobrecalentamiento del cuerpo humano, ya que se necesita mantener la

temperatura alrededor de 37 C. El metabolismo se mide en met, donde 1 met equivale

a 58,2 W/m2 de superficie corporal. De acuerdo a diversas investigaciones se han


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logrado determinar valores para diferentes gastos energticos, los cuales periten un

clculo bastante aproximado dependiendo de la intensidad del trabajo, la posicin, los

movimientos del cuerpo y diversas actividades especficas. Un adulto de constitucin

media tiene una superficie de 1,7 m2 en su cuerpo. El rango de valores que puede

alcanzar el metabolismo de una persona es amplio, en funcin de las actividades que

realice:

Tabla 4.2 Relacin entre Actividad y Metabolismo.

Sexo

Generalmente y debido a la menor capacidad cardiovascular, a las mujeres les

cuesta ms soportar la carga calrica que a los hombres. Respecto a los mecanismos

de disipacin del calor, las tasas de sudoracin son ms elevadas en el hombre, que

pueden aumentar su tolerancia en ambientes extremadamente calurosos y secos.

Mientras que la mujer est mejor capacitada para reducir su sudoracin excesiva y por

consiguiente conservar el agua corporal en ambientes calurosos y hmedos.

En cuanto a la temperatura de confort, Nevins da como valores de referencia

25,8 C para las mujeres y 25,4 C para los hombres. Mientras que Fanger 25,1 C para


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las mujeres y 25,0 C. Como se puede apreciar, las diferencias son mnimas. Segn

B.W. Olesen atribuye estas pequeas diferencias al tipo de ropa que utiliza la mujer, por

andar ms abrigada que el hombre.

Edad

Respecto a la edad se puede sealar que con el paso de los aos se reduce la

capacidad de produccin de sudor, es decir, la capacidad de perder calor por

evaporacin, esto se condice con la reduccin del metabolismo de la persona.

Otro de los factores que puede considerarse, es el mayor arropamiento que

tienen las personas de mayor edad, lo cual puede influir en su percepcin trmica como

ya se vio antes.

4.5 Infiltracin y Renovaciones de Aire (ACH)

La infiltracinse define como el flujo incontrolado de aire exterior en un edificio

a travs de grietas y otras aberturas no intencionales y por el uso normal de las puertas

exteriores. En otras palabras, la infiltracin es el ingreso de aire no controlado hacia un

edificio y es igual a la exfiltracin, que es la tasa de aire que sale de la estructura.

Las renovaciones de aire (Air Change) son el nmero de veces por hora que

todo el aire de la casa o edificio va a ser cambiado. Se considera generalmente que

0,35 ACH es suficiente, pero la cantidad depende de la ocupacin, la construccin de

las dimensiones, las fuentes de contaminacin de interiores y el clima.

Normalmente para caracterizar un edificio, se trabaja con las renovaciones de

aire naturales (ACH), pero tambin es comn trabajar con las renovaciones de aire a 50

Pa (ACH50). Para tener alguna referencia de valores sobre ACH se muestra a

continuacin la siguiente tabla de Retrotec, fabricante de sistemas Blower Door.


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Tabla 4.3Clasificacin de edificios segn ACH50 y ACH.

ACH50ACHnatural Clasificacin

% deprdidadeenerga

%potencialde ahorrode energa Ventilacin Requerida

1,5 0,075 Super 2 No

Requiere ventilacin

constante y recuperacin deenerga.

3,5 0,18 Excelente 6 1 a 3De vez en cuando serequiere ventilacin forzada.

5 0,25 Mejor 10 2 a 4Puede requerir ventilacinforzada ocasional.

7 0,35 Bueno 14 2 a 5No requiere ventilacinadicional.

10 0,5 Justo 20 3 a 10

Inicio de la prdida excesivade energa y exceso deventilacin.

20 1 Malo 40 5 a 20

Prdida de energa excesiva

y exceso de ventilacin.

Blower Door Test

Para determinar tanto las reas efectivas de fuga (EfLA) como las renovaciones

de aire a 50 Pa (entre otros parmetros) comnmente se utiliza el Blower Door Test. En

espaol significa Prueba de la puerta sopladora, y consiste en un diagnostico

diseado para medir la estanqueidad de los edificios o zonas de stos.

La prueba consiste bsicamente en un ventilador calibrado para medir un caudal

de aire, que se instala en la puerta de un edificio o vivienda en conjunto con un panel

que se ajusta a dicha puerta, el ventilador genera un flujo de aire y diferencia de presin

entre el interior y exterior. El flujo de aire se puede dirigir hacia el exterior del edificio

(despresurizacin), o bien hacia el interior del edificio (presurizacin) o bien una

combinacin de ellas. El flujo de aire y las diferencias de presin son registrados y

controlados por un dispositivo que se conecta al ventilador. Mediante la combinacin de

flujo y presin de aire se establece la estanqueidad o hermeticidad de la zona

analizada, ya que se obliga a que el aire pase a travs de los orificios o aberturas no

controladas. Conocer la estanqueidad de un edificio es primordial para manejar la


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conservacin de la energa, la calidad del aire, y el control de las presiones de un

edificio.

4.6 Termografa

La termografa es el registro grfico del calor emitido por la superficie de un

objeto en forma de radiaciones infrarrojas. Las radiaciones que emiten los objetos

aumentan con la temperatura, por lo tanto al detectar estas radiaciones infrarrojas las

cmaras termogrficas nos permiten visualizar las diferencias de temperatura de los

objetos.

Figura 4.4Espectro electromagntico

En la figura superior se puede apreciar el espectro visible por el ojo humano, que

no es sensible a las radiaciones infrarrojas emitidas por los objetos. La cmara

termogrfica genera una imagen utilizando los colores que el ojo humano s que puede

reconocer, lo cual nos permite detectar las variaciones de temperatura de un paramento

a partir de los colores de la imagen.

Todos los materiales tienen la capacidad de absorcin de radiacin infrarroja, el

aumento de su temperatura. As como todos los materiales, cuya temperatura est por

encima del cero absoluto de la energa infrarroja. El ojo humano solo es capaz de

recibir las emisiones pertenecientes a la longitud de onda visible. La radiacin infrarroja


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se encuentra entre las regiones visibles y las microondas del espectro

electromagntico, que comprende la longitud de onda de 0,75 a 10m.

4.7 Conceptos Utilizados de Ganancias

Corresponden a diferentes aportes de energa generados por diferentes factores,

los cuales contribuyen a la variacin de la temperatura en el interior de las

edificaciones.

Ganancias internas por iluminacin, personas y equipos (Qi)

Estos aportes tienden a ser ms constantes y predecibles que los aportes

basados en el clima, y corresponden a la energa fabricada por la actividad de las

personas, el funcionamiento de los equipos y la iluminacin.

Ganancias por ventilacin e infiltracin (Qv)

Estos aportes contempla dos tipos de ganancias simultneas: la ventilacin, como

abrir ventanas o el uso de celosas; y la infiltracin, la cual se refiere a la transferencia decalor provocada por el movimiento de aire a travs de fisuras y ranuras en los materiales

del edificio, tales como ventanas, puertas, revestimientos, etc.

Ganancias solares indirectas a travs de objetos opacos (Qss)

Estos se refieren a las ganancias adicionales provocadas por efectos de la

incidencia de la radiacin solar en las superficies externas de la cara opaca expuesta

de un objeto. La radiacin solar acta elevando la temperatura de la superficie externala que empieza a incrementar el flujo de calor conducido.

Ganancias solares directas a travs de objetos transparentes (Qsg)

Estos aportes de refieren a la radiacin solar entrando al espacio por las

ventanas, vacos u otra superficie transparente/translucida.


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CAPTULO 4

TERMODINMICA APLICADA Y CONFORT

TRMICO


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4.1 Introduccin

La termodinmica es la ciencia que estudia los fenmenos del calor, y para eldesarrollo de este trabajo es necesario manejar conceptos y las definiciones

relacionadas con la termodinmica aplicada, especficamente con la transferencia de

calor, puesto que para modelar los edificios en estudio se debe considerar la forma y

cantidad de cada fenmeno trmico que influye sobre las condiciones de cada

edificacin. Bajo esta idea se presenta en este captulo la descripcin y definicin de las

materias recin sealadas. Por otra parte, tambin se debe tener en cuenta los niveles

de bienestar que las personas deben tener dentro de los recintos, para ello se muestra

las condiciones que afectan al confort trmico ya sea medioambientales o de tipo

personal, como el metabolismo, nivel de ropaje, entre otros; las cuales adems se

deben considerar para estimar la demanda energtica y caracterizar el comportamiento

trmico de los edificios estudiados.

4.2 Transferencia de Calor

El calor se define como una transferencia de energa de una parte a otra de un

cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia de temperatura. El

calor es energa en movimiento; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a otra

de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la zona ms fra y reduce la

de la zona ms clida, siempre y cuando el volumen de los cuerpos se mantenga

constante.

Cuando dos cuerpos tienen diferentes temperaturas y se ponen en contacto, se

produce una transferencia de calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor

temperatura. La transferencia de calor se puede realizar por tres mecanismos fsicos:

conduccin, conveccin y radiacin.

Conduccin

Es el mecanismo de transmisin del calor, producido por el contacto entre dos o

ms medios, cuando en tales medios existe un gradiente de temperatura. El calor se

transmite de la regin de mayor temperatura a la de menor temperatura debido al

Estudio Del Comportamiento Energitermico de Los Edificios de La Universidad de La Fronteraprimera...

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