SISTEMAS CONSTRUCTIVOS E INSTALACIONES COMPLEJASPROFESOR: ALFREDO ITURRIAGA / ALUMNOS: MARCO CANCINO - LISBETH GARIN – JAIME OSORIO

SECCION: IX B / FECHA: 24 NOVIEMBRE 2010

F U

E G

O

FUEGO

INDICE

1 DESCRIPCION GENERAL

2 COMPOSICION

3 PRODUCCION

4 CAPTACION

5 ALMACENAMIENTO

6 DISIPACION

7 INTEGRACION

DESCRIPCION GENERAL SE LLAMA FUEGO A LA REACCION QUIMICA DE

OXIDACION VIOLENTA DE UNA MATERIA COMBUSTIBLE, CON DESPRENDIMIENTO DE LLAMAS, CALOR, VAPOR DE AGUA Y DIOXIDO DE CARBONO.

EN OTRAS PALABRAS EL FUEGO ES LA MANIFESTACION VISUAL DE LA COMBUSTION.

SE SEÑALA TAMBIEN COMO UNA REACCION QUIMICA DE OXIDACION RAPIDA QUE ES PRODUCIDA POR LA EVOLUCION DE LA ENERGIA EN FORMA DE LUZ Y CALOR.

COMPOSICION

EL FUEGO ES UNO DE LOS ELEMENTOS MAS UTILIZADOS POR EL HOMBRE PARA SUTRABAJO, ALIMENTACIÓN Y BIENESTAR.

PARA QUE SE PRODUZCA EL FUEGO ES NECESARIO LA UNION DE TRES ELEMENTOS:

EL OXIGENO, UN MATERIAL COMBUSTIBLE Y UNA FUENTE DE CALOR.

EXISTEN DOS FORMAS DE EXPRESAR LA PRODUCCION DEL FUEGO: TRIANGULO DEL FUEGO Y EL TETRAEDRO DEL FUEGO.

LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA O ENERGÍA TERMOSOLAR CONSISTE EN EL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DEL SOL PARA PRODUCIR CALOR QUE PUEDE APROVECHARSE PARA COCINAR ALIMENTOS O PARA LA PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE DESTINADA AL CONSUMO DE AGUA DOMÉSTICO, YA SEA AGUA CALIENTE SANITARIA, CALEFACCIÓN, O PARA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA Y A PARTIR DE ELLA, DE ENERGÍA ELÉCTRICA. ADICIONALMENTE PUEDE EMPLEARSE PARA ALIMENTAR UNA MÁQUINA DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN, QUE EMPLEA CALOR EN LUGAR DE ELECTRICIDAD PARA PRODUCIR FRÍO CON EL QUE SE PUEDE ACONDICIONAR EL AIRE DE LOS LOCALES.

PRODUCCIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

CAPTACION SOLARCONDUCCIÓNLA CONDUCCIÓN DEL CALOR ES UN MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA TÉRMICA ENTRE DOS SISTEMAS BASADOS EN EL CONTACTO DIRECTO DE SUS PARTÍCULAS SIN FLUJO NETO DE MATERIA Y QUE TIENDE A IGUALAR LA TEMPERATURA DENTRO DE UN CUERPO Y ENTRE DIFERENTES CUERPOS EN CONTACTOS POR DIFERENTES ONDAS.LA CONDUCCIÓN ESTA DETERMINADA POR LA LEY DE FOURIER

RADIACIÓNEL FENÓMENO DE LA RADIACIÓN CONSISTE EN LA PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS O PARTÍCULAS SUBATOMICAS A TRAVÉS DEL VACÍO O DE UN MEDIO MATERIAL.LA RADIACIÓN ESTA DETERMINADA POR LA LEY DE STEFAN - BOLTZMANN

CONVECCIÓN DEL CALORLA CONVECCIÓN SE PRODUCE ÚNICAMENTE POR INTERMEDIO DE MATERIALES FLUIDOS ( AIRE , AGUA ) QUE TRANSPORTA EL CALOR ENTRE ZONAS CON DIFERENTES TEMPERATURAS. ESTOS, AL CALENTARSE, AUMENTAN DE VOLUMEN Y POR LO TANTO, SU DENSIDAD DISMINUYE Y ASCIENDE DESPLAZANDO EL FLUIDO QUE SE ENCUENTRA EN LA PARTE SUPERIOR Y QUE ESTA A MEJOR TEMPERATURA.LA CONVECCIÓN ESTA DETERMINADA POR LA LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON

GANANCIA DIRECTAES EL SISTEMA MÁS SENCILLO, YA QUE CAPTA DIRECTAMENTE LA LUZ Y EL CALOR DEL SOL POR MEDIO DE SUPERFICIES VIDRIADAS, COMO GRANDES VENTANAS Y PUERTAS DE VIDRIO.ESTE SISTEMA UTILIZA EL PRINCIPIO FÍSICO DE RADIACIÓN.

MURO DE ACUMULACIÓN NO VENTILADOCONOCIDO COMO MURO TROMBE, ES UN MURO CONSTRUIDO EN PIEDRA, LADRILLOS Y HORMIGÓN, PINTADOS DE NEGRO O HASTA CON LADRILLOS HUECOS IMPERMEABILIZADOS POR DENTRO CON AGUA EN SU INTERIOR. PARA MEJORAR LA CAPTACIÓN SE COLOCA UN VIDRIO EN EL EXTERIOR UN POCO SEPARADO DEL MURO PARA GENERAR EL EFECTO INVERNADERO. LA LUZ ATRAVIESA EL VIDRIO, LLEGA AL MURO, LO CALIENTA Y ESTE EMITE UNA RADIACIÓN INFRARROJA QUE ES CONTENIDA POR EL VIDRIO PRODUCIENDO EL EFECTO INVERNADERO. POR ESTE MOTIVO SE PRODUCE UNA CÁMARA DE AIRE ENTRE EL MURO Y EL VIDRIO QUE MANTIENE CALIENTE EL MURO, Y ESTE CALIENTA EL INTERIOR DEL INMUEBLE.ESTE SISTEMA UTILIZA EL PRINCIPIO FÍSICO DE RADIACIÓN.

MURO DE ACUMULACIÓN VENTILADOSIMILAR AL ANTERIOR PERO INCORPORA ORIFICIOS EN LA PARTE SUPERIOR E INFERIOR PARA FACILITAR LA TRANSFERENCIA DE CALOR ENTRE EL MURO Y EL INMUEBLE.ESTE SISTEMA UTILIZA LOS PRINCIPIOS FÍSICOS DE RADIACIÓN Y CONVECCIÓN. MURO TROMBE DE HORMIGON MURO TROMBE DE AGUA

CAPTACION SOLAR

INVERNADERO ADOSADOESTE SISTEMA TRATA DE UN INVERNADERO ACRISTALADO CONSTRUIDO EN UNA DE LAS CARAS DEL INMUEBLE .DEPENDIENDO DE LA UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y UTILIZACIÓN DEL INVERNADERO, ESTOS PUEDEN ESTAR SEPARADOS DE LA VIVIENDA POR MEDIO DE UN MURO CERRADO, UN MURO ABIERTO, UN MURO CON AGUA ( SI SE REQUIERE ALMACENAR TEMPERATURA ) O TOTALMENTE ABIERTO AL INMUEBLE.ESTE TIPO DE SISTEMAS ES MUY FAVORABLE PARA ZONAS FRÍAS YA QUE ALCANZA GRANDES TEMPERATURAS Y ESTAS SE PUEDEN ALMACENAR PARA SU APROVECHAMIENTO DURANTE LA NOCHE. POR LO TANTO NO ES MUY RECOMENDABLE EN ZONAS CÁLIDAS YA QUE PUEDEN PRODUCIR SOBRECALENTAMIENTOS.

TECHO DE ACUMULACIÓN DE CALORSE PUEDE UTILIZAR LA SUPERFICIE DEL TECHO TANTO PARA CAPTAR Y ALMACENAR EL CALOR DEL SOL, COMO PARA GENERAR CORRIENTES DE AIRE . COLOCANDO CRISTALES CON DISPOSITIVOS MÓVILES PARA PODER HACER USO DE EL, EN INVIERNO Y EN VERANO. EN INVIERNO LO DEJAREMOS CERRADO ESTE PERMITE QUE ENTRE LA LUZ DEL SOL Y PRODUCE EL EFECTO INVERNADERO, EN VERANO LO DEJAREMOS ABIERTO GENERANDO CORRIENTES DE AIRE FRESCO.TAMBIÉN CON ESTE SISTEMA SE APROVECHA LA LUZ DEL DÍA TENIENDO MUY BUENA ILUMINACIÓN EN EL INMUEBLE.

CAPTACIÓN Y ACUMULACIÓN SOLARES UN SISTEMA MÁS COMPLEJO Y PERMITE COMBINAR LA GANANCIA DIRECTA POR VENTAJAS CON COLECTORES SOLARES DE AIRE Y AGUA CALIENTE PARA ACUMULARLO DEBAJO DEL PISO. LUEGO DE MODO SIMILAR AL MURO DE ACUMULADOR VENTILADO SE LLEVA EL CALOR AL MEDIO AMBIENTE INTERIOR. ADECUADAMENTE DIMENSIONADO PERMITE ACUMULAR CALOR POR SIETE O MÁS DÍAS.ESTE TIPO DE SISTEMAS SE UTILIZA MUCHO EN EL CAMPO PARA EL SECADO DE ALIMENTOS, COMO CEREALES.

CAPTACION SOLAR

UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN

PARA QUE ESTOS SISTEMAS SEAN RENTABLES HAY QUE TENER BIEN CLARO LA UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN DEL INMUEBLE. DEPENDIENDO DE NUESTRA UBICACIÓN GEOGRÁFICA SABREMOS LA ORIENTACIÓN EN LOS QUE ESTARÁN INSTALADOS NUESTROS SISTEMAS DE CAPTACIÓN. POR LO TANTO, SI ESTAMOS EN EL SUR DEL PLANETA, TODOS LOS SISTEMAS APUNTARAN AL NORTE Y SI ESTAMOS EN EL NORTE, APUNTARAN AL SUR. SIEMPRE MIRANDO AL SOL.TAMBIÉN SABREMOS QUE MIENTRAS MAS AL SUR O AL NORTE ESTEMOS UBICADOS EN RELACIÓN AL ECUADOR LAS TEMPERATURAS BAJAN PORQUE BAJA LA RADIACIÓN SOLAR, POR LO CUAL NO SOLO USAREMOS SISTEMAS DE CAPTACIÓN, SINO QUE TAMBIÉN DEBEMOS INSTALAR SISTEMAS DE RETENCIÓN DE CALOR. EN CAMBIO ESTANDO MAS CERCA DEL ECUADOR DEBERIAMOS INSTALAR SISTEMAS DE CORRIENTE DE AIRE.

HORAS DE SOL DEPENDIENDO DE LA ÉPOCA DEL AÑO DADAS POR LA ROTACIÓN DE LA TIERRA

UBICACION DE UNA VIVIENDA EN EL NORTE DE LA TIERRA

CAPTACION SOLAR

LA CALEFACCIÓN Y LA REFRIGERACIÓN SOLAR SE BASAN EN EL ALMACENAMIENTO DE CALOR DE ENERGÍA SOLAR EN UN MATERIAL DURANTE UN TIEMPO DETERMINADO. PARA ESTO SE UTILIZA UN MATERIAL QUE PUEDA ALMACENAR CALOR EN SU INTERIOR Y SE CALIENTA PARA DESPUÉS DEVOLVERLO AL AMBIENTE. AHORA BIEN EN LA REFRIGERACIÓN SE REALIZA LA MISMA TÉCNICA PERO SE ENFRÍA EN VEZ DE CALENTARLO, PARA QUE ASÍ PUEDA ABSORBER MÁS CALOR.

LA CALEFACCIÓN Y LA REFRIGERACIÓN PASIVA TIENEN COMO FUNCIÓN CREAR UNA DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE EL MATERIAL Y SU ENTORNO. POR ESO ES IMPORTANTE ANTES DE CONSTRUIR UN EDIFICIO ESTUDIAR EL CLIMA DEL ÁREA, YA QUE DE AQUÍ DEPENDERÁ QUE EL EDIFICIO ALMACENE UNA CANTIDAD SUFICIENTE DE CALOR DURANTE EL DÍA Y QUE LO MANTENGA A UNA TEMPERATURA CONFORTABLE EN LAS NOCHES, COMO TAMBIÉN PARA MANTENER EL FRÍO EN UNA ZONA CALUROSA.

SE DEBE DE TENER CUIDADO AL APLICAR ESTA ESTRATEGIA A UN EDIFICIO, YA QUE PUEDEN APARECER EFECTOS SECUNDARIOS, EJEMPLO: SI NO SE REALIZA UN BUEN ESTUDIO DE ASOLEAMIENTO EN EL INTERIOR Y EN EL EXTERIOR PUEDEN APARECER CALENTAMIENTOS EN ÁREAS NO DESEADAS, ASÍ MISMO, SI NO EXISTE UN BUEN SISTEMA DE VENTILACIÓN NATURAL NO SE PODRÁ ENFRIAR LA MASA TÉRMICA Y SE SOBRECALENTARÁ EL EDIFICIO. EXISTEN MATERIALES QUE POSEEN UNA GRAN CAPACIDAD CALORÍFICA COMO EL AGUA, EL ACERO, EL GRANITO, LA PIEDRA DE ARENISA, EL ADOBE, LA TAPIA, ENTRE OTROS.

ALMACENAMIENTO DE CALOR

MATERIAL

CALOR ESPECIFICO DENSIDAD

CAPACIDAD CALORIFICA

kcal/kg · °C kg/m3 kcal/m3 · °C

AGUA 1 1000 1000

ACERO 0,12 7850 950

TIERRA SECA 0,44 1500 660

GRANITO 0,2 2645 529

MADERA DE ROBLE 0,57 750 430

LADRILLO 0,2 2000 400

MADERA DE PINO 0,6 640 384

PIEDRA ARENISCA 0,17 2200 374

HORMIGÓN 0,16 2300 350

MORTERO DE YESO 0,2 1440 288

TEJIDO DE LANA 0,32 111 35

POLIESTIRENO EXPANDIDO 0,4 25 10

POLIURETANO EXPANDIDO 0,38 24 9

FIBRA DE VIDRIO 0,19 15 2,8

AIRE 0,24 1,2 0,29

CALOR ESPECIFICO Y CAPACIDAD CALORIFICA DE ALGUNOS MATERIALES

DISIPADOR DE CPU

DISIPADORES DE CALOREL CALOR GENERADO SOBRE UN ELEMENTO DEBERÁ SER RETIRADO PARA EVITAR QUE SU TEMPERATURA AUMENTE A UN NIVEL QUE PUEDA ARRUINAR SUS COMPONENTES.PARA PROTEGER ESTOS COMPONENTES SE COLOCA EL ELEMENTO SOBRE UNA PLACA METÁLICA, QUE PUEDE ESTAR PROVISTA DE ALETAS PARA PASAR ESTE CALOR AL AIRE CIRCUNDANTE. A ESTA PLACA ES A LO QUE DENOMINADOS DISIPADOR. LA FUNCIÓN DEL DISIPADOR ES ELIMINAR EL CALOR Y PASARLO AL AMBIENTE, PARA LO CUAL SE UTILIZAN DIFERENTES MEDIOS:

DE LA CARCAZA O CUBIERTA DEL ELEMENTO A LA SUPERFICIE DE CONTACTO DEL DISIPADOR, A ESTO SE DE DENOMINA POR CONDUCCIÓN. ES DE VITAL IMPORTANCIA QUE EL ELEMENTO TENGA UN ÁREA DE CONTACTO MUY BUENA CON EL DISIPADOR, YA QUE CON ESTO SE OBTIENE UNA RESISTENCIA TÉRMICA DEL VALOR MÁS BAJO POSIBLE. EN OCASIONES SE HACE NECESARIO COLOCAR UN AISLANTE TÉRMICO ENTRE EL ELEMENTO Y EL DISIPADOR, TAL COMO LA MICA, QUE ES UN BUEN CONDUCTOR TÉRMICO

CUANDO EL CALOR LLEGA AL DISIPADOR SE DEBE DE REPARTIR POR TODA LA SUPERFICIE DE MANERA RÁPIDA, DE LO CONTRARIO SE PRODUCE UNA ALTA CONCENTRACIÓN EN EL PUNTO DE CONTACTO CON EL ELEMENTO Y POR LO MISMO UNA TEMPERATURA DEMASIADO ALTA EN ESE PUNTO. EL FLUJO DE CALOR SE HACE POR CONDUCCIÓN, POR ESTE MOTIVO SE DEBE DE USAR UN MATERIAL QUE SE BUEN CONDUCTOR DE CALOR, CON UN ESPESOR ADECUADO EN EL PUNTO DE CONTACTO, AUNQUE SE LE DISMINUYA AL LLEGAR A LAS ALETAS.

CUALQUIER CONDUCTOR ELÉCTRICO CONDUCE BIEN EL CALOR, ESO SIGNIFICA QUE CUALQUIER METAL PUEDE SER USADO COMO DISIPADOR. EL ALUMINIO Y EL COBRE SON LOS MÁS USADOS POR SU BAJO COSTO.

AHORA SE DEBE DE PRODUCIR EL INTERCAMBIO DE CALOR CON EL AIRE CIRCUNDANTE, ESTO SE HACE POR MEDIO DEL MECANISMO DE CONVECCIÓN. PARA ESTO ES NECESARIO QUE HAYA UNA BUENA MASA DE AIRE EN MOVIMIENTO EN CONTACTO CON LA MAYOR PARTE DE LA SUPERFICIE DEL DISIPADOR, ES POR ELLO QUE SE USAN LAS ALETAS. CUANDO EL AIRE SE MUEVE DE FORMA NATURAL POR LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE DOS ESPACIOS, SE LE DENOMINA TIRO INDUCTIVO. EL TIRO INDUCTIVO ES MAYOR CUANDO SE EFECTÚA DE MANERA VERTICAL: COMO ES SABIDO, EL AIRE CALIENTE SUBE POR SU BAJA DENSIDAD, POR LO TANTO EL AIRE FRÍO PASARÁ A OCUPAR ESE ESPACIO, ORIGINÁNDOSE CON ESTO UNA CORRIENTE PERMANENTE. GRACIAS A ESTE FENÓMENO NATURAL, ES MÁS PRÁCTICO MONTAR LOS DISIPADORES DE MANERA TAL QUE SUS ALETAS QUEDEN EN FORMA VERTICAL, PARA FACILITAR EL MOVIMIENTO DEL AIRE.

CUANDO EL CALOR QUE SE PRODUCE ES MUY GRANDE, Y PRÁCTICAMENTE NO ES POSIBLE HACER UN DISIPADOR DE UN TAMAÑO PARA DISIPARLO POR TIRO INDUCIDO, DEBEMOS DE PROCEDER A USAR EL TIRO FORZADO CON UN VENTILADOR ADECUADO.

EL CALOR TAMBIÉN PASA AL AIRE CIRCUNDANTE POR MEDIO DEL FENÓMENO DE LA RADIACIÓNEN FORMA DE ENERGÍA RADIANTE, AQUÍ INFLUYEN 2 FACTORES IMPORTANTES: EL ÁREA TOTAL DEL DISIPADOR Y LA EMISIVIDAD, EL CUAL TIENE QUE VER CON EL COLOR DE LA SUPERFICIE. CUANTO MÁS NEGRO SEA, MEJOR DISIPACIÓN TENDRÁ, POR LO QUE SE ACONSEJA PINTARLO O MANDARLO A ANODIZAR, DE COLOR NEGRO MATE SI ES CON PINTURA.EL RADIADOR IDEAL ( COLOR NEGRO ) PUEDE DEFINIRSE COMO UN CUERPO QUE ABSORBE TODO TIPO DE RADIACIÓN INCIDENTE SOBRE ÉL, DADO QUE NO REFLEJA O DEJA REBOTAR NINGUNA ONDA DE ENERGÍA QUE HAGA CONTACTO CON SU CUERPO.

INTEGRACION

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICASE BASA EN EL PRINCIPIO DE QUE LA ENERGÍA CONTENIDA EN LAS PARTÍCULAS DE LUZ (LOS FOTONES) PUEDE SER CONVERTIDA EN ELECTRICIDAD, A TRAVÉS DEL DENOMINADO PROCESO DE CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA.A GRANDES RASGOS LO QUE OCURRE ES QUE, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE UN DISPOSITIVO ESPECIALMENTE DISEÑADO, SE OBTIENE ELECTRICIDAD GRACIAS AL EFECTO FOTOELÉCTRICO DE LA LUZ SOLAR. COMO RESULTADO DEL PROCESO DE CONVERSIÓN FOTOVOLTAICA, SE OBTIENE ENERGÍA A BAJAS TENSIONES (ENTRE 380 Y 800 V) Y EN CORRIENTE CONTINUA. POSTERIORMENTE SE UTILIZA UN INVERSOR PARA TRANSFORMARLO EN CORRIENTE ALTERNA.

UN PANEL SOLAR ES UN MÓDULO QUE APROVECHA LA ENERGÍA DE LA RADIACIÓN SOLAR.EL TÉRMINO COMPRENDE A LOS COLECTORES SOLARES UTILIZADOS PARA PRODUCIR AGUA CALIENTE (USUALMENTE DOMÉSTICA) Y A LOS PANELES FOTOVOLTAICOS UTILIZADOS PARA GENERAR ELECTRICIDAD.

PANELES SOLARES