Estudio experimental para la determinación de coeficientes de difusión de calor y masa en muros de vivienda

Abstract

La transferencia de calor es un proceso físico existente debido a la diferencia de temperaturas en un cuerpo, que se ve afectada por la presencia en el mismo cuerpo de transferencia de masa. Los edificios y sus componentes como muros, techos y ventanas se ven expuestos a los mecanismos de transporte de calor al presentar un gradiente de temperatura entre el interior del mismo y el exterior. En este estudio, la transferencia de calor se analizó bajo parámetros de laboratorio en régimen de estado estable, en el cual, se consideró la incidencia de migración de masa. Para ello, se construyó, instrumento y calibró una Cámara de Ambiente Controlado (CAC) para someter la muestra de estudio a condiciones de laboratorio controladas y obtener resultados válidos en experimentos bajo condiciones de estado estable. La muestra de estudio fue un muro de mampostería de 1.10 m  1.10 m y 8.5 cm de espesor. Las pruebas se realizaron bajo condiciones climáticas controladas, estableciendo un potencial de calor y masa dentro del ambiente. Como resultados, se obtuvo un valor máximo de U y CM para la muestra de muro de 4.29 W/m2°C y 0.1181 g/sm2%HR. El resultado de U se encuentra dentro de lo obtenido de forma teórica para una muestra con propiedades similares, mientras que el valor de CM no ha podido compararse debido a que no se han reportado valores para una muestra similar. El valor obtenido del CM de la muestra de muro indica que en 1 hora podría tenerse una infiltración de hasta 425.16 g de agua, lo cual, con el paso del tiempo podría saturar el aire interior de una habitación ocasionando problemas de salud por el crecimiento de hongos y moho, contribuyendo al dis-confort higrotérmico. Por lo cual, se ve la importancia de continuar en el estudio de la transferencia de calor y masa, con el fin de encontrar configuraciones de materiales que permitan reducir estos coeficientes, lo cual podría realizarse entre otras posibilidades, adicionando al muro capas de otros materiales que mejoren su desempeño higrótermico.