1 ANALISÍS DE RETRASO TÉRMICO A BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDA Rubén Salvador Roux Gutiérrez UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE COAHUILA, Diana Patricia Gallegos Sánchez UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS

2 RESUMEN la investigación que aborda el tema las propiedades térmicas de los Bloques de Tierra Comprimida (BTC), la finalidad fue corroborar las ventajas de este material de construcción alternativo, sobre los materiales convencionales empleados en la zona sur de Tamaulipas, como regulador natural de temperatura contra el bloque de concreto y el ladrillo recocido de la región. Las pruebas térmicas realizadas consistieron en calcular el retraso térmico y observar este proceso mediante el uso cámara termo gráfica.

3 Es desde los inicios de la humanidad el hombre ha usado la tierra para construir. Con los avances de la tecnología de la construcción de tierra fue evolucionando desde los orígenes primitivos de la humanidad (McHenry,2004) INTRODUCCIÓN Sin embargo los cambios radicales producidos por la revolución industrial, la energía de bajo costo, una rápida expansión de los sistemas de transporte, distribución, y la preferencia por materiales más “modernos”, virtualmente acabaron con la utilización de tierra como material de construcción.

4 El sector constructivo tiene un gran impacto en el ambiente por diversos factores como: la explotación de recursos naturales, el proceso de fabricación de materiales, la energía empleada en todos estos procesos, así como la energía que consume la edificación a lo largo de su vida útil y los residuos que se generan de su demolición. Fuente:(architecture2030, 2011), Recuperado: 17/octubre/2013, en: http://architecture2030.org/

5 Actualmente un tercio de la humanidad se refugia de la intemperie en construcciones de tierra. De Oteiza (2002).

6 Algunas de las ventajas y desventajas de la tierra como material de construcción son las siguientes: Ventajas y desventajas de construcción con tierra 1.Fácil y amplia disponibilidad. 2.Bajo costo. 3.Idónea en construcciones con mano de obra. 4.Técnicas de construcción sencilla y no requieren conocimientos, o equipos sofisticados. 5.La población puede aprender las técnicas y así se facilita la autoconstrucción. 6.Resulta apto para las necesidades, de aislamiento térmico y acústico. 7.Su fabricación consume menos energía que el cemento y otros materiales de construcción modernos. 8.Son estéticamente agradables. 9.Reduce la importación de materiales. 1.Problemas de durabilidad (por degradación de los fenómenos atmosféricos, en especial el agua) 2.Fragilidad ante desastres naturales como sismos e inundaciones. 3.Debido al grosos de las paredes se reduce el espacio efectivo. 4.Lenta evolución de la construcción con tierra. 5.Poca aceptación social.

7 Actualmente en México, la construcción con tierra es una técnica que se practica de manera artesanal, no hay normas oficiales que regulen su uso, por lo que su difusión es mínima en el mercado de la construcción. En esta investigación se analizaron las propiedades térmicas de muros hechos con tierra, comparados con materiales convencionales, algunas de estas son de acuerdo a Goulart (2004): Conductividad térmica (λ), calor específico (c), y densidad (ρ). Coeficiente de conductividad térmica (λ): Caracteriza la cantidad de calor necesario por m 2, para que se obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras de 1m de material homogéneo en una unidad de tiempo. Se expresa en: (W/(m.K). Calor específico (c): Se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa, elevar su temperatura en una unidad. Se expresa en J/(kg.K). Densidad (ρ) Cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Se expresa en (kg/m 3 ).

8 Dentro de la expresión “Inercia térmica” se deben entender estos conceptos : Retraso térmico: es el tiempo transcurrido desde que la parte de calor absorbida por el muro llega a la cara opuesta. Amortiguamiento: es la diferencia de energía que hay entre la cara expuesta del muro y la interior. (Climablock,2000) Fuente:(Puppo & Puppo 1972:85)

9 Concepción de la idea y planteamient o del problema. Investigacion bibliográfica del tema Pruebas de laboratorio al material. Elaboración de unidades de análisis. Realización de pruebas térmicas. Recoleccion de datos y resultados finales. FASES DE LA INVESTIGACIÓN

10 Proceso previo a la elaboración de BTC y pruebas de laboratorio. Fuente: Elaboración propia. 2013

11 TIPO DE PRUEBA NORMA OFICIAL CONSULTADA RESULTADOS ESPERADOS Eades y Grimm ASTM D6276 – 99A (2006) e1. (EUA) Determinar el porcentaje óptimo de cal, para la estabilización de la tierra Prueba de compactación Proctor M-MMP-1-09-06 (México) Permiten determinar la curva de compactación, con esta se infiere su masa vol. Seca máxima y su contenido de agua optimo Límites de Atterberg M-MMP-1-07-03 (México) Con esta prueba se darán a conocer los límites líquidos y límites plásticos. Así determinar con que tipo de suelo se trata Contracción lineal NMX-C-416-0NNCCE (México) Se conocerá el porcentaje de contracción lineal que tiene el suelo a estudiar Cuadro resumen de pruebas. Fuente: Elaboración propia, 2014.

12 TIPO DE PRUEBA NORMA OFICIAL CONSULTADA RESULTADOS ESPERADOS Eades y Grimm ASTM D6276 - 99a(2006)e1. (EUA) Determinar el porcentaje óptimo de cal, para la estabilización de la tierra. PH (prueba 1)7.1410.9311.5311.7811.8711.9912.2712.32 12.31 % de Cal01234567911

13 TIPO DE PRUEBA NORMA OFICIAL CONSULTADA RESULTADOS ESPERADOS Prueba de compactación Proctor. M-MMP-1-09-06 (México) Permiten determinar la curva de compactación, con esta se infiere su masa vol. Seca máxima y su contenido de agua optimo. Peso Vol. Seco máximo: 1694 t/m 3 Contenido de agua óptimo: 15.8%

14 TIPO DE PRUEBA NORMA OFICIAL CONSULTADA RESULTADOS ESPERADOSEQUIPO NECESARIO Límites de Atterberg. M-MMP-1-07-03 (México) Con esta prueba se darán a conocer los límites líquidos y límites plásticos. Así determinar con que tipo de suelo se trata.  Malla #40  Copa casa grande.  Balanza.  Horno.  Vaso o recipiente.  Cápsula de porcelana.  Espátula flexible.  Cuenta gotas.  Placa de vidrio. Límite líquido: 31% Límite plástico:23 %

15 TIPO DE PRUEBA NORMA OFICIAL CONSULTADA RESULTADOS ESPERADOS EQUIPO NECESARIO Contracción lineal. NMX-C-416- 0NNCCE (México) Se conocerá el porcentaje de contracción lineal que tiene el suelo a estudiar.  Molde metálico de 10x2x2 cm.  Espátula flexible.  Horno eléctrico. Molde. Medida molde. (cm) Medida barra.(cm) % de contracción de la barra. E109.821.8 AA10.29.871.3

16 Total de unidades de análisis: 2 muros BTC sencillos. 2 muros BTC sencillos revocados. 1 muro BTC doble. 1 muros BTC doble revocado. 1 muro de block convencional 20x40. 1 muro de ladrillo de barro cocido Revoque 4:1 de arena y cal

17 La prueba consiste en aplicar una fuente de calor continua a los muros. Se emplea una placa: 40 x 50 cm, que cuenta con seis focos de 150 Watts, marca Osram. Esta placa se colocó a una medida establecida para todos los muros de 34.5 cm de distancia del muro. Se empleó el software HOBO ware versión 2.7.3, para registrar la temperatura durante la prueba.

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19 Resultados

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21 Tipo de muro Temperatura máxima Tiempo de retardo Térmico Factor de Reducción Lado de muro Expuesto °CPosterior °C BTC sencillo sin revoque 1 57.78633.1831 h1.741 BTC sencillo sin revoque 2 54.60232.4071 h1.685 BTC revoque 155.83230.3431:15 h1.840 BTC revoque 255.02130.4441:30 h1.807 BTC doble con revoque 55.5625.6954:15 h2.162 BTC doble sin revoque 60.91826.6714:15 h2.28 Ladrillo de barro cocido. 58.77637.6450:30 h1.561 Block64.83834.3870:30 h1.886

22 Temperaturas máximas alcanzadas en ambas caras de los muros.

23 Tipo de muro Coeficiente de conductividad térmica (W/mK) Calor específico (Wh/KgK) Densidad (Kg/m³) Difusivida d térmica (m²/h) Espesor (m) Retraso térmico (h) BTC1.10.2520000.00220.144.0 Tabique0.90.2710000.003333330.122.8 Ladrillo1.180.277900.005532110.152.7 Calculo con fórmula del retraso térmico de muros sencillo. Tipo de muro Retraso térmico (h) Espesor (m)Método gráficoEspesor (m) Método matemático Espesor (m) Consulta bibliográfica BTC0.141 3.960.15-0.204-5.2 Tabique0.120.50.122.760.10-0.202.3-5.5 Block0.150.50.152.680.15-0.203.8-5.1 Comparación de resultados.

24 Fotografías termo gráficas a muro de ladrillo, BTC sencillo sin revoque BTC.

25 Fotografías termo gráficas a muro BTC sencillo con revoque, BTC doble si revoque.

26 Fotografías termo gráficas a muro de BTC doble con revoque y block.

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