Se estudia la capacidad de enfriamiento evaporativo de techos fabricados con distintos tipos de arcilla.

1. Propiedades de retención de humedad
de arcillas porosas modificadas para sus
aplicaciones de enfriamiento
evaporativo en los tejados
Operaciones Unitarias II
Manuel Gutiérrez Porchas
Jueves 17 Febrero 2015

2. Propiedades de retención de humedad de
arcillas porosas modificadas para sus
aplicaciones de enfriamiento evaporativo
en los tejados
E. Vardoulakis, D. Karamanis1, M.N. Assimakopoulos, S.N. Boemi and G.
Mihalakakou1
Department of Environmental & Natural Resources Management,
University of Ioannina,
30100, Agrinio, Greece
Group Building Environmental Studies, Division of Environmental
Physics and Meteorology,
National and Kapodistrian University of Athens, Athens, Greece
International Journal of Ventilation ISSN 1473-3315 Volume 10 No2
Septiembre 2011 Páginas 185-194

3. Índice
• Isla de calor
• Propiedades buscadas
• Muestras utilizadas
• Determinación de la isoterma de adsorción
• Túnel de viento
• Condiciones del experimento
• Resultados
• Observaciones
• Conclusiones

4. Isla de calor
• Edificación
• Falta de espacios
verdes
• Producción de gases
contaminantes y de
calor
Vista térmica nocturna de Phoenix, AZ, 17 de
Abril 2001

5. Propiedades buscadas
• Habilidad par absorber agua o vapor
• Alta retención de humedad
• Estabilidad
• Localmente disponibles y baratas
• No tóxicas
• Capacidad de adsorber contaminantes
• Fácil producción

6. Las muestras utilizadas
De izquierda a derecha: Na-FPM1, montmorillonita, piedra porosa, tierra
natural
Na-FPM1 fue modificada mediante:
• Proceso de calcinación
• Tratamiento con NH3 que después fue
intercambiado con iones de sodio

7. Para las isotermas de adsorción
Sal Humedad relativa (%)
MgCl2·6H2O 32.8 ± 0.3
NaBr 57.6 ± 0.3
NH4Cl 78.6 ± 0.4
KNO3 93.6 ± 0.5
Las muestras se secaron en un horno con circulación
de aire a 105°C por 4 horas
Las muestras se colocaron en disecadores sellados y
con soluciones saturadas de sales a T=25°C

8. Determinación de la isoterma de
adsorción
𝑊 =
𝑚 − 𝑚0
𝑚
• W=humedad contenida en el espécimen en
gramos de agua por gramo de material seco
• m= masa de la muestra en el tiempo de interés
• 𝑚0=masa de la muestra seca inicialmente

9. Túnel de viento

10. Condiciones del experimento
• Se añadieron 3mL
de agua a la
superficie
simulando la
lluvia
• Ciclos de 12 horas
de luz simulando
el día y la noche
(50W/m2)
• Velocidad del
viento: 1.5 m/s Soporte para el material

11. Resultados
• Isotermas de adsorción para los materiales
probados

12. • Rápida taza adsorción en las primeras 12 horas
especialmente a bajas presiones relativas
• Equilibrio en menos de 12 horas
Resultados

13. Resultados
HR (%) Tierra Piedra porosa Montmorillonita Na-FPM1
32.8 3.2 0.04 4.3 5.5
57.6 4.5 0.06 7.5 7
78.6 6 0.07 11.3 7.3
93.6 7.4 0.12 18.4 9.6
g de agua/g de arcilla seca
• Máxima retención de humedad después de
100 horas

14. Resultados
• Reducción de peso y temperatura de
superficie

15. Observaciones
• La temperatura del Na-FPM1 con respecto a la
arcilla normal bajó hasta un 19 porciento a
temperaturas medias y humedades de 50%
• Los efectos durante el segundo ciclo se
atenuaron
• La humedad penetró más profundamente
• La densidad del Na-FPM1 es menor (0.5 g/cm3
contra 2 g/cm3) comparada con la arcilla normal

16. Observaciones
• Adicionalmente se ha demostrado que el uso
de recubrimientos reflejantes puede reducir la
superficie del concreto hasta 4°C durante el día
y 5.9°C durante la noche
Reflectividad

17. Observaciones
Reflectancia espectral de los diferentes
materiales analizados

18. Conclusiones
• Los materiales de construcción son clave para
reducir el consumo de energía
• Las arcillas modificadas son atractivas para
aplicaciones en techos
• Los descensos en las temperaturas también
fueron debidos a la reflectividad por lo que
habría que estudiar ambos fenómenos
separadamente

19. Muchas gracias por su atención