TRABAJANDO POR EL

DESARROLLO RURAL DEL PERÚ

Primera edición digital

Julio, 2011

Lima - Perú

© Grupo PUCP

PROYECTO LIBRO DIGITAL

PLD 0253

Editor: Víctor López Guzmán

http://www.guzlop-editoras.com/guzlopster@gmail.com guzlopnano@gmail.com facebook.com/guzlop twitter.com/guzlopster428 4071 - 999 921 348Lima - Perú

PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)

El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigación (papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital y difundidos por internet en forma gratuita a través de nuestra página web. Los recursos económicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos de edición y publicación a terceros, por lo tanto, son limitados.

Un libro digital, también conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrónico, es una versión electrónica de la digitalización y diagramación de un libro que originariamente es editado para ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza al libro impreso.

Entre las ventajas del libro digital se tienen:• su accesibilidad (se puede leer en cualquier parte que tenga electricidad),• su difusión globalizada (mediante internet nos da una gran independencia geográfica),• su incorporación a la carrera tecnológica y la posibilidad de disminuir la brecha digital (inseparable de la competición por la influencia cultural),• su aprovechamiento a los cambios de hábitos de los estudiantes asociados al internet y a las redes sociales (siendo la oportunidad de difundir, de una forma diferente, el conocimiento),• su realización permitirá disminuir o anular la percepción de nuestras élites políticas frente a la supuesta incompetencia de nuestras profesoras y profesores de producir libros, ponencias y trabajos de investiga-ción de alta calidad en los contenidos, y, que su existencia no está circunscrita solo a las letras.

Algunos objetivos que esperamos alcanzar:• Que el estudiante, como usuario final, tenga el curso que está llevando desarrollado como un libro (con todas las características de un libro impreso) en formato digital.• Que las profesoras y profesores actualicen la información dada a los estudiantes, mejorando sus contenidos, aplicaciones y ejemplos; pudiendo evaluar sus aportes y coherencia en los cursos que dicta.• Que las profesoras y profesores, y estudiantes logren una familiaridad con el uso de estas nuevas tecnologías.• El libro digital bien elaborado, permitirá dar un buen nivel de conocimientos a las alumnas y alumnos de las universidades nacionales y, especialmente, a los del interior del país donde la calidad de la educación actualmente es muy deficiente tanto por la infraestructura física como por el personal docente.• El pe r sona l docente jugará un r o l de tu to r, f ac i l i t ador y conductor de p r oyec tos

de investigación de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electró-nicas recomendadas.• Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales y mejorar la sustentación de sus presupuestos anuales en el Congreso.

En el aspecto legal:• Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edición digital, sin perder su autoría, permitiendo que su obra sea puesta en internet como descarga gratuita.• Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versión digital.

Lima - Perú, enero del 2011

“El conocimiento es útil solo si se difunde y aplica” Víctor López Guzmán Editor

¿Qué es GRUPO -PUCP?

• Investigación científica

aplicada.

• Difusión y promoción de tecnologías

apropiadas a través de proyectos de

desarrollo.

• Proyectos de protección al medio

ambiente.

Unidad Operativa del Departamento de Ingeniería

de la Pontificia Universidad Católica del Perú, que

fue fundado en 1985.

Mejorar la calidad de vida del poblador rural

Casa Ecológica: campo científico de

experimentación y validación

• Contamos con el aporte de profesores, profesionales y estudiantes de diversas especialidades (equipo multidisciplinario).

• Contamos con más de 50 (tecnologías expuestas en el Campo Científico la casa Ecológica (PUCP)

• Laboratorio de cocinas , sistemas de calentamiento y aslamiento.

Difundimos

conocimiento de las

tecnologías

apropiadas en las

zonas rurales del

Perú

Ámbito de acción:

zonas rurales del Perú

Tecnologías Apropiadas

• Satisface un necesidad (WEAHB).

• Bajo costo.

• Accesible al poblador.

• Contribuye a no dañar el medio ambiente.(tecnologías limpias)

• Los pobladores se puedan apropiar de los conocimientos tecnológicos.

• En muchos caso puede se replicado (tanto el conocimiento para realizar la tecnología como la practica , mantenimiento y el uso )

• En otros casos puede ser difundido a través de estrategias empresariales

PAQUETES TECNOLÓGICOS GRUPO PUCPPARA COMBATIR LAS BAJAS TEMPERATURAS Y MEJORAR LA SALUD

EN ZONAS ALTO ANDINAS

Langui - Cusco

MURO CALIENTE PARA LA

CALEFACCION DE VIVIENDAS

Expositor:

Eduardo Anibal Pino Samalvides

epinos@pucp.edu.pe

material elaborado por:

Miguel A. Hadzich Marín

Andrés A. Mendoza Ruiz

INTRODUCCION

• El presente trabajo realiza un estudio y una optimización delMuro Caliente - GRUPO PUCP para el sector rural y urbanomarginal de nuestro país, principalmente para las zonas andinas yalto andinas, en donde se producen temperaturas muy bajas yheladas.

• El proceso de optimización del muro Trombe se realizará a partirde los materiales de las zonas rurales y urbano marginales;mediante cálculos, análisis y pruebas experimentales detransferencia de calor para su eficaz proceso de captación,almacenamiento y distribución de la radiación solar.

INTRODUCCION

• Por ello, el objetivo principal de este trabajo es incrementar latemperatura en un valor de 10°C en el interior de la vivienda y asímejorar las condiciones de habitabilidad de los pobladores queresiden en las zonas alto andinas de nuestro país, lugares dondeestán expuestos a temperaturas muy bajas y a heladasmeteorológicas.

OBJETIVOS

Objetivos general

• Optimización del muro Trombe a partir de losmateriales que se cuentan en el lugar mediantecálculos de transferencia de calor, análisis y pruebasexperimentales

OBJETIVOS

Objetivos Específicos

• Este sistema mejorado aprovechara de la mejormanera la radiación solar y almacenamiento de ella.

• Este sistema será de fácil construcción y demateriales económicos lo cual garantizará la mejorade las condiciones de habitabilidad de las viviendas delas familias expuestas a las heladas meteorológicas.

OBJETIVOS

• Estudio del comportamiento térmico de diversosdiseños y materiales típicos del lugar.

• Promover el uso de tecnologías alternativas decalefacción, y tecnologias alternativas en general.

Metodología de Optimización

• Selección del captador óptimo

• Cálculos de radiación

• Simulación del muro Trombe

• Pruebas experimentales del muro Trombe

• Comparación de resultados y Conclusiones

MATERIAL CAPTADOR

• ObjetivoAnálisis del comportamiento de materialestransparentes y translucidos en el proceso dealmacenamiento de calor y transmisión de radiaciónsolar.

• Materiales– Armazón de madera – Vidrio 6mm– Vidrio de 4mm– Vidrio doble– Policarbonato doble

– Plástico– Calamina– Acrílico– Plástico

‘Vinifan’

MATERIAL CAPTADOR

• Proceso de construcciónEl armazón de madera tiene las siguientes medidas:20x52 cm2 y 60 cm de altura con un espesor de madera de 21mm

El área de material transparente o translucido es de 39x49.5 cm2El espacio entre el material transparente o translucido y el muro de adobe es de 18cm.La pared de adobe fue pintada del color negro para así garantizar mas absorción de calor.

MATERIAL CAPTADOR

– El material plástico fue el que más temperatura llego alcanzar durantelas evaluaciones con respecto a la temperatura ambiente que fue de26°C.

– Resultado del mejor material en captar la radiación solar:

1 vinifan

2 plástico

3 vidrio 6 mm

4 vidrio 4 mm

5 vidrio doble

6 mica

7 calamina

8 Policarbonato

Material Captador

• En conclusión el material para el

captador óptimo será un polímero

(agrofil), debido a que los resultados

muestran que la captación es similar a la

del vidrio, su manipulación, costo,

transporte y adquisición es mucho más

cómodo y accesible en las zonas alto

andinas.

Detalles del Prototipo

Prototipos de muro solar para el análisis de materiales captadores de

radiación solar:

Inclinación de la superficie captadora

Comportamiento del sol

Latitud y orientación:

El muro caliente debe de apuntar hacia el sur para latitudes por

encima del ecuador y apuntar hacia el norte para latitudes por

debajo del ecuador.

Inclinación de la superficie captadora

Comportamiento del sol

http://www.susdesign.com/solpath/index.php

Cálculos de Radiación

El muro Trombe se analizara tomando las siguientes consideraciones:

El captador será un cuerpo transparente.

Se asumirá que el coeficiente convectivo

es constante en el exterior.

El flujo solar será de 700W/m² (Mapa solar)

Tamb: 10°C

h=20 W/m²°C

Δx: 40cm

Se asumirá que el coeficiente convectivo

² (Mapa solar)

Temperatura de superficies

Temperatura de superficies

Simulación del muro Trombe

Para la simulación se tomaron en cuenta

los siguientes parámetros:

• Propiedades físicas

• Flujo interno

• Dirección y valor de la radiación solar

• Aire como flujo en la habitación

• Condiciones ambientales de la zona

Simulación del muro Trombe

Simulación del muro Trombe

Toma de resultados

Resultados

PRUEBAS EN LANGUI

• Se encuentra a una altura de 3969 m y una latitud de

14º 25’ 47”.

• EL Muro Trombe tiene las siguientes dimensiones de

3m x 2m y 70° de inclinación.

RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI

• Gráfica de la temperatura del aire en el exterior,

interior con muro Trombe:Exterior vs Interior

-10

-5

0

5

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a.m.

Horas

Tem

pera

tura

(°C

)

Exterior (Media Ambiente)Temperatura -4,0 Interior ( habitación)

El ΔT promedio es de 14.4°C.

RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI

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a.m.

Hora

Tem

pera

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(°C)

Interior ( habitación)Interior ( sin muro)

El ΔT promedio es de 10°C aproximadamente

RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI

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a.m.

11:30

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12:30

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01:30

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02:30

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p.m.

03:30

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p.m.

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p.m.

05:30

p.m.

Hora

Tem

pera

tura

(°C)

Abertura SuperiorAbertura Inferior

El ΔT promedio es de 23°C.

Gráfica de la temperatura del aire de la abertura

superior e inferior:

RESULTADOS PRUEBAS EXPERIMENTALES LANGUI

• Temperatura del aire del exterior, interior (muro

Trombe) e interior (habitación):

Comparación de

resultados

CONCLUSIONES

• El muro Trombe resultó una tecnología renovable

apropiada, económica y de buena eficiencia para la

calefacción de las viviendas en las zonas andinas y alto

andinas.

• Se comprobó que los cálculos y la simulación realizada

cumplen de forma satisfactoria los resultados de las

pruebas experimentales; con un porcentaje de error

del 8% aproximadamente.

CONCLUSIONES

• Este sistema es de fácil construcción y de materiales

económicos lo cual garantizará la mejora de las

condiciones de habitabilidad de las viviendas.

• En la habitación acondicionada, el incremento de

temperatura llega a sobrepasar los 10°C con respecto

al ambiente.

Koñi-wasi

Videoshttp://videos.pucp.edu.pe/videos/ver/56cf74fe33e49f38b2fcc6cb38e8bf23

http://videos.pucp.edu.pe/videos/ver/644cc3e72ee0e0ca1e7572eb6b4b0a9d