En el presente proyecto, haremos uso de estas láminas para conocer cuán efectivas son en la realidad las propiedades atribuidas a ellas, mediante un simple proceso experimental donde podremos ver las diferencias que nos brindan.
2.- Objetivos:
Comprobar la eficiencia garantizada de las láminas de control solar y UV brindada por las empresas que las ofrecen, para poder llegar a una conclusión final y saber si el producto es recomendable o no.
Elaborar un cuadro donde podamos organizar las medidas tomadas en la práctica y compararlas con las propiedades teóricas de la lámina adquirida.
3.- Fundamento teórico:
Control Solar
Las técnicas para el control solar tienen como objetivo regular la penetración del sol, es decir, deben detenerla en los períodos calurosos pero permitirla en los períodos fríos. Del mismo modo, dentro de estos elementos se encuentran los dispositivos de iluminación natural, que controlan también el paso de los rayos solares.
El incremento de la comodidad empieza con la instalación de las láminas de control solar. Estas reducen y eliminan las incómodas zonas cálidas alrededor de las ventanas y minimizan el molesto destello que entorpece la visión en pantallas y monitores.
¿Qué es una Lámina de Control Solar?
Una lámina de control solar es un film que se aplica en los vidrios de ventanas, puertas, techos de vidrios y otras aberturas, con el propósito de reducir los efectos del sol en el interior de una casa, oficina o local.
Las láminas de control solar son una solución para:
- Reducir el calor provocado por la radiación solar.
- Proteger los objetos, muebles y tapizados de la radiación UV ya que bloquean el 99% de la radiación UV.
- Optimizar el rendimiento del aire acondicionado, proporcionando un ahorro en consumo de energía para la climatización.
- Eliminar el destello molesto del sol, inclusive si el sol está de frente al vidrio.
Láminas de control solar y rechazo UV Sterling 70
Estas láminas fabricadas con tecnología alemana nos permiten la máxima protección de los rayos UV, máxima luz natural y una moderada reducción del calor. Esta lámina no es visible desde el interior y tiene un buen acabado exterior.
y con ello, se obtuvo la información necesaria para el proyecto:
Termómetro diferencial y registrador de datos HD200 de Extech que permite tomar medidas diferenciales de temperatura con sensor termopar tipo K de doble entrada y selección de unidades °C, °F o K.
El registrador de datos HD200 puede guardar 18,000 lecturas de medición (para cada canal) en la memoria interna del medidor. Las lecturas guardadas pueden ser transferidas luego a una PC con el paquete de interfaz PC USB incluido. Puede tomar lecturas con el medidor y registrar en
Dado que en las mediciones que tomaremos en cuenta los cristales, estos por más translucidos que sean, también tienen la propiedad de transmitir, reflejar y absorber energía. Por ello, en los cuadros que se mostrarán al final de cada prueba se tiene en la primera columna de los datos tomados de las diferentes temperaturas (a diferentes horas) que aparecen como una medida relativa de energía absorbida por el piso (es decir a mayor temperatura, mayor energía absorbida), estas mediciones corresponden a la caja ya mencionada y un vidrio de 6mm de espesor que tienen la capacidad de rechazar el 18% de energía recibida, por ello, en la columna siguiente se muestra el 100% de la energía total recibida, a partir de los datos registrados en la primera columna.
Para las medidas en teoría, el porcentaje de rechazo que aparece en las especificaciones del sterling 70 correspondiente a un vidrio de 6mm más la dicha mica con respecto a la energía total recibida es el 38%, por ello se trabajará con el 62% de transmisión total para los cálculos. Con esto, se podrá realizar un mejor análisis respecto a la eficiencia de las micas en discusión.
- Día: Jueves 10 de febrero
- Hora de inicio: 14:50 pm.
- Materiales utilizados:
· 1 Lámina de control solar y rechazo UV de 25x43.5 cm2
· 2 cajas de madera pintadas de blanco por dentro y fuera de 25x43.5x15 cm3
· 2 vidrios de
· Termómetro de temperatura superficial
- Desarrollo de la prueba:
Se localizó un área despejada libre de sombra exactamente frente a la oficina del EPA (tipo de piso: baldosa). Colocamos las dos cajas en forma continua, para luego fijar sobre las caras superiores los cristales. En un caso, un cristal adherido con la mica, y en el otro sin ella.
Una vez realizado este proceso, dejamos las cajas expestas al Sol alrededor de 10 minutos. Y seguidamente, se registró la información arrojada por el termómetro de temperatura superficial. Este proceso se repitió cada 10 minutos en un total de una hora aproximadamente, realizando la última medición a las 15:40 pm.
- Datos obtenidos:
· T mín. registrada:
· Diferencia máx.:
· Diferencia mín.:
- Observaciones:
· Los rayos solares incidían oblicuamente y hacían sombra dentro de la caja, minimizando el área a medir.
· La diferencia entre las temperaturas de las superficies cubiertas con y sin mica protectora fue en promedio de tan solo 1.9°C.
· En un instante, la intensidad de la radiación solar sufrió una baja, por lo que la diferencia de temperaturas no fue homogénea en todas las mediciones conforme el avance del tiempo.
- Conclusiones:
· La dirección de la incidencia de los rayos solares tiene notable influencia al momento de realizar el experimento. Para mejores resultados la radiación solar debe incidir perpendicularmente a la superficie y provocar la mínima sombra posible.
· Las diferencias de temperaturas promedios entre la energía recibida y el vidrio con mica medida experimentalmente es el 54.5% de la diferencia de temperatura entre la energía recibida y el vidrio micado en teoría. Es decir, la mica solo rechaza la mitad de lo que debería rechazar.
· Realizando el mismo análisis pero con el cristal (para así observar que tan eficientes son estas micas) notamos que la diferencia promedio medida experimentalmente entre el vidrio sin mica y el vidrio con mica es el 13.55 % de la diferencia promedio entre el vidrio sin mica y el vidrio micado según las especificaciones, haciendo más notoria la ineficiencia de esta mica ya que solo cumple con una décima de las especificaciones.
PRUEBA 2:
- Día: martes 15 de febrero
- Hora de inicio: 12:30 pm.
- Materiales utilizados:
· 1 Lámina de control solar y rechazo UV de 25x43.5 cm2
· 2 cajas de madera pintadas de blanco por dentro y fuera de 25x43.5x15 cm3
· 2 vidrios de
· Termómetro de temperatura superficial
- Desarrollo de la prueba:
El área escogida para este día fue, al igual que el anterior, al frente de la oficina del EPA. Se colocaron las cajas y sobre ellas los cristales, con mica y sin ella.
Terminado este procedimiento, se dejaron las cajas expuestas al sol por espacio de 15 minutos aproximadamente. Concluido este tiempo, se procedió a realizar las mediciones correspondientes, dejando entre una y otra un espacio de 15 minutos. La última medida se hizo a las 13:45 pm.
- Datos obtenidos:
T mín. registrada:
Diferencia máx. :
Diferencia mín. :
- Observaciones:
· La prueba fue realizada en el horario idóneo para este tipo de experimentos. Se inició a las 12:30, cuando la radiación solar era intensa y era más directa.
· La diferencia entre las superficies medias fue en promedio de 3.83, mayor que en la prueba 1.
· Conforme el paso del tiempo, la diferencia de temperatura, entre los casos de cristales, era mayor con la única excepción de la cuarta medida.
- Conclusiones:
· La temperatura aumentaba en cada medición. Esto quiere decir que a mayor exposición a la radiación solar, mayor era también la energía almacenada en las cajas, tanto la caja con cristal sin y con mica.
· Queda comprobado que, en efecto, el mejor horario para proceder con este experimento es al mediodía. Gracias a esto se obtuvo un mejor resultado de diferencias que en la primera prueba.
· El resultado fue 3.83, este número hace referencia al 201.58% del resultado de la prueba 1.
1.9*X/100=3.83
X=201.58
· Las diferencias de temperaturas promedios entre la energía recibida y el vidrio con mica medida experimentalmente es el 59.45% de la diferencia de temperatura entre la energía recibida y el vidrio micado en teoría. Es decir, la mica solo rechaza la mitad de lo que debería rechazar.
· Realizando el mismo análisis pero con el cristal (para así observar que tan eficientes son estas micas) notamos que la diferencia promedio medida experimentalmente entre el vidrio sin mica y el vidrio con mica es el 22.95 % de la diferencia promedio entre el vidrio sin mica y el vidrio micado según las especificaciones, haciendo más notoria la ineficiencia de esta mica ya que solo cumple con una décima de las especificaciones.
PRUEBA 3:
- Día: Martes 15 de febrero
- Hora de inicio: 13:15
- Tiempo climático: Soleado
· Caja de 45x45x15 cm³ (caras laterales y base), pintada de negro tanto externa, como internamente.
· Tres cristales de 6mm de espesor y de 45x45cm².
· Una mica oscura de 45x45 cm²
· Termómetro de temperatura superficial.
NOTA: respecto a los cristales, uno de ellos se encuentra libre de láminas o micas protectoras. Los otros dos cristales contendrán a la mica; es decir, la mica estará entre los dos vidrios y en conjunto formaran uno solo, por así decirlo, de mayor espesor.
- Desarrollo de la prueba:
- Datos obtenidos:
- Observaciones:
· La caja, por estar pintada de negro, absorbió la mayor parte de la radiación que ingresaba a través de los cristales, a diferencia de las cajas pintadas de blanco. La temperatura de la base de la caja era elevada, al igual que la temperatura de los cristales, a tal punto que el vidrio tenía en su superficie, vapor de agua.
· La diferencia entre las muestras de cristales con y sin mica, fue mucho mayor comparadas con las muestras anteriores, siendo esta diferencia de
- Conclusiones:
· En esta prueba fue mayor no solo la diferencia entre las muestras con y sin mica protectora, sino que también la energía almacenada en el interior de la caja oscura fue mayor, por lo que la temperatura fue elevada en comparación con las cajas pintadas de blanco. La máxima temperatura registrada fue 82.5°C, mientras que en las cajas de blanco fue
· El color negro influye en el aumento de la temperatura del interior de la caja ya que este calor captado queda retenido entre el piso, la caja de madera y el vidrio. Por ende, los registros en las mediciones son de gran diferencia con las mediciones realizadas en cajas de color blanco que tienen un comportamiento opuesto al color negro.
· La diferencia entre los resultados de esta prueba con las anteriores, podría inducirnos a creer que la mica oscura utilizada en este experimento es más efectiva que la lámina utilizada anteriormente, sin embargo el resultado a nuestro parecer no es preciso, pues se utilizó la misma caja y se intercambiaban los cristales. El calor ingresaba, se almacenaba y no tenía por donde escapar. Se puede pensar que la temperatura registrada luego de haber puesto el cristal con mica, era la del calor almacenado mas la radiación incidente.
PRUEBA 4:
- Día: martes 15 de febrero
- Hora de inicio: 14:12
- Tiempo climático: Soleado
· Dos cristales de 6mm de espesor de 45x45 cm².
· Una mica oscura de 45x45 cm².
· Termómetro de temperatura superficial.
- Datos obtenidos:
- Observaciones:
· La diferencia entre las muestras de cristales fue mayor que con la mica STERLING 70.
· El tipo de piso fue diferente que en las pruebas anteriores.
- Conclusiones:
· Debido a la limitación de la prueba anterior se decidió hacer esta. Las cajas, por el hecho de estar pintadas de blanco, retuvieron menor energía y por ser cajas separadas, cada una con un cristal, la prueba fue más precisa.
· El color en las cajas es de gran influencia en las mediciones de las temperaturas, para esta prueba las cajas de color blanco junto con el vidrio y el vidrio laminado respectivamente en cada una de ellas , registraron temperaturas diferentes a las que se obtuvieron en la prueba 3, con lo cual podemos concluir que es recomendable usar las laminas en ambas pruebas porque se ha corroborado la propiedad que tienen en común que es la de filtrar parte de la radiación solar haciendo que las temperaturas que inciden en ella sean menores a las registradas en un vidrio normal.
· Se concluye que la mica oscura es más efectiva que la lámina STERLING 70, pues la máxima diferencia fue 7.1°C, mayor que el
5.- Recomendaciones:
- El horario ideal para realizar esta prueba es entre las 11:00 am a 1:00 pm, cuando el sol está en el punto más alto de su trayectoria.
- Las cajas deberán ser ubicadas en un lugar despejado, en el que no haya amenaza de incidencia de sombras.
- Al momento de realizar las mediciones con el equipo, se recomienda que las sombras de las personas, el que mide y el que retira los cristales, no incidan en la superficie de las cajas para no alterar los resultados.
- Es conveniente utilizar siempre las mismas variables en cada medición (tipo de piso, misma caja, mismo equipo, etc.), para no alterar resultados finales y evitar conclusiones incorrectas o poco precisas.
