contadores

Información Tecnológica
Modelación y Simulación de la Transferencia de Calor en Muros de Bloque de Concreto
Vol. 21(3), 27-38 (2010)

Borbón

doi:10.1612/inf.tecnol.4223it.09

Modelación y Simulación de la Transferencia de Calor en
Muros de Bloque de Concreto Hueco
Ana C. Borbón, Rafael E. Cabanillas y Jesús B. Pérez
Universidad de Sonora, División de Ingeniería, Rosales y Blvd. LuisEncinas, Colonia Centro,
83000 Hermosillo, Sonora-México (e-mail: acborbon@dicym.uson.mx, rcabani@iq.uson.mx,
benito@dicym.uson.mx)
Recibido Abr. 16, 2009; Aceptado Jun. 02, 2009; Versión Final recibida Jul. 14, 2009

Resumen
Se presenta el estudio de transferencia de calor en un muro de bloques de concreto con cavidades,
para conocer su resistencia térmica. Se plantea un modelo teóricounidimensional en estado
estacionario, considerando conducción, radiación y convección. El problema se resuelve
numéricamente utilizando el método iterativo de Gauss-Seidel. La simulación se efectúa en forma
horaria para dos días en condiciones extremas de temperatura ambiente. Se obtiene un valor
promedio de la resistencia térmica de 0.18 °Cm2/W, con variaciones de 2.3% a 23%. Las
aportacionesal flujo total de calor por cada mecanismo son de 25%, 19% y 56%, para conducción,
convección y radiación respectivamente. El muro presenta valores de resistencia térmica que
tienden a disminuir con el aumento de los diferenciales de temperatura, aspecto que desfavorece su
uso para climas cálidos, siendo la radiación el mecanismo que más favorece la transferencia de
calor.
Palabras clave:transferencia de calor, resistencia térmica, muros de bloque, concreto hueco

Modeling and Simulation of Heat Transfer in Hollow
Concrete Block Walls
Abstract
This paper presents a heat transfers study in a hollow concrete blocks wall to know its thermal
resistance. A one dimensional steady-state model was developed, which includes conduction,
radiation and convection. The model was solvednumerically using Gauss-Seidel iterative method.
The simulation was run hourly for two days in climatic extreme conditions. The thermal resistance
average value obtained was 0.18 °Cm2/W with variations of 2.3% to 23%. The average contribution
to the total heat flow for every transfer mechanism is: 25%, 19% and 56% by conduction, convection
and radiation respectively. The wall presents thermalresistance values which tend to decrease with
the increase of temperature differential. This aspect presents disadvantages for thermal behavior in
warm climate and the radiation into the block cavity is the most important heat transfer process
across the wall.
Keywords: heat transfer, thermal resistance, concrete walls, hollow block
Información Tecnológica Vol. - 21 Nº 3 - 2010 

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Borbón 

INTRODUCCIÓN
La República Mexicana cuenta con una diversidad de climas que van desde cálidos, hasta muy fríos
y no siempre se construye de acuerdo al clima de la región. Esto ocasiona problemas de falta de
confort térmico al interior de las edificaciones y mayores consumos de energía eléctrica porclimatización artificial. Las viviendas del tipo económico que se construyen en serie en zonas cálidas
extremosas del país, presenta esta problemática. Lo anterior toma especiales dimensiones al
considerar que se diseña sin distinguir criterios, utilizando materiales de construcción no siempre
apropiados para climas locales, afectando no solo las condiciones de habitabilidad en millones de
viviendasya construidas sino también las que se edificarán en las próximas décadas, de no tomar en
cuenta criterios bioclimáticos . Las mayores ganancias de calor al interior de las edificaciones son por
la combinación de los efectos del clima con las características termo físicas de los materiales que
componen la envolvente. En condiciones climáticas de calor extremo, esta situación se agudiza dada...