AISLANTE TERMICO
Material a utilizar.
Para este experimento se utilizo el siguiente material:
5 Cubos de hielo
5 Platos térmicos de tamaño chico
1 Papel periódico
1 Papel aluminio
1 Plástico para envolver alimentos
1 Pedazo de tela
Marco Teórico.
Un aislante térmico es un material usado en la construcción y caracterizado por su alta resistencia térmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse en temperatura.
El mejor aislante térmico es el vacío, pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío, éste se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza aire, que gracias a su baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de absorción de la radiación, constituye un elemento muy resistente al paso de calor. Sin embargo, el fenómeno de convección que se origina en las cámaras de aire aumenta sensiblemente su capacidad de transferencia térmica. Además el aire debe de estar seco, sin humedad, lo que es difícil de conseguir en las cámaras de aire.
Por estas razones se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces de inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas. Aunque en la mayoría de los casos el gas encerrado es aire común, en aislantes de celda cerrada (formados por burbujas no comunicadas entre sí, como en el caso del poliuretano proyectado), el gas utilizado como agente espumante es el que queda finalmente encerrado. También es posible utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo está muy poco extendido. Se suelen utilizar como aislantes térmicos: lana de roca, fibra de vidrio, vidrio celular, polietileno expandido, poliestireno extruido, espuma de poliuretano, aglomerados de corcho, celulosa, etc.
Periódico.
Se trata de papel de periódico reciclado molido, al que se le han añadido unas sales de borax, para darle propiedades ignífugas, insecticidas y antifúngicas. Se insufla en las cámaras o se proyecta en húmedo. Es un potente aislante estival e invernal, y tiene también propiedades de aislamiento acústico. Su mayor ventaja es que se comporta como la madera, equilibrando puntas de temperaturas a la vez que tiene una gran capacidad térmica de almacenamiento, se comporta de forma anticíclica durante 12 horas, manteniendo así el frescor matutino en verano durante las tardes. En invierno protege contra el frío de forma similar como lo hace la madera.
- Densidad: 30-60 kg/m3
- Coef. de conductividad para la celulosa: 0,039 W/m.K.
Poliestireno Expandido (EPS)
El material de espuma de poliestireno, es un aislante derivado del petróleo y del gas natural del cual se obtiene el polímero plástico estireno en forma de gránulos. Para construir un bloque de, por ejemplo, 1 m³, se incorpora en un recipiente metálico una cierta cantidad del material que tiene relación con la densidad final del mismo y al inyectar vapor de agua se expanden los gránulos hasta formar un bloque. Este se corta en placas del espesor deseado para su comercialización mediante un alambre metálico caliente.
Debido a su combustibilidad se le incorporan retardantes de llama denominándoselo difícilmente inflamable.
- Posee un buen comportamiento térmico en densidades que van de 12 kg/m³ a 30 kg/m³
- Tiene un coeficiente de conductividad de 0,045 a 0,034 W/m·K, que depende de la densidad (por regla general, a mayor densidad menos aislamiento)
- Es fácilmente atacable por la radiación ultravioleta por lo cual se lo debe proteger de la luz del sol.
- Posee una alta resistencia a la absorción de agua en estado líquido
Desarrollo.
Tomamos los 5 platos térmicos de tamaño chico, y en cada uno de ellos colocamos los cubos de hielo envueltos de la siguiente manera:
Sin ningún material
Papel aluminio
Pedazo de tela
Papel periódico
Plástico para envolver alimentos
Ahora dejamos los materiales alrededor de 10 minutos expuesto al ambiente, de estos obtuvimos las siguientes observaciones
1.- En el primer caso es el hielo que se deja en uno de los platos quedando a la intemperie sin estar cubierto con algún material, lo que causo que mas rápido su descongelamiento.
2.- En el segundo caso fue el hielo con el que estaba cubierto con el pedazo de papel aluminio, lo que se observo en este caso fue que se comenzó a transmudar por la parte de afuera.
3.- En el tercero fue el hielo con el que estaba cubierto con el pedazo de tela, en este caso lo que se observo fue que la tela comenzó a humedecer.
4.- El cuarto caso fue el hielo con el que estaba cubierto con el pedazo de papel periódico, lo que se pudo observar en este caso fue que el papel casi no se mojo, solo una mínima parte del papel.
5.- En el quinto caso fue el hielo con el que estaba cubierto con el plástico para envolver alimentos, lo que se observo fue que el hielo cubierto con este material casi no tuvo ningún cambio
Conclusiones.
Con este experimento se observo como los diferentes materiales que se utilizan tienen ciertas capacidades que hacen que interactué de diferente manera con los cubos de hielo. Nos dimos cuenta de que el hielo se conservo más en su estado original cuando estaba envuelto por un material plástico y a la intemperie cambio su estado de una manera más acelerada. Por tanto debemos saber utilizar el material adecuado para el aislamiento térmico requerido.
