Caracterización física y mecánica de placas de yeso con materiales de cambio de fase incorporados para almacenamiento de energía térmica mediante calor latente

Abstract

RESUMENEn esta investigación se ha diseñado y fabricado un panel de escayola que incorpora un 45% en peso de material de cambio de fase, manteniendo las propiedades físicas y mecánicas exigidas en la normativa de aplicación para yesos de construcción (UNE EN 13279 y referencias a la RY 85). Así, un panel de 1,0 m 2 y 1,5 cm de espesor, contiene 4,75 kg de PCM, cantidad muy superior a la conseguida hasta la fecha (3 kg/m 2 ). Para ello se ha mejorado previamente sus prestaciones mecánicas y físicas mediante adiciones binarias: fibras de polipropileno y dispersión de melanina formaldehído.Este porcentaje es capaz de almacenar en 1,5 cm de espesor cinco veces la energía térmica de un panel de cartón yeso con el mismo espesor y la misma cantidad que una fábrica de 1/2 pie de ladrillo hueco, en el rango de temperaturas próximas a la de confort (20-30 ºC).Palabras clave: yeso, PCM, energía térmica, almacenamiento, calor latente, propiedades físicas, propiedades mecánicas. SUMMARYThis article describes the design and manufacture of a gypsum board which, despite its 45 % wt content of phase change materials, meets the minimum physical and mechanical requirements laid down in the legislation on gypsum plasters (Spanish and European standard UNE EN 13279 and Spanish specifications for gypsum acceptance, RY 85). Under this design, a one-metre square, 1.5-cm thick board contains 4.75 kg of PCM, much more than in any prior drylining (the maximum attained to date is 3 kg per m 2 ). The mechanical and physical characteristics of this new composite were previously improved with two joint-action additives: polypropylene fibres and melamine formaldehyde as a dispersing agent.In the 20-30 ºC temperature range, a gypsum board 1.5 cm thick containing this percentage of PCMs can store five times more thermal energy than conventional plasterboard of the same thickness, and the same amount of energy as half-foot hollow brick masonry.Keywords: gypsum, PCM, thermal energy, storage, latent heat, physical properties, mechanical properties. INTRODUCCIÓNFrente al problema de crisis energética mundial que arrastramos desde el siglo pasado y el futuro incierto que nos depara, se está trabajando en las últimas décadas en pro de la reducción del consumo energético y del uso de fuentes de energía renovables. Ligado al uso de energías renovables está el concepto de almacenamiento energético, que permite ajustar los periodos de suministro a los de demanda, garantizando una mayor eficiencia energética.El almacenamiento térmico ha estado ligado a la arquitectura desde la antigüedad y se ha mantenido en las construcciones vernáculas, donde los cerramientos de gran inercia térmica garantizaban una temperatura prác-ticamente constante a lo largo del día, lo que significa una gran contribución a la mejora de las condiciones de habitabilidad y confort del espacio habitable y una reducción del uso de sistemas de calefacción y refrigeración.Existen otras alternativas a este modo de almacenamiento térmico en forma de calor sensible, que son el almacenamient...

Analysis of Additives in Gypsum Coatings Based on Melamine, Polycarbonate Salts, Polycarboxylate, and Polycarboxylic Acids

“…Additionally, there have been numerous studies involving additives that improve or modify some of gypsum's properties; for example, the use of glucose, citric acid, and sodium bicarbonate to delay hydration [5] or the use of melanin formaldehyde to manufacture plasterboard [6] in order to meet the minimum resistance requirements demanded by the related standard [7].…”

Mechanical and Non-Destructive Testing of Plasterboards Subjected to a Hydration Process

“…Gypsum plasterboards were composed of a plaster core encased in and firmly bonded to outer paper liners. Due to its fabrication method, the lining and also the board as a whole showed significant anisotropic properties [17][18][19][20]. Therefore, the mechanical properties of plasterboard sheets were determined in parallel and perpendicular to the sheet production direction, applying standard EN 520 [21].…”

Compuestos de yeso con adición de fibras textiles posconsumo de algodón

“…Hay que tener en cuenta que en todos los casos las fibras se han empleado en formato de hilo. En el caso de las placas de escayola reforzadas con fibras de polipropileno y aligeradas con EPS alcanzan una mayor tenacidad, como consecuencia de la deformabilidad, evitando la rotura frágil de las placas (36)(37).…”