Determinación experimental de la conductividad térmica en testigos de roca.
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Date
2020
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
El presente documento detalla el desarrollo de un experimento realizado con tecnología de
bajo costo para determinar la conductividad térmica en testigos de roca.
La configuración para este experimento consiste en generar un flujo de calor axial a lo largo
de un testigo de roca de conductividad térmica desconocida, posicionado entre dos cilindros de
conductividad térmica conocida. Mediante el uso de sensores dispuestos transversalmente a lo
largo del sistema, se mide la fluctuación de la temperatura en los extremos de cada uno de sus
componentes.
La medida en tiempo real de temperaturas es realizada con sensores ds18b20, gestionados
mediante un Arduino, y almacenada en un ordenador portátil. Los datos son analizados e
interpretados según un modelo fisicomatemático analítico de transferencia de calor por
conducción, seleccionado previamente en función de los objetivos propuestos mediante una
revisión bibliográfica. El resultado experimental de conductividad térmica obtenido para el testigo de roca (3,02 W/mK) es comprobado de forma satisfactoria por dos vías. La primera comprobación se realiza mediante la comparación con valores documentados por diferentes investigadores. En segundo lugar, se realizan simulaciones numéricas con el software COMSOL Multiphysics.
Finalmente, se concluye que la metodología empleada y la instrumentación de bajo costo
seleccionada permite obtener resultados adecuados en la caracterización de la conductividad
térmica en testigos de roca y pueden ser empleados con ciertas garantías de confiabilidad con un
costo de implementación bajo (61.362 CLP).
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil de Minas.
Keywords
Ingeniería Geotérmica, Propiedades Térmicas, Recursos Geotérmicos, Recursos Energéticos Renovables