Estudio del Comportamiento térmico de pavimentos de mezcla bituminosa y análisis de un colector solar asfáltico multicapa

Abstract

RESUMEN:Esta tesis estudia la utilización de los pavimentos de mezcla bituminosa como medio para captar y almacenar parte de la energía irradiada por el sol a modo de colector asfáltico termosolar. En primer lugar, se analiza experimentalmente el comportamiento térmico de tres tipos diferentes de mezclas bituminosas sometidas a la radiación solar. Con los resultados de estos ensayos se desarrolla y calibra un modelo numérico en diferencias finitas que permite llevar a cabo un análisis de sensibilidad de los parámetros más relevantes del sistema. A continuación, se lleva a cabo un estudio de la relación entre la degradación sufrida por el color de los pavimentos asfálticos y el cambio en su capacidad de almacenamiento de energía. Finalmente, se desarrolla y analiza en laboratorio un nuevo prototipo de colector asfáltico multicapa en el que se ha sustituído la red de tubos utilizada habitualmente como elemento conductor del fluido caloportador por una capa de mezcla asfáltica porosa. Los resultados muestran un excelente rendimiento térmico del prototipo. Sin embargo, estos buenos resultados contrastan con la obtención de unos valores de caudal pequeños que evidencian la necesidad de una mayor investigación en esta tecnología.

ABSTRACT: This thesis studies the use of asphalt pavements for capturing and storing the thermal energy radiated by the sun as asphalt solar collectors. first of all, the thermal behaviour of three different type of asphalt mixtures subjected to solar radiation is analyzed. With the results obtained in those tests, afinite difference numerical model was developed and calibrated. This model allows the development of a sensitivity analysis of the most relevant parameters involved. Next, a study is carried out about the relationship between the balck colour degradation suffered by asphalt pavements and the change produced in their energy storage ability. Finally, a new asphalt solar collector prototype is developed in which the pipe network usually used as the heat transfer fluid conductiong element is replaced by a layer of a porous asphalt. Results show an excellent thermal performance of the prototype. However, these good performacne results are in contrast of the flow rates obtained, demonstrating the need for a further research on this technology.