Influencia del árido siderúrgico en la eficiencia energética de colectores solares y mitigación de islas de calor

Abstract

Aquest treball final de grau (TFG) presenta una campanya experimental orientada a avaluar el comportament tèrmic i l'eficiència energètica de col·lectors solars incrustats en paviments asfàltics, com a estratègia per mitigar l'efecte d'illa de calor urbana (ICU). En una primera etapa, s'estudien les propietats mecàniques de mescles asfàltiques modificades amb àrid siderúrgic, amb l'objectiu de verificar la seva idoneïtat estructural per al seu ús en carreteres. Posteriorment, s'analitzen les propietats tèrmiques tant dels àrids com de les mescles, i s'estudia la influència d'aquestes propietats en la capacitat de captació i dissipació de calor del sistema. Mitjançant assajos experimentals amb radiació, monitoratge i anàlisi de resultats, els resultats mostren reduccions de temperatura superficial de fins a 20 °C (en el cas de l'AC-16 Control) i una captació tèrmica superior a 3000 kJ (BBTM-11B Siderúrgic), cosa que demostra la viabilitat d'aquesta solució com a alternativa funcional per disminuir les ICU, millorar el confort tèrmic urbà i fomentar un ús més eficient de l'energia solar.

Este trabajo final de grado (TFG) presenta una campaña experimental orientada a evaluar el comportamiento térmico y la eficiencia energética de colectores solares embebidos en pavimentos asfálticos, como estrategia para mitigar el efecto de isla de calor urbana (ICU). En una primera etapa, se estudian las propiedades mecánicas de mezclas asfálticas modificadas con árido siderúrgico, con el fin de verificar su idoneidad estructural para su uso en carreteras. Posteriormente, se analizan las propiedades térmicas tanto de los agregados como de las mezclas, y se estudia la influencia de dichas propiedades en la capacidad de captación y disipación de calor del sistema. Mediante ensayos experimentales con radiación, monitoreo y análisis de resultados, los resultados muestran reducciones de temperatura superficial de hasta 20 °C (en el caso de la AC-16 Control) y una captación térmica superior a 3000 kJ (BBTM-11B Siderúrgico), lo que demuestra la viabilidad de esta solución como alternativa funcional para disminuir las ICU y mejorar el confort térmico urbano y fomentar un uso más eficiente de la energía solar.

This final degree project (TFG) presents an experimental campaign aimed at evaluating the thermal behavior and energy efficiency of solar collectors embedded in asphalt pavements as a strategy to mitigate the urban heat island (UHI) effect. In the first stage, the mechanical properties of asphalt mixtures modified with steel slag aggregate are studied to verify their structural suitability for use in roads. Subsequently, the thermal properties of both the aggregates and the mixtures are analyzed, and the influence of these properties on the system's heat capture and dissipation capacity is examined. Through experimental tests with radiation, monitoring, and result analysis, the findings show surface temperature reductions of up to 20 °C (in the case of AC-16 Control) and a thermal capture exceeding 3000 kJ (BBTM-11B Steel Slag), demonstrating the feasibility of this solution as a functional alternative to reduce UHIs, improve urban thermal comfort, and promote more efficient use of solar energy.