Revista Académica,
Profesional Multidisciplinaria
Periodicidad Semestral
Directora
Mtra. Lucía G. León Brandi
Reportaje Académico
Documento Académico
Se presenta los resultados sobre el comportamiento y confort térmico en la vivienda de la
ciudad rural sustentable Nuevo Juan de Grijalva, Chiapas, México; en el mes de enero.
Para el comportamiento térmico se midieron las variables de Temperatura de Bulbo Seco (TBS) y
Temperatura Superficial Interior (TSI); para el análisis de confort térmico se realizó bajo
el enfoque adaptativo, utilizando como instrumento un cuestionario diseñado con la norma ISO 10551.
Esta información permitirá el desarrollo de propuestas de mejoramiento a la vivienda,
principalmente para la utilización de medios pasivos orientados al confort térmico en los
crecimientos futuros.
PALABRAS CLAVE: Confort térmico, clima húmedo, vivienda rural.
ABSTRACT
This paper presents results on the behavior and thermal comfort en rural
sustainable housing community of Nuevo Juan de Grijalva, located
in Chiapas, México during the month of January. In order to measure
thermal behavior, Dry Bulb Temperature Variables and Superficial Interior
Temperatures were measured; Thermal comfort was analyzed
using the adaptive approach, using a questionnaire designed under
regulation ISO 10551. This information allowed for the development of
proposals to improve the housing design, principally for the use of passive
means oriented towards thermal comfort in future developments.
KEYWORDS: Thermal comfort, wet weather, rural housing.
Introducción
Se exponen los resultados del proyecto de investigación denominado "Los componentes y condicionantes de
la vivienda en las ciudades rurales sustentables de Chiapas. Caso de estudio Nuevo Juan de Grijalva"
realizado por el Cuerpo Académico Componentes y Condicionantes de la Vivienda (COCOVI) de la Facultad
de Arquitectura de la Universidad Autónoma de Chiapas. Este trabajo permitirá contribuir con conocimiento
para plantear mejoras a las viviendas de dicha comunidad.
La ciudad se encuentra ubicada en el municipio de Ostuacán, en la región norte del estado de Chiapas,
cuenta con clima cálido húmedo con lluvias en verano con una altitud sobre el nivel del mar de 320 m.
El proyecto se propuso a dos años, de que la ciudad en estudio se pobló con gente originaria de diferentes
lugares, pero principalmente de las personas que fueron reubicadas por haber sufrido afectaciones por el
derrumbe de una montaña, lo que provocó daños irreversibles al asentamiento llamado originalmente Juan del Grijalva.
Antecedentes
Como parte de las actividades de extensión de la UNACH, a través del Cuerpo Académico COCOVI,
enmarcado en la línea de investigación Transferencia Tecnológica para la Vivienda Bioclimática,
se desarrolló un proyecto que contempla la evaluación de diversos aspectos de la ciudad rural Nuevo
Juan del Grijalva, contemplando los aspectos físicos de la vivienda y del asentamiento en su conjunto.
En el presente artículo se aborda solamente los resultados de la evaluación del comportamiento
térmico de la vivienda y del confort térmico experimentado por sus habitantes, con el fin
generar un material que sirva para la formación de los alumnos de la Facultad de Arquitectura
en particular y, en su caso, llegar a la realización de propuestas de mejoramiento para las
viviendas del asentamiento.
Debido a las condiciones logísticas del proyecto, el trabajo de campo se desarrolló fuera
del periodo de máximo calor en la región, sin embargo los resultados expuestos se compararán
posteriormente cuando se obtengan los del periodo más cálido que va del 15 de abril al 15 de mayo.
Objetivo general
Evaluar el comportamiento térmico de la vivienda de la ciudad rural sustentable Nuevo Juan de Grijalva y
determinar la Temperatura Neutral (Tn) y zona de confort de las personas que habitan las viviendas para
el mes de enero bajo el enfoque adaptativo.
Materiales y Métodos
Localización de Nuevo Juan del Grijalva
La Ciudad Rural Sustentable Nuevo Juan del Grijalva se localiza en la región norte del estado de
Chiapas, a 17º25’38’’ Latitud Norte y 93º22’20’’ Longitud Oeste, se encuentra a una altitud media de 320 m.
sobre el nivel del mar, la zona mantiene un clima Cálido húmedo con lluvias durante todo el año (fig. 1),
actualmente cuenta con 410 viviendas construidas, además con Infraestructura, servicios y equipamiento
que caracteriza a una ciudad.
Fig. 1, Localización del municipio de Ostuacán en el estado de Chiapas, México
Fuente: Instituto de Población y Ciudades Rurales del Gobierno del Estado de Chiapas, 2012
Este asentamiento fue construido en la extensión de terreno denominado el "Cinco",
a siete kilómetros de la cabecera municipal. fig. 2.
Fig. 2, Localización de la Ciudad Rural Sustentable Nuevo Juan del Grijalva
Fuente: Instituto de Población y Ciudades Rurales del Gobierno del Estado de Chiapas, 2012
El asentamiento
La extensión del terreno para la nueva ciudad fue de 80 hectáreas, a 7 kilómetros de la
cabecera municipal de Ostuacán, de las cuales 50 hectáreas se utilizaron para el asentamiento
urbano donde se construyeron 410 viviendas y los equipamientos y servicios propios de una ciudad.
A esta superficie se suman las 30 hectáreas que se utilizaron para el área de proyectos productivos
tales como invernaderos para producir chile habanero, procesadora de lácteos, planta de cacao, empacadora, etc. (fig. 3)
Figura 3. Plano urbano de la Ciudad Rural Nuevo Juan del Grijalva
Fuente: Gobierno del Estado de Chiapas, 2012
La vivienda
La vivienda definitiva fue construida con los muros de suelo cemento, con un techo de doble
lámina de fibrocemento con un alma de poliestireno expandido de cinco cm. de espesor,
como manera de aislante térmico, sumado el cierre del área del corredor, argumentada como
una exigencia de la población (figs. 4 , 5 y 6), considerándose estos cambios como
determinantes de proyecto.
Fig. 4. Propuesta de vivienda con techo de láminas de fibro cemento aislado y al mismo
tiempo cerrando el corredor, para ampliar el área interior de la vivienda.
Fuente: Castañeda Nolasco, 2008
Fig. 5. Material utilizado en muros y techos, bloques de suelo cemento y láminas de
fibrocemento con alma de poliestireno expandido de cinco cm. de espesor, con el fin
de reducir la ganancia térmica del exterior de la vivienda.
Fuente: Castañeda Nolasco, 2008
Fig. 6. Panorámica del asentamiento Nuevo Juan del Grijalva
Fuente: Castañeda Nolasco, 2008
Evaluación Térmica
Para la evaluación del comportamiento térmico se eligió una vivienda y se colocaron equipos
de colección automática de datos de la marca HOBO, para medir la temperatura interior de bulbo
seco y de temperatura superficial, midiendo 36 horas continuas, tomando lecturas automáticas
cada 20 segundos promediado a cada media hora.
Para el estudio de confort se seleccionaron las viviendas aleatoriamente ubicadas en
distintas partes de la ciudad, el número de personas que accedieron a participar en el
estudio fue de 35, el levantamiento de datos se realizó durante el 16 y 17 de enero en
periodo matutino y vespertino. El método para seleccionar a las personas en el trabajo
de campo fue a través de una muestra dirigida, ya que se buscaba tener personas que
fueran serias al responder los cuestionarios y además tener la seguridad de instalar el
equipo de monitor de estés térmico, que es frágil en su funcionamiento, por ello fue
importante elegir cuidadosamente y de forma controlada la elección de los sujetos con
ciertas características especificadas.
Aspectos que se consideraron para la selección de las personas en la muestra
Es importante mencionar que las características están presentadas muy sintetizadas y se encuentran desarrolladas
de acuerdo a los factores internos y externos que afectan en la preferencia térmica de las personas.
Los aspectos a considerar para la selección de las personas a entrevistar fueron las siguientes:
• Se encuestaron personas de 11 años a 75 años de edad.
• Que las personas lleven viviendo en la ciudad por un mínimo de 6 meses previos al estudio de campo.
• Que estén dispuestos a contestar el cuestionario.
• Que sean viviendas ventiladas naturalmente.
• Que las viviendas de los sujetos seleccionados se encuentren ubicados en distintas partes de la ciudad rural.
Equipo empleado para el monitoreo del confort térmico
Los datos que se registraron en el interior de las viviendas son: la temperatura de bulbo seco,
temperatura de bulbo húmedo, temperatura de globo, humedad relativa y velocidad del viento.
Para el monitoreo en interiores se utilizó el equipo de monitor de estrés térmico QUESTemp 36 (fig. 7).
Figura 7: Monitor de estrés térmico y anemómetro omnidireccional, modelo QUESTemp 36
Equipo empleado para el monitoreo del comportamiento térmico
Se utilizó el equipo de medición de la familia HOBO DATA LOGGER marca ONSET (fig. 8), midiendo
la Temperatura de Bulbo Seco (TBS) y Temperatura superficial Interior (TSI) con un sensor externo al data logger.
Figura 8: Equipo HOBO data logger, utilizado en las mediciones, tanto externa como interna
El cuestionario se desarrolló a partir del cuestionario utilizado en el proyecto "Confort térmico
y ahorro de energía en la vivienda económica en México, regiones de clima cálido seco y húmedo"
(CONAVI, 2005); así como también el revisado de otras investigaciones análogas y se realizaron
modificaciones para adaptarlo a los objetivos del trabajo de estudio. El cuestionario utilizado
fue el adaptado en la tesis doctoral de Ruiz Pável (2011). El objetivo de este cuestionario fue
establecer la sensación y la preferencia térmica del usuario de la vivienda.
La encuesta está estructurada en 5 partes, las cuales se explican en los siguientes párrafos:
1) Datos de control:
Es para registrar las fechas, los folios de cada cuestionario del periodo del monitoreo y
registrar quien capturó la encuesta.
2) Información general del habitante:
Este es llenado en gabinete, contiene datos que identifican al habitante y datos que son
constantes durante el periodo de monitoreo, como es la estatura, el peso y la edad.
3) Datos llenados por cada sesión de respuestas:
Se registra los datos temporales como fecha y hora, ya que se llenará un cuestionario cada hora,
se pretende conocer fecha y hora en que se respondió, para poder compararlo con los datos
registrados por los equipos. Se registran factores que cambian en tiempo como es el tipo
de vestimenta y dispositivos de control climático activados en el lugar, el tiempo que lleva
en la casa y la actividad desarrollada antes de contestar el cuestionario.
Para el tipo de vestimenta se clasificó de acuerdo a la forma de vestir en casa en la localidad,
para la clasificación nos ayudamos del factor "Clo" (Innova, 1997) para su posterior análisis.
Para el caso de la actividad desarrollada se basó en la ISO 8996 (1989), esta norma forma parte de
una serie de normas internacionales que hacen referencia al ambiente térmico. En ella se describen
los diferentes métodos de determinación del consumo energético indicando el nivel de precisión de cada uno de ellos.
4) Percepción del ambiente higrotérmico interior en la vivienda:
Contiene datos para la identificación de la sensación, preferencia y tolerancia de las personas
que habitan la vivienda respecto al ambiente higrotérmico. Se pregunta la sensación térmica,
sensación de humedad, sensación de ventilación, sensación de radiación, preferencia de temperatura,
preferencia de humedad, preferencia de ventilación, preferencia de radiación y tolerancia personal
ante el ambiente térmico. Las escalas de sensación y preferencias se realizaron de acuerdo al ISO 10551
(Estándar que marca los elementos que se necesitan para realizar una evaluación del ambiente térmico a
partir de preguntas subjetivas).
5) Datos de monitoreo Físico:
Es llenado en gabinete y se anota los datos registrados por equipo de monitor de estrés térmico.
Existen dos columnas, una de datos registrados en interiores y otra para datos registrados en exteriores.
Los datos medidos en interiores que se anotan son la temperatura de bulbo seco, la temperatura de bulbo húmedo,
temperatura de globo, humedad relativa y la velocidad del viento.
Los datos anotados en exteriores es la temperatura de bulbo seco, humedad relativa y temperatura de rocío.
A continuación se pueden apreciar algunas fotos del levantamiento de datos en las viviendas (ver figuras 9 y 10).
Figura 9 y 10: Fotos durante el estudio de campo
Método de análisis
Para el análisis de los datos se utilizó el software Excel; con dicho programa se encontró la
temperatura neutra de confort a partir de una regresión de mínimos cuadrados y para la obtención
de la zona de confort térmico se añadió ± 2.5 para definir los límites de la zona.
Resultados del análisis del confort térmico
Figura 11: Análisis de los datos por regresión por mínimos cuadrados.
Sensación térmica (ST) y temperatura de bulbo seco (TBS)
En la figura 11 se graficó en el eje de las "Y" la sensación térmica de las personas y en el eje
de las "X" la Temperatura de Bulbo Seco (TBS). Una vez ingresado los datos se agrega una línea de
tendencia solicitando el valor R para determinar el grado de correlación entre los datos. El valor R
de de 0.6288, el cual indica que existe relación entre los datos y no es fortuito los resultados,
cabe destacar que el ideal de R son los valores 0.9, pero con los pocos datos obtenidos en campo es
alto el valor, ya que al aumentar a 100 casos seguramente el valor estará alrededor de 0.8 o 0.9.
Una vez obtenido la línea de tendencia se puede obtener la Temperatura neutral (Tn), puede ser
gráficamente como se expresa en la figura 11 o sustituyendo el valor "cero" en la ecuación de la recta,
despejando el valor de "X". La Tn resultante es de 25.8 ºC, que para fines prácticos se redondea a 26 ºC.
Una vez que se obtiene la Tn se le suma y resta 2.5 para determinar los límites de la zona de confort.
Finalmente la zona de confort obtenido es de 23.5ºC a 28.5ºC, la Tn resulta de 26ºC.
Se comparó la Tn con dos modelos adaptativos obtenidos en climas similares, los resultados son los siguientes:
Brager-De Dear (1998), su fórmula es Tn= 17.38+((0.31*Tm)), siendo Tm la media del mes a analizar o en su caso anual.
Para Humpreys- Nicol (2000), su fórmula es Tn=13.5+ ((0.51*Tm)).
El valor a sustituir se eligió el promedio de TBS para Enero obtenido del SMN histórico de las normales
climatológicas, el cual es Tm para enero en Ostuacan de 25.7ºC.
Los resultados de la tabla 1 indican que lo obtenido en "Tn" cumple con los parámetros mencionados bajo
el enfoque adaptativo, la diferencia entre los modelos es mínima, por lo tanto podría utilizarse
preliminarmente para evaluar condiciones de comportamiento térmico en las viviendas de la ciudad rural,
quedando con una Tn= 26ºC con una zona de confort que va de los 23.5ºC a los 28.5ºC.
Tabla 1: Cálculo de Tn con dos modelos adaptativos para el mes de enero
RESULTADOS DEL COMPORTAMIENTO TÉRMICO
El resultado de la evaluación de la vivienda con la zona de confort obtenida en este trabajo
demuestra que existen condiciones de confort prácticamente todo el día, a excepción de las horas
de la madrugada se encuentra en condiciones de sensación de frío. Cabe mencionar que no representa
condiciones críticas de frío por el tipo de clima que predomina en la localidad.
Figura 12: Evaluación del comportamiento térmico de la vivienda rural (16 y 17 de enero) TBS Y TSI
Con respecto a la temperatura superficial interior, se comparó con el parámetro de
temperatura superficial de la piel (31º C a 34ºC de acuerdo a Auliciems y Szokolay, 1999).
Este parámetro se indica en la figura 12 con una línea roja, y como puede observarse las temperaturas
superficiales de los techos y muros no sobrepasan este límite, se infiere que el sistema tipo
sándwich de la cubierta, la cual está compuesta de dos capas de láminas de fibrocemento y al
interior dos pulgadas de poliestireno mitiga la ganancia por radiación solar en la envolvente del techo.
CONCLUSIONES
La evaluación del comportamiento térmico de la vivienda de la ciudad rural Nuevo Juan de Grijalva
para el mes de enero presenta condiciones confortables durante el día, lo que se comprueba con el
análisis del confort de los habitantes, cabe destacar que se utilizó una zona de confort obtenida
bajo el enfoque adaptativo, la cual generalmente está por arriba de los estándares internacionales,
por la premisa que las personas tienden a adaptarse a las condicionantes climáticas que ellos experimentan.
Aunque la zona de confort obtenida y la Temperatura neutra coincide con modelos adaptativos más utilizados
en estudios de confort térmico. Por otro lado, la temperatura superficial del techo y los muros presentan
condiciones óptimas en su comportamiento térmico debido a que no sobrepasan el límite adoptado de la
temperatura superficial de la piel.
Estos resultados se compararán con los próximos estudios que se realizarán en los meses cálidos,
pero se puede inferir que tendrá resultados similares en la variable de la temperatura superficial,
caso contrario se puede esperar en la temperatura de bulbo seco interior, porque este es directamente
influenciado por la temperatura del aire exterior.
BIBLIOGRAFÍA
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Ruiz Torres, R. P. (2011). Confort térmico variable en clima cálido subhúmedo. Coquimatlán, Colima.: Tesis Doctoral en Progama PIDA.
Ruiz Torres, R. P., & Castañeda Nolasco, G. (2012). Estudio preliminar de Confort térmico en la vivienda de la ciudad sustentable. México
Vecchia, Francisco, (1997). Tesis doctoral: Clima y ambiente construido. A abordagem dinámica aplicada ao Conforto Humano. San Pablo, FFLCH USP.
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