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Artículos - Eficiencia energética
Escrito por Jesús Soto   
martes, 10 de junio de 2008

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¿Cómo dice usted?, ¿que para pasar menos frío debo ponerme encima algo más de ropa o hacer algo de ejercicio?, ¿que para escapar del calor debo buscar la sombra y ponerme delante del ventilador? ... pues para este viaje no hacen falta alforjas.

Muy cierto. Los remedios tradicionales son de sobra conocidos ya que son muy intuitivos por su efectividad. Sin embargo, el confort térmico es toda una ciencia que busca la cuantificación y limitación de determinados parámetros para adecuar las condiciones del entorno a nuestra comodidad.

 

 

 

 

 

SENSACION TERMICA (I) - INDICES Y PARAMETROS DEL CONFORT

 

El ser humano se comporta como una pequeña estufa, produciendo continuamente calor a partir de los alimentos ingeridos. La mayor parte de la energía generada la gastamos en mantener nuestro cuerpo vivo y activo. La eficiencia mecánica del hombre es muy baja. Según la situación, sólo ocupamos en realizar trabajos mecánicos entre el 0% y el 25% de esa energía. El resto es empleado en garantizar la temperatura interna mínima para la vida, manteniéndola normalmente en un intervalo entre 36 y 38ºC.

Observamos que existen unos estrechos límites vitales en la temperatura interna de 4 o 5ºC, fuera de los cuales entramos en una zona de grave riesgo. El mantenimiento de la temperatura dentro de los límites de seguridad, se realiza entre otros, por medio de la capacidad de nuestra piel para ceder calor al ambiente. Un hombre de complexión normal y en reposo, genera unos 115 W de calor, y podría llegar a 2000 W durante breves intervalos de gran sobreesfuerzo.

Podemos calcular esa cantidad de calor mediante la siguiente expresión.

Qcuerpo = 831,184·P·(0,65·trectal + 0,35·tpiel) cal

donde:

  • 831,184: calor específico del cuerpo, [ cal/(kg·ºC) ]
  • P: peso del cuerpo, [ kg ]
  • trectal: temperatura rectal, [ ºC ]
  • tpiel: temperatura de la piel, [ ºC ]

Para aquellos que sientan la curiosidad de conocer cuanto calor emiten, aquí encontrarán una aplicación, aunque tendrán que bajarse los pantalones.

Por otro lado, es imposible considerar que una persona permanezca continuamente en condiciones de bienestar térmico, a parte de que no sería lo más adecuado para su salud. Nuestro organismo necesita enfrentarse a estímulos, dentro de límites razonables, para estar entrenado y no quedar indefenso ante situaciones inesperadas, mediante mecanismos como la sudoración o la contracción muscular.

Las condiciones de confort, y en particular la sensación térmica, afectan al hombre no sólo en su comodidad, también en su psique, dado que influyen en el estrés de las personas. Mirándonos un poco el ombligo, es muy probable que en determinadas situaciones hayamos tenido un "pronto" que deje a todo el mundo observándonos sin comprender el motivo de nuestro comportamiento. Una "salida de pata de banco" incontrolable que no entendamos ni nosotros mismos. La próxima vez que sufra uno de esos "ataques" o lo vea en otra persona, incluya el "estrés térmico" como posible causa (además del estrés laboral, alcohol, hormonas ...)

La ergonomía es la ciencia que estudia la capacidad y la psicología del hombre en relación con su trabajo, y por tanto, una de sus líneas de investigación es el confort térmico, dado que puede afectar (y de hecho afecta) a la productividad laboral. Seguramente la productividad laboral sea el origen de esta ciencia.

Pero, ¿cuáles son las condiciones en las que nos vamos a sentir mejor? ¿qué variables intervienen y cómo interactúan?

A lo largo del siglo XX, han sido muchos las iniciativas para establecer y optimizar un método fiable que indique y cuantifique nuestras condiciones de confort térmico. Los resultado se traducen en una serie de Índices de confort y estrés a los que se llega mediante el método empírico, realizando encuestas a grupos de personas que voluntariamente se someten a pruebas de estrés térmico. Finalmente, esos índices se cuantifican en función del valor de determinados parámetros mediante deducciones matemáticas.

Muchos son los intentos por conseguir la mejor escala aplicable. En la siguiente tabla hemos colocado los índices que nos han parecido más apropiados (hay muchos más, algunos en desuso), en función de los parámetros que intervienen en su conclusión:

 

ÍNDICES DE CONFORT TÉRMICO
PMV ISC WBGT SWreq WCI IREQ
Actividad metabólica X X X X X X
Aislamiento de la ropa X X   X   X
Temperatura seca del aire X X X X X X
Radiación X X X X   X
Temp. de bulbo húmedo     X      
Velocidad del aire X X X X X X
Carga solar     X      
Postura       X    
Humedad X X   X   X

 

Índices de confort térmico considerados

  • PMV - Índice de valoración medio de Fanger - ISO 7730
  • ISC - Índice de sobrecarga calórica
  • WBGT - Índice de temperatura de globo y de bulbo húmedo - ISO 7243
  • SWreq - Índice de sudoración requerida - ISO 7933
  • WCI - Índice de viento frío - ISO 11079
  • IREQ - Índice del aislamiento requerido - ISO 11079

Observamos en la anterior tabla que los parámetros considerados pueden ser distintos en función del índice de confort, e incluso, en el caso de variables coincidentes, la incidencia de estas será evaluadas de varias maneras.

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Índices de valoración de ambiente térmico

De especial mención serán los índices PMV, en el que se basa nuestro actual Reglamento de Instalaciones Térmicas de Edificios (RITE), y WBGT, que contempla la sensación térmica en exteriores.

Uno de los aspectos que primero hay que aclarar es que "lo que es bueno para mi, no tiene necesariamente que serlo para ti". Siempre, sean cuales sean los valores de los parámetros de confort, habrá un porcentaje de personas que no se encuentren completamente a gusto. Lo que el técnico que diseña la instalación deberá procurar es que ese porcentaje sea mínimo.

 

Fuentes:

  • Libro: "Ergonomía 2 - Confort y estrés térmico" - UPC

 

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