Anexos - Confort Térmico en Bioclima Semi-Frío: Estimación a partir de los Enfoques de Estudio Adaptativo y Predictivo

DIVISIÓN DE CIENCIAS Y ARTES PARA EL DISEÑO Especialización, Maestría y Doctorado en Diseño

CONFORT TÉRMICO EN BIOCLIMA SEMI-FRÍO: ESTIMACIÓN A PARTIR DE LOS ENFOQUES DE ESTUDIO ADAPTATIVO Y PREDICTIVO (Caso de estudio: Centro de Estudios de Educación Superior en Pachuca, Hidalgo)

Julio César Rincón Martínez Tesis para optar por el grado de Doctor en Diseño Línea de Investigación: Arquitectura Bioclimática Miembros del Jurado: Dr. Víctor Armando Fuentes Freixanet Director de tesis

Dr. Gonzalo Bojórquez Morales Codirector de tesis

Dr. Luis Gabriel Gómez Azpeitia Dr. Aníbal Figueroa Castrejón Dr. Juan José Ambriz García Dr. Juan Raymundo Mayorga Cervantes México D.F. Junio 2015 Tesis_Julio_Rincon_Junio_de_2015

A

NEXOS

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Anexo I

. Actividad y Energía (W/m2 y met)

Actividad y energía en W/m2 y met (Elaborada con base en ISO 8996, 2004 y ANSI/ASHARAE 55, 2010).

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Anexo II

. Nivel de aislamiento estimado por tipos de vestimenta utilizados

Elaborado con base en ANSI/ASHARAE 55 (2010) e Innova (2002).

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Anexo III

.

Calibración de los instrumentos de medición

Calibración de los instrumentos de medición La conformación de los siguientes tres equipos técnicos —con instrumentos de medición distintos—, para el registro de las variables mencionadas al inicio del presente apartado, derivó la necesidad de realizar una serie de ensayos que permitieran encontrar la diferencia promedio entre las lecturas registradas —por variable ambiental seleccionada— en cada uno de los instrumentos (ver Figura 22, pág. 135): • Set de medición 1: Un medidor de estrés térmico (mca. Extech, mod. HT30) y un pocket air flow tracker (mca. Kestrel, mod. 4 200). • Set de medición 2 y 4: Un medidor de estrés térmico (mca. Reed, mod. SD-2010) y un pocket air flow tracker (mca. Kestrel, mod. 4 200). • Set de medición 3: Un medidor de estrés térmico (mod. HT30, mca. Extech) y un multifuncional (mca. Delta OHM, mod. DO 9847K) con sensor SICRAM (mod. AP471 S1). Para lo anterior, se tomó como instrumento de medición guía el QUESTemp 36 (ver Monitor de estrés térmico, pág. 613) cuyas características y especificaciones le permiten registrar lecturas con la precisión señalada en la normativa ISO 7226 (1998). Fueron tres ocasiones en las que se realizó la práctica y se compararon los resultados obtenidos en cada uno de los instrumentos y el QUESTemp 36. La primera y la segunda se desarrollaron el 15 y el 31 de enero de 2013 —durante un horario de 11 h 00 a 15 h 00 y de 09 h 00 a 16 h 00, respectivamente—, la tercera se desarrolló el 04 de febrero del mismo año —de 14 h 00 a 18 h 00—. En todos los casos el horario fue corrido y se registraron lecturas cada 10 minutos. Los ensayos se realizaron en el laboratorio de Arquitectura Bioclimática de la UAM-A, con el fin de ofrecer las mismas características físicas y ambientales a cada uno de los instrumentos en operación y permitir encontrar —con la mayor precisión posible— las diferencias entre las lecturas de cada uno de ellos. Para lo anterior, se fijaron los instrumentos de medición —incluyendo el QUESTemp 36— sobre los trípodes extendidos a una altura de 0,9 m y dispuestos sobre la superficie plana de una mesa de trabajo (h = 0,5 m). Los instrumentos se encontraban a la sombra y separados a una

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distancia no menor de 1,5 m de cualquier elemento vertical u horizontal que pudiera ofrecer características desiguales a alguno de ellos. Además, en el caso específico de los Reed SD2010, Extech HT30 y QUESTemp 36 (instrumentos que cuentan con globo negro), así como de los Kestrel 4 200 (instrumentos con anemómetro), se fijaron a la misma altura uno de otro para evitar variaciones de cualquier tipo (Figura 141). Las baterías utilizadas en todos los instrumentos, sin excepción, fueron recargables (mca. Sony, mod. Recycle Energy, 2 100 mA (AA) y 800 mA (AAA), 1,2 V, NH) con el fin de tener control preciso sobre la carga total de éstas que, a diferencia de las desechables, se puede determinar y controlar fácilmente el llenado de cada una de ellas —para evitar, en la medida de lo posible, mal desempeño a causa de baterías con poca o nula carga—.

Figura 141. Instrumentos de medición en operación (Imagen capturada en sitio).

En términos generales, los resultados obtenidos en cada una de las pruebas fueron parecidos en cuanto a la distancia reflejada entre las mediciones de cada uno de los instrumentos y el QUEStemp 36 para una misma variable. Si bien, en las especificaciones de cada instrumento no se mencionaba el tiempo de estabilización de las lecturas previo a la toma de las mismas, con estas pruebas fue posible determinar que, en el

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caso de los medidores de estrés térmico (Reed SD-2010 y Extech HT30), el periodo de espera para lograr una estabilización confiable en los instrumentos fue de entre 15 min y 20 min. De igual forma, para el caso de los registradores de datos DataLogger EL-USB-2-LCD el tiempo de estabilización osciló entre los 25 min y 30 min, al igual que los Pocket Air Flow Tracker Kestrel 4 200. Lo anterior indicó que antes de comenzar el levantamiento diario de encuestas se debían poner a trabajar los instrumentos con un periodo de antelación de 30 min como mínimo. A continuación se presentan las diferencias promedio encontradas —para cada una de las variables registradas— entre los instrumentos y el QUESTemp 36. Las diferencias promedio refieren al promedio de los tres ensayos practicados. Índice de Estrés Térmico (TGBH) Los instrumentos capaces de estimar esta variable son los medidores de estrés térmico Reed SD-2010 y Extech HT30, así como el monitor de estrés térmico QUESTemp 36. La Figura 142 muestra el comportamiento promedio que registraron estos instrumentos durante las pruebas de ensayo (calibración).

Figura 142. Comportamiento del Reed SD-2010, Extech HT30 y QUESTemp 36 durante el registro promedio del índice de estrés térmico (Gráfica elaborada a partir de datos procesados de los instrumentos en estudio).

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Se puede apreciar que el comportamiento de los instrumentos es estable desde el comienzo del registro de las lecturas hasta el final de las mismas, con una diferencia constante entre cada uno de ellos y el QUESTemp 36. Las diferencias entre este último y el Extech 1, el Reed 2, el Extech 3 y el Reed 4 son de +1,5, +1,2, +1,6 y +1,2, respectivamente (ver Tabla 73, pág. 603). El signo “+” indica que los dígitos que le siguen es la cantidad que se le debería sumar a la lectura de TGBH registrada por cada uno de los instrumentos, para aproximarse, en la medida de lo posible, a las lecturas que estaría registrando el QUESTemp 36 en esas mismas condiciones. Temperatura de Bulbo Seco (TBS) Todos los instrumentos —considerados en estos estudios— tienen la cualidad de registrar la temperatura de bulbo seco. Con ello, en la Figura 143 se pueden observar las lecturas individuales que cada instrumento registró con respecto al QUESTemp 36. Es de destacar que todos mantuvieron un proceder similar en todo momento, excepto por los DataLogger EL-USB-2-HD que al inicio (durante las tres primeras lecturas) registraron valores superiores en +3,0 °C respecto al registro del resto de instrumentos. Lo anterior indicó que el tiempo estabilización en las lecturas de TBS del Data Logger oscila entre 20 min y 30 min después de encenderse el instrumento.

Figura 143. Comportamiento de cada uno de los instrumentos (Reed SD-2010, Extech HT30, Kestrel 4 200, Data Logger EL-USB-2-LCD y QUESTemp 36) durante el registro promedio de la temperatura de bulbo seco (Gráfica elaborada a partir de datos procesados de los instrumentos en estudio).

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Las diferencias encontradas entre las lecturas de TBS registradas por el QUESTemp 36 y el Extech 1, el Kestrel 1, el Reed 2, el Kestrel 2, el Extech 3, el Reed 4, el Kestrel 4 y el Data Logger (DL-01) son de -0,5, -1,0, -0,7, -0,9, -0,4, -0,6, -0,9 y -0,3, respectivamente (ver Tabla 73, pág. 603). El signo “-“ indica que las cifras que le continúan corresponden a la cantidad que debería restársele a la lectura de TBS registrada por cada uno de los instrumentos ya mencionados para aproximarse a las lecturas que estaría registrando el QUESTemp 36 en las mismas condiciones. Temperatura de Globo Negro (TGN) Los instrumentos encargados de registrar las lecturas de temperatura de globo negro son los Reed SD-2010, Extech HT30 y el QUESTemp 36. La Figura 144 concentra los registros promedio de cada uno de los instrumentos anteriormente mencionados, muestra un comportamiento regular y uniforme de uno con respecto al otro, inclusive, podría despreciarse la diferencia existente entre cada uno de los Reed SD-2010 y los Extech HT30 respecto al QUESTemp 36. La TGN es la variable registrada con mayor precisión que se pudo observar durante las calibraciones.

Figura 144. Comportamiento del Reed SD-2010, Extech HT30 y QUESTemp 36 durante el registro promedio de la temperatura de globo negro (Gráfica elaborada a partir de datos de los instrumentos en estudio).

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En este caso particularmente, desde las lecturas de TGN iniciales registradas por cada uno de los instrumentos hasta las finales, se puede observar una regularidad entre las diferencias de cada instrumento, de tal forma que las contenidas entre el QUESTemp 36 y el Extech 1, el Reed 2, el Extech 3 y el Reed 4 corresponden a -0,1, -0,1, -0,2 y -0,3, respectivamente (ver Tabla 73, pág. 603). El signo “-“ indica que las cifras que le siguen corresponden a la cantidad que debería restársele a la lectura de TBS registrada por cada uno de los instrumentos ya mencionados para aproximarse a las lecturas que estaría registrando el QUESTemp 36 en esas mismas condiciones. Humedad Relativa (HR) Al igual que en el caso de la temperatura de bulbo seco, todos los instrumentos son capaces de registrar lecturas de Humedad Relativa (Reed SD-2010, Extech HT30, Kestrel 4 200, DataLogger EL-USB-2-LCD y QUESTemp 36). De acuerdo con lo graficado en la Figura 145, a pesar de que existe un margen de error aparentemente mayor en la toma de lecturas de HR en cada uno de los instrumentos de medición ya mencionados, la relación existente entre las lecturas de éstos y las del QUESTemp 36 se mantiene constante.

Figura 145. Comportamiento de cada uno de los instrumentos (Reed SD-2010, Extech HT30, Kestrel 4 200, Data Logger EL-USB-2-LCD y QUESTemp 36) durante el registro promedio de la humedad relativa (Gráfica elaborada a partir de datos procesados de los instrumentos en estudio).

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Las diferencias encontradas entre las lecturas de HR registradas por el QUESTemp 36 y el Extech 1, el Kestrel 1, el Reed 2, el Kestrel 2, el Extech 3, el Reed 4, el Kestrel 4 y el DL-01 son +2,1, +1,5, -0,5, +1,3, +2,1, -0,8, +1,6 y -2,6, respectivamente (ver Tabla 73, pág. 603). El signo “+“ indica que las cifras que le siguen corresponden a la cantidad que debería sumársele a la lectura de HR registrada por cada uno de los instrumentos ya mencionados; mientras que el signo “-“ indica que dicha cantidad debería restársele a las lecturas indicadas anteriormente para aproximarse, en la medida de lo posible, a las lecturas que estaría registrando el QUESTemp 36 en esas condiciones. Temperatura de Bulbo Húmedo (TBH) Los instrumentos encargados de registrar esta variable son los Reed SD-2010, los Kestrel 4 200 y el QUESTemp 36. La Figura 146 concentra los registros promedio de cada uno de los instrumentos anteriormente mencionados, muestra un comportamiento regular y uniforme de uno con respecto al otro, a pesar de que las lecturas registradas por los dos primeros aparecen por debajo de las registradas por el QUESTemp 36. No obstante, la regularidad y la uniformidad en su comportamiento se mantienen estables, con un margen de error más amplio pero constante, lo que indica que es suficiente con disminuir o incrementar la diferencia promedio resultante para que la lectura de cada uno de los instrumentos sea próxima a la registrada por el QUESTemp 36.

Figura 146. Comportamiento del Reed SD-2010, Kestrel 4200 y QUESTemp 36 durante el registro promedio de la temperatura de bulbo húmedo (Gráfica elaborada a partir de datos procesados).

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Las diferencias entre las lecturas registradas por este último y el Kestrel 1, el Reed 2, el Kestrel 2, el Kestrel 3 y el Reed 4 son +3,0, +1,7, +3,1, +3,1 y +1,7, respectivamente (ver Tabla 73, pág. 603). El signo “+“ indica que las cifras que le continúan corresponden al valor que debería sumársele a la lectura de TBH registrada por cada uno de los instrumentos en mención para aproximarse a las que estaría registrando el QUESTemp 36 en esas mismas condiciones. Diferencias concluyentes entre mediciones Como se observó en los apartados anteriores, existe una estrecha relación entre las lecturas registradas por los instrumentos de medición —considerados para el desarrollo de esta investigación— y las registradas por el QUESTemp 36. En algunos casos, el margen de error (precisión) es mayor que en otros; no obstante, la importancia radica en que las lecturas registradas a partir de un instrumento mantengan su relación uniforme y constante con la de los otros para que la diferencia resultante entre ambos sea objeto de incremento o decremento al valor registrado por el instrumento menos preciso. Con lo anterior, se tiene que las diferencias encontradas en cada uno de los instrumentos de medición con respecto al QUESTemp 36 se concentran en la Tabla 73, la cual, de manera resumida, indica la diferencia promedio que debería sumársele o restársele a la lectura registrada por cada instrumento de medición, según sea el caso para aproximarse, en la medida de lo posible, a las lecturas que estaría registrando el QUESTemp 36 en esas mismas condiciones.

Tabla 73. Diferencias en la precisión de los instrumentos de medición, según la variable seleccionada (Tabla elaborada a partir de datos obtenidos en los ensayos de calibración).

La tabla anterior muestra, de forma específica, la diferencia existente entre las lecturas del QUESTemp 36 —según la variable ambiental seleccionada— y las de cada uno de los

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instrumentos analizados. No obstante, de promediarse cada uno de estos instrumentos, según el modelo y marca al que pertenezcan, se tendría la Tabla 74. En esta tabla se muestra, de manera muy general, que con sumarle 1,2 °C a las lecturas de TGBH registradas por los Reed SD-2010, las lecturas resultantes se aproximan a las que registraría el QUESTemp 36 en las mismas condiciones. Misma situación si se le suma 1,6 °C a las lecturas de TGBH que registren los Extech HT30. Este mismo ejemplo se puede aplicar para el resto de variables y demás instrumentos de medición.

Tabla 74. Diferencias promedio por instrumentos de medición —según modelo y marca— y variable (Tabla elaborada a partir de datos obtenidos en ensayos descritos anteriormente).

Con las diferencias promedio encontradas en las tablas anteriores, se pudo observar que la precisión más cercana a la del QUESTemp 36 fue la obtenida por los Reed SD-2010, posteriormente la obtenida por los Extech HT30, después la lograda por los Kestrel 4 200, y, por último, la obtenida por los DataLogger EL-USB-2-HD. De esta manera, fue posible definir de cuál de los instrumentos de medición tomar ciertas lecturas durante el levantamiento de encuestas. El set de medición 1 se compuso por un medidor de estrés térmico Extech HT30 y un Kestrel 4 200. En este caso, las lecturas que se tomaron del Extech HT30 fueron la TGBH, la TBS y la TGN, mientras que las lecturas obtenidas del Kestrel 4 200 fueron la HR, la TBH y la VV, ya que este último registró una mayor precisión en estas variables durante los ensayos practicados, y viceversa, el Extech HT30 registró mayor precisión en las lecturas de TGBH, TBS y TGN que las registradas por el Kestrel 4 200 (Tabla 75).

Tabla 75. Selección de variables a ser registradas por cada instrumento de medición (Elaboración propia).

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Asimismo, los sets de medición 2 y 4 se compusieron por un medidor de estrés térmico Reed SD-2010 y un Kestrel 4 200. De acuerdo con los resultados obtenidos en los ensayos de comprobación, el instrumento Reed SD-2010 cuenta con una precisión próxima a la presentada por el QUESTemp 36, por lo que éste fue objeto de medición de la TGBH, la TBS, la TGN, la HR y la TBH, y, el Kestrel 4 200 fue empleado únicamente para la lectura de la VV. Para el caso del set de medición 3, se empleó un medidor de estrés térmico Extech HT30 y el multifuncional OHM con sensor de hilo caliente. En este caso, las lecturas que se tomaron del Extech HT30 fueron la TGBH, la TBS, la TGN y la HR, mientras que las lecturas obtenidas del multifuncional OHM fueron la TBH y la VV, ya que este último registró una mayor precisión en estas variables durante los ensayos practicados Por último, el set de medición 5 (ubicado al exterior del espacio de evaluación) estuvo conformado por el DataLogger EL-USB-2-LCD, por ello, de este instrumento se registraron la TBS y la HR, como referentes ambientales exteriores, pese a que, de acuerdo con la calibración realizada, sus lecturas fueron las que resultaron más distantes de las registradas por el QUESTemp 36 más que cualquier otro instrumento de medición. Cabe mencionar que con los datos descritos anteriormente, se procedió a etiquetar cada uno de los instrumentos de medición con las respectivas diferencias promedio encontradas entre la precisión de éstos y la del QUESTemp 36 (Figura 147)

Figura 147. Etiquetado de los instrumentos de medición de acuerdo con las diferencias promedio encontradas entre cada uno de ellos y las lecturas registradas por el QUESTemp 36 (Imágenes capturadas en sitio).

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Anexo IV

.

Especificaciones técnicas de los instrumentos de medición

Especificaciones técnicas de los instrumentos de medición Este apartado se dedicó a describir detalladamente las especificaciones técnicas, de acuerdo con los fabricantes, de cada uno de los instrumentos conseguidos o adquiridos para llevar a cabo los estudios de confort térmico en sitio. Medidor de estrés térmico SD-2010 El medidor de estrés térmico (mca. Reed, mod. SD-2010) es un instrumento de medición que registra lecturas de temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo, temperatura de globo negro, temperatura de punto de rocío, humedad relativa e índice de estrés térmico (TGBH) interior y exterior (Figura 148). El TGBH considera los efectos de temperatura, humedad y radiación directa.

Figura 148. Medidor de estrés térmico mca. Reed, mod. SD-2010 (Imágenes capturadas en sitio).

El medidor de estrés térmico Reed SD-2010 es capaz de registrar datos con frecuencias de entre 1 segundo y 1 hora en una tarjeta SD (con capacidad de entre 1 Gb y 16 Gb), mismos que pueden descargarse en la PC y ser editados desde Microsoft Excel®. Cuenta con interfaz para personalizar alarmas cuando se excede cierto límite de temperatura o humedad relativa. Sus dimensiones son 177,0 mm x 68,0 mm x 45,0 mm y el globo negro es de 75,0 mm Ø; su peso es de 515,0 g. Las especificaciones del fabricante se presentan en la Tabla 76.

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Tabla 76. Especificaciones técnicas del medidor de estrés térmico mca. Reed, mod. SD-2010 (Reed Instruments, 2013) 54.

Medidor de estrés térmico HT30 El medidor de estrés térmico (mca. Extech, mod. HT30) cuenta con características similares al medidor descrito anteriormente. Es un instrumento de medición que registra lecturas de temperatura de bulbo seco, temperatura de globo negro, temperatura de punto de rocío, humedad relativa e índice de estrés térmico (TGBH) interior y exterior (Figura 149). Este instrumento no registra temperatura de bulbo húmedo. El medidor de estrés térmico Extech HT30 cuenta con interfaz para personalizar alarmas cuando se excede cierto límite de temperatura o humedad relativa. Sus dimensiones son 254,0 mm x 49,0 mm x 30,0 mm y el globo negro es de 40,0 mm Ø; su peso es de 136 g. Las especificaciones del fabricante se presentan en la Tabla 77.

54

Reed Instruments (2013). Heat Stress Meter SD-2010 [on-line]. Disponible en: http://www.testequipmentdepot. com/ reed/pdf/sd2010.pdf [consultado el 13 de febrero de 2013].

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Figura 149. Medidor de estrés térmico mca. Extech, mod. HT30 (Imágenes capturadas en sitio).

Tabla 77. Especificaciones técnicas del medidor de estrés térmico mca. Extech, mod. HT30 (Extech Instruments, 2013) 55.

Pocket air flow tracker El pocket air flow tracker (mca. Kestrel, mod. 4 200) es un instrumento de medición que registra lecturas de temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo, temperatura de punto de rocío, humedad relativa, humedad específica, velocidad de viento, volumen de aire, índice de calor y factor de viento frío, entre otras (Figura 150). Este instrumento cuenta con capacidad para almacenar 1 600 registros con frecuencias de entre 2 segundos y 12 horas, mismos que pueden descargarse en la PC y ser editados desde Microsoft Excel®. 55

Hextech Instruments (2013). Heat Stress Meter HT30 [on-line]. Disponible en: http://www.extech.com/instruments/ resources/datasheets/HT30.pdf [consultado el 13 de febrero de 2013].

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Figura 150. Pocket air flow tracker mod. 4 200, mca. Kestrel (Imágenes capturadas en sitio).

Sus dimensiones son 127,0 mm x 45,0 mm x 28,00 mm. Las especificaciones del fabricante se presentan en la Tabla 78.

Tabla 78. Especificaciones técnicas del Pocket Air Flow Tracker mca. Kestrel, mod. 4 200 (Kestrel, 2013) 56.

56

Kestrel (2013). Pocket Air Flow Tracker 4 200 [on-line]. Disponible en: http://docs-europe.electrocomponents.com/ webdocs/0c09/0900766b80c09495.pdf [consultado el 13 de febrero de 2013].

609

DataLogger El registrador de datos DataLogger (mca. Lascar, mod. EL-USB-2-LCD) es un dispositivo que toma lecturas de temperatura de bulbo seco y humedad relativa, además, estima la temperatura de punto de rocío. Es capaz de registrar 16 379 datos con frecuencias de entre 10 segundos y 12 horas, mismos que pueden descargarse a la PC y ser editados desde Microsoft Excel®. Cuenta con interfaz para personalizar diferentes parámetros de operación: inicio, alarmas (cuando se excede cierto límite de temperatura o humedad relativa), encendido de pantalla, frecuencia de registros, etc. Sus dimensiones son 126,0 mm x 25,0 mm x 24,0 mm y su peso es de 115,0 g (Figura 151).

Figura 151. Registrador de datos DataLogger mca. Lascar, mod. EL-USB-2-LCD (Imágenes capturadas en sitio).

Las especificaciones del fabricante se presentan en la Tabla 79.

Tabla 79. Especificaciones técnicas del DataLogger mca. Lascar, mod. EL-USB-2-LCD (Lascar, 2013) 57.

57

Lascar (2013). Data Logger EL-USB-2-LCD [on-line]. Disponible en: http://www.corintech.com/~corintec/ Datasheetsloggers/EL-USB-2-LCD.pdf [consultado el 13 de febrero de 2013].

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La precisión de las mediciones de este instrumento se determina de acuerdo con la Figura 152.

Figura 152. Gráficas a partir de las cuales se determina la precisión en las lecturas de la TBS y la HR del DataLogger EL-USB-2-LCD (Lascar, 2013).

Multifuncional Delta OHM El multifuncional (mca. Delta OHM, mod. DO 9847K) es un instrumento portátil que mide y registra datos de diferentes variables (según el módulo o la sonda que se le conecte en las entradas): temperatura (con sensor de platino), humedad relativa y temperatura (termopar), discomfort index, tensión continua (± 20,0 V), corriente (0,0 - 24,0 mA), presión, velocidad del aire y luz. Dispone de una pantalla gráfica de 128 pixeles x 63 pixeles (56,00 mm x 38,0 mm). Está dotado de tres entradas independientes (de ocho pins cada una) en las que se pueden conectar las Sondas Inteligentes Configurables con memoria RAM (SICRAM) de un sólo canal o combinadas de dos canales (por ejemplo, termopar: humedad relativa y temperatura); estas sondas inteligentes son reconocidas automáticamente por el instrumento. Sus dimensiones son 245,0 mm x 100,0 mm x 50,0 mm y su peso es de 300,0 g (Figura 153). Las funciones principales de este instrumento son: reloj, hold, max., min., medio, record, logging con arranque inmediato o diferido, diferencia entre dos entradas, medidas relativas, visualización simultánea de las medidas de los tres canales de entrada, temperatura interna de referencia y apagado automático después de 8 min excluible. De acuerdo con el fabricante, algunas de las especificaciones generales de este instrumento (intervalo de medición, precisión, unidades y resolución) están en función del sensor SICRAM utilizado para medir y registrar la variable física deseada. En la Tabla 80 únicamente se describen las especificaciones del instrumento respecto a la sonda de hilo caliente (mod. AP471 S1) empleada para medir la velocidad del viento en esta investigación (Figura 154).

611

Figura 153. Multifuncional mca. Delta OHM, mod. DO 9847K (Imágenes capturadas en sitio).

Este instrumento fue utilizado particularmente en el último periodo de evaluaciones en sitio (marzo, periodo seco y de transición térmica entre el periodo frío y el periodo cálido), ya que, inicialmente se había planeado utilizar el instrumento Pocket Air Flow Tracker Kestrel 4 200 (ver Pocket air flow tracker, pág. 608) para la medición de la velocidad de viento al interior de los espacios de evaluación (salones de clase), sin embargo, se observó que esporádicamente se registraba alguna lectura de la velocidad del viento a lo largo de la aplicación de encuestas (esto, porque la resolución de ese instrumento, para esta variable, es de 0,1 m/s y la precisión es de ± 0,1 m/s o ± 3,0 % de la lectura), por lo que se decidió utilizar la sonda de hilo caliente AP471 S1 en conjunto con el multifuncional DO 9847K (con resolución de 0,01 m/s y precisión de ± 0,05 m/s) con el fin de contar con un instrumento 10 veces más sensible para la medición de la variable en comento.

Tabla 80. Especificaciones técnicas del Multifuncional mca. Delta OHM, mod. DO 9847K (Delta OHM, 2014a) 58 y de la sonda de hilo caliente mod. AP471 S1 (Delta OHM, 2014b) 59.

58

Delta OHM (2014)a. Delta OHM DO 9847K [on-line]. Disponible en: http://www.deltaohm.com/ver2008/uk/manuali/ DO9847_M_17-06-2009_3.1_uk.pdf [consultado el 20 de septiembre de 2014].

612

Monitor de estrés térmico QUESTemp 36

Con lo anterior fue posible medir la velocidad del viento en todo el periodo de estudio y estimar los valores de esa variable para los periodos anteriores (mayo, septiembre y enero). Monitor de estrés térmico QUESTemp 36 El monitor de estrés térmico (mca. Quest, mod. QUESTemp 36) fue diseñado para evaluar el estrés térmico de trabajadores en espacios interiores. Es un instrumento de medición que registra lecturas de temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo, temperatura de globo negro, temperatura de punto de rocío, humedad relativa, velocidad de viento, índice de calor, humidex e índice de estrés térmico (TGBH) interior y exterior (Figura 155). El medidor de estrés térmico QUESTemp 36 es capaz de registrar datos con frecuencias de entre un minuto y una

Figura 154. Sonda de hilo caliente mod. AP471 S1 (Imágenes capturadas en sitio).

hora. Sus dimensiones son 234,0 mm x 183,0 mm x 76,0 mm y el globo negro es de 50,0 mm Ø; su peso es de 1,2 kg. Las especificaciones del fabricante se presentan en la Tabla 81.

Figura 155. Monitor de estrés térmico mca. Quest, mod. QUESTemp 36 (Imágenes capturadas en sitio).

59

Delta OHM (2014)b. Delta OHM DO 9847 [on-line]. Disponible en: http://www.meter.hu/adatlap/kornyezet/pdf/ DO9847.pdf [consultado el 21 de septiembre de 2014].

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Tabla 81. Especificaciones técnicas del monitor de estrés térmico mca. Quest, mod. QUESTemp 36 (Quest Technologies, 2013) 60.

Instrumentos complementarios Adicional a los instrumentos de medición anteriormente descritos se utilizaron —como apoyo para la medición de ciertos rasgos físicos de las personas (peso y estatura) y orientación de los espacios de evaluación— básculas, reglas de aluminio y brújulas lensáticas 61 durante el levantamiento de encuestas. Estos instrumentos fueron elegidos con los mismos criterios bajo los cuales se determinó la selección de los instrumentos ya señalados. Báscula analógica La báscula analógica (mca. Taylor, mod. 2020exp) es de tipo mecánico con muelle elástico (resorte). Su capacidad es de 136,0 kg (330 libras) y su margen de error de ± 0,23 kg (± 0,55 libras). Cuenta con un sencillo sistema de calibración a partir de la graduación 60

Quest Technologies (2013). QUESTemp Series Heat Stress Monitors [on-line]. Disponible en: http://questtechnologies.com/QuestFiles/159/2806QuestTempBrochureMedResSnglPgs.pdf [consultado el 13 de febrero de 2013].

61

El térmico Lensático no existe en el idioma español, es una palabra usada y castellanizada de Lensatic —que si tiene cabida en su propio idioma—. Se refiere a las brújulas de navegación que tienen una pequeña lente magnificadora montada en un sistema de miras para ver, designar y seguir rumbos. Dicha lente se utiliza para tomar lecturas del objetivo mientras se tienen las miras alineadas.

614

sincronizada de una perilla ubicada en la parte inferior de la misma. Las dimensiones de la báscula son 245,0 mm x 264,0 mm x 40,0 mm y su peso es de 1,8 kg (Figura 156). De acuerdo con el fabricante y con el propósito de conseguir un correcto desempeño de la báscula, se sugiere atender las siguientes precauciones previas y durante el uso de ésta: • Antes de utilizarla, colocar la báscula en una superficie firme y nivelada. Asimismo, permitirle alcanzar la temperatura ambiente. • Durante la toma de lecturas, colocar los pies sobre la plataforma de modo que el peso quede distribuido de manera uniforme.

Figura 156. Báscula analógica mca. Taylor, mod. 202exp (Imágenes capturadas en sitio).

Regla de aluminio Con el fin de obtener una lectura de la estatura de los sujetos lo más próxima posible y evitar errores de visualización o levantamiento de este dato, se utilizó una regla de aluminio de 2,0 m de longitud y un perfil de 7,0 mm x 20,0 mm; su peso es de 700,0 g. La regla fue fabricada por el autor de esta investigación; para ello, fueron adquiridos dos tramos de aluminio con perfil rectangular (color natural) y fueron graduadas milimétricamente (cada 5,0 mm = 0,5 cm). Lo anterior garantizó que, a diferencia de haber utilizado algún flexómetro, las lecturas tomadas fueran medidas con mayor precisión y que la flexibilidad de operación fuera más sencilla, ya que, al utilizar un artefacto rígido, el encuestador sólo se tendría que centrar en atender las especificaciones de medición (ver apartado Lectura de talla y de peso, pág. 200) y no en colocar y tensar algún tipo de cuerda o flexómetro que pudiera auxiliar esta actividad (ver Figura 42 y Figura 60, págs. 201 y 247).

615

Brújula lensática La brújula (mca. Cammenga, mod. 27cs) es de tipo lensático, cuenta con una pequeña lente magnificadora en el extremo opuesto de la mira —utilizada para tomar lecturas del objetivo mientras se tienen las miras alineadas—. Su peculiaridad fosforescente del limbo 62 permite una iluminación permanente en las graduaciones impresas. El limbo es de tipo integrado móvil, inmerso en líquido (Figura 157). Sus dimensiones son 70,0 mm x 60,0 mm x 35,0 mm (forma compacta) y 140,0 mm x 60,0 mm x 25,0 mm (forma expandida); su peso es de 200,0 g. Cuenta con un sistema dentado —de 120 saltos— en la corona que ofrece mayor precisión en la búsqueda de rumbos y/o orientaciones (cada salto es equivalente a 3°). Además, cuenta con un sistema de graduación doble: sexagesimal 63 y milésima 64.

Figura 157. Brújula Lensática mca. Cammenga, mod. 27cs (Imágenes capturadas en sitio).

Cabe mencionar que, durante el procesamiento de los datos obtenidos en el levantamiento de encuestas, las lecturas registradas fueron corregidas a partir de la declinación magnética determinada para la ciudad de Pachuca en la fecha en que se llevaba a cabo el estudio y la recaudación de datos, de acuerdo con la información procesada en la última fila de la Tabla 88 (pág. 688).

62

El limbo es una parte de la brújula que permite darle sentido al giro de la aguja —a partir de marcas o graduaciones— de manera que es posible apreciar el desplazamiento de la aguja y/o darle una referencia.

63

Sistema sexagesimal. Su unidad es el grado sexagesimal (o simplemente grado) que se obtiene de dividir un ángulo recto en 90 partes iguales. Sus submúltiplos son el minuto (1/60 partes de grado), el segundo (1/60 partes de minuto) y la décima de segundo (1/10 partes de un segundo). La circunferencia tiene 360º.

64

Sistema milesimal: Su unidad es la milésima artillera o militar (°°) que se obtiene de dividir la circunferencia en 6400 partes iguales (360°/6400  1°=17.78°°). Por regla de tres, un ángulo recto tiene 1600 partes.

616

Cámara termográfica En el último periodo de estudio (marzo) se tomaron algunas termografías al grupo encuestado en sitio y al grupo experimental evaluado en laboratorio, con el fin de obtener un referente térmico de las condiciones a las que se exponían los sujetos durante cada evaluación. Para ello, se utilizó la cámara termográfica (mca. Fluke, mod. Ti25), la cual es un dispositivo con tecnología IR-Fusion® que permite captar simultáneamente imágenes infrarrojas y visuales (luz visible) en cada toma de captura que, posteriormente, pueden fusionarse para transmitir la información esencial del modo rápido y sencillo. Las dimensiones de la cámara son 267 mm x 127 mm x 152 mm; su peso es de 1,2 kg (Figura 158).

Figura 158. Cámara termográfica mca. Fluke, mod. Ti25 (Imágenes capturadas en sitio).

Esta cámara es capaz de guardar en una memoria SD (de 2 Gb) las imágenes IR-Fusion (infrarrojas y de luz visible), las cuales, al transmitirse a la PC, es posible separarlas, editarlas y exportarlas a distintos formatos (.jpeg, .bmp, .gif, .png, .tiff, .wmf, .exif y .emf) a partir del software disponible para tal fin.

617

Algunas de las especificaciones técnicas de la cámara termográfica se concentran en la Tabla 82.

Tabla 82. Especificaciones técnicas de la cámara termográfica mca. Fluke, mod. Ti25 (Fluke Instruments, 2014) 65.

65

Fluke Instruments (2014). Cámaras Termográficas Ti25 y Ti10 de Fluke [on-line]. Disponible en: http://www. btinstruments.pt/en/descargas/camaras_termo/Fluke_Ti25.pdf [consultado el 21 de septiembre de 2014].

618

Anexo V

.

Equipo de medición

Equipo de medición Para efectos de esta investigación, se entiende como equipo de medición al Laboratorio de Ambiente Controlado (LAC) empleado para estimar el confort térmico de la población blanco estudiada con base en la aplicación metodológica del enfoque predictivo (condiciones controladas de laboratorio). En este apartado se da a conocer la ubicación, la distribución arquitectónica, el equipamiento de acondicionamiento, los sensores de medición, el sistema constructivo y las consideraciones técnicas a atender previamente y durante el uso del laboratorio en el cual se llevaron a cabo las pruebas experimentales como parte de los estudios de esta investigación. Ubicación del LAC El LAC se ubica en la unidad Iztapalapa de la Universidad Autónoma Metropolitana 66 (UAM-I), planta baja del edificio T, cubículo T-029 (Figura 159).

Figura 159. Ubicación del LAC dentro de las instalaciones de la UAM-I (Elab. a partir de imágenes de Google Earth).

66

La Universidad Autónoma Metropolitana, unidad Iztapalapa, se ubica en: Av. San Rafael Atlixco, no. 186, Col. Vicentina, Del. Iztapalapa, C.P. 09340, Ciudad de México, DF, México.

619

Laboratorio de Ambiente Controlado El LAC es un equipo experimental diseñado con base en las normas oficiales mexicanas de eficiencia energética de equipos de refrigeración y aire acondicionado (NOM-073-SCFI-1994, NOM-011-ENER-1996 y NOM-015-ENER-1997). De acuerdo con Ambriz et al. (2000), esta cámara tiene por objeto la realización de todo tipo de pruebas relacionadas con la eficiencia y el desempeño de los equipos ya mencionados, así como la evaluación de condiciones de confort higrotérmico en humanos; al respecto, Bernal (2007) menciona que también es posible evaluar la eficiencia de los sistemas de iluminación en condiciones extremas de temperatura y humedad, así como la determinación de la conductividad y resistividad térmica de elementos constructivos, entre otros. De acuerdo con García et al. (2005b), la cámara es de tipo calorimétrico y cuenta con una envolvente hermética. Las paredes y techo están aisladas con multypanel de 4,0“ de espesor y el piso con aislakor del mismo espesor. La superficie total es de 54,4 m2, dividida en dos áreas de experimentación, un cuarto de control y un cuarto de máquinas. La parte experimental se divide en dos espacios denominados cámara caliente y cámara fría y de confort (Tabla 83).

Tabla 83. Espacios arquitectónicos del LAC (Bernal, 2007).

La Figura 160 muestra la distribución arquitectónica con la que se proyectó el LAC. En el plano se puede apreciar que los accesos al cuarto de control y a la cámara fría y de confort son por el exterior (pasillo interior del edificio T, P.B.), mientras que el acceso a la cámara caliente puede ser por el cuarto de control o a partir de un muro divisorio corredizo que limita a la cámara fría y de confort de la cámara caliente. De igual forma, en la Figura 161 se muestra con precisión la ubicación de las salidas de los sistemas de acondicionamiento, extracción de aire e iluminación artificial. En este plano se

620

Figura 160. Planta arquitectónica del LAC (Elaboración propia a partir de levantamiento métrico tomado en sitio).

puede apreciar que las salidas de los sistemas de acondicionamiento (calefacción / inyección de aire caliente, y, aire acondicionados - Mini Split / inyección de aire frío), tanto en la cámara caliente como en la cámara fría, se han instalado asimétricamente con relación a la distancia existente entre paños interiores.

621

Figura 161. Ubicación precisa de las salidas de acondicionamiento, extracción de aire e iluminación artificial en el LAC (Elaboración propia a partir de levantamiento métrico tomado en sitio).

El LAC cuenta con varios equipos para la realización de las pruebas. • La cámara fría y de confort es climatizada mediante: 1) Una unidad manejadora de aire de enfriamiento con bomba de calor (mca. York, mod. Stellar 2000), modular, con una manejadora de aire D20 y un coil (mod. HC060).

622

2) Un sistema mini-split (mca. York, mod. MSC-MSH) y una unidad exterior (mca. York, mod. MOH 35). 3) Un humidificador (mca. Walton, mod. WF-HP-226). • Para acondicionar la cámara caliente se emplean los siguientes equipos: 1) Una unidad manejadora de aire (mca. York, mod. YAH090). 2) Una unidad integral enfriadora de agua (mca. York, mod. H2CAW120). 3) Una motobomba (mca. PICSA) de 0,5 hp. La alimentación de la fuerza proviene de una subestación, posteriormente llega a un tablero principal y es distribuida en 17 circuitos: 1. Tres alimentan al tablero de instalación del equipo de aire acondicionado fijo. 2. Dos alimentan un tablero para el sistema mini-split. 3. Nueve alimentan al cuarto de control, las cámaras y la iluminación. 4. Tres alimentan al tablero de tensión regulada que cuenta con un cambiador de derivaciones de ± 10,0 %. Este tablero cuenta con 6 circuitos para alimentar los contactos de las cámaras experimentales. Los requerimientos hidráulicos y sanitarios son mínimos. En la cámara fría se requiere de una alimentación de agua para el humidificador. El desagüe del mini-split va a una tubería que se une con un cespol del cuarto de control y sale hasta unos sanitarios adyacentes. Para el monitoreo y el control se emplean ductos cuadrados —suspendidos en los plafones— para la colocación del cableado de instrumentación y control a lo largo de las cámaras. Cuarto de control El cuarto de control está ubicado a la izquierda del LAC, sus dimensiones son de 1,9 m x 6,8 m —lo que representa una superficie de 12,9 m2— y una altura interior de 2,3 m —de piso terminado a lecho inferior de plafón— (Figura 162). De acuerdo con Bernal (2007), el cuarto de control contiene los equipos de monitoreo, control, medición, adquisición de datos y equipo fijo de aclimatación de la cámara fría y de confort. Desde este espacio existe comunicación visual con ambas cámaras a partir de ventanas de doble acristalamiento (0,36 m x 0,57 m, alto y ancho, respectivamente) ubicadas a una altura de 1,27 m del nivel de piso.

623

Cámara fría y de confort

El piso falso del cuarto de control está elevado 0,19 m con el fin de alojar las instalaciones sanitarias. El equipo de operación y monitoreo consta de una consola de control (computadora), una computadora de trabajo y los tableros de control —para las cámaras y acceso al LAC—. El mobiliario se ubica en torno al muro divisorio entre este espacio y las cámaras, consta de mesas de trabajo modulares de 0,6 m x 1,2 m y anaqueles de 1,8 m x 0,3 m. Cámara fría y de confort En la cámara fría y de confort se realizan las pruebas de confort higrotérmico en personas, los estudios de climatización Figura 162. Cuarto de control (García et al., 2005b).

de aparatos de aire acondicionado y la simulación del medio ambiente construido. El espacio permite que la muestra pueda ser integrada por 12 personas (2,2 m2/persona). Se ubica en sentido longitudinal al LAC, en la parte frontal; cuenta con dimensiones de 3,6 m x 6,1 m —equivalente a una superficie total de 21,96 m2— y una altura interior libre de 2,28 m (de piso terminado a lecho inferior de plafón). Las temperaturas de esta cámara se pueden controlar con precisión entre 15,0 °C y 50,0 °C y el nivel de humedad relativa de 10,0 % a 95,0 %. El acceso a este espacio está dado por una puerta frigorífica con sellado hermético y resistente a bajas temperaturas (1,5 m x 1,9 m, ancho y alto, respectivamente). En su muro transversal izquierdo cuenta con comunicación visual con el cuarto de control a partir de una ventana hermética —de doble vidrio para bajas temperaturas— (0,36 m x 0,57 m, alto y ancho, respectivamente) ubicada a una altura de 1,27 m del nivel de piso (Figura 163). La resolución de los sensores de medición es de 0,01 °C para la TBS (mca. Precon, mod. STR3S-C) y de 0,1 % para la HR (mca. General Eastern, mod. MRH-3); asimismo, su precisión es de ± 0,2 °C para la TBS y ± 2,0 % para la HR, lo que permite entrever que las especificaciones técnicas de estos sensores, de acuerdo con el fabricante, se encuentran dentro de los márgenes técnicos sugeridos en la norma ISO 7726 (1998). Entre otros aspectos, con base en lo anterior, es que se puede clasificar como clase I a la base de datos obtenida en cada una de las evaluaciones experimentales, de acuerdo con lo señalado por Brager y de Dear (1998).

624

La cámara fría está aislada en toda su envolvente con multypanel (en muros) y Aislakor (en piso), ambos de 4” de espesor. El acabado final en el interior de la cámara fría es de lámina galvanizada y pintura Pintro color beige, con acabado liso, para las paredes. En el piso, se tiene un acabado final antiderrapante de placas de Euzcola, que se colocan en láminas de 0,90 m x 0,90 m. El acabado final de la parte superior de la cámara está a base de falso plafón modular (de 0,60 m x 0,60 m) de perlita volcánica —resistente a bajas temperaturas y humedades— sujetado a partir de estructura de aluminio. El espacio generado entre el falso plafón y el entrepiso del edificio sirve para alojar los ductos de alimentación, el cableado y los sensores de medición del LAC. Las líneas de fuerza se distribuyen a nivel de piso en un zoclo.

Figura 163. Cámara caliente y de confort donde se llevan a cabo las pruebas experimentales de confort térmico (Imágenes capturadas en sitio).

Cámara caliente La cámara caliente se ubica en sentido longitudinal al LAC, en la parte posterior. Este espacio cuenta con unas dimensiones, a ejes, de 3,20 m x 5,75 m —equivalente a una superficie de 18,40 m2—, su altura, de piso terminado a plafón, está igual a 2,75 m. Al igual que la cámara fría, este espacio está aislado por multypanel (en muros) y Aislakor (en piso), ambos de 4” de espesor. En su muro transversal izquierdo cuenta con comunicación visual con el cuarto de control a partir de una ventana de doble acristalamiento (0,36 m x 0,57 m, alto y ancho, respectivamente) ubicada a una altura de 1,27 m del nivel de piso. Asimismo, el nivel de piso está 0,19 m por encima del nivel del firme de concreto para garantizar el aislamiento térmico (Figura 164). En esta cámara se realizan las pruebas a los equipos de aire acondicionado tipo

625

central y tipo ventana, así como a los refrigeradores y los congeladores domésticos. Es posible variar la temperatura de 15,0 °C a 50,0 °C, sin considerar la humedad en esta área. El acceso a este espacio está dado a partir de dos alternativas: 1) por medio de una puerta frigorífica hermética de 0,90 m x 1,90 m (ancho y alto, respectivamente) desde el cuarto de control y 2) por un muro divisorio corredizo que limita el espacio entre ambas cámaras. El primero es para uso exclusivo de personas mientras que el segundo es por donde se ingresan los equipos de prueba.

Figura 164. Cámara caliente del laboratorio de ambiente controlado (Imágenes capturadas en sitio).

Cuenta con dos salidas de ductos a la azotea (dos domos existentes). El equipo fijo de climatización de la cámara caliente se encuentra ubicado en la azotea del espacio con acceso independiente por el mismo edificio (Figura 165). Las instalaciones son visibles —en virtud de que este espacio experimental no es utilizado para pruebas con personas—, organizadas en charolas que distribuyen —desde la parte superior— los cables de medición (thermistor) y control. La instalación eléctrica se distribuye por zoclo y los ductos de aire acondicionado son aparentes. Cuenta con un ducto de inyección de aire frío (dos rejillas) proveniente del sistema central de enfriamiento ubicado en la azotea del primer piso del edificio. Esta cámara regresa el aire caliente al ciclo de enfriamiento mediante un ducto que succiona desde la parte inferior de la cámara. El acabado final de este espacio es de lámina galvanizada y pintura Pintro color beige, con acabado liso, para las paredes. En el piso, se tiene un acabado final antiderrapante de placas de Euzcola, que se colocan en láminas de 0,90 m x 0,90 m.

626

Figura 165. Equipo de climatización de la cámara caliente ubicado en la azotea del planta baja (Imágenes capturadas en sitio).

Consideraciones previas al uso del LAC Los siguientes puntos relacionan algunas condicionantes técnicas a atender antes y durante cualquier evaluación experimental efectuada con infraestructura del LAC. Lo anterior, resultado de la observación, análisis y experiencias que han dado lugar en evaluaciones previas desarrolladas en el marco de diferentes investigaciones relacionadas con el confort térmico experimental en México (García et al., 2005b; García et al., 2003a; y, García et al., 2003b, entre otras no publicadas). Con el fin de hacer uso adecuado del LAC durante el desarrollo de las pruebas, Carrera (2008) sugiere atender los siguientes aspectos, previo al empleo del equipo: • Por sus características, la cámara fría y de confort es el espacio experimental del LAC donde se desarrollan las evaluaciones de confort higrotérmico —con una superficie efectiva de uso equivalente a 20,4 m2 (dimensiones a ejes: 3,6 m x 6,1 m; dimensiones a paños interiores: 3,43 m x 5,95 m)—, por lo que las muestras experimentales deben de ser de un máximo de 12 personas, ya que si se emplea un número mayor, pueden observarse dos situaciones: a) el equipo de acondicionamiento con el que cuenta el LAC tiende a esforzarse para alcanzar los niveles higrotérmicos programados en las pruebas experimentales, y, b) la muestra analizada tiende a manifestar cierta incomodidad que afecta las condiciones y el desarrollo de la prueba. Pese a ello, sólo en periodo frío (invierno), es posible ingresar hasta a 14 personas, ya que las condiciones meteorológicas

exteriores

favorecen

el

correcto

desempeño

del

equipo

de

acondicionamiento del LAC.

627

• La cámara fría y de confort debe personalizarse (arrancar la operación de los equipos) con 24 horas de anticipación a la evaluación, con el objeto de contar con las condiciones higrotérmicas requeridas al inicio del experimento. Por ende, se sugiere que las pruebas se desarrollen durante días hábiles en los que el día inmediato anterior haya actividades laborales; por ejemplo, no es recomendable desarrollar evaluaciones los lunes en virtud de que el día inmediato anterior (domingo) no hay actividades laborales en la UAM-I, por ende, resulta difícil la posibilidad de realizar los ajustes técnicos para la preparación de la cámara fría, caso contrario serían los días comprendidos entre el martes y el viernes, donde, en términos generales, el día inmediato anterior hay actividades académicas en la UAM-I y existen las facilidades necesarias para preparar la cámara fría. • Las variables que pueden ser controladas de forma directa en el LAC son la temperatura ambiente (TBS) y la humedad relativa (HR). Además, estas variables pueden monitorearse, medirse y registrarse de forma directa con el instrumental disponible. • Los rangos de TBS y HR que se pueden conseguir —y, por ende, controlar y monitorear— con el equipo disponible en la cámara fría y de confort del LAC son de 15,0 °C a 50,0 °C 67 y 10,0 % a 95, 0%, respectivamente. • Con base en la metodología diseñada para cada investigación, un aspecto importante que se debe atender —previo al desarrollo de las evaluaciones— es la duración del experimento. Ésta está en función de la periodicidad de las variaciones higrotérmicas controladas que se deseen al interior de la cámara fría, así como de los rangos de estabilización (o adaptación) referente a la percepción térmica de los sujetos que, de acuerdo a ANSI/ASHRAE 55 (2010), deben ser de 15 minutos. De acuerdo con la experiencia de evaluaciones previas practicadas en el LAC, la duración de las pruebas debe oscilar entre los 60 y 90 minutos, según el experimento a desarrollar. Si se realizan pruebas a una muestra de niños, el tiempo de duración no debe ser mayor de 60 min —ya que los niños tienden a desesperarse en menos tiempo que los adultos, y más aún, si se trata de un lugar cerrado—. Si se realizan las pruebas a una muestra de personas adultas o jóvenes, el tiempo de duración de cada prueba puede ser hasta de 90 min.

67

No obstante, con la versatilidad con la que se pueden realizar experimentos en el LAC, se pueden conseguir temperaturas cercanas a los 2,0 °C; lo anterior, a partir de unificar la cámara fría y la cámara caliente en un sólo espacio (a través del deslizamiento del muro divisorio corredizo ubicado entre ambas cámaras) y hacer funcionar los equipos de enfriamiento (Chiller) instalados en la azotea de la cámara caliente.

628

• La velocidad del viento puede controlarse —durante el desarrollo de una prueba— por medio del empleo de ventiladores colocados dentro de la cámara fría. Éstos deberán colocarse de tal forma que la muestra experimental en su totalidad reciba la misma velocidad de viento, sin que ésta origine ciertas molestias. • Según la metodología experimental de cada investigación, es posible personalizar durante el desarrollo de cada prueba: la ubicación de los asientos; la ubicación, altura y cantidad de los sensores térmicos; la duración de la evaluación; la periodicidad en la variación de temperatura; y, la fecha y horario en que se lleve a cabo cada evaluación, entre otros aspectos técnicos. • La muestra poblacional a evaluar debe diseñarse con base en ciertos criterios de selección

—dichos

criterios

están

en

función

de

los

alcances

metodológicos

experimentales—, algunos de ellos son: físico (edad, sexo, características corporales), biológico (estado de salud, y, embarazo, periodo de lactancia o periodo menstrual para el caso de las mujeres) e histórico (tiempo de vivir en la ciudad). En el caso específico de la selección de sujetos a partir de la edad, es de mencionar que este criterio puede ser aplicado en niños, adolescentes, adultos y adultos mayores; no obstante, lo que se debe evitar es la conformación de grupos experimentales a partir de la mezcla de los anteriores. Es importante que cada muestra poblacional a evaluar se encuentre entre un rango determinada de edades. • Para desarrollar cada prueba se requiere de dos responsables: uno operará el equipo y el otro estará dentro de la cámara fría con el fin de dirigir la emisión de opiniones (votos de confort) y supervisar su desarrollo. • Con base en los objetivos perseguidos en la investigación, se debe diseñar, previamente al inicio de la evaluación, el cuestionario a aplicar a los evaluados donde se asiente la información que se desea rescatar en cada prueba. • Considerar, durante el periodo en que se deseen desarrollar las evaluaciones, la calendarización de días laborales en la UAM-I (días festivos y/o vacaciones) con el fin de evitar eventualidades durante el periodo de evaluaciones programado. Las consideraciones anteriores son, en términos generales, los principales aspectos que toda investigación —que considere la intervención de evaluaciones experimentales en la cámara fría y de confort del LAC— debe atender previamente al inicio del periodo de sus pruebas experimentales.

629

Anexo VI

.

Tratamiento sistemático dado a la muestra poblacional evaluada

Diagrama de flujo que permite apreciar el tratamiento que recibió la muestra poblacional diseñada para su evaluación en las diferentes etapas de la investigación (según el enfoque de estudio aplicado) y su subcategorización (denominación) en cada uno de los casos (según su clasificación o agrupación para llevar a cabo el análisis de datos correspondiente) hasta llegar al cálculo del ajuste entre cada par de valores homólogos (por variable física analizada y periodo de estudio).

630

631

Anexo VII

. Cuestionarios especializados consultados

Cuestionario 1. Formato aplicado en el proyecto: Confort térmico y ahorro de energía en la vivienda económica en México, regiones de clima cálido seco y húmedo (Gómez-Azpeitia et al., 2007a).

632

Cuestionario 2 (a). Formato aplicado en el proyecto: The physical environment and occupant thermal perceptions in office buildings: An evaluation of sampled data from five European countries (Stoops, 2001).

633

Cuestionario 2 (b). Formato aplicado en el proyecto: The physical environment and occupant thermal perceptions in office buildings: An evaluation of sampled data from five European countries (Stoops, 2001).

634

Cuestionario 2 (c). Formato aplicado en el proyecto: The physical environment and occupant thermal perceptions in office buildings: An evaluation of sampled data from five European countries (Stoops, 2001).

635

Cuestionario 3. Formato aplicado en el proyecto: An approach to investigate and remedy thermal-comfort problems in buildings (Budawi, 2007).

636

Cuestionario 4 (a). Formato aplicado en el proyecto: Zona de confort higrotérmico para adultos jóvenes de la ciudad de México (González, 2012).

637

Cuestionario 4 (b). Formato aplicado en el proyecto: Zona de confort higrotérmico para adultos jóvenes de la ciudad de México (González, 2012).

638

Cuestionario 4 (c). Formato aplicado en el proyecto: Zona de confort higrotérmico para adultos jóvenes de la ciudad de México (González, 2012).

639

Cuestionario 4 (d). Formato aplicado en el proyecto: Zona de confort higrotérmico para adultos jóvenes de la ciudad de México (González, 2012).

640

Cuestionario 4 (e). Formato aplicado en el proyecto: Zona de confort higrotérmico para adultos jóvenes de la ciudad de México (González, 2012).

641

Anexo VIII

.

Cuestionario aplicado en estudios de sitio

Descripción detallada del cuestionario aplicado en estudios de sitio Este apartado es complemento del subcapítulo Cuestionario para estudios de sitio (pág. 156) y en él se describe, de forma detallada, la información involucrada en cada reactivo que permitió conformar las secciones correspondientes con las que se diseñó la estructura de los cuestionarios aplicados en los estudios de sitio. Para ello, la descripción hace referencia al orden cronológico con que fueron planteados cada una de las secciones y reactivos en este formato. A. Datos de control. Se refirió a los datos necesarios de foliación, carrera, temporalidad, horario y número de encuesta (aplicada) que permitieron registrar, controlar y clasificar ordenadamente el conjunto de cuestionarios por grupo de aplicación. 1. Folio. Hizo referencia al conjunto de caracteres que conformaron un código de identificación para cada cuestionario aplicado; en este caso, fue definido por el enfoque de estudio, el periodo, la fecha, el horario y el grupo de evaluación. Este dato se estableció en cada cuestionario después del proceso de aplicación, una vez recabados los formatos totales. La conformación del folio fue definida por siete caracteres: una letra, un guion y cinco números (Tabla 84). S

-

Campo en el que se desarrolló la evaluación:

Guion

S= Sitio. L= Laboratorio.

3

5

Periodo en que se Día consecutivo de llevó a cabo la eva- iniciado el periodo de evaluación. Pue luación: de ser del 1 al 9. 1= mayo. 2= septiembre. 3= enero. 4= marzo.

2

08

Grupo consecutivo de un mismo día en que se realizó una evaluación. En un día fue posible evaluar hasta tres grupos, por lo que este carácter puede ser 1, 2 o 3.

Número consecutivo de cuestionario (en dos dígitos). El total máximo de cuestionarios aplicados a un grupo fue de 42, y el míni mo de 6, por lo que este carácter estará entre 06 y 42.

Tabla 84. Conformación del folio utilizado en los cuestionarios (Elaboración propia).

Este ejemplo (S-35208) indica el folio del cuestionario número ocho (08) levantado en el segundo (2) grupo evaluado el quinto (5) día de iniciadas las observaciones del tercer (3) periodo de estudios en sitio (S).

642

2. Carrera (Facultad). Fue una pregunta abierta y se refirió exclusivamente a escribir la carrera a la que pertenecía el grupo de sujetos evaluados. Sin embargo, con el fin de identificar el salón (espacio físico de evaluación) en el que se aplicó la encuesta, se les solicitó a los sujetos anotar entre paréntesis, inmediatamente después del dato de la carrera, el indicativo del aula en turno; por ejemplo: Arquitectura (O5), la O hace referencia al edificio y el 5 al número del aula. 3. Fecha (dd/mm/aa). Hizo referencia a la fecha del día en que se llevó a cabo la evaluación. Su formato quedó definido por el número de día en dos dígitos (dd), el número de mes en dos dígitos (mm) y los dos últimos dígitos del año en curso (aa); por ejemplo: 20/05/13, que refiere al 20 de mayo de 2013. 4. Hora Inicial (hh:mm). Horario tomado del reloj del coordinador (persona al frente que guió al grupo para contestar paralelamente el cuestionario) en el que se inició la evaluación. El formato es de 24 h y se definió en dos dígitos para la hora (hh) y dos para los minutos (mm) separados por dos puntos ortográficos (:). El horario abarcó de las 07 h 30 (horario mínimo en el que se inició la primera evaluación en un día) a las 16 h 00 (horario máximo en el que se inició la última evaluación en un día). Por ejemplo, 15:30 h hace referencia a las tres y media de la tarde, y, 08:30 h, a las ocho y media de la mañana (se evitó anotar am / pm). 5. Hora Final (hh:mm): Horario indicado por el coordinador en el que concluía la encuesta. Las especificaciones de formato fueron las mismas que el punto anterior. El horario abarcó de las 07 h 50 (horario mínimo en el que se dio por concluida la primera evaluación en un día) a las 16 h 20 (horario máximo en el que se dio por concluida la última evaluación en un día). 6. No. de encuesta. Este reactivo estuvo relacionado con el número de ocasiones en las que fue evaluado el mismo sujeto durante los diferentes periodos de estudio. Se llevaron a cabo cuatro estudios a lo largo del año (mayo, septiembre, enero y marzo), por lo que este dato debió encontrarse entre 1 y 4. B. Información del encuestado. En esta sección se concentraron las características relevantes del sujeto evaluado que permitieron obtener un panorama general de su forma de vida. La información recabada refiere a: identificación, constitución física, salud, residencia (lugar y tiempo), intensidad de las actividades que solía desarrolla y nivel de arropamiento.

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7. Nombre. Este reactivo fue de tipo abierto y el dato a ingresar fue optativo; sin embargo, se estima que el 98 % de la muestra evaluada lo introdujo correctamente al tener conocimiento de los fines de la investigación. El formato fue nombre y apellido (paterno) con el fin de no demorar mayor tiempo del necesario en la captura de la información. 8. Edad. Cantidad de años cumplidos del sujeto al momento de la evaluación. El reactivo fue de tipo abierto por lo que el dato a introducir debía corresponder a dos dígitos, una cifra igual o superior a 17 (edad mínima de los estudiantes en el ITP). 9. Estatura. Reactivo de tipo abierto que hizo referencia a los metros que medía el sujeto evaluado. El formato fue en entero y en centésimos; por ejemplo: 1,74 m. Si el sujeto tenía conocimiento de este dato simplemente lo escribía, de lo contrario, al final de cada evaluación se destinaba un espacio para tomar lectura de este dato a quien así lo deseara. 10. Peso. Fue el valor en kilogramos que refiere al peso del sujeto evaluado. El reactivo fue de tipo abierto y su formato consistió en enteros y en decimo; por ejemplo: 74,3 kg. Al igual que el reactivo anterior, si el sujeto tenía conocimiento de este dato simplemente lo escribía, de lo contrario, al final de cada evaluación se destinaba un espacio para tomar lectura de este dato a quien así lo deseara. A partir del siguiente cuestionamiento, todas las preguntas fueron de tipo cerrado. 11. ¿Cuál es su sexo? Esta pregunta hizo referencia al género del sujeto evaluado. Las opciones de respuesta disponibles fueron: hombre (masculino) o mujer (femenino). 12. ¿Usted padece de alguna enfermedad crónica (asma, artritis, diabetes, etc.)? La pregunta estuvo dirigida con el objeto de conocer el nivel de fiabilidad con el que se podría confiar en las respuestas de percepción que el sujeto eligiera; no se solicitó detalles de la enfermedad en caso de que la padecieran, por lo que la respuesta podría ser sí, no o no lo sé. Es importante mencionar que al inicio del primer periodo de evaluaciones (mayo) también se preguntó sobre la condición de las mujeres respecto a los periodo de menstruación, embarazo o lactancia; sin embargo, fue posible percibir la incomodidad a la que se exponía a este género al cuestionar tal circunstancia en público (pese a que las respuestas eran individuales, privadas y confidenciales), por lo que se determinó omitir este aspecto de la pregunta y del cuestionario en general.

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13. ¿Cuál es su posición como habitante en la ciudad de Pachuca? Las posibles respuestas fueron: originario, residente o visitante, e hicieron referencia a la posición del sujeto (como habitante) respecto a la ciudad; sólo en caso de ser residente o visitante, debían responder la siguiente pregunta, en caso contrario se saltarían a la número 15. Cada inciso hizo referencia a lo siguiente: 1) Originario. Se refirió a aquella persona que nació en la ciudad de Pachuca y toda su vida ha vivido ahí. 2) Residente. Opción para la persona nacida en municipio, estado o país distinto a la locación geográfica de Pachuca y que por cualquier circunstancia (escuela, trabajo) decidió cambiar su lugar de residencia a ésta. En este caso debía anotar su lugar de origen, de preferencia municipio (o localidad) y estado de procedencia. 3) Visitante. Hizo referencia a la persona que, nacida en lugar distinto a la ciudad de Pachuca, se trasladaba diariamente (o por lo menos cuatro veces a la semanas) a ésta con el fin de desarrollar la actividad objeto de la visita. Al igual que la opción anterior, en este caso se debía anotar el lugar de origen de dónde provenía el sujeto evaluado. 14. Si usted es residente o visitante de Pachuca, ¿cuánto tiempo lleva habitando o visitando la ciudad? Esta pregunta fue planteada para conocer el tiempo de estancia que habrían acumulado los sujetos evaluados (no originarios de la ciudad) durante su tiempo de residencia o visita en Pachuca. Las posibles respuestas fueron: 1) 1 día - 6 meses, 2) 6 meses 1 día - 1 año, 3) 1 año 1 día - 3 años, y, 4) Más de 3 años. 15. En promedio, la intensidad con la que desarrolla sus actividades académicas a diario las clasificaría como como: 1) Pasiva. Refirió a realizar las actividades habituales con poca energía; por ejemplo: asistir a clase y poner poca o nula atención, no participar y, en ocasiones, dormitar durante ésta (55,0 W/m2, según la ISO 8996, 2004). 2) Moderada. Cuando los sujetos realizaban sus actividades con normalidad (ligereza) sin la presencia de sudor y/o de calor; por ejemplo: asistir a clases, poner atención y participar moderadamente (70,0 W/m2, según la ISO 8996, 2004). 3) Intensa. Cuando durante el desarrollo de las actividades cotidianas había presencia de sudor y/o de calor continuamente, es decir, cuando se requería de mayor esfuerzo físico que el habitual; por ejemplo: llegar apresuradamente a clases por lo general,

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practicar algún deporte (futbol o basquetbol) o realizar alguna actividad cultural (danza) que requiriera esfuerzos moderados (130,0 W/m2, según la ISO 8996, 2004). Esta pregunta se planteó con el objetivo de conocer el historial térmico de los sujetos a partir del consumo energético invertido en el desarrollo de sus actividades cotidianas. Las posibles respuestas fueron una adaptación de la clasificación planteada en la ISO 8996 (2004): por la naturaleza de las actividades primarias desarrolladas por la población blanco (en donde, en promedio, no se requieren ni de un esfuerzo excesivo ni de una demanda energética superior permanentes), se tomaron como referencia las primeras tres agrupaciones de actividad sugeridas por la normativa ya mencionada: 0-Descanzada, 1-Baja y 2-Moderada, adaptándolas a la terminología inicialmente descrita: 1) Pasiva, 2) Moderada y 3) Intensa. Con ello, fue posible facilitarle a la muestra blanco evaluada el entendimiento y la diferencia entre cada una de estas clasificaciones, sin que ello implicara perder el significado y/o la equivalencia de origen especificados en la norma. 16. ¿Con qué intensidad realizó la actividad inmediata anterior a la entrevista? Esta pregunta estuvo dirigida para conocer el nivel de actividad que los sujetos desarrollaron inmediatamente antes de iniciada la evaluación y posibilitar la clasificación de su percepción según lo expresado en ésta. Las posibilidades de respuesta y sus significados fueron las mismas descritas en el cuestionamiento anterior. 17. Tiempo que llevaban realizando la actividad inmediata anterior. Se refirió al intervalo de tiempo acumulado que los sujetos llevaban desarrollando la actividad, clasificada en el reactivo anterior, inmediatamente antes de la evaluación. Las posibles respuestas se plantearon en intervalos de 15 minutos —ya que, según ANSI/ASHRAE 55 (2010), éste es el periodo de fluctuación cíclica en el que los sujetos pueden percibir una variación significativa en la temperatura operativa y, en consecuencia, es cuando se presentan los cambios importantes en los mecanismos de termorregulación del organismo—: 1) 0 - 15 min, 2) 16 - 30 min, 3) 31 - 45 min, 4) 46 - 60 min, 5) 61 - 75 min, 6) 76 - 90 min, 7) 91 105 min y 8) 105 min o más. La cantidad de posibilidades anteriores fueron resultado de la duración máxima de cada clase en el ITP: dos horas. 18. ¿Qué tipo de vestimenta porta en este momento? Estuvo relacionado con el nivel de resistencia térmica, por efecto de la cantidad de arropamiento, al que estuvo sometido el organismo del sujeto al momento de la evaluación. Las posibilidades de respuesta se clasificaron en los siguientes cinco conceptos, los cuales fueron producto del nivel de

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arropamiento utilizado en el periodo cálido (mayo); no obstante, con el fin de mantener un control, un orden y un mismo formato de procesamiento de datos a lo largo de todo el año, estas posibilidades de respuesta se utilizaron en cada periodo de evaluación: 1) Muy ligera. Pantalones cortos (shorts) y playera de tirantes. 2) Ligera. Pantalones ligeros y playera manga corta (ambos de tela delgada). 3) Normal. Pantalón, playera y sudadera. 4) Abrigada. Pantalón de tela gruesa, camisa de manga larga y chamarra (saco o suéter). 5) Muy abrigada. Lo anterior más guantes, calentadores, gorro, bufanda y/o doble prenda. C. Información del espacio. Las respuestas a las preguntas de esta sección fueron auxiliadas por el coordinador de la evaluación ya que, al haberse aplicado a una muestra proporcional de sujetos por carrera, no todos los participantes podrían conocer y dar respuesta a lo planteado en esta sección, la cual se destinó a concentrar las características relevantes del espacio en donde se llevó a cabo la evaluación grupal: localización, orientación, sistema constructivo, sistemas de acondicionamiento y dispositivos de control solar del espacio, así como la ubicación del sujeto respecto al aula y su disposición mobiliaria. Lo anterior permitió construir un panorama general de las condiciones físicas en las que los sujetos se desarrollaron durante la aplicación de la encuesta. 19. ¿En qué edificio se encuentra en este momento? Esta pregunta hizo referencia al edificio donde se ubicaba el aula en la que se aplicó la encuesta al sujeto. De acuerdo con la Figura 18 (pág. 123) y la Tabla 14 (pág. 124), los edificios destinados a aulas en el ITP son el C, H, I, L, O, X, Y, D, G, Z y U; no obstante, las posibles respuestas fueron 1) C, 2) H, 3) I, 4) L, 5) O, 6) X y 7) Y, ya que en ellos son donde se impartían las carreras con mayor demanda (ver Tabla 17, pág. 138), sin embargo, con el fin de abarcar cualquier otro espacio, se proporcionó la opción 8) Otro___, en el cual se anotaba alguno de los edificios distintos a las opciones ofrecidas. La finalidad de esta pregunta fue conocer el sistema constructivo, la orientación y el contexto del edificio (como espacio de evaluación a mayor escala) en el que se desarrollaba la encuesta. 20. ¿En qué nivel del edificio se encuentra al momento de contestar este cuestionario? Los edificios altos en el ITP cuentan con dos niveles: planta baja y planta alta; los destinados a aulas están construidos a partir de ambos casos, sin embargo, no son las mismas condiciones a las que se expone un aula de planta baja (techo = entrepiso del edificio) que

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un aula de planta alta (techo = cubierta del edificio, exposición a la radiación solar todo el día): la incidencia del viento, el sombreado y la disposición de áreas verdes, principalmente, son condiciones que podrían afectar la sensación y la preferencia (térmica, hígrica y/o eólica) de los sujetos. Ésta es la razón por la cual se planteó esta pregunta. Las posibilidades de respuesta sólo fueron dos: 1) PB (planta baja) y 2) 1er. Nivel (planta alta). Cabe mencionar que la opción 1) fue la respuesta que el coordinador pidió anotar a los participantes en los casos en que el espacio de evaluación se ubicara en un edificio de un nivel. Esta pregunta se planteó con base en lo descrito en el anexo E del ANSI/ASHRAE 55 (2010). 21. ¿Cuál es la orientación del espacio (aula) donde se encuentra? El aula tipo mide 8,0 m de ancho por 6,0 m de largo, su eje largo está dispuesto transversalmente al eje largo del edificio (en todos los casos), por lo que, para efecto de facilitar la orientación del espacio, se pudo haber considerado como referencia el eje largo del edificio (y no el eje largo del aula); no obstante, con el fin de precisar la orientación de los sujetos, y por ende, la del espacio de evaluación (aula), se tomó como referencia la posición del pizarrón. Lo anterior, con el objetivo de identificar el soleamiento del que podrían objeto a lo largo del día y del año. Las posibilidades de respuestas fueron los puntos cardinales primarios y los secundarios: 1) Norte, 2) Noreste, 3) Este, 4) Sureste, 5) Sur, 6) Suroeste, 7) Oeste y 8) Noroeste. Esta pregunta se planteó con base en lo descrito en el anexo E del ANSI/ASHRAE 55 (2010). 22. ¿Con qué sistema constructivo se ha edificado el espacio? Esta pregunta se planteó con el fin de contar con la posibilidad de identificar (estimar), en algún momento, la transferencia de calor de los materiales y, con ello, su afectación en la percepción (térmica) del ambiente. Las posibles respuestas se acotaron a tres alternativas ya que durante la visita guiada (para la identificación de las instalaciones del ITP) y el levantamiento fotográfico del conjunto fue posible identificar: 1) Concreto armado y bloque, 2) Concreto armado, acero y bloque y 3) Sólo concreto armado; no obstante, con la opción Otro___, se dejó la posibilidad de un sistema constructivo alternativo no identificado. 23. ¿Con qué dispositivo de acondicionamiento térmico cuenta el espacio (aula)? El objetivo de este cuestionamiento fue identificar el posible uso de controles mecánicos que favorecieran el acondicionamiento higrotérmico y/o eólico del espacio de evaluación, por ello, y por las condiciones semi-frías secas del caso de estudio, las opciones de respuesta sólo fueron tres: 1) Calentador, 2) Ventilador y 3) Ninguno; sin embargo, en caso de existir la posibilidad de un equipo de acondicionamiento automatizado o de cualquier otra

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naturaleza, se integró una alternativa adicional: 4) Otro___, en donde se debía especificar el funcionamiento, la marca y el modelo del equipo identificado. Así mismo, se cuestionó, en caso de contar con algún dispositivo de acondicionamiento, si se encontraba en operación en el momento de la evaluación. Esta pregunta se planteó con base en lo descrito en el anexo E del ANSI/ASHRAE 55 (2010). 24. ¿Con qué elementos de sombreado cuenta el espacio? Con este reactivo se pretendió conocer la existencia de elementos (arquitectónicos, estructurales, paisajísticos, ornamentales o de control solar) que generaran sombra al espacio de evaluación (aula) y, por ende, a los sujetos encuestados durante un horario específico al día o a lo largo de éste, con el fin de identificar los posibles periodos de soleamiento y de penetración solar durante los horarios de clase (momento en que las aulas son recurridas). Las posibilidades de respuesta fueron las siguientes: 1) Dispositivos de control solar exterior. Se refirió a cualquier elemento exterior en fachada que generara sombra al edificio y a sus interiores; por ejemplo: volados, parteluces, faldones, celosías, pergolados, entramados, etc. 2) Dispositivos de control solar interior. Fueron aquellos elementos al interior del espacio (inmediatamente después de la cristalería en vanos) que evitaban el ingreso franco de la radiación solar, por ejemplo: persianas, cortinas, etc. 3) Vegetación. Elementos vegetales que generaban sombra a la fachada del edificio; por ejemplo: árboles altos, enredaderas, etc. 4) Otro. Cualquier elemento que no pudiera ser clasificado en alguna de las agrupaciones anteriores; por ejemplo: cristal low-e, edificios altos construidos enfrente, polarizado (oscurecimiento) de cristales, etc. 25. ¿En qué tipo de aula se encuentra en este momento? Con apoyo de los siguientes croquis, indique el número de su asiento: __________. En esta pregunta fue necesario insertar las plantas arquitectónicas de las aulas tipo (ver Figura 20, pág. 125) con el fin de que el sujeto identificara en cuál de ellas se encontraba durante la evaluación. Además, el mobiliario distribuido en los croquis fue numerado con el propósito de brindar una referencia al sujeto y pudiera señalar su ubicación respecto al aula. Lo anterior, con el objeto de vislumbrar las condiciones físicas en las que cada participante contestó el cuestionario e identificar el motivo de posibles respuestas atípicas en la captura y la comparación de datos grupales. Los factores determinantes que permitieron clasificar las

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aulas fueron el tipo y la distribución de mobiliario; en el aula tipo 1 los muebles fueron butacas con paleta; en el tipo 2, mesa con silla; y, en el tipo 3, restirador con banco (ver Tipos de aula, pág. 125). D. Percepción del ambiente interior del espacio. En esta sección se plantearon preguntas relacionadas con la aceptación personal y la sensación (térmica, hígrica y eólica) del ambiente circundante en el espacio de evaluación. A partir de este apartado, las respuestas a cada pregunta fueron resueltas de forma individual (sin ayuda del coordinador de la evaluación) y se le solicitó a cada sujeto abstenerse de mencionar (en voz alta) la opción elegida como respuesta y sólo escribirla, ya que se observó, en algunos casos (pruebas piloto), que el responder en voz alta resultaba tendencioso para la decisión de respuesta de los sujetos ubicados alrededor. Lo anterior fue causa de que el planteamiento de las preguntas comprendidas entre la 26 y la 32 son de carácter subjetivo, por lo que las respuestas a éstas tuvieron que basarse en la escala subjetiva de siete puntos sugerida en la ISO 10551 (1995) 68; no obstante, el resto de cuestionamientos fueron planteados desde un enfoque objetivo. La Tabla 20 (pág. 160) muestra las escalas de sensación y de preferencia subjetivas utilizadas como posibilidades de respuesta en las preguntas de esta sección (percepción del ambiente) y en las de la próxima (preferencia del ambiente). 26. ¿Cómo considera el clima en este lugar? Esta pregunta estuvo referida a la valoración que cada persona otorgó respecto a las condiciones ambientales ofrecidas por el espacio de evaluación en el momento de la encuesta. Las respuestas posibles fueron determinantes: 1) Generalmente aceptable y 2) Generalmente inaceptable.

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¿Por qué se utilizó una escala del 1 al 7 cuando la normativa (ISO 7730, 2005; ISO 10551, 1995; y, ANSI/ASHRAE 55, 2010) sugiere utilizarla de -3 a +3? a) Los cuestionarios en los que se basó la concepción del cuestionario utilizado en esta investigación (principalmente los utilizados localmente: México) manejan esa escala, lo que sugiere una adecuación previa para poder haber sido aplicados y probados con población mexicana. b) Durante las pruebas piloto desarrolladas previamente a cada etapa de evaluación se observó que utilizar una escala de -3 a +3 generaba confusiones y cuestionamientos por parte de los participantes dado que todas las preguntas de opción múltiple planteadas en el cuestionario comenzaban con 1, por lo que sugerir algunas con opciones de respuesta entre negativos y positivos generaba incomprensión (pese a que el concepto se presentó contiguo a cada posibilidad de respuesta). Adicionalmente, el hecho de que dos posibilidades de respuesta se identificaran por el mismo número (independientemente del signo que a éstas pudiera identificar) generaba posibilidad de sesgo en la decisión determinada por el sujeto y la escritura de ésta (al existir dos posibilidades de respuesta con el número 3; dos, con el número 2; y, dos con el número 1). c) El utilizar una escala del 1 al 7 (excluyendo signos positivos o negativos como prefijo a cada respuesta) facilitó significativamente la captura de datos al digitar sólo un carácter en cada caso y no dos.

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27. En este momento, ¿cómo clasificaría el clima dentro del aula respecto a la temperatura? Se refirió a evaluar, con base en las escalas subjetivas de sensación térmica descritas en la Tabla 20 (pág. 160), las condiciones de temperatura dadas en el ambiente de evaluación. Las posibles respuestas se clasificaron en siete incisos: 1) Mucho frío. Incomodidad extrema, presencia de dolor al respirar y en las extremidades, requiere vestimenta gruesa. 2) Frío. Incomodidad permanente, requiere abrigo o bebidas calientes. 3) Algo de frío. Incomodidad ocasional resuelta por la exposición directa al sol matutino o una prenda ligera adicional. 4) Ni calor ni frío. Sensación térmica desapercibida: ni frío ni calor, desarrollo eficiente de actividades cotidianas. 5) Algo de calor. Incomodidad ocasional, presencia de sed, no impide el desarrollo de las actividades. 6) Calor. Incomodidad permanente pero controlable, suda regularmente, la eficiencia al desarrollar sus actividades disminuye. 7) Mucho calor. Incomodidad extrema, nada puede refrescarle, suda abundantemente y no puede trabajar. 28. En cuanto a humedad, en este momento ¿cómo consideraría el ambiente? Este reactivo consistió en determinar, de acuerdo con las escalas subjetivas de sensación hígrica planteadas en la Tabla 20 (pág. 160), la sensación de los sujetos frente a las condiciones de humedad relativa del ambiente interior de evaluación. Las escalas de respuesta fueron: 1) Muy húmedo. Incomodidad permanente, la humedad es constante y moja la ropa. 2) Húmedo. Humedad leve en la piel refrescante con el circular del viento. 3) Algo húmedo. Ligera incomodidad por la humedad pero la piel continua seca. 4) Normal. Sensación desapercibida de humedad: ni resequedad ni humedad percibidas. 5) Algo seco. Casi imperceptible, resequedad eventual en los labios. 6) Seco. Incomodidad ocasional, resequedad en piel y en labios. 7) Muy seco. Incomodidad permanente, aire muy reseco, nariz y garganta secos. 29. ¿Cómo siente el viento en este momento? Con esta pregunta se pretendió evaluar los índices de velocidad de viento percibidos por los sujetos durante la evaluación. Para ello, se utilizó la escala subjetiva de sensación eólica prevista en la Tabla 20 (pág. 160): 1) Mucho viento. Viento fuerte, incomoda e impide realizar actividades sedentarias.

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2) Viento algo fuerte. Viento intenso, causa cierta incomodidad y con frecuencia mueve objetos ligeros. 3) Viento agradable. Leve sensación del viento sobre la piel, no causa incomodidad. 4) Poco viento. No hay movimiento del aire, se percibe ligero sofocamiento. 5) Sin viento. Aire pesado, no se mueve, se percibe mucho sofocamiento. E. Preferencias del ambiente interior del salón de clase. Esta sección fue destinada a concentrar la preferencia (térmica, hígrica y eólica) que el sujeto deseaba respecto a las condiciones del ambiente al momento de la evaluación. Las alternativas de las posibles respuestas fueron planteadas con base en las escalas subjetivas de preferencia descritas en la Tabla 20 (pág. 160). La consistencia de las respuestas recabadas en este apartado estuvo en función de las respuestas obtenidas en la sección anterior (percepción del ambiente); por ejemplo, sí un sujeto percibía las condiciones térmicas del ambiente en mucho frío, la tendencia reflejada en la preferencia de éstas, por lo general, se acotaba en calor o mucho calor. 30. ¿Cómo preferiría estar / sentirse en este momento? Con base en las condiciones térmicas percibidas en el ambiente, la intención de este reactivo fue conocer, a partir de la escala subjetiva de preferencia térmica especificada en la Tabla 20 (pág. 160), las preferencias de temperatura que el sujeto considerara favorables para alcanzar el confort térmico. Las posibilidades de respuesta se clasificaron el siete incisos: 1) Mucho más frío. Mucho más fresco, con temperatura considerablemente más baja. 2) Más frío. Una reducción intermedia de temperatura. 3) Un poco más frío. Ligeramente más frío, basta con una disminución reducida de la temperatura. 4) Sin cambio. Tal como está, sin variación alguna de temperatura. 5) Con un poco más de calor. Incremento ligero de temperatura, no afecta el desarrollo de las actividades habituales. 6) Con más calor. Aumento intermedio de temperatura. 7) Con mucho más calor. Mucho más caluroso, con temperatura considerablemente más alta. 31. Si usted pudiera elegir el nivel de humedad que se presenta al interior del aula, decidiría que éste fuera: 1) Mucho más húmedo. Incremento significativo de la humedad. 2) Más húmedo. Aumento intermedio de la humedad.

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3) Un poco más húmedo. Ligero incremento de humedad. 4) Sin cambio. Tal como está, sin variación alguna de la humedad. 5) Un poco más seco. Merma ligera de la humedad. 6) Más seco. Reducción intermedia de la humedad. 7) Mucho más seco. Disminución significativa de la humedad. Esta pregunta estuvo dirigida a conocer las preferencias hígricas de los sujetos a partir de la sensación que perciben del ambiente respecto a la humedad. Las posibilidades de respuesta fueron planteadas con base en la escala de preferencia hígrica descrita en la Tabla 20 (pág. 160). 32. Con base en la cantidad de viento que ingresa al espacio en este momento, usted preferiría: 1) Más viento. Aumento en la velocidad y la frecuencia del viento. 2) Sin cambio. Sin variación en la velocidad y la frecuencia del viento. 3) Menos viento. Decremento en la velocidad y la frecuencia del viento. La intención de este reactivo fue conocer las preferencias eólicas en las que los sujetos podrían manifestar mejores condiciones de ventilación. Las alternativas de respuesta a esta pregunta fueron las descritas en la escala de preferencia eólica de la Tabla 20 (pág. 160). F. Monitoreo Físico: medición de variables climáticas. Estos datos fueron proporcionados por el coordinador de la encuesta con base en la lectura registrada por los instrumentos de medición (ver Instrumentos de medición, pág. 183) ubicados estratégicamente al interior y al exterior del espacio en donde se aplicó la evaluación (ver Disposición de los instrumentos de medición, pág. 187). Las variables físicas monitoreadas al exterior fueron la temperatura de bulbo seco y la humedad relativa; en tanto, las monitoreadas al interior fueron las temperaturas de bulbo seco, de globo negro y de bulbo húmedo, la humedad relativa, y, la velocidad y la dirección de viento. Estos datos fueron recabados y proporcionados a los sujetos inmediatamente después de la evaluación subjetiva (sensación y preferencias) del ambiente. El objetivo principal de registrar las condiciones ambientales instantáneamente a la evaluación subjetiva de los sujetos fue graficar los pares de datos y, por medio de la regresión lineal, estimar las condiciones neutrales (confort) de cada variable física analizada. A partir del siguiente reactivo, las lecturas de las variables físicas se tomaron al interior del espacio de evaluación y se registraron inmediatamente después de respondidas las secciones D y E.

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33. Temperatura de Bulbo Seco (TBS) interior. Se refirió a la temperatura del aire. Este dato fue tomado del Medidor de estrés térmico HT30 (pág. 607) bajo la denominación TA. Su unidad de medida fue el grado centígrado (°C). 34. Humedad Relativa (HR) interior. Hizo referencia a la relación de humedad que contiene el aire y la cantidad de agua necesaria para saturarlo a una misma temperatura. Es relativa porque el aire tiene la capacidad de retener mayor contenido de humedad a mayor temperatura. Es una variable que influye paralelamente con la temperatura para alcanzar el confort higrotérmico. Este dato fue tomado del Medidor de estrés térmico HT30 (pág. 607) bajo la denominación HR. Su valor fue expresado en porcentaje (%). 35. Temperatura de Bulbo Húmedo (TBH). Variable que representó a la temperatura del aire incluyendo un porcentaje de humedad dado por una cubierta húmeda en el sensor. Este valor siempre será inferior al de la temperatura de bulbo seco. El valor de esta variable se tomó del Medidor de estrés térmico SD-2010 (pág. 606) bajo la denominación WBT. Su unidad de medida fue el grado centígrado (°C). 36. Temperatura Radiante (TR). En realidad esta variable se refirió a la temperatura de globo negro (TGN); sin embargo, para efectos prácticos, se le denominó temperatura radiante. El concepto de temperatura de globo negro se refiere a la temperatura del aire expuesta al calor radiado del Sol o de fuentes caloríficas dispuestas en el ambiente, absorbido por un cuerpo esférico de color negro. Durante el día, con radiación solar, este valor es superior al de la temperatura de bulbo seco; durante la noche, puede llegar a ser igual o menor. El valor de esta variable fue tomado del Medidor de estrés térmico HT30 (pág. 607) bajo la denominación TG. Su unidad de medida fue el grado centígrado (°C). 37. Velocidad del Viento (VV). El concepto de velocidad de viento está referido a la distancia que se desplaza un flujo de aire en una unidad de tiempo. En los primeros tres periodos de evaluación (mayo, septiembre y enero), este dato fue tomado del instrumento de medición Pocket air flow tracker (pág.608), y, en el último periodo, fue tomado del Multifuncional Delta OHM (pág. 611). Lo anterior se debió a que la resolución del primer instrumento era de 0,1 m/s, por lo que fueron esporádicas las ocasiones en las que se logró registrar algún flujo de aire durante la evaluación; mientras tanto, la resolución del anemómetro Delta era de 0,01 m/s, por lo que fue posible detectar con mayor frecuencia las velocidades de viento inferiores a 0,1 m/s, comúnmente dadas en interiores. Este valor

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se tomó del Pocket Air Flow Tracker bajo la denominación flujo y del anemómetro Delta bajo la denominación V, la lectura fue expresada en metros sobre segundo (m/s). 38. Dirección del Viento (DV). Este parámetro sólo fue un indicativo para identificar la dirección por la que normalmente solían ingresar los vientos al salón de clase por ventanas y puerta. Esta variable estuvo condicionada a la orientación del edificio en el que se ubicaba el espacio de evaluación. Fue determinada con base en la dirección en la que los instrumentos de medición detectaban mayor flujo de aire, ya que ambos eran unidireccionales, por lo que durante la medición, los instrumentos se giraban lentamente con dirección a las manecillas del reloj a 360° sobre un mismo eje (el del trípode que los soportaba) y se detenían en la dirección en la que identificaban mayor flujo de aire (origen donde les llegaba de frente el viento); con ello, se colocaba una brújula (ver Brújula lensática, pág. 616) al pie del instrumento y se medía la dirección a partir del norte magnético, posteriormente se hacía el ajuste con base en la declinación magnética estimada para ese día y finalmente se proporcionaba el dato a los sujetos encuestados. El valor fue expresado en grados de ángulo plano (°) contados a partir del norte verdadero. Es importante mencionar que este dato, al igual que el resto de variables físicas registradas simultáneamente durante la evaluación, se tomaba al centro del aula de clases a una altura de 1,10 m, y, si se identificaba algún tipo de obstrucción para el libre flujo del viento, se desplazaba el trípode —al que se fijaban estos instrumentos— hacía adelante o hacía atrás sobre su mismo eje hasta lograr que el obstáculo cesara la obstrucción o alteración que generaba en la lectura de las variables físicas medidas. Las variables de los dos reactivos siguientes fueron medidas y tomadas al exterior del espacio de evaluación, en un espacio con sombra y libre de vegetación densa que pudiera influir en la medición de las variables. Su registro fue segundos después de respondidas las secciones D y E. 39. Temperatura de Bulbo Seco (TBS) exterior. Se refirió a la temperatura del aire al exterior del espacio de evaluación. Este dato fue tomado del Data Logger (ver DataLogger, pág. 610) bajo la denominación TA. Su unidad de medida fue el grado centígrado (°C). 40. Humedad Relativa (HR) exterior. Hizo referencia a la relación de humedad que contiene el aire y la cantidad de agua necesaria para saturarlo a una misma temperatura. Este dato fue tomado del Data Logger (ver DataLogger, pág. 610) bajo la denominación HR. Su valor fue expresado en porcentaje (%).

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G. Información Complementaria. Esta sección estuvo compuesta por sólo dos reactivos. Es un espacio destinado dentro del cuestionario para evaluar la posibilidad de encuestar por más de una ocasión a los mismos sujetos e incluir observaciones de cualquier naturaleza que tuvieran relación con la temática de la investigación y los objetivos que ésta perseguía. 41. ¿Volvería a responder la encuesta en ocasiones futuras? Esta pregunta fue planteada con el objeto de identificar la disponibilidad y grado de cooperación que estarían dispuestos a proporcionar los sujetos en caso de que en más de una ocasión coincidieran los periodos de evaluación con los grupos a los que ellos pudieran pertenecer. Las posibilidades de respuesta se acotaron a: 1) Si, 2) Tal vez y 3) No. Cabe mencionar que aproximadamente el 98 % de los participantes estuvo de acuerdo en volver a colaborar con la investigación, aunque fueron pocos los casos (3 % del total de evaluados en toda la investigación) en los que si se repitió la evaluación a los mismos sujetos. Este reactivo se suprimió del cuestionario aplicado en el último periodo de evaluaciones: marzo (2014), puesto que ya no habría otro relacionado con esta investigación. 42. Notas adicionales. Es un reactivo de tipo abierto que se destinó para anotar cualquier característica o circunstancia relevante o atípica que pudiera influir en la sensación y/o la preferencia (térmica, hígrica y/o eólica) de los sujetos durante el desarrollo de la evaluación; por lo general, la respuesta a este reactivo estuvo apoyada por la observación del coordinador de la encuesta. Las posibilidades de respuesta fueron: 1) Precipitación pluvial. Se refirió a la posible lluvia presentada al momento de la aplicación de la encuesta. Para conocer su intensidad fue necesario consultar, minutos después de concluida la evaluación, el portal web del Servicio Meteorológico Nacional 69 (SMN), el cual, con base en su Estación Meteorológica Automática (EMA) HI-01, publica diariamente el tiempo de la ciudad de Pachuca 70. El registro de las variables físicas generado por la EMA es periódico, cubre intervalos de 10 minutos y está regido por el TUC (Tiempo Universal Coordinado) o UTC. 2) Nubosidad del día. Se refirió al grado de densidad con el que las nubes se observaron al momento de la evaluación (que pudiera impedir el trayecto libre de la radiación 69

Dirección web del Servicio Meteorológico Nacional que permite consultar los datos meteorológicos por Estación Meteorológica Automática en todo el país (México): http://smn.cna.gob.mx/emas/

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Alternativamente se consultó el portal de AccuWeather (http://www.accuweather.com) a efecto de comparar la información publicada por el Servicio Meteorológico Nacional.

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solar). Esta característica fue sobresaliente durante el periodo de evaluaciones de septiembre, cuando la humedad relativa se percibía alta (ver Humedad Relativa, pág. 272). Para conocer su densidad fue necesario consultar el portal web de AccuWeather 71. 3) Uso de controles. Hizo referencia al conjunto de controles (acciones) que le permitieron al sujeto lograr mejores condiciones ambientales en su espacio de estudio; con ello, pudo ser posible identificar el nivel de adaptabilidad con el que los sujetos manipulan su entorno con el fin de conseguir condiciones ambientales (térmicas, hígricas y/o eólicas) idóneas a su desarrollo y crecimiento. Algunos ejemplos de ello, fueron: la apertura o el cierre de puerta y/o ventanas, uso de cortinas o de persianas, tipo de luminarias utilizadas, etc. 4) Emplazamiento del aula respecto al edificio. Consistió en ubicar, a partir de dos posibilidades de respuesta: intermedia / extrema, el emplazamiento del aula respecto a la disposición del edificio. Si el espacio de evaluación se ubicaba intermedio a dos aulas, era posible considerar un proceso adiabático respecto a sus colindancias; pero si el espacio de evaluación se ubicaba en alguno de los extremos del edificio, existía mayor posibilidad de que la transferencia de calor de cada lado de la envolvente (incluso, de arriba y de abajo) fuera variable. 5) Número de niveles en el edificio. Hizo alusión a especificar la cantidad de niveles de los que constaba el edificio que contenía el espacio de evaluación, ya que, como se mencionó en párrafos anteriores, los edificios de aulas en el ITP son de uno y de dos niveles, por lo que las condiciones difieren entre las aulas ubicadas en planta baja y las ubicadas en planta alta; no obstante, las condiciones podrían asimilarse entre las aulas ubicadas en un edificio de un nivel y las ubicadas en planta alta de un edificio de dos niveles. Esta es la razón por la cual se requirió especificar la cantidad de niveles en los que se había construido el edificio donde se aplicaba la encuesta.

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Este portal es de referencia internacional, por lo que la dirección web, en donde se concentran los datos meteorológicos específicos para México, es: http://www.accuweather.com/es/mx/mexico-weather

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Anexo IX

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Cuestionario aplicado en estudios de laboratorio

Descripción detallada del cuestionario aplicado en estudios de laboratorio Este apartado es complemento del subcapítulo Cuestionario para estudios de laboratorio (pág. 161) y en él se describe, de forma detallada, la información involucrada en cada reactivo que permitió conformar las secciones correspondientes con las que se diseñó la estructura de los cuestionarios aplicados en los estudios de laboratorio bajo condiciones controladas. Para ello, la descripción hace referencia al orden cronológico con que fueron planteados cada una de las secciones y reactivos en este formato. A. Datos de control. Sección dirigida a concentrar los datos necesarios para la foliación, el control, la captura y el archivo adecuados del conjunto de cuestionarios recabados por grupo de aplicación. Todas las preguntas son de tipo abierto. Esta sección prácticamente se conformó de los mismos elementos concebidos en la sección Datos de control del cuestionario de sitio (pág. 642), excepto por el contenido del reactivo número 6, que fue suprimido en este formato. Los datos obtenidos con esta sección fueron: 1. Folio. Se refirió al código individual de identificación de cada cuestionario. Las especificaciones de conformación y de formato fueron las mismas establecidas en el reactivo 1 del cuestionario de sitio (pág. 642). 2. Carrera (Facultad). Fue la carrera a la que pertenecía el grupo de estudiantes trasladado a la ciudad de México para participar en las pruebas experimentales de laboratorio. Por lo general, todos los estudiantes eran compañeros de grupo de una misma carrera; sin embargo, se presentaron algunas situaciones en las que el grupo se mezcló por estudiantes de dos o más carreras. 3. Fecha (dd/mm/aa): Día en que se llevó a cabo la prueba experimental. Por lo general, las evaluaciones en laboratorio se realizaron los martes y jueves de mayo de 2013 y enero de 2014. Las especificaciones de formato fueron las mismas establecidas en el reactivo 3 del cuestionario de sitio (pág. 643). 4. Hora Inicial (hh:mm). Hizo referencia al horario en el que comenzó la prueba experimental propiamente; no obstante, de acuerdo con la metodología experimental planteada para estos estudios, se comenzaba a desarrollar y registrar actividad desde el momento en que

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los alumnos partían del ITP rumbo a la ciudad de México. Habitualmente las pruebas de laboratorio comenzaban a las 12 h 00 (ver Duración de la prueba experimental, pág. 252) y el dato registrado en este reactivo era proporcionado por el coordinador de la evaluación (persona al frente del grupo cuya función se centraba en mantener la coordinación, el orden, la guía, la respuesta a dudas y/o a sugerencias, el avance uniforme y la motivación de los sujetos durante el desarrollo de cada prueba experimental; así mismo, era la encargada de indicar los momentos en que se debía expresar la opinión). Las especificaciones de formato fueron las mismas consideradas en el reactivo 4 del cuestionario de sitio (pág. 643). 5. Hora Final (hh:mm). Momento en que el coordinador de la evaluación daba por concluida la prueba experimental. Generalmente, la duración de la prueba experimental era de 75 min, por lo que, en promedio, la hora en que se concluía era a las 13 h 15. Las especificaciones de formato fueron las mismas consideradas para el reactivo 5 del cuestionario de sitio (pág. 643). B. Información del participante. Esta sección tuvo como finalidad recabar la información característica de cada sujeto. Estuvo planteada con las mismas especificaciones y objetivos que la sección denominada Información del encuestado (ver sección B. Información del encuestado, pág. 643) del cuestionario de sitio; no obstante, la palabra encuestado fue sustituida por otro término ya que los cuestionarios, en este caso, no fueron respondidos durante una encuesta, sino durante una prueba experimental y, por ende, no fue conveniente emplear el término sujeto experimentado. Por esta razón, inicialmente, esta sección fue denominada Información del evaluado; sin embargo, fue posible observar, durante las pruebas piloto, que el término evaluado no era aceptado en su totalidad por la población de sujetos, por lo que finalmente se decidió nombrarla Información del participante, denominación mayormente aceptada en las pruebas experimentales restantes. Los primeros cuatro reactivos de esta sección fueron de tipo abierto, los ocho restantes se plantearon de tipo cerrado. La información aquí recabada refiere a características específicas de los sujetos evaluados: identificación, constitución física, salud, residencia y/o origen (lugar y tiempo), intensidad de las actividades y nivel de arropamiento. 6. Nombre. Reactivo de tipo obligatorio en el que se solicitó nombre del sujeto. El formato estuvo definido por el nombre y el apellido (paterno), opcionalmente podría anotarse el

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apellido materno. En este caso, a diferencia del cuestionario de sitio, el dato de este reactivo fue de tipo obligatorio por dos razones: a) Generar una base de datos de los sujetos que asistieron al laboratorio de ambiente controlado que justificara el apoyo de recurso humano que se brindó a esta investigación (tanto en la operación del laboratorio durante las pruebas experimentales, como la visita guiada que adicionalmente se les ofrecía a los asistentes por los sistemas fotovoltaico y fototérmico con los que cuenta la UAM-I). b) Llevar un control interno preciso de los sujetos que asistieron en cada visita con el objeto de no repetirlos en próximas ocasiones. 7. Edad. Años cumplidos del sujeto el día en que se llevó a cabo la prueba experimental. Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para el reactivo 8 del cuestionario de sitio (pág. 644). 8. Estatura. Número de metros que medía el sujeto al momento de la evaluación. Para ello, sujeto por sujeto fue medido por el coordinador de la evaluación con una regla rígida de aluminio de 2 m de longitud (ver Regla de aluminio, pág. 615) y marcada cada 5 mm; como accesorio complementario, se utilizó una tabla de apoyo con la que se formaba un ángulo de 90° respecto a la regla permitiendo evitar errores de lectura. Las especificaciones de formato, exclusivamente, fueron las mismas consideradas para el reactivo 9 del cuestionario de sitio (pág. 644). Nota: Por las condiciones húmedas del laboratorio, no fue conveniente solicitarle al sujeto quitarse los zapatos durante la medición; no obstante, al dato obtenido se le restaba la cantidad de centímetros del tacón. 9. Peso. Kilogramos que el sujeto pesaba el día de la prueba experimental. El dato fue proporcionado por el coordinador de la evaluación apoyado de una báscula de resorte (ver Báscula analógica, pág. 614). Las especificaciones de formato, exclusivamente, fueron las mismas consideradas para el reactivo 10 del cuestionario de sitio (pág. 644). A partir de la siguiente interrogante, todas las preguntas fueron de tipo cerrado y, en caso de haber retomado las mismas especificaciones de formato y/o contenido que los reactivos equivalentes en el cuestionario de sitio, simplemente se realizó la aclaración (sin mayor detalle) y se hizo la referencia de consulta a la pregunta correspondiente. 10. ¿Cuál es su sexo? Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para la pregunta 11 del cuestionario de sitio (pág. 644).

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11. ¿Cuál es el color de su piel? El dato solicitado por este reactivo fue la clasificación del color de piel del sujeto con base en una de las tres opciones ofrecidas como posibilidades de respuesta: a) Blanca, b) Morena clara y c) Morena. 12. ¿Cuál es su posición como habitante en la ciudad de Pachuca? Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para la pregunta 13 del cuestionario de sitio (pág. 645), excepto, cuando la respuesta fuera el inciso 1), el sujeto debía continuar con la pregunta 14. 13. Si usted es residente o visitante de Pachuca, ¿cuánto tiempo lleva habitando o visitando la ciudad? Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para la pregunta 14 del cuestionario de sitio (pág. 645). 14. ¿Con qué intensidad realizó la actividad inmediata anterior a la entrevista? Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para la pregunta 16 del cuestionario de sitio (pág. 646), mientras que las posibilidades de respuesta correspondieron con las planteadas en la pregunta 15 (pág. 645). Esta pregunta estuvo referida a la actividad desarrollada por los sujetos inmediatamente antes del inicio de la prueba experimental; no obstante, durante el desarrollo de ésta, se mantuvo un control al respecto con el fin de uniformizar la intensidad de la actividad de todo el grupo a nivel sedentario (equivalente a 70,0 W/m2, según la ISO 8996, 2004) y mantener dicha condición (nivel metabólico) en cada uno de los ocho momentos de evaluación originados a lo largo de la prueba experimental. El objetivo de lo anterior fue simular las condiciones sedentarias practicadas al interior del aula (condiciones reales en sitio) durante los distintos periodos higrotérmicos representativos de un año típico en la ciudad de Pachuca. 15. Tiempo que llevaban realizando la actividad inmediata anterior. Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para la pregunta 17 del cuestionario de sitio (pág. 646). Este reactivo hizo referencia al tiempo acumulado hasta el momento inmediato anterior a iniciada la prueba experimental; no obstante, durante el desarrollo de ésta, fue posible establecer un control sobre los intervalos de tiempo en los que desenvolvía el sujeto con el mismo nivel de actividad. El inicio, el final y la duración de estos periodos quedaron sujetos a los momentos en que se variaban las condiciones higrotérmicas en la cámara de ambiente controlado.

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16. ¿Cuánto tiempo ha transcurrido desde la ingesta del último alimento? Tiempo acumulado a partir de que el sujeto ingirió el último alimento del día hasta antes de llevar a cabo la prueba experimental. Las posibilidades de respuesta se plantearon en intervalos de 15 min y se propusieron ocho alternativas. Es importante mencionar que, con base en las actividades llevadas a cabo previamente a cada prueba experimental (ver Desarrollo de la prueba experimental, pág. 241), se observó que los sujetos evaluados en el total de los estudios de laboratorio concentraron las respuestas de este reactivo entre las opciones 2) y 4), lo que equivalió a que el último alimento ingerido por la totalidad de evaluados fue una hora antes de iniciada la evaluación correspondiente. 17. ¿Qué tipo de vestimenta porta en este momento? Las especificaciones de formato y de contenido fueron las mismas consideradas para la pregunta 18 del cuestionario de sitio (pág. 646). No obstante, durante el desarrollo de la prueba experimental, fue posible uniformizar esta característica a lo largo de cada momento de evaluación; para ello, los sujetos mantuvieron, de inicio a fin de la prueba, un nivel de arropamiento equivalente a 0,7 clo (playera o blusa, pantalón, ropa interior y zapatos ligeros), lo que posibilitó la atenuación de las posibilidades de adaptación a partir de esta característica. C. Percepción del ambiente interior del espacio (LAC). Esta es una de las secciones más importantes del cuestionario; estuvo dedicada a recabar la información relacionada con la sensación (térmica e hígrica) que los sujetos percibían de las condiciones controladas del ambiente durante distintos momentos a lo largo de la prueba experimental. A partir de esta sección, la respuesta a cada pregunta fue contestada de forma individual, sin apoyo del coordinador de la evaluación más que la lectura del reactivo y sus posibilidades de respuestas, ya que en las subsecuentes preguntas planteadas se depositó la forma en que cada sujeto calificaba de manera autónoma (libre) su sensación respecto a las condiciones higrotérmicas del ambiente inmediato. Para ello, las posibilidades de respuestas consistieron en el planteamiento de distintas escalas de evaluación (térmica, hígrica y estado anímico) basadas en la escala de sensación térmica de siete puntos utilizada en las normas ISO 7730 (2005) y ANSI/ASHRAE 55 (2010) y descritas en la Tabla 21 (pág. 166) de este documento (ver nota al pie de página 68, pág. 650). 18. ¿Cómo consideraría las condiciones de temperatura dentro del espacio en los siguientes momentos? Se refirió a evaluar y emitir un juicio de opinión, a partir de la escala de

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sensación térmica descrita en la Tabla 21 (pág. 166), respecto a las condiciones de temperatura controlada dadas en cada uno de los ocho momentos de evaluación señalados por el coordinador a lo largo de la prueba experimental. De acuerdo con el subcapítulo Variación controlada de las condiciones higrotérmicas (pág. 230), los tiempos en los que se indicó la emisión del juicio por momento fueron los señalados en la Tabla 85, los cuales sugirieron una diferencia significativa entre sí ya fuera en el valor de la temperatura, la humedad relativa y/o el tiempo de exposición.

Tabla 85. Momentos de evaluación indicados por el coordinador a lo largo de cada prueba experimental (Elaboración propia).

El sistema de escritura de respuesta fue el ya señalada al inicio de este subcapítulo; no obstante, para las preguntas planteadas en esta sección y la siguiente, se utilizó ese sistema ocho veces en cada reactivo a partir de la disposición de un recuadro de escritura por momento de evaluación (ver secciones C y D de la Figura 26, pág. 163). La descripción de las posibles respuestas fue retomada de la pregunta 27 del cuestionario de sitio (pág. 651): 1) Mucho frío. Incomodidad extrema, presencia de dolor al respirar y en las extremidades, requiere vestimenta gruesa. 2) Frío. Incomodidad permanente, requiere abrigo o bebidas calientes. 3) Algo de frío. Incomodidad ocasional resuelta por una prenda ligera adicional. 4) Ni calor ni frío. Sensación térmica desapercibida: ni frío ni calor, desarrollo eficiente de actividades cotidianas. 5) Algo de calor. Incomodidad ocasional, presencia de sed, no impide las actividades. 6) Calor. Incomodidad permanente pero controlable, suda regularmente, la eficiencia al desarrollar sus actividades disminuye. 7) Mucho calor. Incomodidad extrema, nada puede refrescarle, suda abundantemente y no puede trabajar.

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19. En cuanto a la humedad, ¿cómo consideraría el ambiente durante los momentos anteriores? Hizo referencia a evaluar las condiciones de humedad relativa dadas en el ambiente controlado de la cámara durante cada uno de los momentos de evaluación ya descritos, y, posteriormente, emitir un voto de confort de acuerdo con la escala de sensación hígrica puntualizada en la Tabla 21 (pág. 166). Esta pregunta se respondía inmediatamente después de contestar la anterior, es decir, en los mismos momentos de evaluación indicados por el coordinador de la prueba experimental. La descripción de las posibilidades de respuesta fue retomada de la pregunta 28 del cuestionario de sitio (pág. 651): 1) Muy húmedo. Incomodidad permanente, la humedad es constante y moja la ropa. 2) Húmedo. Humedad leve en la piel refrescante con el circular del viento. 3) Algo húmedo. Ligera incomodidad por la humedad pero la piel continua seca. 4) Normal. Sensación desapercibida de humedad: ni resequedad ni humedad percibidas. 5) Algo seco. Casi imperceptible, resequedad eventual en los labios. 6) Seco. Incomodidad ocasional, resequedad en piel y en labios. 7) Muy seco. Incomodidad permanente, aire muy reseco, nariz y garganta secos. D. Preferencias del ambiente interior del espacio (LAC). Con base en las condiciones higrotérmicas percibidas del ambiente controlado en cada uno de los momentos de evaluación, los sujetos fueron capaces de decidir si encontraban en ellas las características necesarias de confortabilidad o no; en caso negativo, les fue posible formular una expectativa (preferencia específica) respecto a las condiciones dadas: más calor, más frío, más humedad o menos humedad, con base en las escalas de preferencia descritas en la Tabla 21 (pág. 166). La consistencia de las respuestas recabadas en este apartado estuvo en función de las respuestas obtenidas en la sección anterior (percepción del ambiente). 20. Con relación a la temperatura, ¿cómo preferiría estar / sentirse en cada uno de los siguientes momentos? Se refirió a expresar, con base en la escala de preferencia térmica concentrada en la Tabla 21, las condiciones esperadas respecto a la temperatura que ofrecía el ambiente en cada uno de los momentos de evaluación, esta expectativa podía sugerir un ajuste o no sobre las condiciones térmicas dadas. La especificación de cada una de las alternativas de respuesta se retomó de la pregunta 30 del cuestionario de sitio (pág. 652): 1) Mucho más frío. Mucho más fresco, con temperatura considerablemente más baja. 2) Más frío. Una reducción intermedia de temperatura.

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3) Un poco más frío. Ligeramente más frío, basta con una disminución reducida de la temperatura. 4) Sin cambio. Tal como está, sin variación alguna de temperatura. 5) Con un poco más de calor. Incremento ligero de temperatura, no afecta el desarrollo de las actividades habituales. 6) Con más calor. Aumento intermedio de temperatura. 7) Con mucho más calor. Mucho más caluroso, con temperatura considerablemente más alta. 21. ¿Cómo preferiría el nivel de humedad en el ambiente durante los momentos anteriormente señalados? Posible cambio (ajuste) deseado en las condiciones de humedad relativa ofrecidas por el ambiente en caso de no cubrir con las expectativas de confort esperadas por los sujetos en cada uno de los momentos de evaluación indicados por el coordinador de la prueba experimental. Las posibles respuestas se plantearon con base en la escala de preferencia hígrica descrita en la Tabla 21 (pág. 166) y en las especificaciones propuestas en la pregunta 31 del cuestionario de sitio (pág. 652): 1) Mucho más húmedo. Incremento significativo de la humedad. 2) Más húmedo. Aumento intermedio de la humedad. 3) Un poco más húmedo. Ligero incremento de humedad. 4) Sin cambio. Tal como está, sin variación alguna de la humedad. 5) Un poco más seco. Merma ligera de la humedad. 6) Más seco. Reducción intermedia de la humedad. 7) Mucho más seco. Disminución significativa de la humedad. E. Información Complementaria. Sección destinada a concentrar la información relacionada con el estado de ánimo de los sujetos en cada momento de evaluación (a partir de las condiciones que ofrecía el ambiente) y con la ubicación específica de cada uno de ellos al interior de la cámara de ambiente controlado. 22. Con relación a las condiciones de temperatura y humedad que ofrece el ambiente, ¿en qué nivel se encuentra su estado de ánimo en cada uno de los siguientes momentos (indicados por el coordinador)? Se refirió a la forma en que cada sujeto aceptaba anímicamente las condiciones higrotérmicas del ambiente en cada momento de evaluación; es decir, con este reactivo se pretendió averiguar qué tan influenciado resultaba el estado de ánimo de cada sujeto a partir de las fluctuaciones higrotérmicas del

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ambiente a lo largo de la prueba experimental. Este dato se recabó durante los ocho momentos de evaluación indicados por el coordinador y el sistema de respuestas fue el utilizado en las dos secciones anteriores. Es importante mencionar que en cada momento fue necesario indicar a los participantes que el nivel del estado de ánimo solicitado era el que estaba en función, exclusivamente, de las condiciones higrotérmicas del ambiente, no así, de otras variables ajenas al tema de investigación (preocupaciones, hambre, apatía, etc.). Las posibilidades de respuesta fueron: 1) Muy bueno. Alegre, realiza sus actividades con mucho gusto, cualquier circunstancia parece agradarle y es recibida con la mejor actitud. 2) Bueno. La percepción y la actitud frente a cualquier suceso es buena, se realizan de buena manera. 3) Algo bueno. Ligeramente mejor de lo normal, comienza a mejorar la percepción de las circunstancias en su entorno. 4) Normal. Ni bueno, ni malo. Se relaciona con toda normalidad, no se percibe exceso de algún extremo (bueno- malo, positivo-negativo). 5) Algo malo. Ligeramente peor de lo normal, comienza a mermar la actitud positiva. 6) Malo. Refleja apatía y desprecio frente a cualquier situación sin importar su naturaleza. 7) Muy malo. Nada puede soportar, la percepción y la actitud ante cualquier circunstancia es sumamente mala y desinteresada, no le encuentra sentido a las cosas. 23. Con apoyo del siguiente croquis, indique el número de su asiento. Se refirió a la ubicación específica de cada participante respecto a la distribución mobiliaria diseñada para cada prueba experimental en la cámara de ambiente controlado. Para ello, se anexo la planta arquitectónica del espacio y se enumeraron los asientos longitudinalmente de frente hacía atrás; como referencia, el primer asiento siempre debía corresponder con el inmediato a la puerta de acceso de la cámara. De cualquier manera, para evitar confusiones y posibles respuestas erróneas, físicamente se enumeraron los asientos en su respaldo y, en caso de aún existir duda, se indicaba al sujeto el número de su asiento. La capacidad máxima de alojamiento de la cámara de ambiente controlado fue de 12 personas y la posición de cada asiento fue analizada con el fin de hacerla coincidir con la ubicación de los sensores de temperatura, los cuales estuvieron encargados de monitorear, de forma individual, las condiciones térmicas de cada sujeto a lo largo de la prueba experimental (ver Ubicación de los participantes y Ubicación de los Thermistores, págs. 234 y 238

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respectivamente). Lo anterior correspondió con una distribución uniforme de asientos y de sensores que permitiera simular las condiciones de un salón de clase en sitio. Dinámicas de Entretenimiento. Si bien este apartado no fue considerado como una sección más del cuestionario utilizado en los estudios de laboratorio; su diseño, su planificación y su inclusión en este instrumento fueron necesarios para resarcir la necesidad de contar con una forma atractiva e interesante de entretener a los sujetos a lo largo de cada prueba experimental; para ello, la actividad sugerida en esta sección no debía demandar un consumo energético distinto al invertido en el salón de clase. De esta manera, se determinó integrar una serie de dinámicas de entretenimiento (juegos mentales) en las que, además de cumplir con su objetivo de entretener, fuera posible poner a pensar a los sujetos tal como se observaba en condiciones reales de sitio; para ello, se integraron dinámicas conocidas comúnmente por la población estudiantil desde nivel básico: sudoku, sopa de letras y/o crucigrama; todos con temática variada según la carrera del grupo evaluado: 1) Sudoku 72. Juego compuesto por una cuadrícula de 9 x 9 celdas, dividida en cuadrantes de 3 x 3 celdas. Partiendo de números dispuestos previamente en casillas aleatorias, hay que completar las casillas vacías con dígitos del 1 al 9 sin que se repitan por fila, columna o cuadrante. La solución de un sudoku es única. 2) Sopa de letras 73. Consiste en una cuadrícula rellena de letras sin sentido aparente, el objetivo es descubrir un número determinado de palabras enlazando las letras horizontal, vertical o diagonalmente y en cualquier sentido (derecha, izquierda, arriba, abajo). El juego debe estar acompañado de pistas que permitan encontrar las palabras, o, en su caso, debe contener un listado de palabras que puedan ser encontradas. 3) Crucigrama 74. Consiste en rellenar con letras los huecos de un casillero, de manera que, leídas estas en sentido horizontal o vertical, formen determinadas palabras de las cuales se da la definición o se sugiere su significado. En los crucigramas las letras y las palabras se mezclan y cruzan hasta encajar entre las cuatro paredes de un cuadrado. Adicionalmente, y en atención a lo que Hernández et al. (2006) sugieren respecto a la estimulación de los sujetos a evaluar, con el objetivo de motivar e interesar la participación

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Mayor información http://www.izt.uam.mx/newpage/contactos/revista/84/pdfs/sudoku.pdf [consult. 02 de abril de 2013].

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Mayor información epo1aensem.jimdo.com/app/download/6225848582/sopaletras.pdf [consultado 03 de abril de 2013].

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Mayor información en http://www.oia.org.ar/_media/prob/c3a03n4p1.pdf [consultado el 02 de abril de 2013].

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del grupo a lo largo de cada prueba experimental, se ofrecía un incentivo a los primeros sujetos que concluyeran correctamente cada dinámica practicada en la evaluación, y, en caso de no presentarse algún ganador, al final de la evaluación se sorteaban los incentivos considerados para ese grupo. Durante los cuatro estudios de laboratorio desarrollados en mayo (de 2013), el incentivo consistió en 12 libros por grupo (prácticamente uno por participante); sin embargo, para los seis estudios de laboratorio llevados a cabo en enero (de 2014), el incentivo consistió sólo en tres libros por grupo. Lo anterior fue resultado de la disponibilidad de recursos conseguidos en cada periodo de estudios.

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Anexo X

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Formatos de captura de datos

Formatos de captura (digitación) de datos Con base en los datos recopilados por cuestionario (encuesta en sitio o su equivalente en laboratorio), por grupo, por periodo y por enfoque de estudio, fue posible desarrollar dos formatos únicos de captura cuyos objetivos y alcances fueron distintos: a) formato individual por grupo de evaluación, y, b) formato general por periodo de estudio. Formato individual por grupo de evaluación Este formato, desarrollado como una tabla en Microsoft Excel®, tuvo como finalidad generar una base de datos individual con base en el total de cuestionarios aplicados por grupo (ya fuera en sitio o en laboratorio). En el caso de los estudios de sitio, la cantidad de sujetos evaluados por grupo varió de seis (grupo menor encuestado) a 42 estudiantes (grupo mayor encuestado); no obstante, en el caso de los estudios de laboratorio, la submuestra poblacional evaluada por grupo osciló entre nueve (grupo menor evaluado) y 14 sujetos (grupo mayor evaluado). Adicionalmente, con el objetivo de concentrar, interpretar y comprender adecuadamente los datos obtenidos por grupo, este formato incorporó una serie de gráficos intuitivos que se actualizaban automáticamente conforme se ingresaban los datos recabados. Este conjunto de gráficos, estructurados estratégicamente, permitió visualizar la información total del grupo en una sola página (sin importar la cantidad de sujetos que conformaran el grupo evaluado), es decir, con estos gráficos fue posible visualizar el resultado y el comportamiento grupal de cada una de las variables analizadas en el cuestionario. Asimismo, este formato permitió identificar, gráficamente, posibles errores de respuesta (por parte de los sujetos) y/o de captura (por parte de los encuestadores); además, favoreció la validación de datos y permitió la sustitución, reemplazo o anulación de aquellos que se visualizaban técnicamente inconsistentes (fuera de lo típicamente contestado). Lo anterior, es una característica importante de este formato a reconocer, ya que con base en ella se logró identificar que, en ocasiones aisladas, hubo participantes que erraron la respuesta en determinadas preguntas, lo que permitió ofrecerles un tratamiento específico. Cada conjunto de cuestionarios por grupo representó un formato individual, y éste, a su vez, una hoja de cálculo del archivo que concentró todas las bases de datos. Por ello, para identificar adecuadamente a cada uno de ellos, les fue asignado un folio consecutivo que correspondió

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con los primeros cinco caracteres del folio de las encuestas que los conformaban. Este folio grupal fungió, además, como nombre de la hoja de cálculo en la que se encontraba capturados los cuestionarios (Figura 166). Para comprender la conformación del folio, véase el reactivo 1 del cuestionario de sitio (pág. 642). Por ejemplo, el folio grupal S-442, señalado en la siguiente figura, hizo referencia al total de cuestionarios recabados en el segundo (2) grupo encuestado el cuarto (4) día de evaluaciones llevadas a cabo el cuarto (4) periodo de estudios en sitio (S).

Figura 166. Folios utilizados en los formatos individuales (por grupo) y por periodos (Elaboración propia).

El gráfico final que representó los datos recabados por cada grupo de evaluación en sitio estuvo conformado por ocho apartados de información, estructurados individualmente en dos cuadrantes como encabezado y en cuatro más ubicados concéntricamente a un núcleo: Encabezado: Cuadrantes:

Núcleo:

I. Datos de control.

II. Condiciones de evaluación.

III. Características físicas y fisiológicas.

IV. Historial térmico.

V. Percepción higrotérmica y eólica.

VI. Preferencias del ambiente.

VII. Género.

VIII. Nivel de arropamiento.

El contenido de cada uno de estos apartados se especificó detalladamente en la Figura 167; no obstante, la Figura 168 ofrece un ejemplo práctico de la representación gráfica de los datos recabados en un grupo encuestado en sitio. Por otro lado, el gráfico final que represento los datos recabados en los grupos evaluados en laboratorio se estructuró en siete apartados de información representados en cuatro cuadrantes concéntricos a un núcleo y en dos más como encabezado: Encabezado: Cuadrantes:

I. Datos de control. III. Características físicas.

IV. Historial térmico.

V. Percepción y preferencias

VI. Nivel del estado de ánimo y condiciones

higrotérmicas. Núcleo:

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II. Condiciones de evaluación.

VII. Género.

higrotérmicas de evaluación.

. 671

Figura 167. Estructura gráfica del formato individual por grupo de evaluación en sitio (Elaboración propia).

Figura 168. Ejemplo del gráfico generado con base en el formato de captura individual por grupo de evaluación en sitio (Elaboración propia).

672

De igual manera, el contenido de cada apartado ha sido especificado detalladamente en la Figura 170; sin embargo, con el objetivo de dejar clara la utilización de este formato durante el proceso de captura de datos, la Figura 171 ofrece un ejemplo práctico de la representación gráfica de los datos obtenidos en un grupo evaluado bajo condiciones controladas de laboratorio. Es importante mencionar que la información señalada en los gráficos corresponde, exclusivamente, a las variables prevalecientes entre sujeto y sujeto (de un mismo grupo), es por ello que en el gráfico de sitio no se especifican las características del salón, y, en el gráfico de laboratorio, el nivel de arropamiento, ya que éstas no variaron entre sujetos al momento de la evaluación. La forma correcta de interpretar estos gráficos fue a partir del centro (núcleo) continuando, en sentido de las manecillas del reloj, por el primer cuadrante concéntrico ubicado en la parte superior izquierda hasta concluir con el ubicado en la parte inferior izquierda. Formato general por periodo de estudio Este formato, al igual que el anterior, representó una etapa clave en la captura y el procesamiento de datos, ya que, si bien el formato anterior fungió como filtro para identificar posibles errores de respuesta y/o de escritura, así como para representar en un solo gráfico los datos recabados por grupo, en este formato se concentraron los datos totales recabados por periodo y por enfoque de estudio; es decir, al final de la investigación resultaron cuatro formatos de este tipo consecuencia de los estudios de sitio (enero, marzo, mayo y septiembre), y, dos más, derivados de los estudios de laboratorio (enero y mayo). El objetivo principal de este formato, además de concentrar individualmente las bases de datos por periodo y por enfoque de estudio, fue procesar, con base en distintos métodos estadísticos de correlación (ver Métodos estadísticos univariables de correlación de datos, pág. 320), los datos recabados en cada periodo de estudio (ver Anexo XIII, pág. 695) con el fin estimar los valores de neutralidad y los rangos de confort de cada una de las variables físicas registradas en sitio (TBS, TGN, HR y VV) y en laboratorio (TBS y HR) (Figura 169). La base de datos se desarrolló en torno a una matriz desarrollada en Microsoft Excel®, en donde cada fila representó los datos de una evaluación aplicada y cada columna los datos de una variable analizada, tal como es posible apreciar en la Figura 30 (pág. 172). Asimismo, con el objetivo de identificar plenamente cada una de las bases de datos originadas por periodo y

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por enfoque de estudio, se les designo un folio individual comprendido por los tres primeros caracteres de los folios característicos de los cuestionarios que los conformaban (para mayor referencia de la constitución del folio véase la pregunta 1 del cuestionario de sitio, pág. 642); por ejemplo, el folio del cuarto (4) periodo de evaluaciones en sitio (S) fue S-4, tal como se puede observar en la Figura 166 (pág. 670). Es importante mencionar que este formato, al contener el total de cuestionarios recabados por periodo y por enfoque de estudios, estuvo conformado por 325 registros para los estudios de sitio en mayo (primer periodo); por 409, para septiembre (segundo periodo); por 425, para enero (tercer periodo); y, por 397, para marzo (cuarto periodo); asimismo, por 368 para los estudios de laboratorio en mayo (primer periodo), y, por 600, para los de enero (segundo periodo); correspondiendo con el total de observaciones recabadas en cada periodo de estudio. La descripción de los gráficos se presentó en el capítulo Resultados (pág. 352).

Figura 169. Formato general por periodo y por enfoque de estudio. Ejemplo de los estudios realizados en sitio durante mayo (Elaboración propia).

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Figura 170. Estructura gráfica del formato individual por grupo de evaluación en laboratorio (Elaboración propia).

Figura 171. Ejemplo del gráfico generado con base en el formato de captura individual por grupo de evaluación en laboratorio (Elaboración propia).

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Anexo XI

. Escala de Beaufort

Escala de Beaufort respecto a la velocidad de viento.

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Anexo XII

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Análisis bioclimático

Análisis bioclimático En este apartado se concentran las herramientas bioclimáticas a partir de las cuales se llevó a cabo el análisis bioclimático para las condiciones de la ciudad de Pachuca, con el fin de identificar los principales requerimientos térmicos mensuales a lo largo de un año típico y permitir, por un lado, contar con una base general en la cual se distingan los periodos higrotérmicos extremos de la ciudad a parir de los requerimientos resultantes, y, por otro, contar con un referente a partir del cual se puedan confirmar y sustentar los resultados obtenidos en esta investigación. Para ello, las herramientas bioclimáticas utilizadas fueron: tablas de Mahoney, triángulos de confort, diagrama bioclimático, diagrama psicrométrico, nomograma de la temperatura efectiva corregida, gráficas solares (con la superposición de datos horarios de TBS y HR) y matriz de climatización. Tablas de Mahoney Los índices de Mahoney analizan de manera integral la temperatura de bulbo seco, la humedad relativa y la precipitación pluvial a partir de sus propios rangos de confort. De acuerdo a los indicadores de Mahoney (Tabla 86), se recomienda para la ciudad de Pachuca (bioclima semifrío seco) las siguientes estrategias: • Distribución: Con el objeto de aprovechar la máxima radiación solar a lo largo del año, conviene que la orientación del volumen sea Norte-Sur (eje largo Este-Oeste). • Espaciamiento: Para evitar infiltraciones y promover un control sobre la estratificación térmica en interiores es conveniente que la configuración del volumen sea compacta. • Ventilación: Con el propósito de promover una ventilación cruzada, se sugiere que los locales se diseñen a doble galería. Bajo condiciones higrotérmicas ofrecidas por este bioclima en particular, la ventilación deberá mantener un carácter de temporalidad limitada con el único propósito de ofrecer eventualmente renovación de aire en interiores y, no así, para corregir la sensación térmica percibida. • Tamaño de las aberturas: Con relación al primero y al último de los puntos anteriores, el tamaño de los vanos no deberá exceder el rango comprendido entre el 20 % y el 30 % de la superficie de las fachadas (aberturas pequeñas), con el objeto de promover un control eficiente del ingreso de radiación solar y ventilación en interiores.

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Tabla 86. Recomendaciones bioclimáticas sugeridas por los indicadores y las tablas de Mahoney (Tabla elaborada a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

• Posición de las aberturas: De acuerdo con los indicadores de Mahoney, es conveniente ubicar los vanos exteriores en muros orientados al N y al S, a la altura de los ocupantes en barlovento. Asimismo, es recomendable la ubicación de ciertas aberturas en muros interiores que permitan el flujo controlado de ventilación y estratificación térmica.

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• Protección de las aberturas: Sombreado total y permanente durante las tardes de primavera y verano, donde las temperaturas, por sí solas, ofrecen condiciones ideales de confort. • Muros y pisos: Deberán ser masivos (con un retardo térmico superior a las ocho horas) con el objeto de almacenar el calor durante el día y aprovecharlo durante las noches y madrugadas. • Techumbres: Al igual que la recomendación anterior, las cubiertas deberán contar con una masividad que garantice el retardo térmico de, al menos, ocho horas al día. Triángulos de confort Los triángulos de confort relacionan la temperatura media de bulbo seco con la oscilación térmica. Son la única herramienta gráfica que considera la oscilación térmica del ambiente durante el día, por lo que permite considerar la inercia térmica de los materiales (amortiguamiento y retardo térmico) como estrategia de diseño. De acuerdo con esta herramienta bioclimática, las temperaturas en la ciudad de Pachuca durante el periodo de noviembre a marzo representan condiciones térmicas fuera de confort para cualquier actividad a realizar, con principal atención en diciembre y enero que, por sus condiciones térmicas —registradas durante el periodo de análisis 2000-2012—, distan de entrar en alguna de las zonas de confort propuestas por los triángulos de Evans (Figura 172). En contraste, según esta herramienta, a lo largo de abril y octubre se da lugar a condiciones propicias para desempeñar actividades en circulaciones exteriores; asimismo, durante el periodo comprendido entre mayo y septiembre (meses con máximas temperaturas medias y menor oscilación térmica) las temperaturas ofrecen condiciones de confort para actividades desarrolladas en espacios proyectados para circulación interior. Con base en la Figura 173, las principales estrategias de diseño —propuestas por los triángulos de confort— para resolver los requerimientos presentados entre noviembre y mayo, son la inercia térmica de los materiales y las ganancias solares, ambas aplicadas conjuntamente a lo largo del año. Es importante señalar que ambas estrategias sugeridas —y obtenidas a través de las horas diarias en las que se presenta mayor radiación— deben actuar conjuntamente a lo largo del año para cubrir los requerimientos de calentamiento que las condiciones térmicas de cada uno de los meses exigen.

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Figura 172. Triángulos de Confort (de John Martin Evans) muestran cuatro ZC (Evans, 2000) y las actividades mensuales que se pueden desarrollar según las condiciones térmicas con que se cuenten (Gráfica elaborada a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

Figura 173. Triángulos de Confort de John Martin Evans (2000). Recomendaciones bioclimáticas pasivas resultantes de graficar conjuntamente la temperatura media y la oscilación térmica, ambas mensuales (Gráfica elaborada a partir de datos climáticos procesados).

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De acuerdo con esta herramienta bioclimática, todo verano y la primer mitad de otoño (periodo comprendido entre junio y octubre) presentan requerimientos de calentamiento que podrían resolverse a partir de ganancias solares exclusivamente, con base en el aprovechamiento controlado —directo e indirecto— de la radiación solar a lo largo del día (ganancias directas por las mañanas e indirectas por las tardes). Diagrama bioclimático El diagrama bioclimático permite graficar la temperatura de bulbo seco —máxima y mínima— contra la humedad relativa —mínima y máxima, respectivamente— con el objeto de mostrar los requerimientos bioclimáticos mensuales necesarios para conseguir condiciones de confort higrotérmico durante el transcurso del día. Para la ciudad de Pachuca, el diagrama bioclimático (Figura 174) muestra que las condiciones mensuales de temperatura y de humedad relativa percibidas durante las tardes (15 h 00, horario solar) de mayo a octubre cuentan con los niveles de aceptación necesarios para ofrecer un rango de confort higrotérmico deseado. Aunque, es de destacar que las condiciones térmicas e hígricas —durante las tardes— de noviembre a abril se muestran fuera de la zona de confort, lo que indica la necesidad de requerimientos de calentamiento y de humidificación para este periodo, que bien podrían ser cubiertos por el empleo de vestimenta pronunciada y la humidificación del ambiente. En contraste, las condiciones de temperatura y de humedad relativa por las noches, madrugadas y mañanas de todo el año aparecen fuera de la zona de confort, lo que revela claramente requerimientos de calentamiento que, según este diagrama, podrían cubrirse sin problema alguno hasta con 350,0 W/m2 (1,3 MJ/m2) de radicación solar para la mitad caliente del año (de abril a septiembre) y hasta con 490,0 W/m2 (1,8 MJ/m2) para la mitad fría del año (de octubre a marzo). Lo anterior resulta posible ya que la radiación directa de abril a septiembre se presenta con promedios mensuales cercanos a los 740,0 W/m2 (2,7 MJ/m2) —promedios que oscilan entre los 692,5 W/m2 (2,5 MJ/m2) en agosto y 773,6 W/m2 (2,8 MJ/m2) en mayo—, mientras que la de octubre a marzo da lugar a promedios mensuales cercanos a los 670,0 W/m2 (2,4 MJ/m2) —promedios que oscilan entre los 583,5 W/m2 (2,1 MJ/m2) en diciembre y 744,9 W/m2 (2,7 MJ/m2) en marzo— (ver Radiación Solar, pág. 281).

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Figura 174. Diagrama Bioclimático para la ciudad de Pachuca. Este diagrama originalmente fue desarrollado por los hermanos Olgyay y posteriormente fue adaptado por el Dr. Steven Szokolay (Gráfica elaborada a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

Diagrama psicrométrico El diagrama psicrométrico muestra todas las variables del aire húmedo, incluyendo las temperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo, las humedades relativa y absoluta, y, la entalpía, entre otras. De acuerdo con el diagrama psicrométrico para la ciudad de Pachuca (Figura 175), todos los meses se está fuera de confort durante las mañanas, lo que hace visible la necesidad de calentamiento en ese horario (06 h 00 a 12 h 00). El periodo de abril a octubre, según el diagrama, podría equilibrarse a partir de la implementación de técnicas que aprovechen los

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Figura 175. Diagrama Psicrométrico de Baruch Givoni. Permite graficar la temperatura de bulbo seco —máxima y mínima— contra la humedad relativa —mínima y máxima, respectivamente—, arrojando estrategias bioclimáticas por mes con el objeto conseguir una ZC durante el transcurso del día (Gráfica elaborada a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

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recursos ofrecidos por el calentamiento solar pasivo, mientras que los requerimientos de noviembre a marzo podrían ser cubiertos con calentamiento solar activo. Si bien es cierto que los requerimientos de calentamiento durante todo el año podrían atenderse a partir de técnicas pasivas de aprovechamiento solar, posiblemente durante diciembre y enero (meses fríos) estos requerimientos demanden complemento de otras técnicas pasivas —ya que durante este periodo la incidencia solar merma con relación a la presentada durante primavera y verano— que, de forma conjunta, contribuyan a conseguir condiciones higrotérmicas de confort (mayor arropamiento; aprovechamiento de la temperatura radiante emitida por equipos, aparatos electrodomésticos o luminarias, entre otros, al interior de los espacios; incremento en la actividad metabólica de las personas; o, en el último de los casos, con el empleo de sistemas mecánicos de calefacción). En el otro extremo, el diagrama bioclimático muestra que en todas las tardes del año, excepto por las del periodo de noviembre a enero, se presentan condiciones aceptables de temperatura y de humedad relativa a partir de las cuales se puede conseguir entrar en confort higrotérmico. En el caso particular de noviembre, diciembre y enero, se sugiere hacer uso de la masa térmica para corregir las diferencias e infiltraciones térmicas entre exterior-interior con el objeto de conseguir las condiciones diurnas deseadas; o, en su defecto, según el diagrama de Givoni, existe la posibilidad de hacer uso del calentamiento solar pasivo para corregir los requerimientos que cada uno de los meses, antes mencionados, demanda. Nomograma de Temperatura Efectiva Corregida Este nomograma relaciona la temperatura de bulbo seco con la temperatura de bulbo húmedo con el fin de ofrecer una aparente sensación térmica corregida —inferior a la temperatura de bulbo seco que en ese momento se manifiesta— a partir del efecto que el viento provoca en la piel bajo una determinada velocidad. En el caso particular de la ciudad de Pachuca con bajas temperaturas por las noches, madrugadas y mañanas de todo el año, así como por las tardes de noviembre a enero, es poco recomendable hacer uso de esta estrategia con el fin de disminuir la sensación térmica mensual a lo largo del año; no así, si el objetivo se centra sólo en la renovación eventual del aire en interiores. Con la corrección térmica percibida a partir del empleo del viento en este tipo de bioclimas, resulta riesgosa la estabilidad térmica lograda en el transcurso del día y, posiblemente, reaprovechada durante la noche, ya que, de considerar un flujo de viento —al

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interior de los espacios— con una velocidad controlada de 1,0 m/s (Evans, 2007), la temperatura de mayo (mes cálido, 16,7 °C de T med ) se percibiría en 12,5 °C, 4,2 K por debajo de la real; asimismo, la sensación térmica para enero (mes frío, 11,6 °C de T med ) se apreciaría en 7,4 °C, 4,2 K menos que la efectiva (Tabla 87). En ambos casos (periodo cálido y periodo frío y, por ende, en todo el año), de aplicar erróneamente esta estrategia para corregir la sensación térmica, se lograría una diferencia considerable entre las condiciones térmicas percibidas y las requeridas mensualmente —ya que el límite anual de confort térmico para la ciudad de Pachuca, según la ecuación lineal de Auliciems y Szokolay (1997), se estima entre 19,5 °C y 24,5 °C, valores térmicos por encima de las temperaturas que dan lugar a lo largo del año en el sitio analizado—. Con lo anterior, se muestra que para el caso particular de la ciudad de Pachuca (bioclima semifrío seco) se podrá hacer uso de esta estrategia sólo con fines dedicados, exclusivamente, a la renovación del aire viciado al interior de los espacios (con una velocidad promedio de 0,1 m/s).

Tabla 87. Sensación térmica corregida a partir del flujo del viento a una determinada velocidad: de 0,1 m/s a 7,0 m/s (Tabla elaborada a partir del Nomograma de Temperatura Efectiva Corregida).

La Figura 176 muestra el nomograma mensual de la Temperatura Efectiva Corregida (TEC) a lo largo del año, citado sólo como referente, ya que se ha demostrado —con base en los resultados concluidos por esta herramienta bioclimática— que, por las condiciones semi-frías de la ciudad de Pachuca, no es recomendable utilizar el efecto del viento para disminuir la sensación térmica.

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Figura 176. Nomograma de Temperatura Efectiva Corregida de Houghten, Yaglou and Miller (ASHRAE, anteriormente ASHVE —American Society of Heating and Ventilation Engineers—). Permite graficar la temperatura de bulbo seco —o Radiante— contra la temperatura de bulbo húmedo, arrojando una sensación subjetiva térmica a partir de una determinada velocidad del viento (Gráfica elaborada a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

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Además, en términos generales, se muestra que las tendencias mensuales resultantes de relacionar ambas temperaturas (bulbo seco y bulbo húmedo) distan de formar parte de la zona de confort térmico estimado para la ciudad en estudio (Tn = 22,0 °C  ZCi = 19,5 °C, ZCs = 24,5 °C), independientemente de la velocidad de viento controlada que se persiga ingresar en interiores; por ejemplo, entre la relación térmica graficada para mayo y la zona de confort —trazada en el nomograma TEC— existen diferencias de entre 4,3 K y 7,0 K (a partir de velocidades de viento de 0,1 m/s y 1,0 m/s), asimismo, para enero, las diferencias oscilan entre 8,5 K y 12,1 K (con la misma velocidad de viento considerada en el ejemplo anterior). Por ende, para el resto de meses, las diferencias variarán en un rango comprendido entre los valores arrojados para el mes cálido (mayo) y el frío (enero). Gráfica solar La posición del Sol y los ángulos solares están determinados por la latitud del sitio en estudio (20° 06’ N), mientras que el horario solar es definido con base en su longitud (98° 43’ W). Con base en la geometría solar del sitio y al movimiento aparente del Sol sobre la bóveda celeste, durante los equinoccios (primavera y otoño: 21 de marzo y 21 de septiembre, respectivamente) el Sol sale a las 06 h 00 por el Este y se oculta a las 18 h 00 por el Oeste (horario solar). En el solsticio de verano (21 de junio) el Sol sale a las 05 h 23 y se oculta a las 18 h 37 con un acimut de 180°, mientras que en el solsticio de invierno (21 de diciembre) sale a las 06 h 37 y se oculta a las 17 h 23 (Tabla 88).

Tabla 88. Análisis solar del día Juliano analizado mensualmente (Tabla elaborada a partir de datos geográficos procesados del sitio en estudio).

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De acuerdo con la latitud de Pachuca —inferior a 23° 27’—, el Sol pasa por el cenit dos veces al año: el 20 de mayo y el 23 de julio. Lo anterior indica que la estrella realiza sus trayectorias diarias desde el norte a partir del 21 de mayo y lo concluye el 22 de julio (equivalente a 63 días de traslado, del orto al ocaso, con acimuts superiores a los 90° desde el S en este periodo). Los ángulos solares (altura solar y acimut) para el día juliano de cada mes, al medio día solar, quedan definidos como a continuación se indica (Figura 177): 1) 21 de enero. Altura solar = 49,8° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 2) 21 de febrero. Altura solar = 59,1° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 3) 21 de marzo. Altura solar = 69,9° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 4) 21 de abril. Altura solar = 81,5° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 5) 21 de mayo. Altura solar = 89,9° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 6) 21 de junio. Altura solar = 93,4° desde el S, ángulo de acimut = 180° desde el N. 7) 21 de julio. Altura solar = 90,6° desde el S, ángulo de acimut = 180° desde el N. 8) 21 de agosto. Altura solar = 82,3° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 9) 21 de septiembre. Altura solar = 69,9° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 10) 21 de octubre. Altura solar = 59,5° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 11) 21 de noviembre. Altura solar = 50,2° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S. 12) 21 de diciembre. Altura solar = 46,5° desde el S, ángulo de acimut = 0° desde el S.

Figura 177. Ángulo mensual de la altura solar para el día 21 al medio día solar (Elaboración propia).

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Si se sobreponen las temperaturas y las humedades relativas horarias sobre el diagrama estereográfico, se puede observar el comportamiento mensual de cada una de estas variables respecto al recorrido aparente del Sol y las relaciones estrechas que existen entre éste y el incremento y/o decremento de ambos factores climáticos (Figura 178 y Figura 179). El diagrama estereográfico de temperaturas horarias —correspondiente al primer semestre del año— (Figura 178) indica que las condiciones térmicas en las mañanas del periodo de febrero a junio se presentan por debajo de la zona de confort —con temperaturas inferiores a los 19,5 °C— hasta las 13 h 00 en el peor de los casos (febrero) y las 11 h 00 en el mejor de ellos (abril y mayo). En el caso particular de las temperaturas diurnas que dan lugar a lo largo de enero, es de resaltar que en todo momento se encuentran por debajo del ZCi (< 19,5 °C). En lo que respecta al segundo semestre del diagrama estereográfico de temperaturas horarias, durante las mañanas de julio a diciembre se manifiestan temperaturas por debajo de los 15,5 °C, lo que provoca que hasta después de las 12 h 00 en el mejor de los casos (agosto) y de las 14 h 00 en el peor de ellos (octubre) las temperaturas ofrezcan condiciones aceptables de confort. Asimismo, el diagrama refleja de durante noviembre y diciembre las temperaturas diurnas se presentan con niveles inferiores a los 19,5 °C, excepto por una hora de las tardes de diciembre (15 h 00 - 16 h 00) que da lugar a temperaturas promedio igual a los 19,6 °C (0,1 K por encima de la ZCi), lo que manifiesta requerimientos de calentamiento durante, prácticamente, todo el día. Es de destacar que las condiciones de baja temperatura nuevamente comienzan a cobrar fuerza durante las tardes de julio a octubre, después de las 19 h 00, 18 h 00 y 17 h 00, respectivamente. Lo anterior indica que, de acuerdo con el diagrama estereográfico de ambos semestres, la orientación óptima para proyectar espacios arquitectónicos en la ciudad de Pachuca —con temperaturas inferiores a los 19,5 °C durante todas las noches, madrugadas y mañanas del año, así como en las tardes de noviembre, diciembre y enero, principalmente— es S-SE (22,5° E a partir del S), de acuerdo con el eje térmico, tal como se muestra en la Figura 178. Por otro lado, el diagrama estereográfico de las humedades relativas horarias (Figura 179) muestra, a grandes rasgos, un nivel de HR superior al 70,0 % durante las mañanas del primer semestre (hasta las 09 h 00 en enero, febrero y mayo; 07 h 00 en marzo; 08 h 00 en abril; y, 11 h 00 en junio); en contraste, por las tardes de diciembre a mayo se acentúan humedades relativas bajas —inferiores al 30,0 %— en un horario aproximado de entre las 13 h 00 y 18 h 00.

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Hola

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Figura 178. Diagrama Estereográfico a partir del método de trazo de Steven Szokolay. Permite graficar las temperaturas horarias a partir del recorrido aparente del Sol —sobre la bóveda celeste—, con el objeto de visualizar y comprender su comportamiento durante las horas diurnas en que el Sol se hace presente (Gráfico elaborado a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

Figura 179. Diagrama Estereográfico a partir del método de trazo de Steven Szokolay. Permite graficar las humedades relativas horarias a partir del recorrido aparente del Sol —sobre la bóveda celeste—, con el objeto de visualizar y comprender su comportamiento durante las horas diurnas en que el Sol se hace presente (Gráfico elaborado a partir de datos climáticos procesados del sitio en estudio).

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El resto de las horas de la mañana y tarde, según la estereográfica, presenta niveles aceptables de humedad relativa. En cuanto a la estereográfica del segundo semestre, en las mañanas de prácticamente todo el tiempo (julio a octubre) se presentan niveles hígricos superiores al 70,0 % (correspondiendo con el periodo lluvioso) hasta las 11 h 00 en julio, agosto y octubre; las 12 h 00 en septiembre; 10 h 00 en noviembre; y, las 09 h 00 en diciembre. Asimismo, la totalidad de las tardes de julio a noviembre se encuentran libres de altos o bajos niveles hígricos, lo que indican condiciones de confort a partir de las 11 h 00 en promedio, excepto por las tardes de diciembre que, como ya se mencionó, a partir de las 14 h 00 los niveles de humedad relativa descienden por debajo del 30,0 %. En conclusión, las tardes de invierno y primavera son secas. Matriz de climatización La matriz de climatización (Tabla 89) es el concentrado de estrategias bioclimáticas que resumen todo el análisis paramétrico, climático y bioclimático de un sitio. Con esto, se podría determinan que, para el caso particular de la ciudad de Pachuca, las estrategias que se recomienda aplicar son: 1) Radiación Solar Directa (para las mañanas de prácticamente todo el año —excepto por las de abril y mayo— y para las tardes de octubre a enero), 2) Ganancias Internas (prácticamente para para los días y noches de todo el año, excepto por el periodo de abril y mayo), 3) Radiación Solar Indirecta (prácticamente para para los días y noches de todo el año, excepto por el periodo de abril y mayo), 4) Protección al Viento (más que protección, sería Control del Viento durante los días y noches de todo el año donde se presentan vientos con velocidades cercanas a los 3.0m/s en promedio), 5) Ventilación Natural (únicamente por las tardes de todo el año con el objeto de renovar el aire viciado, con principal atención en los meses con temperaturas más elevadas: abril y mayo), 6) Sistemas Radiativos (por las tardes de todo el año para obtener el mayor número de ganancias durante el día y aprovecharlas por la noche, madrugadas y mañanas), 7) Calentamiento Directo (para efectos de deshumidificación, sólo por las mañanas de junio a noviembre), 8) Calentamiento Indirecto (para efectos de deshumidificación, durante el día de junio a noviembre y durante las noches de todo el año), y, 9) Sistemas Evaporativos (únicamente durante horario diurno de diciembre a mayo).

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Tabla 89. La matriz de climatización permite concentrar en una única tabla gran parte de las estrategias pasivas de climatización recomendadas por todos los diagramas, gráficas y tablas bioclimáticos analizados con anterioridad (Tabla elaborada a partir de las recomendaciones arrojadas por cada una de las herramientas bioclimáticas aplicadas).

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Anexo XIII

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Métodos estadísticos considerados para el procesamiento y la correlación de datos

Métodos estadísticos considerados para el procesamiento y la correlación de datos En este anexo se presenta, de forma práctica, la manera en que los métodos estadísticos, descritos en el subcapítulo Métodos estadísticos univariables de correlación de datos (pág. 320), fueron aplicados individualmente a los datos recabados durante los estudios de sitio y los estudios de laboratorio por variable física analizada (TBS, TGN, HR y VV), periodo de estudio (enero / frío, marzo / transición seco, mayo / cálido y septiembre / transición húmedo) y enfoque de estudio (adaptativo y predictivo). Para ello, el desarrollo de este apartado consiste en presentar, a modo de ejemplo, los resultados y los gráficos parciales obtenidos con la aplicación de cada uno de estos métodos durante el análisis individual de la TBS para el periodo de transición húmedo con el enfoque adaptativo (debido a que fue el caso extremo identificado), aunque es importante aclarar que dicho procedimiento (de aplicación y comparación de resultados) se aplicó de igual manera a cada uno de los casos analizados (por variable física, periodo y enfoque de estudio). Como se señaló en el Anexo X (pág. 669), fueron dos los formatos diseñados para la captura y el procesamiento de datos; el primero consistió en la captura de los cuestionarios de forma individual (por grupo de evaluación) y el segundo en la captura de éstos en un formato general (por periodo de evaluación). Para este último caso, se automatizó una hoja de cálculo en Microsoft Excel® con el fin de que, a partir de los datos introducidos en la matriz (base de datos por periodo de estudio), el procesamiento y la correlación de datos (por variable física, periodo y enfoque de estudio) se llevará a cabo simultáneamente con los siguientes métodos estadísticos —descritos detalladamente en el subcapítulo 5.2 (pág. 320)—: • Regresión lineal simple (pág. 322). • Regresión lineal simple a partir de medias por categoría de Sensación Térmica (pág. 330). • Método de ANSI/ASHRAE 55 (pág. 331). • Medias por Intervalos de Sensación Térmica (pág. 333). Lo anterior, con el fin de visualizar paralelamente los resultados estimados (valores de neutralidad y rangos de confort) con cada uno de los métodos aplicados y definir cuál de ellos representaba mayor consistencia respecto a las condiciones de evaluación de las cuales fueron objeto (prácticamente en todos los casos el MIST presentó mayor consistencia de resultados).

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Adicionalmente, se calcularon los índices PMV - PPD por cada grupo experimental evaluado bajo condiciones controladas de laboratorio (enfoque predictivo) —tal como se puede apreciar en la tabla ubicada en la parte superior derecha del formato individual de captura de datos (por grupo de evaluación) diseñado para tal fin (ver Figura 171, pág. 676)— , así como la Tn a partir de la ecuación lineal de Auliciems y Szokolay (1997) para cada periodo con base en los datos recabados en los estudios de sitio (enfoque adaptativo). En otras palabras, mientras que a los datos del enfoque predictivo se les aplicaron los índices PMV - PPD, a los del enfoque adaptativo se les aplicó la ecuación lineal de Auliciems y Szokolay (1997). De esta manera, los resultados parciales del procesamiento de datos a partir de los métodos ya mencionados (por variable física analizada, periodo de estudio y enfoque aplicado) se pueden consultar directamente en la base de datos adjunta a la versión electrónica de esta investigación (disco compacto anexo al formato impreso). Como ya se mencionó, el desarrollo de este anexo está dirigido, a modo de ejemplo, al caso crítico en el que se observaron los resultados más extremos con cada método aplicado: periodo de transición húmedo. Por lo anterior, resulta importante aclarar que, si bien en este apartado sólo se presenta este ejemplo práctico, este procedimiento de aplicación y comparación de resultados se desarrolló con cada uno de los casos analizados en el capítulo 6. Resultados (pág. 352). Regresión lineal simple De acuerdo con los datos recabados en los estudios de sitio durante el periodo de transición húmedo (septiembre), fue posible realizar la correlación de la TBS y la ST a partir de las bases en las que se sustenta el método estadístico convencional de la regresión lineal simple (RLS). Para ello, se realizó la limpieza de datos tal cual se describió en el subcapítulo Preparación de la base de datos (pág. 305) y, posteriormente, se graficó el total de pares de datos (TBS - ST) obtenidos durante el periodo de estudio (381 observaciones); de esta manera se llevó a cabo la regresión lineal simple (RLS) con el diagrama de dispersión conformado (nube de puntos) y se obtuvo el coeficiente de determinación (r2) y la ecuación de la recta (y = a + bx) que caracterizaron el grado de dispersión de los puntos (pares de datos) y la pendiente de la recta (así como la ordenada en la que ésta cruza al eje de las Y), respectivamente (Figura 180). El valor de neutralidad (Tn) se logró de la abscisa resultante por el cruce de la RLS y la ordenada 4 (categoría de ST equivalente a confort térmico: ni calor ni frío), mientras que los

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límites del rango de confort quedaron definidos por las abscisas resultantes del cruce de la RLS y las ordenadas 4,5 (para el límite superior) y 3,5 (para el límite inferior), según los trabajos de González y Bravo (2003), o por la intersección de la RLS y las ordenadas 5,0 y 3,0 (para los límites superior e inferior, respectivamente), de acuerdo con Fanger (1972). Con lo anterior, es posible apreciar que la estimación de los rangos de confort queda a criterio del analista y por lo general se modelan equidistantes al valor de neutralidad.

Figura 180. Procesamiento y correlación de datos a partir del método de Regresión Lineal Simple. Datos recabados con los estudios de sitio durante el periodo de transición cálido: Septiembre (Elaboración propia).

Para este ejemplo, particularmente, la Tn resultante correspondió a 25,3 °C, mientras que los límites inferior y superior del rango de confort fueron de 22,0 °C y 28,6 °C, respectivamente, por lo que la amplitud del rango de confort térmico para este periodo correspondió a 6,6 K.

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Regresión lineal simple a partir de medias por categoría de Sensación Térmica El procedimiento para llevar a cabo el procesamiento y la correlación de datos por medio del método de regresión lineal simple a partir de medias por categoría de ST (RLS medias ST) fue exactamente el descrito en el método estadístico anteriormente presentado, la diferencia radica en que en lugar de procesar y graficar el total de pares de datos (TBS - ST) obtenidos durante el periodo de estudio, sólo se procesan y grafican los valores medios de las variables independiente (TBS) y dependiente (ST) de cada grupo evaluado durante el periodo (Figura 181), lo que permite que el coeficiente de determinación sea superior al obtenido con el método de regresión lineal simple (aunque la pendiente de la recta resulta similar en ambos casos).

Figura 181. Procesamiento y correlación de datos a partir del método de Regresión Lineal Simple con base en medias por categoría de ST. Datos recabados con los estudios de sitio durante el periodo de transición cálido: Septiembre (Elaboración propia).

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De igual manera, el valor de neutralidad y los límites del rango de confort se obtienen del valor de la abscisa que resulta del cruce de la RLS y las ordenadas 4 (Tn), 3,5 (límite inferior) y 4,5 (límite superior), respectivamente. De esta forma, la Tn resultante con la aplicación de este método estadístico para el periodo de transición húmedo, fue de 26,0 °C (0,7 K más que la obtenida con el método de regresión lineal simple); asimismo, los límites inferior y superior del rango de confort térmico resultaron en 21,8 °C y 30,3 °C, respectivamente (0,2 K menos y 1,7 K más que los obtenidos con el método de regresión lineal simple, respectivamente); por ende, la amplitud del rango de confort térmico resultó en 8,5 K (1,9 K más que el obtenido con el método de regresión lineal simple). En términos generales, con el procesamiento y la correlación de datos a partir de este método, los valores tanto del coeficiente de correlación, como el de la Tn y los de los límites de los rangos de confort, resultaron por encima de los obtenidos con la aplicación del método de regresión lineal simple. Método de ANSI/ASHRAE 55 (2010) Con este método únicamente fue posible determinar si, con base en las condiciones térmicas registradas simultáneamente durante el desarrollo de cada evaluación grupal, los sujetos podrían percibir condiciones térmicas de confort según las zonas establecidas en el diagrama que la ANSI/ASHRAE 55 (2010) propone para tal efecto. Con ello, en la Figura 182 es posible observar que prácticamente todos los grupos (y, por ende, todos los sujetos) evaluados durante el periodo de transición térmica húmedo manifestaron sentirse en condiciones de confort, algunos próximos al límite inferior del rango que marca las condiciones aceptables para el 80,0 % de sujetos. No obstante, de los 15 grupos evaluados en este periodo, 13 manifestaron condiciones de confort aceptables para el 90,0 % de los sujetos evaluados, mientras que sólo dos de ellos, manifestaron condiciones de confort aceptables para el 80,0 % de los sujetos. Los puntos concentrados a la izquierda del diagrama corresponden con los grupos evaluados durante horario matutino (entre las 07 h 00 y las 09 h 00, horario local), mientras que los concentrados a la derecha del diagrama corresponden con los grupos encuestados durante horario vespertino (entre las 15 h 00 y las 17 h 00, horario local), cuando, en promedio, las condiciones higrotérmicas de un día típico son extremas. De ahí que los puntos se concentren a ambos extremos del diagrama.

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Figura 182. Procesamiento de datos a partir del método de ANSI/ASHRAE 55 (2010). Datos recabados con los estudios de sitio durante el periodo de transición cálido: Septiembre (Elaboración propia).

Medias por Intervalos de Sensación Térmica El procedimiento para llevar a cabo el procesamiento y la correlación de datos a partir de este método fue el descrito íntegramente en el subcapítulo Medias por Intervalos de Sensación Térmica (MIST) (pág. 333); asimismo, la interpretación de los resultados y los gráficos parciales obtenidos para el caso de aplicación desarrollado en este apartado (periodo de transición húmedo) corresponde con la presentada en el subcapítulo Periodo transición (húmedo) (pág. 389). Por lo anterior, resultaría redundante una explicación más detallada de este método tal como se realizó con los tres anteriores, por lo que sólo se describirán, de manera general, los resultados estimados con éste (valor de neutralidad y rangos de confort). De acuerdo con la Figura 183, la Tn estimada a partir de la aplicación de este método de correlación univariable fue de 22,2 °C; paralelamente, los límites inferior y superior del rango de confort reducido correspondieron a 21,2 °C y 23,4 °C, respectivamente, asimismo, los límites inferior y superior del rango de confort extenso se definieron en 20,4 °C y 25,1 °C, 700

respectivamente (valores inferiores a los estimados con los dos métodos convencionales de correlación descritos inicialmente: regresión lineal simple y regresión lineal simple a partir de medias por categoría de ST). Como se puede apreciar, la amplitud del rango de confort reducido fue de 2,3 K, mientras tanto, la del rango de confort extenso fue de 4,7 K; ambas, razonablemente reducidas debido a la influencia que ejerce la HR sobre la sensación térmica de los sujetos durante este periodo de estudio específicamente.

Figura 183. Procesamiento y correlación de datos a partir del método de Medias por Intervalos de Sensación Térmica (MIST). Datos recabados con los estudios de sitio durante el periodo de transición cálido: Septiembre (Elaboración propia).

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Comparación de los resultados obtenidos con la aplicación de los métodos descritos anteriormente De acuerdo con la Figura 180 y la Figura 181, el elemento que permitió identificar la diferencia determinante entre la aplicación de los métodos de regresión lineal simple y de regresión lineal simple por medias de ST fue el coeficiente de determinación obtenido en cada caso, ya que prácticamente los elementos de la ecuación de la recta —es decir, la pendiente de la recta y la intersección de ésta con el eje de las ordenadas (Y)— resultaron similares en ambos casos. Como ya se ha señalado, en todos los casos en los que se realizó el procedimiento de aplicación y comparación de estos dos métodos estadísticos de correlación (por variable física, periodo y enfoque de estudio), el valor de la r2 obtenida con el método de regresión lineal simple por medias de ST fue superior al obtenido con el método de regresión lineal simple. De esta manera, es posible afirmar que la única ventaja identificada durante el procesamiento de datos a partir de uno u otro método convencional es que con el segundo de ellos (método de regresión lineal simple por medias de ST) se logró mejorar el valor del coeficiente de correlación, no así, el grado de consistencia/sesgo con el que fueron estimados tanto el valor de neutralidad como los límites y las amplitudes de los rangos de confort, ya que en ambos casos, éstos resultaron próximos entre sí (similares en magnitud). Es decir, si bien las Tn y los rangos de confort térmico obtenidos con la aplicación de ambos métodos convencionales no resultaron idénticos, si se estimaron con una aproximación estrecha entre sí, además de que los límites inferior y superior de los rangos de confort en cada caso resultaron equidistantes. s e

Adicionalmente, el rango de confort estimado por ambos métodos sugiere un intervalo térmico por encima de aquel en el que se concentraron los pares de datos (individuales o promedio) recabados durante el periodo de evaluación; además, dicho rango de confort resultó con una amplitud similar a la estimada para el resto de periodos estudiados (esto, debido al comportamiento similar de la pendiente de la recta), sin considerar el intervalo (de la variable independiente) en el que se manifestó la concentración de puntos (diagrama de dispersión) respecto a la mostrada por el resto de periodos —es decir, sin considerar la influencia de otras variables físicas que influyen en la sensación térmica de los sujetos, tal como la HR, la cual permitió que los votos de confort (totales o promedio) manifestados respecto a la TBS (total o promedio, respectivamente) se observaran concentrados en el diagrama de dispersión—. Caso contrario se observó con la aplicación del MIST en donde las pendientes de las rectas se mostraron más razonables respecto al efecto que la HR ejerce sobre la ST de los sujetos en 702

cada periodo (en el caso de los métodos convencionales, prácticamente la pendiente de la recta es la misma en cada periodo con ambos casos). Lo anterior permitió identificar mayor consistencia en los resultados obtenidos a partir del MIST respecto a los obtenidos con los métodos convencionales (con base en las condiciones higrotérmicas a partir de los cuales fueron estimados); es decir, en correspondencia con las condiciones hígricas que dan lugar durante el periodo de transición húmedo (septiembre) —y, por ende, con la estrecha oscilación térmica diaria—, los rangos de confort estimados con el MIST resultan más razonables frente a los obtenidos para el resto de periodos estudiados (frío, transición seco, cálido), a diferencia de los resultados obtenidos con los otros dos métodos de correlación en donde prácticamente la amplitud de los rangos de confort (no así los límites) fue uniforme en cada periodo de estudio sin importar las condiciones hígricas que en cada uno dieran lugar; por ello, es importante la interpretación correcta de la pendiente de la recta en cada caso. Adicionalmente, los valores con los que resultaron los límites de los rangos de confort fueron no equidistantes al valor de neutralidad, lo que indica que no sólo la Tn se ajusta a lo largo del año respecto a las condiciones higrotérmicas que dan lugar en cada periodo, sino también los rangos de confort (límites y amplitudes), característica contraria a la observada en los dos métodos convencionales de correlación a los que se ha hecho referencia continuamente, donde los rangos de confort resultan equidistantes (simétricos) al valor de neutralidad, independientemente de la variable física, periodo y/o enfoque de estudio analizado. En términos generales, en los periodos de la mitad fría del año (PF y PTs), con la aplicación del MIST, se observó un grado superior de adaptación y de aclimatación a condiciones térmicas frías, mientras que en los periodos comprendidos por la mitad cálida del año (PC y PTh), dicha adaptación y aclimatación se observaron con mayor tendencia a condiciones calurosas. Lo anterior permite validar los resultados obtenidos con el MIST si se comparan con los obtenidos con los otros métodos de correlación aplicados, donde los rangos de confort (límites y amplitudes) se estimaron equidistantes al valor de neutralidad y con magnitud similar (en cada uno de los casos). Adicionalmente, la Tn obtenida con el MIST coincide con la estimada a partir de la ecuación lineal de Auliciems y Szokolay (1997), ambas con un valor de 22,2 °C, lo que permite validar bioclimáticamente este resultado, a diferencia del obtenido con los métodos convencionales en el que se identificó una diferencia de 3,1 K (respecto al método de RLS) y una de 3,8 K (respecto al método de RLS medias ST), por encima del valor mencionado.

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A efecto de platear un análisis comparativo imparcial entre los resultados obtenidos por cada método de correlación, los límites de los rangos de confort obtenidos con los dos primeros de ellos se homologaron con los límites del rango de confort extenso definido por el MIST. Con lo anterior, en la Tabla 90 se presentan los resultados parciales obtenidos con la aplicación de cada método de correlación para el valor de neutralidad y los rangos de confort del periodo de transición húmedo.

Tabla 90. Resultados parciales obtenidos para la TBS del periodo de transición húmedo (septiembre) a partir de los tres métodos estadísticos empleados para llevar a cabo la correlación de datos (Elaboración propia).

Como es posible apreciar en la tabla anterior, los resultados estimados con los métodos de correlación convencional resultaron próximos entre sí y por encima de los estimados con el método de MIST. Con el fin de identificar las diferencias y las similitudes entre los resultados obtenidos con cada método aplicado, en la b O

Figura 184 se presentan gráficamente cada uno de ellos. Como se puede observar, en tanto la amplitud del rango de confort térmico estimado con los métodos de RLS y de RLS medias de ST es amplio para las condiciones hígricas que se presentan durante el periodo de transición húmedo, la obtenida con el método de MIST se observa razonablemente más acorde a dichas condiciones ambientales. Asimismo, la Tn obtenida con los dos métodos convencionales se aproxima entre sí, mientras que la obtenida con el MIST Figura 184. Tn y rangos de confort obtenidos por cada método estadístico de correlación aplicado al procesamiento de datos del periodo de transición húmedo: septiembre (Elaboración propia).

presenta mayor correspondencia con las condiciones térmicas que dan lugar durante este periodo (ver Figura 66, pág. 266).

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UBLICACIONES

DERIVADAS DE ESTA INVESTIGACIÓN

Rincón, J. y V. Fuentes (2013). “Bioclimatic Analysis Tool: An alternative to facilitate and streamline preliminary studies” en Congreso XXXVII Semana Nacional ANES - ISES Solar World Congress 2013, del 3 al 7 de noviembre 2013, ID del artículo: 130, Cancún, Quintana Roo, México [on-line]. Disponible en: https://www.academia.edu/6288657/Bioclimatic_Analysis_ Tool_An_Alternative_to_Facilitate_and_Streamline_Preliminary_Studies [consultado el 30 de mayo de 2015]. Rincón J. y V. Fuentes (2013). “Estimación del confort térmico a partir de la confrontación de sus dos enfoques de estudio: Caso aplicado” en Castorena, G. (comp.). Estudios de Arquitectura Bioclimática, anuario 2013, vol. XII, Universidad Autónoma Metropolitana - Azcapotzalco, México. Rincón J. y V. Fuentes (2013). “Bioclimatic Analysis Tool (BAT): Aplicación informática para el análisis bioclimático en Arquitectura” en Castorena, G. (comp.). Estudios de Arquitectura Bioclimática, anuario 2013, vol. XII, Universidad Autónoma Metropolitana - Azcapotzalco, México. Rincón, J. y J. Ambriz (2014). “Estimación del confort térmico a partir del enfoque predictivo: Estudio experimental” en Congreso XXXVIII Semana Nacional ANES - XI Congreso Iberoamericano, del 8 al 10 de octubre 2014, ID del artículo: 133, Querétaro, Qro., México [on-line]. Disponible en: http://www.academia.edu/8742092/Estimaci%C3%B3n_del_Confort_T%C3% A9rmico_a_partir_del_Enfoque_Predictivo_Estudio_Experimental [consultado el 30 de mayo de 2015]. Rincón, J. y G. Bojórquez (2014). “Estimación del confort térmico a partir del enfoque adaptativo: Estudio en sitio” en Congreso XXXVIII Semana Nacional ANES - XI Congreso Iberoamericano, del 8 al 10 de octubre 2014, ID del artículo: 149, Querétaro, Qro., México [on-line]. Disponible en: http://www.academia.edu/8742086/Estimaci%C3%B3n_del_Confort_ T%C3%A9rmico_a_partir_del_Enfoque_Adaptativo_Estudio_en_Sitio [consultado el 30 de mayo de 2015]. Rincón, J. y V. Fuentes (2014). “Bioclimatic Analysis Tool (BAT): Herramienta automatizada para facilitar los estudios preliminares de un proyecto bioclimático” en Congreso XXXVIII Semana Nacional ANES - XI Congreso Iberoamericano, del 8 al 10 de octubre 2014, ID del artículo: 164, Querétaro, Qro., México [on-line]. Disponible en: https://www.academia.edu/8742067/ Bioclimatic_Analysis_Tool_BAT_Herramienta_Automatizada_para_Facilitar_los_Estudios_Pr eliminares_de_un_Proyecto_Bioclim%C3%A1tico [consultado el 30 de mayo de 2015].

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