Cómo calcular el confort térmico y actuar sobre las variables más eficientes

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Uno de los trabajos en los que estoy enrolado, para el Centro de Investigación para la Mejora e Innovación de las Empresas de la Universidad Politécnica de Calatuña (CERpIE-UPC), consiste en testear aplicaciones existentes con utilidades diversas. Posteriormente, redactamos un artículo de reseña que se publica en su portal Prevención Integral.

La semana pasada le tocó a una aplicación llamada «FANGER by Aqualogy”. La aplicación está disponible gratis para Android 2.2 o versiones superioresen Google Play y para iOS 7.0 o versiones superiores en Apple iTunes.

Aunque la app está destinada a evaluar el confort térmico en lugares de trabajo, es también utilísima para calcular el confort térmico en cualquier local interior, incluida tu casa y saber sobre qué variables es más rentable actuar.

En este post te explico cómo hacerlo de un modo aproximado y simplificado pero que te permitirá saber cuáles son las variables más rentables sobre las que actuar para mejorar el bienestar térmico en tu casa, aplicando criterios de eficiencia energética.

data_netatmo_ontinar_additional_moduleComo ejemplo, usaré los datos de temperatura y humedad que me proporciona uno de los módulos de interior de la estación NetAtmo que tengo instalada en Ontinar, que en el momento en que estoy escribiendo este post (17 julio , 12,30 horas) son los que aparecen en la imagen de la derecha. De momento, ese ha sido el día más caluroso en lo que llevamos de año.

Con cualquier termómetro e higrómetro, conseguirás tus propios datos de temperatura y humedad.

El dato de la hora es importante, como verás más adelante.

Las variables para calcular el ambiente térmico son seis

Cuatro variables que dependen del entorno:

  • Fanger_data_inputtemperatura radiante media que, como normalmente no se suele tener en casa los instrumentos de medida necesarios (termómetro de globo) para una lectura precisa, asumiremos que son aproximadamente los 24,2ºC que da la estación;
  • temperatura del aire que, al no estar encendido ningún aparato de climatización, en el recinto asumiremos que son los mismos 24,2ºC que hay en el ambiente;
  • humedad relativa = 64%;
  • velocidad del aire = 0,0 m/s, sin climatización, como en el caso de la temperatura del aire;

Dos variables que dependen del individuo:

  • actividad metabólica medida en W/m2, mide la cantidad de calor que el cuerpo humano necesita disipar al ambiente por metro cuadrado de piel [1] para alcanzar el balance térmico según la actividad realizada. Dicha actividad se mide en MET y depende del metabolismo de cada persona. Para el ejemplo, vamos a considerar un MET de 2,5 MET (145,5 W/m2) [1 MET= 58,2 W/m2] correspondiente a la realización de un trabajo doméstico relativamente intenso y continuado
Como referencia, estos son algunos ejemplos de MET en función de la actividad:
Durmiendo, 0.8 met = 46,56 W/m2;
Una persona sentada relajada, 1 met = 58,2 W/m2;
Caminando, 3.4 met = 197,88 W/m2;
Corriendo, 9.5 met = 552,9 W/m2.
  • aislamiento térmico del vestido que la propia aplicación explica y que se mide en “clo” [2]. Con una «indumentaria de verano» clo = 0,5.

Fanger_resultsEn estas condiciones, el resultado que nos devuelve la aplicación son los siguientes índices de confort térmico:

  • Un PMV (valor medio previsto) de 1,15. Esto es un valor muy alto y que se traduciría en que estaríamos pasando calor. Un valor aceptable de PMV sería el comprendido entre + 0,5 y – 0,5;
  • Un PPD (Porcentaje previsto de insatisfechos) de 32,94%. Es decir, que en esas condiciones, casi un tercio de personas se encontrarían incómodas en casa.

La conclusión de estos datos (PMV = 1,15) es que en las condiciones ambientales en el momento de la medición (día 17 de julio a las 12,30 horas) un trabajo doméstico relativamente intenso y continuado en casa genera una situación de disconfort térmico significativo, obviamente por calor.

Variables sobre las que intervenir para mejorar el confort térmico

Aparte de los resultados, la aplicación devuelve unas tablas simulando el impacto en los índices de confort según diferentes valores de las variables, marcando en verde los casos en que las variables dejan el índice de confort PMV dentro del rango aceptable de -0,5 y +0,5:

Fanger_suggestions

Como puedes observar, la influencia de las variables en el índice de confort PMV sigue este orden:

  1. temperatura del aire;
  2. actividad metabólica;
  3. aislamiento térmico de la vestimenta;
  4. velocidad del aire;
  5. humedad relativa.

El objetivo consiste en establecer un nivel de confort aceptable (entre -0,5 y + 0,5 PMV) aplicando criterios de eficiencia energética, lo cual implica que debemos actuar sobre las variables de confort mediante la planificación y organización de las tareas, cambios de mentalidad y de las costumbres del día a día:

Fanger_variacion_temp

  • El trabajo más duro, a primera hora. Con 22ºC de temperatura (solamente 2,2ºC menos que la temperatura tomada como referencia, 24,2ºC), el PMV pasa de 1,15 a 0,67, situándonos casi en el rango de confort térmico aceptable entre -0,5<PMV<+0,5. El día de la medición, hubo 22ºC hasta las 11 de la mañana aproximadamente. Esta es una demostración técnica de que «a quien madruga Dios le ayuda«.

 

Fanger_variacion_clo

  • Una simple prenda de vestir es una gran diferencia. Si además de hacer el trabajo más duro en las primeras horas con menor temperatura, lo haces con «ropa ligera de verano» (clo=0,3) el PMV es 0,23, que ya está dentro del rango de confort térmico.

 

  • Una vez resuelto el confort térmico del trabajo más intenso, quedan disponibles las horas punta de calor para hacer los trabajos más ligeros. Fanger_variacion_metUn nivel de actividad de 1,2 MET, correspondiente a la permanencia normal en casa, sin estar ni en reposo ni haciendo trabajos domésticos intensos y constantes, implica un nivel de actividad de 69,6 W/m2 que se traduce en un PMV de -0,05 muy cerca de una situación de confort térmico óptimo. Además, beber líquidos en este caso fríos y una alimentación ligera, ayuda aún más a regular la actividad metabólica.

Demostrado: sin necesidad de actuar sobre la temperatura, humedad y velocidad del aire -para lo cual se requiere el uso de aparatos de climatización- se puede conseguir un confort térmico en el interior de tu casa, incluso en los días de más calor de todo el año. De una forma energéticamente eficiente y, por lo tanto más rentable económicamente. Eso, sin contar con las ventajas para la salud que podría suponer un cambio de hábitos.

Si alguien no se cree el refranero popular, se lo explicas con esta aplicación.

En invierno, repetiremos el ejercicio de calcular el confort térmico y saber qué sobre variables es más eficiente actuar cuando las casas están más frías.

Referencias:
[1] WIKIPEDIA. 22 FEB 2014. Índice metabólico. http://es.wikipedia.org/wiki/Índice_metabólico. Consultado 17 jul 2014.
[2] WIKIPEDIA. 8 nov 2013. Clo. http://es.wikipedia.org/wiki/Clo. Consultado 17 jul 2014.
Bibliografía: HERNÁNDEZ CALLEJA, A. NTP 779: Bienestar térmico: criterios de diseño para ambientes térmicos confortables. http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/752a783/nTP-779.pdf. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Consultado 17 jul 2014.

5 comentarios sobre “Cómo calcular el confort térmico y actuar sobre las variables más eficientes”

  1. Hola. Quiero aislar la cubierta de un ático, el producto que de momento he decidido colocar por comodidad y recomendación, me ofrece esta formula de aislamiento térmico en cubiertas. Me gustaría saber si es un aislamiento óptimo o de lo contrario en insuficiente: U = 0,44 W/ m2K (*)
    Muchas gracias.

    1. Hola Manuel. El aislamiento conseguido dependerá de otros aspectos relativos al propio material (espesor colocado, otras capas de materiales montados, temperatura de cada capa de material, su respectiva conductividad térmica,…), al ambiente del lugar donde lo pretendes instalar (temperatura exterior, humedad relativa exterior,…) y, sobre todo, saber el resultado que quieres obtener en el local a aislar (temperatura interior, humedad interior,…). El aislamiento (transmitancia «U») del material que te han recomendado ni es mucho ni es poco. Es el que es.

      Te recomiendo que acudas a un especialista en la materia. Si quieres tener una idea general sobre el asunto, te recomiendo la explicación y aplicaciones de cálculo que aparecen por ejemplo en esta página http://todoproductividad.blogspot.com.es/2010/10/calculadores-de-aislamiento.html

      Saludos,

      D. Mairal

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