análisis vivienda clima calido semi húmedo mazatlan

Universidad de GuadalajaraCentro Universitario de Arte Arquitectura y Diseño

Análisis del desempeño térmico en la vivienda de interés social de clima cálido semi húmedo: características

morfológicas, espaciales y constructivas

Programa de Maestría:

Procesos y Expresión Gráfica en la Proyectación Arquitectónica Urbana

Alumno : Arq. Paul Galindo Maldonado

Tutor: Dr. David Ávila Ramirez

Guadalajara Jalisco, México. Abril 2010

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ÍNDEX

〉 Introducción〉Planteamiento del problema 〉Justificación 〉Objetivos〉Viabilidad〉Preguntas de investigación〉Hipótesis 〉Metodología CAPÍTULO I

〉1.0 Antecedentes del bioclima 〉 1.1 La vivienda bioclimática 〉 1.2 Indicadores de la vivienda de clima cálido 〉 1.3 La problemática medioambiental actual y la arquitectura 〉 1.4 El concepto de desempeño〉 1.5 El concepto de anteproyecto arquitectónico

〉 1.6 La integración bioclimática en los procesos tempranos de diseño

CAPÍTULO II

〉2.0 La vivienda de interés social verde en México〉 2.1 La normas mexicanas en eficiencia energética 〉 2.2La certificación y los créditos verdes en México〉 2.3 Referentes de vivienda bioclimática en climas cálidos

CAPÍTULO III

〉3.0 El Clima〉 3.1 Influencias del clima en la arquitectura y el ser humano〉 3.2 Sistemas de clasificación de un clima - clima cálido semihúmedo

costero〉 3.3 Microclima

CAPÍTULO IV

Análisis del desempeño térmico en la vivienda de interés social de clima cálido semi húmedo: características morfológicas, espaciales y constructivas

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4.0 Criterios de diseño bioclimático para la zona de estudio 〉 4.1 Criterios de Orientación 〉

〉 4.1.2 Análisis de recorridos solares en la zona de estudio 〉 4.1.3 Orientaciones de la crujía 〉 4.1.4 Orientaciones de aberturas y ventanas

〉 4.2 Criterios de Protección Solar 〉 4.2.1 Nociones sobre el sol, insolación y transferencia térmica

〉 4.2.2 Dispositivos de protección solar en ventanas y aberturas 〉 4.2.3 Protección de la losa a la insolación 〉 4.2.4 Protección de muros a la insolación 〉 4.2.5 Albedo de la envolvente 〉 4.2.6 Eco técnica: Cubierta Vegetal

〉4.3 Criterios de Ventilación 〉 4.3.2 Tipos de ventilación〉 4.3.3 Dimensiones en ventanas〉 4.3.4 Eco técnica: Torre de ventilación por succión

4.4 Criterios espaciales〉 4.4.2 Tipos de compartimentación〉 4.4.3 Ubicación de los espacios〉 4.4.4 Eco técnica: Umbral jardín

〉4.5 Criterios de Materiales 〉4.5.1 Materiales empleados en la construcción de vivienda social en Mazatlán 〉4.5.2 Tablas de propiedades de los materiales, conductancia, densidad.

capacidad calórica

〉 4.5.1.2 Tablas de levantamiento de campo: materiales y acabados

〉 4.5.1.3 Resultados y discusión

〉4.5.3 Acristalamientos, factores de protección, filtración o bloqueo de la

incidencia solar

〉4.5.4 Eco técnica: Doble vidriado Low-e


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4.6 Criterios urbanos de conjunto habitacional

4.6.1 Tipologías de sembrado compactas, semiabiertas y abiertas

〉CAPITULO V

〉5.0 Herramienta de análisis propuesta 〉5.1 Descripción y funcionamiento〉5.2 Selección de casos de estudio〉5.3 Modelo de control comparativo〉5.4 Monitoreo y análisis de campo〉5.4.2 Descripción de los instrumentos de monitoreo ambiental〉5.4.3 Resultados del análisis de campo, discusión〉5.3 Aplicación del instrumento a tres casos prácticos

〉Modelo de vivienda mínima - Caso práctico 1

〉Modelo de vivienda social - Caso práctico 2

〉Modelo de vivienda económica - Caso práctico 3

〉5.5 Resultados y discusión del análisis de casos prácticos

〉5.3 Prospectivas de la implementación del instrumento en la gestión

ambiental de la vivienda social.

〉5.4 Revisión de otras herramientas de análisis similares.

〉Conclusiones 〉

〉Bibliografía.

〉 Glosario


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Planteamiento del problema

Hace mas de cien años las investigaciones pioneras en materia de

electricidad de Edison y Tesla apenas se materializaban, las ciudades y

viviendas no contaban con redes de abastecimiento eléctrico como hoy se

conocen, y sin embargo es sabido que la arquitectura de las distintas

latitudes del planeta desarrollo diversas formas de resolver los problemas

lumínicos y de acondicionamiento térmico que sus ocupantes requerían o al

menos lo que así se percibía según las formas de vida decimonónicas.

La revolución tecnológica que trajo consigo el perfeccionamiento de la

generación y distribución de la energía eléctrica modifico completamente los

modos de vida y desarrollo en las ciudades. El ilusorio de progreso infinito

que las energías baratas ofrecían así como los importantes avances que

Carrier logró en sistemas de acondicionamiento climático electromecánico,

crearon un artificio en la arquitectura que gradualmente desvaneció la

importancia que el entorno geográfico y climático siempre había tenido en el

quehacer arquitectónico.

Por finalizar la primer década del siglo XXI una gran parte de la arquitectura

y de la vivienda actual se ve afectada por este problema mencionado, las

consecuencias de la falta de atención en los procesos de diseño en términos

de control microclimático y confort térmico, se ven manifestadas en el


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desmedido uso de equipos de acondicionamiento climático y lumínico

artificial necesarios para satisfacer el bienestar de los usuarios, requiriéndole

al sector de producción eléctrica del país una creciente demanda del recurso

energético.

Esta creciente de consumo eléctrico se ve reflejado además de en la

economía familiar, en la emisión de una cantidad significativa de

contaminantes; tan solo la termoeléctrica José Aceves Pozos ubicada en la

ciudad de Mazatlán consume 800 mil barriles de combustible al año para

movilizar la planta y producir la energía eléctrica necesaria para abastecer al

centro y sur del estado de Sinaloa, esta quema de combustibles se ve

manifestada en las 112 toneladas de dióxido de azufre que emite al día,

además de otros gases como metano y dióxido de carbono (Noroeste, 5 de

junio 2008).

El problema de gasto energético en las viviendas en Mazatlán y muy

probablemente en muchas otras regiones del país, es consecuencia directa

de 2 factores principales uno sociocultural y otro arquitectónico, el primero

imputable a la dispersa conducta de ahorro eléctrico por parte del

consumidor final, y el segundo, involucra la impetuosa necesidad de

acondicionamiento climático y lumínico que requieren los espacios de

algunas edificaciones, ocasionado por descuidos en los procesos de diseño

y construcción en cuanto al control microclimático, este último es el que

atañe a la presente investigación.

Esta investigación se plantea desde dos problemáticas afines en el diseño y

construcción de la vivienda en México, y que se cree conjuntamente podrían

resolverse con un mismo instrumento; La certificación ambiental para la

vivienda obligatoria y eficiente.

El primer problema compete al descuido y/o desconocimiento de básicos

criterios bioclimáticos por parte de diseñadores y desarrolladores de

vivienda en etapas del quehacer proyectual.


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Resultante de este primer problema, las configuraciones espaciales y

características constructivas de un difícilmente contable número de

viviendas construidas y por construir en México, experimentan como

resultados condiciones térmicas prácticamente de in-habitabilidad en los

meses de verano, sobre todo en los climas cálidos del país.

La falta de promoción de nuevos prototipos de vivienda ambientalmente

integrados con su entorno climático, y de herramientas gubernamentales

que incentiven y evalúen requerimientos ya no tecnológicos, si técnicamente

básicos, ha ocasionado que el quehacer proyectual de la vivienda en México

se vea exento de esas consideraciones, repercutiendo directa e

indirectamente en otra serie de problemas como los de salud y de gasto

energético en el país.

Se parte de la lógica de que una vivienda mal diseñada en términos de

protección térmica emplazada en un bioclima cálido, requerirá de la

implementación poster ior de s istemas de acondic ionamiento

electromecánico, que según estadísticas de la secretaria nacional de

energía son la principal causa de consumo de energía eléctrica en la zona

norte y las costas del país.


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JUSTIFICACION.

Planteada la problemática, se considera valiosa la posibilidad de desarrollar

análisis bioclimáticos de las características morfológicas, espaciales y

constructivas desde etapas tempranas en la proyectación de viviendas, con

la intención de evaluar desde un anteproyecto la posibilidad de bienestar

térmico de la vivienda diseñada, e implementar con sencillez modificaciones

pasivas re-pensadas de ser necesarias.

Con este objetivo marcado, esta investigación intenta producir un documento

de consulta, una metodología de análisis y una herramienta de evaluación,

que ayude a orientar a los encargados de la producción arquitectónica desde

etapas germinales sobre futuras posibilidad de un diseño de ser viable a una

certificación verde, además de contribuir como un instrumento que coadyuve

a la gestión ambiental de la vivienda social en México.

Este tipo de documentación y análisis, pretenden contribuir al bagaje de

instrumentos y metodologías que requiere los procesos de certificación para

la edificación privada y pública en México, que incentive la revisión y

acotamiento de las normativas y especificaciones, esto además de

indirectamente difundir conocimiento, podría representar un avance

significativo en los compromisos del país rumbo a dos de las esferas del

desarrollo sustentable: Garantizar vivienda digna y de condiciones

saludables a los derechohabientes, y potencializar el ahorro energético en el

sector de la vivienda mexicana, directo a esto disminuir las emisiones de


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gases de efecto invernadero, (emitidos por la producción de energía en

termoeléctricas).

Elección de la Zona de estudio.

La elección de la zona de estudio y más particularmente del tipo de

bioclima cálido semi húmedo, parte inicialmente del convivir del autor con

este tipo de clima, y de observar las incomodas condiciones térmicas que

los días de un prolongado verano representan para el desarrollo de la vida

diaria en los habitantes de estas regiones. Esto además de que según

informes de la CONAVI (Programa de Vivienda Sustentable 2008) los climas

cálidos, son los que tienen mayor impacto a nivel nacional sobre el consumo

eléctrico por concepto de acondicionamiento electromecánico y en los que el

índice de enfermedades respiratorias ocasionadas por los aires

acondicionados y los cambios bruscos de temperatura más consecuencias

tiene.

Según la CONAE (Comisión Nacional de Energía) el sector residencial en

México es el responsable del 21% del consumo eléctrico nacional, del cual

en los estados de clima cálido y mayormente en los meses de verano el

gasto energético por concepto de acondicionamiento climático artificial

representa un 60% del total eléctrico consumido (Fig. 1), esto además de que

según informes de la Instituto Mexicano del Seguro Social, en Mazatlán en

los meses de verano, las enfermedades respiratorias repuntan un 35%

debido a la exposición de cambios bruscos de temperatura (Noroeste,

17-08-2009).

Fig. 1 Grafica de pastel con los porcentajes de consumo eléctrico en la vivienda de climas cálidos en el país

En el Norte y en las costas de México el mayor consumo de

energía en la edificación se debe al acondicionamiento del


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México el mayor consumo de

energía en la edificación se debe al acondicionamiento del

aire y es factor determinante de la demanda pico del sistema

eléctrico

Fuente: CONAE: Comisión

Nacional para el Ahorro de la Energía.

Objetivo General

Analizar el desempeño térmico en la vivienda de interés social de clima

cálido semi húmedo a partir de 3 categorías arquitectónicas: morfológicas,

espaciales y constructivas.

Objetivos particulares

• Estructurar una base de datos con los parámetros ambientales y

condiciones climáticas específicas que inciden sobre la vivienda.

• Revisar la normatividad vigente de competencia bioclimática en la

certificación de vivienda de interés social en clima cálido semi-húmedo.

• Compilar criterios y técnicas bioclimáticas específicas para ser aplicados

en el proceso de diseño de vivienda en clima cálido semi-húmedo.

• Diseño o desarrollo de la herramienta.

• Análisis mediante la aplicación de la herramienta de las características

de diseño bioclimático para clima cálido semi-húmedo en vivienda de

interés social.


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• Verificar la eficiencia de la herramienta y elaborar un control mediante la

contrastación de resultados en un monitoreo in sitú con equipo

especializado.

Preguntas de Investigación

¿Cómo se puede determinar la calidad de habitabilidad en términos térmicos

de una vivienda a través del análisis de sus características desde la etapa

de anteproyecto?

¿Cuáles son las estrategias de diseño bioclimático óptimas para la vivienda

de interés social media en climas cálido semi húmedo del puerto de

Mazatlán?


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Hipótesis

Un análisis bioclimático de las categorías morfológicas, constructivas y

espaciales en la etapa de anteproyecto de una vivienda, podría prever la

calidad del diseño en términos de habitabilidad microclimática o confort

térmico.

Viabilidad de la Investigación

Esta investigación pretende la meta de un análisis sistemático de las

características morfológicas, espaciales y constructivas como categorías

bioclimáticas en la vivienda de interés social. La información y datos

requeridos para dicho análisis se extraerán en la literatura especializada y

las bases de datos de centros de monitoreo ambiental. Para realizar el


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análisis mencionado se requirió del desarrollo de un instrumento de análisis,

de relativa sencillez en su operación y portabilidad, no requiere más que de

lápiz y papel, debido a su aplicación en etapas tempranas de la actuación

proyectual. La viabilidad de realizar análisis posteriores con tal sencillez

podría representar un aporte importante en el bagaje de instrumentos y

documentos que coadyuvan en el camino a la certificación de vivienda

ambientalmente integrada que potencialice el ahorro energético y garantice

condiciones de habitabilidad y bienestar en los derechohabientes

mexicanos.


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Capítulo I

1.0La arquitectura bioclimática.

“Una ya vieja afirmación asegura que la buena arquitectura ha sido

siempre bioclimática. En esta definición de bioclimatismo no hay una

referencia exclusiva a unos sistemas más o menos complejos de

control económico y pasivo de los ambientes interiores, sino que

esto se amplía hasta abarcar temáticas ligadas de la mano de

Kenneth Frampton entre otros, que la han popularizado con el

nombre de "regionalismo". (Martín M. et al., 2004)

Existen varias definiciones de lo que es la arquitectura bioclimática a si como

variedad de posturas ideológicas con respeto al enfoque tecnológico y de

desarrollo que esta requiere, si bien casi la totalidad de estudiosos del

bioclima están de acuerdo en que la premisa básica que sustenta a la

arquitectura bioclimática se centra en conseguir el bienestar térmico y

lumínico optimo para los ocupantes de una edificación, como lograrlo sí es

un tema de profunda discusión.


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Existen principalmente tres corrientes identificables en la conceptualización

de la arquitectura bioclimática, el bioclima High-tec que apuesta al uso de

tecnologías y materiales novedosos para potencializar el control ambiental.

La arquitectura vernácula que propone volver al menos en esencia a las

formas de edificación que han desarrollado cada pueblo y región como

respuesta a sus necesidades y condiciones particulares a lo largo del

tiempo, y un tercero al que algunos autores como Frampton (2002) lo han

denominado como “regionalismo critico”, este pretende establecer

lineamientos teóricos que equilibren aspectos de ambas posturas, las

tradiciones regionales y las de tecnologías novedosas. Esta última presenta

un potencial andamiaje teórico mas solido para el bioclima contemporáneo,

que puede ayudar a consolidarlo como filosofía proyectual, y llevarlo

acertadamente por la delgada línea del respeto al conocimiento y cultura

tradicional y en la experimentación siempre valida de nuevas tecnologías en

el quehacer arquitectónico.

Sin intenciones en este trabajo de profundizar en la discusión conceptual

planteada, quedan bosquejados algunos antecedentes actuales del bioclima

previos a aproximarnos al constructo de una definición de la arquitectura

bioclimática, de lo que plantean algunos de los autores más prestigiados en

la línea de investigación.

Parafraseando y estando de acuerdo con la arquitecta González (2008), “El

diseño bioclimático o arquitectura bioclimática ha existido siempre”, y para

los arquitectos de hasta antes de mediados de siglo XX, el proyectar con uso

y razón del clima siempre fue una directriz obvia. Actualmente en el

quehacer arquitectónico contemporáneo desafortunadamente eso no pasa

de ser una afirmación de fundamentos que, por diversas razones, no muy a

menudo se utiliza en la práctica arquitectónica contemporánea.

Según Manuel Leandro (2005) “la arquitectura bioclimática, es aquella que

tiene en cuenta el clima y las condiciones del entorno para ayudarla a

conseguir las condiciones de confort térmico interior, valiéndose


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exclusivamente del buen diseño y de los elementos arquitectónicos, sin

utilizar sistemas electromecánicos, estos se consideran únicamente como

sistemas de apoyo en días en que las condiciones térmicas sean

particularmente exigentes.”

Morrillon (2005) se refiere por arquitectura bioclimática como : “La acción de

proyectar o construir considerando la interacción de los elementos del clima

con la construcción, a fin de que sea esta misma la que regule los

intercambio de materia y energía con el ambiente y determine la sensación

de confort térmico en interiores”.

Ken Yeang (2006) considera que el principio de la arquitectura bioclimática

es “usar las condiciones externas para controlar el clima interno en una

edificación”. Comenta que los edificios deben contribuir con su propio

ambiente, produciendo energía o evitando consumirla en exceso, y afirma

que esta manera de hacer arquitectura conlleva beneficios económicos,

ecológicos, psicológicos y apoyan el desarrollo sostenible.

Según Rafael Serra (1999), “el termino bioclimático intenta recoger el interés

que tiene el hombre, el bios, como usuario de la arquitectura, frente al

ambiente exterior, el clima, afectando ambos al mismo tiempo la forma

arquitectónica. Por lo tanto, podría definirse la arquitectura bioclimática como

aquella que intenta optimizar la relación hombre-clima mediante la forma

arquitectónica.”

Una definición más apegada al vocabulario de la biología pero de la cual se

adecuo el termino para la arquitectura es la que ofrece el diccionario

enciclopédico 2009 Larousse, que define el Bioclima como “cada uno de los

tipos de clima que se distinguen atendiendo al complejo de factores

climáticos que afectan al desarrollo de los seres vivos”, esto se puede


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interpretar para la arquitectura como la taxonomización climática de la

regiones para las cuales se desarrollan las determinas especificaciones

arquitectónicas de un edificio.

1.1 Antecedentes de la arquitectura bioclimática.

“En la década de los setentas, a raíz de la crisis de energía, la

sociedad occidental en general, y una parte importante del mundillo

de la arquitectura en particular, descubrieron con sorpresa que las

energías artificiales que soportaban esta sociedad no eran un bien

ilimitado que podía ser explotado sin ninguna prevención” (Serra

1997, p. VI prefacio en el libro de Olgyay V. en su traducción

española).

Como consecuencia de las primeras publicaciones en los años 70’s sobre el

deterioro ecológico planetario, la especulación de la escasez de

combustibles fósiles y el cuestionamiento sobre la irracionalidad de los

modelos de crecimiento (Godinez, 2002), se situó en foco de atención de la

comunidad internacional establecer como prioridades; la problemática

ambiental y el desarrollo de la percepción consensuada de que los recursos

planetarios eran un bien finito.

Este fenómeno “ecológico” de los 70´s reflejo en la arquitectura, en un

movimiento paradigmático y contracultural a las formas en que la tendencia

del “International style” estaba produciendo la arquitectura en el tercer cuarto

del siglo pasado. La preocupación por la crisis ambiental que

contextualizaba el momento histórico, hizo que investigadores de manera


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aislada voltearan la atención a profundos estudios que 20 años atrás los

hermanos Víctor y Aladar Olgyay habían ya realizado, resultando en la

producción importante de textos que entre los años 60 - 80 sentarían las

bases teóricas y científicas de todos los aspectos técnicos relacionados con

el confort humano, la arquitectura y el clima.

En 1963 Víctor Olgyay en su libro Design with Climate, hace quizás la

primer aproximación al termino de arquitectura bioclimática, en lo que él

denominó como “bioclimatic approach”. Estos escritos postulaban la relación

entre “Arquitectura y lugar”, entre “forma y clima” y “entre urbanismo y

regionalismo” contradiciendo algunos de los preceptos ideales de la

arquitectura oficial de las décadas centrales del siglo XX (Serra, 1997, p. VI

prefacio en el libro de Olgyay V. en su traducción española).

Actualmente ya casi por completarse la primera década del siglo XXI,

podemos hacer una revisión histórica del curso de la arquitectura

bioclimática, que pareciera ha sobrevivido tan solo como una línea de

investigación pasiva soportada por algunas publicaciones de investigadores

y profesores incesantes en su estudio y creyentes de su importancia (Givoni,

Serra, Szokolay, Izard, González, Morrillón, Ávila, por mencionar algunos).

Nuevas tecnologías en la búsqueda y extracción de petróleo crearon un

nuevo y temporal ilusorio de la prosperidad de las sociedades urbanas

cimentadas en el recurso energético aparentemente abundante durante

finales de la década de los 90´s. Durante este lapso la arquitectura volvió a

verse envuelta en variedad de discursos teóricos que en su gran mayoría no

estaba relacionados con referentes medio ambientales.

Con el transcurrir de los primeros años del siglo XXI diversas investigaciones

de la comunidad científica, comenzaron a dar llamados de alerta

nuevamente, Ernest García (2006) sostiene que, “los limites en el equilibrio

ecológico actual se han traspasado, y que diferencia de hace 30 años, que

se comenzaron a notar los efectos de la trasgresión, la situación actual es

más compleja”.


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Esto ha llevado a la comunidad de estudiosos y encargados del quehacer

arquitectónico hoy a re-pensar la arquitectura bioclimática y retomarla como

disciplina científica nuevamente, apoyada en recientes aportes tecnológicos

tanto en su estudio y cualificación como en su aplicación constructiva.

1.2 La vivienda bioclimática

“En la planeación del hábitat nosotros tenemos que tratar con

personas, grupos, comportamientos e instituciones y no con

cosas…” (Coppola, 1997 p. 87)

La vivienda bioclimática debe entenderse como cualquier vivienda sin

importar condición social, económica o estilística, siempre y cuando durante

su proceso de diseño, construcción o remodelación se contemplen

vinculados a la función y la forma la adecuada interacción con el clima.

La disposición del conjunto de elementos arquitectónicos correctamente

diseñados en términos bioclimáticos podrá garantizar una vivienda

confortable térmica y lumínicamente. El dialogo entre el medio ambiente y

vivienda, no tiene por qué ser una disyuntiva entre confort o estética, una

importante cantidad de los elementos arquitectónicos y mecanismos que

requiere una vivienda para interactuar correctamente con el clima, son

usados como elementos decorativos y de alfabetización por la arquitectura

popular, de tendencias y de fabricación en serie (parasoles, pérgolas,

celosías crestas, pantallas, patios, cuerpos de agua, etc.) (Fig. 2) el

problema en la mayor de la veces radica en su incorrecta aplicación

(Gonzalo E. 2003).


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El estudio de las condiciones que configuren los criterios iníciales en el

diseño de una vivienda definirán su comportamiento futuro en relación a la

demanda de energía y a la calidad de ambientes que este ofrezca a sus

habitantes. Una vivienda bioclimática en contraste con una a veces escueta

vivienda de interés social en México, puede representar un ligero aumento

en los costes de construcción, sin embargo si se valora en una perspectiva

de mediano y largo plazo, los ahorros en operación y acondicionamiento

climático artificial mitigaran el gasto en ahorros de tarifas eléctricas.

Fig. 2 modelos de vivienda de interés social comercializados en la zona de estudio

Algunos de los modelos de vivienda ofertados por las empresas

inmobiliarias, presentan verdaderas contradicciones entre elementos que

pudieran ser dispositivos de control solar y terminan adosados simplemente

como elementos ornamentales. En otros casos se privilegia el gasto

constructivo en molduras, crestería y elementos decorativos por encima de

la protección de los elementos de ventilación permeables a la incidencia

solar.


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Guerrero Baca (1998) comenta que una tipología arquitectónica debe hablar

del sitio donde se emplaza, y que esta es su herramienta de enseñanza y

difusión del cómo debe ser una arquitectura adaptada a su entorno, la

intencionalidades estéticas deben estar en estrecha dialéctica con las

constructivas y comunicar significados de los elementos volumétricos,

tectónicos y de materiales acordes con sus funciones.

1.3 La problemática medioambiental actual y la arquitectura.

Estamos ya casi por finalizar la primer década del siglo XXI, la sociedades

actuales están cada día más inmersas en la Internet y las redes globales de

información, esto ha más que nunca en la historia del hombre acelerado el

flujo de información y la sencillez con la que esta se difunde, hoy más que

nunca tenemos la facilidad de mantenernos al tanto de lo que pasa casi en

tiempo real en todo el planeta, y sin embargo en muchos casos no estamos

enterados con certeza de la realidad (Castells, 2009).

El tema de la problemática ambiental no se ha visto exento de este

fenómeno, la enorme cantidad de información, investigación y la variedad de

teorías resultantes, han creado demasiadas discrepancias, incredulidades y

des-información en temas ambientales, las estimaciones sobre los niveles

de deterioro del ecosistema son diversas, y el consenso sobre el futuro a

mediano plazo del equilibrio de la biosfera es casi nulo. Esto representa

incredulidad en muchos niveles y campos de la investigación relacionada

con temas ambientales, siempre subjetivos.

Apoyado en un esquema conceptual de la teoría de los sistemas complejos

(Earls, 2006) es factible sustentar el funcionamiento del planeta tierra como

un sistema complejo, interdependiente y dinámico, compuesto por varios

subsistemas con relaciones dialógicas cuyos vínculos contienen


22

características adicionales y resultan en nuevas propiedades, es decir por

ejemplo el clima puede constituir un subsistema y el ciclo del carbono otro

subsistema pero ambos mantienen relaciones que interactúan y condicionan

sus características mutuamente, el desequilibrio en cualquiera de los dos

subsistemas compromete al otro y en general al sistema completo.

La biosfera terrestre es el ecosistema global, la estructura viva portante de

organismos y especies que interactúan entre sí, y es susceptible a

constantes cambios ocasionados por factores naturales y artificiales,

reaccionando y adaptándose (entropía) en respuesta a estos por lo cual

constituye un sistema abierto y dinámico.

Cualquier cambio en alguna de las variables de esta estructura abiótica,

repercute en la desestabilización del ecosistema. Si bien, debido a que el

ecosistema es un sistema adaptativo negentrópico dado que ha logrado

modificar su estructura y soportar algunos cambios, las características de

sus biotopos han sufrido cambios de pequeños a radicales, y se considera

que el ecosistema en sus condiciones actuales, tiene límites y su

perturbación podría desencadenar una serie de fenómenos meteorológicos

extra ordinarios que podrían ocasionar un cambio progresivo en las

condiciones climatológicas y atmosféricas que han permitido la vida de

muchas de las especies actuales del planeta incluyendo el ser humano.

El ser humano como especie ha formado parte de este sistema desde su

aparición en la tierra, sin embargo tiene tan solo unos miles de años que ha

tenido un papel contundentemente influyente sobre el planeta y apenas un

par de siglos en que ha dominado, sobreexplotado y modificado

considerablemente el sistema natural.


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Fig. 3. Diagrama de factores que afectan un ecosistema

Fuente: elaboración del autor.

Entendiendo al ecosistema como tal, resultaría contundente esbozar algunos

posibles grados de desorden en los fenómenos meteorológicos naturales,

como consecuencia de los 27 billones de toneladas de dióxido de carbono

emitidas por año (EIA, 2008) directamente relacionadas con actividades

antropogénicas.


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El cuarto informe del IPCC (panel intergubernamental sobre el cambio

climático) publicado en febrero del 2007 (WMO, 2009) asegura que a

consecuencia del aumento en las concentraciones de gases de efecto

invernadero, el clima planetario presenta aumentos en las temperaturas de

0.4%. Las mediciones realizadas en Mauna Lao, Hawai desde 1957, así

como las mediciones indirectas, han mostrado un aumento en la

concentraciones atmosféricas de CO2 de 280 partes por millón (ppm) en

1750 a 367 ppm en 1999, esto significa un incremento de 31% en poco más

de 100 años (INE; 2009).

El IPCC pronostica que de continuar este crecimiento exponencial de las

concentraciones de CO2, metano y SO2 en la troposfera podrían devenirse

una serie de reacciones meteorológicas y de cambios físicos en la estructura

del planeta generando alteraciones en los perfiles climáticos que pueden

afectar severamente nuestro actual modo de vida.

Ante este panorama, los países industrializados y en desarrollo de la

comunidad internacional, en el marco de convenciones de naciones unidas

sobre cambio climático, acordaron cumplir con lineamientos como los del

protocolo de Kyoto (1997-2005), para realizar esfuerzos en la lucha contra el

cambio climático a través de acciones de reducción en la emisión de gases

de efecto invernadero como el CO2, gás metano (CH4) y óxido nitroso (N2O),

sin embargo los resultados no han sido los esperados, el consumo mundial

de energético sigue en ascenso en una tasa aproximada del 2.4% y las

fuentes de generación de estos sigue siendo mayormente con la quema de

combustibles fósiles (ONU, 2007).

Ante esta situación México ha elaborado de manera conjunta entre la

SENER, la CONAE y el CONAVI estrategias para el ahorro energético en el

sector de la vivienda. Apoyando el desarrollo de proyectos que generen

lineamientos para la edificación de vivienda de interés social, económica y

residencial con diseños bioclimáticos y con uso de eco tecnologías que


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potencialicen el ahorro eléctrico y directo a esto la mitigación de gases de

efecto invernadero.

Algunos de estos programas pilotos han tenido importantes aportes en

algunos estados del país, sin embargo en la localidad de estudio de este

presente trabajo de investigación (Mazatlán), no se tiene detectados aun

ningún anteproyecto ni proyecto edificado de viviendas dentro de programas

de hipotecas verdes ni de ninguna otra índole de ahorro energético.

1.4 La integración bioclimática como concepto en el proceso de diseño.

El bioclima, ha sido catalogado en muchas ocasiones como una serie de

técnicas que pareciera pudieran aplicársele a la arquitectura como un Plug in

se aplica a un programa computacional para corregir o mejorar alguna de

sus funciones, si bien es cierto la arquitectura bioclimática denominada

como tal, tampoco es una corriente estilística o una vertiente independiente

de algún movimiento filosófico, algunos autores como Ken Yeang (2007)

consideran que su tratamiento en la actualidad debe estar bien orientado

sobre una cuestión conceptual, incorporada a los procesos proyectuales de

edificios de cualesquier tipología que estos sean.

“Proyectar con responsabilidad ecológica exige una visión

fundamentalmente diferente del lugar que ocupamos en el mundo

natural” (Yeang, 2007)

Esta responsabilidad requiere de comprender y contemplar la complejidad

de acciones y factores que ocasionan las problemáticas medioambientales


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actuales. Y de comprender la responsabilidad que implica ser la única

especie capaz de modificar con conciencia nuestro entorno ambiental. Para

lo cual es necesario romper viejos paradigmas proyectuales y esquemas

reduccionistas que han dejado importantes lagunas de conocimiento entre

dependencias dialógicas de la arquitectura tan importantes como la ecología

y la biología.

El proyecto bioclimático exige que el arquitecto contemple y entienda el

medio ambiente como un sistema natural dinámico y abierto y que

reconozca que el entorno edificado interactuara y se verá influenciado por él.

Debe quedar claro que la conformación de una visión o una filosofía de

responsabilidad hacia el medioambiente, no se antepone, ni superpone a los

demás aspectos de la concepción del proyecto. “El proyectista siempre a de

sintetizar el conjunto de consideraciones elegidas en una forma física. La

arquitectura esta aun por diseñarse y materializarse. Pero las decisiones

que se tomen durante estos procesos estarán bien informadas” (Yeang,

2004).

Es preciso desarrollar criterios éticos y ampliar el grado de conocimientos de

los proyectistas actuales, a esferas fuera de lo ortodoxamente

arquitectónico, un arquitecto informado del funcionamiento de un

ecosistema, siempre demostrara este conocimiento en un proyecto.

La arquitectura debe empezar a cambiar sus perspectivas de desarrollo e

inmiscuirse en los procesos de edificación de proyectos ecológicamente y

económicamente sustentables, y así contribuir a mitigar el deterioro del

equilibrio de la biosfera; las tecnologías para reducir y optimizar el consumo

energético así como para la co-generación de energías alternativas están

desarrolladas y disponibles, el bioclima y los edificios Ecotech, tienen ya

variedad de ensayos funcionando alrededor del planeta, y están

demostrando que son modelos factibles económico y ambientalmente.


27

Estas arquitecturas de singular apariencia han sabido incorporar principios

bioclimáticos y ecotecnologías a su proceso proyectual, y no han sufrido

disyuntivas con su plástica conceptual.

Capítulo II

.1 Las normas mexicanas en eficiencia energética.

“Las Normas Oficiales Mexicanas contienen la información,

requisitos, especificaciones y metodología, que para su

comercialización en el país, deben cumplir los productos o servicios

a cuyos campos de acción se refieran. Son, en consecuencia, de

aplicación nacional y obligatoria” (PROFECO, Abril 2010)

En lo particular y concerniente a este documento las normas NOM y NMX

que atañen al desempeño térmico en las envolventes arquitectónicas y por

consecuencia que influencian de manera directa o indirecta en los

microclimas al interior en los edificios residenciales, son actualmente tres

(NOM-018-ENER, NOM-020-ENER y NMX-C-460-ONNCCE-2009), y están

incluidas en los apartado de normas de eficiencia térmica.

El objetivo de estas normas según la Profeco es el de garantizar el uso y

disfrute adecuado de los consumidores de vivienda bajo condiciones

térmicas adecuadas, propiciar la conservación de los sistemas ecológicos y

de ahorro de elementos básicos para la vida, entendidos estos como todos


28

los involucrados en la generación de energías suministradas para los

equipos y dispositivos de control microclimático.

Cualesquier vivienda que se oferte a un público consumidor y que ostente

estar dentro del marco de certificación de estas normas oficiales, deberá

acreditar las especificaciones mínimas que en estas se publican.

Según la CONAE (2010) en su documento publicado NOM020 “La

normalización para la eficiencia energética en edificios representa un

esfuerzo encaminado a mejorar el diseño térmico de edificios y lograr la

comodidad de sus ocupantes con el mínimo consumo de energía” y en este

sentido abordan dentro de esta documentación la importancia del control de

ganancias térmicas por radiación solar y la relación con el consumo de

energía por concepto de enfriamiento de viviendas en las zonas cálidas del

norte y costas del país.

NOM-018-ENER – Aislamiento térmico para edificaciones.

“Esta Norma tiene por objeto establecer los métodos de prueba para evaluar

la conductividad o resistencia térmica, densidad aparente, permeabilidad al

vapor de agua y la adsorción de humedad, que se indiquen en los materiales

que se comercialicen en el país con propiedades de aislantes térmicos.

Responde a la necesidad de incrementar el ahorro de energía y la

preservación de los recursos energéticos a través de la utilización de

mejores materiales, así como a la de proteger al consumidor, orientándole

en la selección de los materiales que le ofrezcan la mejor alternativa para su

necesidad de ais lar térmicamente su edi f icación” (Conafovi ,

NOM018ENER1997)


29

La norma oficial Mexicana NOM-018-ENER, trata sobre Aislantes térmicos

para edificaciones tales como placas, casetones, espumas, fibras y

recubrimientos, normaliza especificaciones y características para los

aislantes que se apliquen sobre envolventes arquitectónicas. Los fabricantes

de materiales que deseen obtener esta certificación deben especificar la

conductividad térmica del producto, la permeabilidad al vapor del agua, la

absorción de humedad del material o producto, las características del

etiquetado además de los métodos de prueba y muestreo a los que fueron

sometidos para acreditarse. Sin embargo no es un documento que

establezca mecanismos de certificación en la vivienda, ni especificaciones

mínimas por bioclima para cada tipo de aislante, y se remite a ser un auxiliar

para los métodos de cálculo elaborados de manera externa o como

complemento para el cálculo de la resistencia térmica total en envolventes,

es decir es una norma aplicable solamente a los materiales y no meramente

a la edificación. A favor de la norma puede decirse qué, diversas compañías

que fabrican materiales aislantes se han preocupado por incorporar esta

certificación a sus productos y esto ofrece garantía y facilidad a los

desarrolladores que deseen acreditar vivienda con la NMX-460-ENER ya

que esta requiere para el cálculo, de los valores de resistencia térmica

(factor “R”) de los materiales que se utilicen para construir la envolvente

(Bolbrugge, 2009).

La NMX-460-ENER anteproyecto

“Esta norma establece las especificaciones de resistencia térmica total (Valor

“R”) que deben cumplir las viviendas a través de su envolvente para mejorar

las condiciones de habitabilidad y para disminuir la demanda de energía

utilizada para acondicionar térmicamente su interior, de acuerdo a la zona

térmica del país en que se ubique.” (ONNCCE, 2009)

Aunque aún en fase de anteproyecto, con la publicación de esta norma el

Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y


30

Edificación (ONNCCE) intenta normalizar especificaciones para las distintas

zonas climáticas o térmicas de México, que orienten y permitan certificar las

características que debe cumplir la envolvente de edificios residenciales,

mediante la determinación de valores de resistencia térmica total que deben

poseer las envolventes, denominado como valor “R”, y así ayudar a

disminuir el uso de energía en las viviendas por concepto de climatización.

Dependiendo el bioclima de la región, se determinan los valores de “R” con

que deben contar los materiales utilizados en la envolvente, techo, muros y

pisos (fig. 4) si estos valores, igualan, mejoran u optimizan las

recomendaciones, podrá acreditarse la certificación, como:

1) Mínimo, 2) Para lograr habitabilidad, 3) Para ahorrar energía.

Fig. 4. Resistencia Térmica Total (Valor “R”) de un elemento de la envolvente

Fuente: Internet: http://www.onncce.org.mx, Anteproyecto de Norma Mexicana APROY-NMX-C-460-ONNCCE-2007 Versión 15 de Julio de 2008

Emiten en la NMX-460-ENER algunas recomendaciones por bioclima (Fig.

5) para orientaciones de crujías, protecciones solares etc. Sin embargo aun

no se implementa ningún instrumento de verificación sistemática para

corroborar la eficiencia del diseño según estos criterios y recomendaciones.


http://www.onncce.org.mx

http://www.onncce.org.mx

31

Fig. 5 - de recomendaciones bioclimáticas para bioclima cálido semihúmedo


32

Fuente: Criterios e indicadores para los desarrollos habitacionales sustentables en México, CONAVI

2010

La NOM-O20-ENER anteproyecto.


33

Eficiencia energética en edificaciones envolvente de edificios residenciales

Esta norma al igual que la NOM-460-ENER está encaminada a certificar la

eficiencia térmica en las envolventes de edificios residenciales, pero a

diferencia de la NMX-460-ENER, esta indica un procedimiento de cálculo de

ganancias de calor por comparación con un edificio residencial “referencia”,

el cual estandariza el procedimiento, y se modifica en dimensiones para

igualar las condiciones de la vivienda por analizar.

La norma considera que la ganancia de calor a través de la envolvente del

edificio residencial de referencia, es la suma de la ganancia de calor por

conducción, más la ganancia de calor por radiación solar, y para acreditarse,

el valor de ganancia de calor debe ser igual o menor al especificado por la

vivienda de referencia, en cada uno de los elementos de la envolvente.

Φr = φrc + φrs

Para dichos cálculos la norma proporciona un apéndice con tablas de

valores de conducción para diversos materiales utilizados en la construcción

de vivienda en México, tablas de valores para el cálculo de flujo de calor de

cada elemento de la envolvente por orientación y según la localidad y tablas

para determinar el valor de corrección por sombreado en ventanas, entre

algunas otras especificaciones de cálculo, (fig. 6).

Fig. 6. APENDICE D Informativo: Valores de conductividad y aislamiento térmico de diversos materiales


34

Fuente: anteproyecto de NOM-O20-ENER

Existen herramientas de cálculo térmico para edificaciones como las que

publica en línea en el sitio web de la CONAE (nom020_cal, 2010),

herramienta que hasta la última fecha de testeo previa a la redacción de este

documento, no funcionaba correctamente, y que además presenta un alto

grado de complexidad en el llenado de los apartados, requiriéndose

conocimientos bastos sobre factores, cantidades, valores de tramitancia

térmica etc. Que lo hacen poco factible de uso y aceptación.

Indudablemente como anteproyecto y aproximación a generar un

instrumento de orientación para desarrolladores de vivienda en México, las

tablas de recomendaciones bioclimáticas son un valioso aporte y avance, sin

embargo no son parte de las especificaciones normativas para certificar o

validar según las NOM ó NMX para desarrollos de hipoteca verde ni

reglamentarias para ningún otro tipo de desarrollos habitacionales, es decir

que se publican solamente como recomendaciones, las cuales no

promueven un valor agregado ni obligatorio con su aplicación.

En México existe aún una laguna en la elaboración de normas oficiales para

la eficiencia térmica en muchos componentes de una edificación residencial,


35

según la ONNCCE no existen normas para el desempeño térmico de

bloques, ladrillos, concretos ni morteros, principales materiales utilizados en

la construcción de vivienda en México, así como ningún instrumento que

certifique o emita recomendaciones para la utilización y desempeño optimo

de estos materiales según los diversos bioclimas que existen en el país.

(ONNCCE, 2009)

2.2 Subsidios para Hipoteca Verde, en créditos INFONAVIT para vivienda de interés social en México.

A partir de enero del 2009, entro en vigor un producto de crédito INFONAVIT

creado para atender las recomendaciones y compromisos de construir

viviendas que cumplan con criterios de sustentabilidad, según este

documento las viviendas que se adquieran con Subsidio Federal del

programa “Ésta es tu Casa” operado por CONAVI, deberán estar equipadas

con elementos que optimicen el consumo de agua y energía, que a su vez

generan ahorros al trabajador.

Este subsidio al crédito del derechohabiente, se publico con el nombre de

Hipoteca Verde, y se basa en otorgar un apoyo adicional al crédito del

trabajador, por adquirir una vivienda que cuente con la instalación de

tecnologías que disminuyan el consumo de agua y energía.

Según la CONAVI, los Créditos para Hipoteca Verde permitirán que:

a) Los derechohabientes adquieran casas de mayor valor.

b) incluir en las viviendas tecnologías innovadoras que aseguren la

disminución en el consumo de energía y agua.

c) Elevar la capacidad de pago del derechohabiente debido al ahorro que

tienen en el pago del consumo de servicios de luz, gas y agua.


36

d) A la industria de la construcción le da mayor competitividad, mejores

opciones para los clientes. (Programas Hipoteca Verde y Subsidios 2009,

CONAVI)

Este programa de subsidios federales 2009 está motivado y se orienta a la

instrumentación del Programa Específico de Desarrollo Habitacional

Sustentable ante el Cambio Climático cuya metodología y documentación

como Programa se encuentran en proceso de ser sometidas y aprobadas

por la Junta Ejecutiva del Mecanismo de Desarrollo Limpio del Protocolo de

Kioto (CONAVI, 2009)

Sin embargo aun son pocos los criterios que validan un crédito de hipoteca

verde para vivienda, y se sustentan en la implementación de algunas

ecotecnologías como calentadores de agua solares o de paso, algunos

sellos FIDE sobre equipo electrodoméstico como lámparas ahorradoras y

algunos criterios en materia de aislantes en techos (Fig.7).

Las recomendaciones y valoraciones para materiales del resto de las

envolventes (muros, pisos, techos), disposición de ventilaciones y

protectores solares, aun no son valoradas como requisitos de aprobación

para los desarrolladores de vivienda, ni tomadas en cuenta en la

acreditación de sellos de Hipoteca Verde de Infonavit, por lo que su

aplicación se nulifica, y se presta solo atención a la implementación de las

especificaciones que si acreditan a un desarrollo habitacional, y que resultan

insuficientes.


37

Fig. 7. Criterios que obligadamente deberá tener la vivienda nueva para un crédito Hipoteca Verde, según INFONAVIT:

1. Lámparas compactas fluorescentes2. Llaves ahorradoras de agua3. Regadera con obturador4. Sanitarios de baño consumo de agua menor a 5 lts.5. Calentador solar de agua (en climas no cálidos)6. Calentador de gas de alta eficiencia (en todos los casos)7. Aislante térmico en techos (en climas cálidos)8. Aire acondicionado eficiente (en climas cálidos si la vivienda es de más de 148 VSM)9. Contenedores de residuos orgánicos e inorgánicos10.Servicios de postventa

Fuente: Hipotecas Verde 2009, portal.infonavit.org.mx

Fig. 2 Impresión de pantalla del sistema de valoración para gestión de vivienda ecológica de INFONAVIT

Fuente: infonavit.gob.mx/infonavit_ampliado/oferentes/reconversion.pdf

Tabla 3.- Requisitos y Recomendaciones para uso eficiente de energía, según CONAVI (Apartado de Envolvente Térmica)


38

Fuente: Programas Hipoteca Verde y Subsidios 2009, Coordinación de Vivienda Sustentable

CONAVI


39

Capítulo III


40

3.0 Entendimiento del Clima

La Real Academia Española define al clima como el conjunto de condiciones

atmosféricas que caracterizan a una zona geográfica en particular. Para

fines de estudio las condiciones atmosféricas más importantes que tienen

inferencia en la arquitectura son: temperatura, humedad, precipitación,

viento, nubosidad, soleamiento, radiación y fenómenos especiales( ciclones,

tormentas etc.) estas condiciones atmosféricas están a su vez determinadas

por las condiciones particulares de la región geográfica, como: la inclinación

terrestre, la latitud, altitud, el relieve, características del suelo, la proximidad

con cuerpos de agua, las corrientes marinas y las modificaciones al entorno.

La lectura de todos estos parámetros tomadas durante periodos de 30 años

se establecerán como valores normales de un clima (Rodríguez, 2001).

3.1 Conocer el Clima para la arquitectura. Los macroclimas,

mesoclimas y microclimas.

El clima, en cada una de sus variantes caracteriza e identifica las formas de

desarrollo de cada región en particular, esto da lugar a estilos de vida con

características físicas y psicológicas muy particulares para los habitantes de

un asentamiento. Algunos autores como Huntintong (1927) afirman que el

tipo de clima junto con la herencia racial y el desarrollo cultural constituyen

los tres factores principales que determinan las condiciones de una

civilización y que han caracterizado el desarrollo de sus arquitecturas.

Rodríguez Viqueira (2001, p. 13) comenta que el clima define e identifica a

una región por el comportamiento de sus componentes y sus variables

atmosféricas dando lugar a estilos de vida con características muy

particulares, categorizándolo como uno de los factores más importantes en

el diseño de la arquitectura de cada pueblo, de estas características

dependen si los muros son gruesos o ligeros, si las cubiertas son inclinadas


41

o planas, los colores, los materiales, las dimensiones de los espacios y

ventanas entre otras cosas más.

Todo este cúmulo de conocimientos, costumbres y formas de desarrollo de

cada civilización han resultado en la configuración de particulares y

especializadas tipologías, topologías, sistemas constructivos y arquetipos

arquitectónicos que se han convertido incluso en referente de algunas

culturas en especial, tal es el caso de la vivienda Iglú de los pueblos Inuit del

hemisferio norte o de una vivienda musulmana construida en barro, de

muros gruesos y pocas aberturas en defensa de un azotador clima cálido y

de la intensa radiación solar. La trascendencia que alcanza el uso de

determinadas formas y sistemas constructivos influenciados por su

adaptación al clima comenta Guerrero Baca (1999:62) llegan a convertirse

en tipologías icónicas enriqueciendo incluso aspectos históricos y de

identidad en la arquitectura (fig. 8)

Guerrero comentas también que un inmueble separado de su

emplazamiento, despojado del terreno en que se sitúa, pierde su razón de

ser, y que las condiciones del emplazamiento inciden directamente sobre la

configuración tipológica, con la elección de los materiales de construcción, la

disposición de los conjuntos aterrazados, las pendientes de los techos,

criterios de dimensiones, tipos de ventanas y entre otros aspectos.

Fig.8 Tres tipos de vivienda adecuadas a su entorno geográfico: 1) Vivienda en el desierto del Thai 2) Vivienda en el trópico 3) Vivienda Inuit en Alaska.


42

Fuente: compilación de imágenes de internet

Hoy en día, la ciudad de Mazatlán y muchas otras más del país fuertemente

influenciadas en sus procesos de crecimiento por la distorsionada

modernidad y el capitalismo, son participes de formas distintas de alteración

climática, el denominado clima urbano se ve afectado por un efecto de “isla

de calor” atribuido entre otras causas al porcentaje de albedo e inercia

térmica de los pavimentos urbanos por el cada vez más elevado porcentaje

en la relación tierra – concreto, la depredación de las coberturas vegetales

urbanas y el cambio progresivo de los tradicionales sistemas constructivos

de cada localidad por el “urbanizante” concreto, acero y cristal, además de

algunos otros factores varios como la densidad de los asentamientos

humanos, la altura de las nuevas edificaciones que irrumpen en los flujos de

vientos en la ciudad, los vehículos automotores y la industria que generan

altos índices de polución en el aire.

Todos estos factores externos no naturales condicionan de forma distinta los

climas urbanos, de los Macroclima regionales, configurando lo que se define

como Mesoclima de una localidad o ciudad (Fig. 9).

Las parámetros climatológicos de los mesoclimas urbanos son los datos

realmente fidedignos previo a un estudio bioclimático, estos representan la

influencia atmosférica a mediana escala directa sobre los proyectos


43

arquitectónicos que se emplacen dentro de la mancha urbana y los que junto

con las condiciones que la misma morfología y tectónica de cada edificio

determinaran los comportamientos microclimáticos de cada pequeño

espacio.

Fig. 9. Áreas de escala climática: Microclima (debajo de un árbol), Mesoclima (en entramado urbano) y Macroclima (el clima de una región)

Fuente: compilación de imágenes de internet

.3 El Microclima

Corrado (1999,24) denomina microclima al conjunto de factores que componen

y modifican un ambiente interior. Una forma muy sencilla de comprender lo que

se denomina como microclima es reflexionar sobre las condiciones ambientales

que percibimos al estar debajo de un árbol frondoso en un parque, el

Mesoclima de la localidad pudiera indicar que la temperatura es de 31 grados y

la humedad relativa del 70% sin embargo la sensación térmica que se percibe

a la sombra de un árbol normalmente resulta agradable, esto debido a que las

condiciones de pequeña escala en ese espacio, son modificadas por

características especificas que ofrece el árbol (sombra, humedad etc.), es esto

a lo que se le conoce como microclima.

La importancia de vislumbrar lo que el microclima significa en el diseño

arquitectónico, radica en comprender que a diferencia de las condiciones

macroclimáticas de una región (variable relativamente inmodificable por la

arquitectura) los microclimas de una edificación, habitación o espacio

especifico si son susceptibles de manipulación o control de la arquitectura, y

son el principal objetivo de la bioclimatología.


44

Dentro de las estrategias bioclimaticas para el mejoramiento de los microclimas

de una vivienda, diversos autores especifican que para mantener el control

térmico dentro de los valores de confort, será necesario controlar y o captar

principalmente los siguientes elementos: el asoleamiento, la ventilación, el uso

de vegetación y la adecuada elección de los materiales de construcción.

Fig. 10. Un ejemplo de un microclima dentro de la vivienda

3.4 Nociones de confort térmico

3.5 El Confort Térmico

Uno de los principales objetivos de la bioclimatología es la

determinación de una zona de bienestar o de confort térmico:

“definido este confort como aquellas condiciones de temperatura y

humedad en las que un sujeto expresa comodidad con el medio

ambiente que le rodea” (ASHRAE, 1971).

Los factores de confort térmico que influyen sobre un ambiente son la

temperatura del aire, la radiación solar, la humedad relativa del aire y la

velocidad del aire (Olgyay, 1963), todos estos parámetros interactuando de

manera conjunta en un espacio determinado, propiciaran las condiciones de

bienestar o de sensación de incomodidad, además de obviamente las

actividades que se realicen dentro del determinado espacio, estas no son

objeto de control de la arquitectura sin embargo su conocimiento en la etapa


45

de diseño de anteproyecto puede gestionar algunas características sobre los

espacios en mejora o detrimento de las condiciones de confort.

El interés en valorar niveles de confort y disconfort térmico en la arquitectura

se desarrolla con la transición en las formas de acondicionar los ambientes

de métodos naturales a métodos electromecánicos. La capacidad de estos

últimos de modificar a conveniencia las condiciones microclimáticas de un

espacio determinado independientemente de las condiciones ambientales

exteriores trajo consigo la interrogante de cuál era la temperatura ideal en

la que un individuo manifiesta comodidad con el ambiente en el que

desempeñaba sus actividades.

Surgen directo a esto diversas definiciones de lo que hoy se conoce como

confort térmico, así como algunos métodos para cuantificar y cualificar los

índices de confort térmico adecuados para distintas actividades.

Fanger (1970) la define como “la condición mental que expresa satisfacción

con el medio que le rodea”

Las principales variables climáticas que influyen sobre el confort térmico de

acuerdo con Fanger son seis: 1) el nivel de actividad, 2) la resistencia

térmica de la ropa, 3) la temperatura del aire, 4) la temperatura media

radiante, 5) la intensidad del viento y 6) la presión del vapor de agua.

De acuerdo con Givoni (1997), El confort térmico es la ausencia de

irritabilidad y malestar térmico, y según él los principales elementos que

afectan el confort humano son: temperatura del aire, radiación solar,

movimiento del aire y humedad.

Por otro lado Rafael Serra (2005) divide los factores que participan en la

sensación de confort humano en dos: “Parámetros térmicos” y “Factores de

confort térmico” (fig. 11).

Fig. 11. Parámetros térmicos y factores de confort.


46

Parámetros térmicos Factores de confort térmicoLa temperatura del aire El grado de actividadLa temperatura de radiación El tipo de vestidoLa humedad relativa del aire Edad, sexo y educación La velocidad del aire Habi tuación a las c i rcunstancias

climáticasSituación geográficaÉpoca del año

Fuente: Arquitectura y Energía Natural, Serra R., Coch H. 2005

2.2 El Confort Térmico

Uno de los principales objetivos de la bioclimatología es la

determinación de una zona de bienestar o de confort térmico:

“definido este confort como aquellas condiciones de temperatura y

humedad en las que un sujeto expresa comodidad con el medio

ambiente que le rodea” (ASHRAE, 1971).

Antes de hablar de confort térmico, es necesario entender que este rango

perceptivo se determina en función de una seria de variables cuantitativas y

cualitativas poco sencillas de simplificar en su interactuar. La percepción

térmica o de la temperatura ambiental, es el proceso de reconocimiento de

la sensación de frio, neutro o calor que experimenta el ser humano con un

entorno inmediato. Sin embargo en dicho proceso de reconocimiento y

clasificación de la temperatura percibida intervienen algunas variables

como, procesos fisiológicos, procesos de adaptación racial, valores de

vestimenta, intercambio de energía por actividades físicas, hasta incluso

preferencias y tolerancias particulares de cada individuo, todo esto de


47

manera a la vez dependiente y como respuesta a un proceso fisiológico de

termorregulación de los elementos externos del clima como son, la

temperatura del aire, radiación solar, humedad en el ambiente y movimiento

del aire principalmente.

Como explica Gomez-aspeitia (2007), “la explicación operativa del confort

térmico se reduce al estado de equilibrio resultante del balance de las

cargas térmicas que se intercambian entre el cuerpo humano y el ambiente

al que está expuesto”, y esto lo enuncia la ley de equilibrio térmico, es decir

cuando dos sistemas están en contacto directo o separados mediante una

superficie que permite el paso del calor (como el caso de la piel humana) al

cabo de un tiempo estos dos sistemas alcanzaran una igualdad de

temperatura, en donde el cuerpo más caliente tendera a ceder energía

calórica al cuerpo mas frio, hasta llegar al equilibrio térmico, este principio

aplica en cualquiera de los dos casos, si la temperatura del cuerpo humano

es superior o inferior a la del ambiente inmediato al que está expuesto. La

zona de confort térmico es entonces la temperatura ideal en la que el cuerpo

humano no gana ni sede calor en la habitación (para el caso de espacios

habitacionales) en donde se encuentra, entenderemos entonces que en ese

momento experimenta objetivamente una sensación térmica de confort.

Cabe mencionar que esta es la teoría en estado puro, y que en el caso del

cuerpo humano como sistema, existen mecanismos fisiológicos de

regulación de la temperatura, en el caso del frio, con la estimulación de los

músculos y en el caso del calor de la sudoración, además de agregar la

variables de la vestimenta, que ofrece un superficie que puede constituir

diferentes grados de aislamiento al flujo de energía térmica también

conocido como índice Clo. (Tabla 23).


48

El interés en valorar niveles de confort y disconfort térmico en los espacios

arquitectónicos se desarrolla con la transición en las formas de acondicionar

los ambientes de métodos naturales a métodos electromecánicos. La

capacidad de estos últimos de modificar a conveniencia las condiciones

microclimáticas de un espacio determinado independientemente de las

condiciones ambientales exteriores trajo consigo la interrogante de cuál era

la temperatura ideal en la que un individuo manifiesta comodidad con el

ambiente en el que desempeñaba sus actividades.

Surgen en respuesta a esto diversas definiciones del concepto de confort

térmico, así como algunos métodos para cuantificar y cualificar los índices

de confort térmico adecuados para distintas actividades humanas.

Fanger (1970) la define como “la condición mental que expresa satisfacción

con el medio que le rodea”

Las principales variables climáticas que influyen sobre el confort térmico de

acuerdo con Fanger son seis: 1) el nivel de actividad, 2) la resistencia

térmica de la ropa, 3) la temperatura del aire, 4) la temperatura media

radiante, 5) la intensidad del viento y 6) la presión del vapor de agua.

De acuerdo con Givoni (1997), El confort térmico es la ausencia de

irritabilidad y malestar térmico, y según él los principales elementos que

afectan el confort humano son: temperatura del aire, radiación solar,

movimiento del aire y humedad.

Por otro lado Rafael Serra (2005) divide los factores que participan en la

sensación de confort humano en dos: “Parámetros térmicos” y “Factores de

confort térmico” (tabla 3).

Parámetros térmicos Factores de confort térmicoLa temperatura del aire El grado de actividadLa temperatura de radiación El tipo de vestidoLa humedad relativa del aire Edad, sexo y educación


49

La velocidad del aire Habi tuación a las c i rcunstancias climáticasSituación geográficaÉpoca del año

Fuente: Arquitectura y Energía Natural, Serra R., Coch H. 2005

Determinación de la zona de confort para la localidad de estudio.

La valoración de una zona de confort térmico se centra en la aproximación a

la determinación de valores en los que un porcentaje importante de

individuos realizando una actividad en común exprese sensación de

comodidad climática con el medio ambiente que le rodea. La importancia en

la arquitectura de determinar estos valores o zonas de confort térmico

facilita durante los procesos proyectuales el establecimiento de estrategias

bioclimáticas para controlar los microclimas de los espacios habitables

dentro de estos índices o zonas denominadas de confort.

La pretensión de determinar de manera precisa los límites térmicos en que

el ser humano se siente cómodo con las condiciones ambientales que le

rodean, involucra el reconocimiento y estudio de los parámetros que

participan en la determinación de la denominada “zona de confort”

Se reconocen como parámetros y factores del confort aquellas condiciones

de tipo ambiental, arquitectónico, personal y sociocultural que pueden

afectar la sensación de bienestar térmico de un individuo. (Mayorga R.,2002)

cada una de estas representa un objeto de estudio particular y su

interactuar nos permite generar un entendimiento de cómo conseguir en la

arquitectura las zonas de confort térmico deseadas, es decir los parámetros

ambientales pueden manifestar según los diagramas psicométricos

condiciones de confort térmico al exterior de una edificación, y sin embargo

uno o más factores arquitectónicos, podría modificar ligera o drásticamente

las condiciones ambientales al interior de un edificio.


50

Diversas investigaciones y autores han desarrollado métodos informáticos y

gráficos para determinar las condiciones en las que debería un individuo

sentirse cómodo con el ambiente que le rodea, a estas condiciones

microclimáticas deseadas como ya se menciono se les denomina zonas de

confort, sin embargo y citando a Mondelo (1999, P. 79) “debido a la

variabilidad psicofisiológica del ser humano, es prácticamente imposible

conseguir que en un colectivo de personas, cualesquiera que sean las

condiciones ambientales de referencia, la totalidad de las mismas

manifiesten sentirse confortables en una situación microclimática dada”.

Esto es debido a que el concepto de confort térmico es en esencia de

carácter subjetivo, por ejemplo: si a un Siberiano nativo se le sometiera a un

test en un túnel a distintas temperaturas y se le preguntara que sensación

térmica expresa bajo una temperatura de 18º C, muy seguramente el

respondería que le resulta una temperatura alta y probablemente para lo que

está acostumbrado hasta calurosa, por otro lado si hiciéramos esa misma

pregunta a un habitante de una ciudad cálido húmeda como Mazatlán o

Villahermosa y se sometiera al mismo experimento lo más probable es que a

18° C, ellos manifiesten que la temperatura es baja y experimenten cierta

sensación de frío, así podemos observar que los seres humanos aunque

iguales biológicamente desarrollan diferentes capacidades de adaptación y

percepción de la temperatura, estas son valoraciones de carácter subjetivo e

incluso cultural, como menciona Serra, y hacen junto con algunos otros

parámetros y factores térmicos sumamente complejo la determinación de

índices universales de confort térmico, sin embargo para motivos de estudio

y en acuerdo con las investigaciones recopiladas con Víctor Olgyay y las

tablas con correcciones para climas cálido húmedos del Instituto de

Arquitectura Tropical en base a las tablas psicométricas de Baruch Givoni se

considera en este estudio un rango de temperaturas para zonas tropicales

entre 23° – 27° C y una humedad relativa entre 30% y 70 % como zona de

confort térmico.


51

Tabla 4. Rangos de confort térmico según algunos autores

Fuente: Mayorga R. (2003) IPN

En la tabla 4 Mayorga (2003) recopila 4 rangos de temperatura y humedad

según tres autores especializados y una entidad prestigiada de investigación

en materia de confort y acondicionamiento del aire (ASHARE), cabe resaltar

que la tabla es exclusiva para el verano en regiones tropicales. Se puede

apreciar que cada autor difiere en las temperaturas máximas y mínimas

estimadas para la zona de confort térmico, sin embargo ninguna supera los

30 grados. Para la zona de estudio (Mazatlán) las temperaturas máximas en

los meses de verano superan los 30 grados (ver tablas de temperaturas

máx.) lo que posiciona el clima de la región en los meses de verano como

un clima fuera de los rangos de confort térmico humano, propiciando

sensaciones de incomodidad y por lo tanto haciendo forzosa la aclimatación

por cualquier medio, mecánico ó natural.


52

Herramienta PMV y el método Fanger

Propuesto por P.O. Fanger en 1973, el voto medio estimado (PMV) es uno

de los métodos de estimación de confort térmico mas aceptados

internacionalmente, este contempla algunas de las variables más

importantes que intervienen en los intercambios térmicos entre el organismo

y el medio ambiente inmediato que le rodea.

El método Fanger establece un sistema de rangos de confort térmico en

base a un cálculo entre variables como la temperatura y velocidad del aire,

la humedad relativa, la temperatura radiante media, la vestimenta de las

personas y su tasa metabólica en función de las actividades que realicen. El

método calcula dos índices denominados Voto medio estimado (PMV-

predicted mean vote) y Porcentaje de personas insatisfechas (PPD-predicted

percentage dissatisfied).

EL voto medio estimado (PMV) es un índice que determina en base a un

sistema de votos emitidos por un grupo de personas, la percepción térmica

que tienen sobre un espacio interior. Este índice propone una escala de 7


53

niveles que contempla -3) Frio, -2) Fresco, -1) Ligeramente Fresco, 0)

Neutro, +1) Ligeramente caluroso, +2) Caluroso y +3) Muy caluroso.

Escala de sensación térmicaEscala de sensación térmicaEscala de sensación térmicaPMV PPD Sensación+3 99% Muy caluroso+2 77% Caluroso+1 26% Ligeramente caluroso0 5% Confort (Neutro)-1 26% Ligeramente fresco-2 77% Fresco-3 99% Frío

Fuente: EL METODO DE FANGER. NORMA UNE-EN ISO 7730

Los resultados ayudan a establecer rangos de temperatura dentro de los

cuales el mayor número de personas manifestaron comodidad con el

ambiente que les rodea, este método permite determinar una zona de

confort térmico en grados centígrados y humedad relativa, dato que resulta

útil para el análisis del desempeño térmico de un espacio evaluado.

Fig. 13. Software de cálculo PMV.


54

Fuente: Impresión de pantalla de software, Predicted Mean Vote Square One desarrollado por el Dr. AJ Marsh de la Cardiff University, Welsh School of

Architecture.

La figura 13 muestra un software de cálculo del PMV Voto medio estimado y

PDD Porcentaje de personas insatisfechas en base a una ecuación

desarrollada durante un experimento con un colectivo de personas para

determinar a través de puntuaciones el porcentaje de personas que

manifestaba disconfort sobre distintas condiciones higrotérmicas en un

mismo espacio interior.

Los valores calibrados dentro del software representan la media de

temperatura máxima y de humedad relativa para el puerto de Mazatlán a si

como los valores promedio de CLO vestimenta según Fanger y la velocidad

de aire estándar en espacios interiores, es de interés observar que según el

cálculo del software mas del 93% de los habitantes mostrarían disconfort

higrotérmico con las condiciones ambientales promedio en los meses de

verano en la ciudad de Mazatlán.


55

Fig. 14. Diagrama psicométrico de estrategias bioclimáticas según requerimientos de confort humano.

Fuente: Impresión de pantalla con calibración del software Psychrometric Chart para la ciudad de Mazatlán.

Discusión.

En la figura 13 y 14 se muestra herramientas informáticas basadas en sus

referentes analógicos y en estudios de diversos autores sobre la ciencia del

confort térmico, no pretendiendo en este estudio, sumergirse en el complejo

y subjetivo campo del estudio de la percepción de clima por el ser humano,

para fines prácticos de este documento, será solo necesario comprender en

resumen que el confort térmico en arquitectura, es el estado higrotérmico

(humedad y calor) en el que los usuarios de una edificación no presentan

malestar o incomodidad, ya sea calor, frio o stress térmico en el espacio en

el que se encuentren realizando alguna actividad. Queda claro también

después de una revisión por estudios de confort térmico que la medición de

esta variable tiene importantes esfuerzos y resultados en el campo

cuantitativo, sin embargo las percepciones humanas de ningún tipo podrán


56

ser nunca universales. Dicho lo anterior para motivos de estudio, será

necesario apegarse a métodos y herramientas que ofrezcan

recomendaciones y promedios como diagramas psicométricos, y

herramientas de cálculo de voto medio estimado (PMV).

En un esfuerzo por resumir los resultados de estas herramientas de medida

de confort térmico para la zona de estudio, los resultados generados por los

software resumen que para fines prácticos de un instrumento de análisis de

desempeño térmico en la vivienda, considerar que las variables

higrotérmicas que determine un “correcto diseño bioclimático”, serán

conseguir promedios de temperatura en verano por debajo de los 27°

centígrados al interior de las viviendas, y niveles de humedad inferiores a

75%. El control de estos parámetros determinaría un valor especifico como

zona de confort térmico para la ciudad de Mazatlán, que facilitaría aprobar o

rechazar un diseño de vivienda y directo a eso, establecer los lineamientos

de desempeño térmico.

Fig. 24 Zona de confort térmico determinada para la localidad de estudio: 22 a 27°

Mes Temp.Min.prom.C°

Temp Max. Prom.C°

Hum. Velocidad del viento m/s

Sensación térmica durante el día/ por viento

Sensación térmica durante el día/ por humedad

zona de confort térmico por la noche-mañana

zona de confort térmico por la mañana - tarde

enero 16 25 67 2.4 14 25 Frio Confort

febrero 16 25 70 2.3 14 26 Frio Confort Marzo 17 26 73 2.4 15 27 Frio Confort

Abril 19 27 71 2.5 18 29 Frio Calor

Mayo 23 29 77 2.3 23 33 Confort Calor

Junio 25 31 75 2.7 26 35 Confort Calor

Julio 26 32 74 2.9 27 40 Confort Calor

Agosto 27 33 77 2.9 29 43 Calor Mucho Calor

Septiem. 26 32 79 3.1 28 42 calor Mucho Calor

Octubre 24 32 73 2.1 25 41 Confort Calor

Noviem. 20 29 76 1.9 20 33 Frio Calor

Diciem. 17 26 77 2.1 16 27 Frio Confort

Normalmente los equipos de monitoreo de temperaturas, promedian las mínimas recolectadas en los periodos del día concernientes a la noche y madrugada cuando estas descienden al exterior, y a la inversa los valores de las máximas registran las


57

temperaturas en las horas diurnas en las que la exposición solar sobrecaliente la temperatura ambiente.

En la tabla 21 se expresan los fenómenos oscilatorios de temperaturas entre

periodos diurnos y nocturnos en la ciudad de Mazatlán (temperaturas

mesocliomaticas monitoreadas por el SMN) estos valores indican que

durante el día, en las horas de mayor insolación las temperaturas en más de

la mitad del año van de cálidas a muy cálidas como en el caso de agosto y

septiembre, el resto del año sin embargo las temperaturas se ubican dentro

de los rangos de confort tanto en la mañana como en la noche, en tan solo

los meses de invierno por la noches llegando a ligeramente frias,

temperaturas que en casos extraordinarios no decienden de los 14°C y que

con vestimenta de 1.4 CLO es suficiente para mantenerse cerca a un estado

de confort térmico. Esto representa que la temperatura en la ciudad, es

adecuada para realizar actividades cotidianas en la mitad del año durante el

día, y en casi todo el año durante la noche, salvo el caso de las noches de

los meses de agosto y septiembre. La interpretación de estos datos ratifica

que un diseño de vivienda que al menos garantice mantener y conservar en

igualdad de condiciones las temperaturas al interior de los espacios deberá

ofrecer ambientes higrotérmicos dentro de las zona de confort deseada en

más de la mitad del tiempo anual.

3.2 Sistemas de clasificación de un clima.

De acuerdo con Rodríguez (2005,24) “Una clasificación climatológica es la

agrupación y diferenciación de climas de acuerdo con características

atmosféricas especificas”.


58

En 1936 Vladímir Koeppen publica el último ajuste a su sistema de

clasificación climática en la que identifica y divide los distintos climas

mundiales en grupos climáticos y subgrupos, relacionándolos con los tipos

de vegetación existentes en el planeta, 17 años después (1953) dos de sus

alumnos Geiger y Phol lo someten a revisiones, y adquiere gran aceptación

internacional.

En 1964 Enriqueta García le realiza a la clasificación modificaciones para

adaptar a condiciones particulares de la republica mexicana, esta

clasificación consiste en 4 grupos climáticos los cuales a su vez de dividen

en subgrupos, asignados por claves dependiendo básicamente de la

relación entre el clima y la humedad de cada región.

Fig. 15. Clasificación Climatologíca Köeppen-García

grupos clave Descripción

A Tropical Lluvioso

AF Con lluvias todo el año

Am Húmedo con lluvias en Verano

Aw Subhúmedo con lluvias en veranoB Seco

Bw Desértico

Bs Estepario

C Templado Lluvioso

Cf Húmedo con Lluvias todo el año

Cm Húmedo con Lluvias en verano

Cw Subhúmedo con lluvias en verano

AC Transición

A (C) Semicálido del grupo A

(A) C Semicálido del grupo C

Fuente: Rodríguez (2005) Introducción a la arquitectura bioclimática.

Según la clasificación mencionada (Köeppen-García), el puerto de Mazatlán

se cataloga con la clave Aw, cálido subhúmedo con lluvias en verano de

acuerdo con las temperaturas promedio anuales y los niveles de humedad y

precipitación.

Existen también otras clasificaciones climatologícas elaboradas por algunos

autores como Olgyay (1963), Givoni (1997), Figueroa y Fuentes (2001),


59

basadas en la temperatura y la humedad relativa y en la relación de estas

con la catalogación para la aplicación de estrategias bioclimáticas.

Clasificación de humedad según precipitación pluvial anual medida en mm/

m²

Menores de 600 mm climas secos

Entre 650 y 1000 mm climas subhúmedoMayores de 1000 mm climas húmedos

Con esta clasificación de humedad y las temperaturas promedio anuales se

determinan las siguientes zonas climáticas:

Figura 16. Clasificación por temperatura y precipitación Fuentes-Figueroa (2001)

Precipitación Pluvial Temperatura Promedio Temperatura Promedio Temperatura Promedio 21° 26° 21° 26° 21° 26°

Menores de 650 mmFrío seco Templado seco Cálido seco

Entre 650 y 1000 mmFrío Templado Cálido subhúmedo

Mayores de 1000 mmFrío Húmedo Templado Húmedo Cálido Húmedo

Requerimientos de Calefacción

Zona de confort térmico

Requerimientos de enfriamiento

Fig. 17 Clasificación por estrategias bioclimáticas según Fuentes-Figueroa (2001)

Menores de 21 º C - requerimientos de calefacciónEntre 21 y 26 º C - zona de confort térmicoMayores de 26 º - requerimientos de enfriamiento

El Clima Cálido semi Húmedo Costero


60

Como parámetro especifico del caso de estudio, los climas cálido semi

húmedo costero se describen como aquellos que presentan elevadas

temperaturas en los meses de verano y requieren de enfriamiento durante

al menos 7 meses al año, poseen niveles de precipitación entre 600 a 1000

mm., con abundantes lluvias en los meses de verano y sequías casi totales

en los demás meses del año (Rodríguez, 2001). El término costero se refiere

a los pueblos o ciudades que desarrollan su crecimiento urbano a lo largo de

la costa del mar, y se considera importante por las condiciones específicas

que otorga el cuerpo de agua a los procesos meteorológicos de estas

ciudades aunado a su clasificación climatológica.

Condiciones Climáticas de la Ciudad de Mazatlán Sinaloa.

La ciudad y puerto de Mazatlán, se ubica al sur del estado de Sinaloa, 23°

13´ latitud norte y 106° 25´ longitud oeste, tiene una altitud promedio de 1.85

metros sobre el nivel del mar, situada justo debajo del trópico de cáncer, el

clima según la clasificación ya analizada (Köeppen y García) es cálido

subhúmedo costero (aunque el mar le confiere una gran cantidad de

humedad al ambiente por lo que podría casi considerarse húmedo en las

áreas acotadas por la costa). La temperatura media anual del aire es de 28°

y la máxima promedio es de 32°, sin embargo según los reportes

meteorológicos diarios (SMN) debido a que la humedad relativa en verano

supera los 65% la sensación térmica suelen estar al menos 3 grados por

encima de las temperaturas marcadas en los meses cálidos, la temporada

más lluviosa se presenta durante los meses de junio a octubre, y lluvias

dispersas de noviembre a febrero, el promedio de precipitación pluvial es de

700mm/año aumentando en caso de depresiones tropicales hasta 1500 mm.

la mayor parte del año es soleado con un promedio de 3300 horas de sol al

año (Atlas Climatológico UNAM 1989).

Mazatlán es afectado por vientos septentrionales provenientes del NW, Los

dominantes son del noroeste y soplan de Enero a Marzo, a una velocidad


61

promedio de 0.50 metros por segundo; del Oeste - Noroeste, dominan de

Abril a Diciembre.

Del Oeste soplan vientos durante todo el año y la velocidad media del viento

es de 2.6 a 3.5 m/s., siendo la menor de 2.4 a 2.8 m/s., de junio a octubre, y

la mayor de 3.2 a 4.6 m/s. de diciembre hasta el mes de abril (Plan de

desarrollo Urbano de Mazatlán).

3.2 Bases de datos climáticas para el puerto de Mazatlán

“El inicio de un proyecto de vivienda bioclimática, implicara la labor de

documentación de los parámetros climatológicos de cada localidad; La

obtención y análisis de éstos facilitaran la determinación de las estrategias a

seguir para implementar los métodos de control térmico y de eficiencia

lumínica óptimos” (La Roche, 2006).


62

Fig. 18. Parámetros climatológicos de la ciudad de Mazatlán, año 2009

MES Temperaturas en Centígrados

Temperaturas en Centígrados

Temperaturas en Centígrados

Lluvia Evap. Insolación totalInsolación total Humedad Relativa

Vientos m/seg.Vientos m/seg. NubesMES

max min media mm hrs. min % dir vel hrs.

ENE 32.6 9.8 20.4 2.1 2.60 178 34 67 NW 2.4 3.4

FEB 32.2 11.5 20.7 0.0 3.30 265 5 70 NW 2.3 2.2

MAR 30.5 12.1 21.5 0.0 4.07 305 33 73 NW 2.4 1.8

ABR 31.5 13.9 23 0.0 4.97 305 6 71 WSW 2.5 2.1

MAY 33.5 17.3 24.8 0.1 5.40 337 3 77 WSW 2.3 1.7

JUN 34.9 21.2 28.3 127.6 6.0 286 59 75 W 2.7 2.8

JUL 35.1 21.2 28.9 139.0 5.64 258 20 74 WSW 2.9 4

AGO 35.0 22.2 29.2 344.8 6.0 238 7 77 W 2.9 4.7

SEP 35.0 22.6 28.7 196.5 5.20 236 1 79 W 3.1 4.3

OCT 34.4 17 27.5 52.9 4.20 272 48 73 NW 2.1 2

NOV 32.3 16.1 24.7 4.1 2.90 264 53 76 NW 1.9 1.7

DIC 31.6 7.5 19.8 0.8 2.40 254 55 77 NW 2 2.4

ANUAL 35.1 7.5 867.9 3201 24 74

Fuente: elaboración propia con datos del observatorio Metereológico de la CONAGUA, Unidad Mazatlán, México.

Fig. 19. Temperaturas mensuales de la ciudad de Mazatlán, año 2010

Fuente: Elaboración en Excel con datos obtenidos de Weather Channel (weather.com/weather/wxclimatology/daily/MXSA0084)

Fig. 20 Temperaturas mensuales máximas y mínimas de bulbo seco 2009

Fuente: Impresión de pantalla, del software Weather tool, base de datos capturada en formato .WEA con datos proporcionados por el SENEAM (Aeropuerto Internacional Gral. Buelna, Mazatlán)


63

Fig. 21 Precipitación pluvial por mes en mm. en el puerto de Mazatlán.

Fuente: Grafico elaborado en Excel con datos del Servicio Meteorológico Nacional (SMN estación Mazatlán).

Fig. 22 Porcentaje de humedad relativa HR por mes en el puerto de Mazatlán.

Fuente: Grafico elaborado en Excel con datos del Servicio Meteorológico Nacional (SMN estación Mazatlán).


64

3.2.1Interpretación

En las bases de datos climatológicas proporcionadas por las distintas

entidades de monitoreo locales e internacionales, se aprecia que los meses

de Junio, Julio, Agosto y Septiembre las temperaturas máximas superan los

30 grados, esos mismos meses incluyendo octubre son también en los que

más abundante pluviosidad se reporta, expresada en los milímetros de agua

de lluvia que se precipita sobre una superficie de 1 metro cuadrado, esta

precipitación en conjunto con las brisas marinas que en los intercambios de

vientos con la costa humidifican el ambiente, mantienen al puerto de

Mazatlán con promedios superiores al 70% de Humedad relativa entendida

como la totalidad de vapor de agua (al 100% como máximo) que podría

contener el aire a una temperatura especifica, estos dos factores

ambientales en diversas composiciones se manifiestan en la sensación

térmica perceptible (Fig. 23) y representan condiciones ambientales fuera

del rango de confort térmico, es por eso que los meses de un prolongado

verano en Mazatlán (Junio-octubre) son los que presentan condiciones de

habitabilidad en los edificios más difíciles y en los que los requerimientos de

acondicionamiento térmico se vuelven necesarios cuando no se proyectaron

con una planificación ambiental bien informada.

La presente investigación considera después del análisis climatológico, que

los meses restantes del año noviembre a marzo presentan condiciones

climáticas dentro de los rangos de confort humano, con situación de buenas

condiciones de confort térmico, por tanto se considera de mayor importancia

centrar la atención del instrumento y de las estrategias bioclimáticas que se

aplican al diseño de vivienda social en promover la protección contra los

aportes térmicos (calor) en los meses más calurosos del año. Los criterios

de orientación solar, vientos y protecciones en vanos, estarán mayormente

especificadas para esta temperada del año.

Fig. 23 Matriz de sensación térmica, relaciona la temperatura que se percibe por el cuerpo humano según la temperatura y la humedad relativa (además del viento).


65

Fuente: http://blog.nuestroclima.com/


66


67

4.0 CRITERIOS DE DISEÑO BIOCLIMATICO PARA LA ZONA DE ESTUDIO.

4.1Criterios de Orientación.

Los criterios de orientación, son recomendaciones de alineación para los

ejes de la nave arquitectónica con respecto a las diversas variantes

cardinales, estás, dependiendo las estrategias bioclimáticas que se

requieran en cada caso, podrán incentivar la exposición o protección a la

incidencia solar en cada una de las fachadas de la envolvente, en climas

cálidos razonablemente se busca que las fachadas más vulnerables en

aberturas y los espacios más importantes en la vivienda, no queden

expuestos a prolongados periodos de insolación, debido a la cantidad de

energía térmica por irradiación y convección que penetraría en la edificación,

ocasionando el sobrecalentamiento de los espacios.

El cálculo o análisis de estos recorridos solares, es un procedimiento nada

nuevo y relativamente sencillo, existen diversos métodos graficas y software

de simulación para someter a una sencilla evaluación una edificación (fig.

23) la importancia radica principalmente en comprender las trayectorias

solares y asumir los posibles comportamientos de la edificación con respecto

a estos.

4.1.2 Análisis de la trayectoria aparente del sol en la zona de estudio

La trayectoria del sol aparente sobre la bóveda celeste es un fenómeno

ocasionado por los dos tipos de movimientos de la tierra: uno alrededor de

su propio eje (rotación) el cual da lugar al día y la noche y el otro alrededor

del sol (traslación) siguiendo una trayectoria elíptica, que da lugar a las

estaciones del año (Laar y Grimme, 2006), cabe mencionar que se

denomina trayectoria aparente porque como es sabido desde tiempos de

Copérnico nuestro sistema solar es heliocéntrico, por lo tanto el


68

“movimiento” del sol sobre el cielo terrestre es aparente y se utiliza así para

facilitar su graficación y análisis.

Fig. 24 Trayectoria Solar aparente en los solsticios de invierno y verano y en los equinoccios de primavera otoño.

Fuente: Peralta I. 1886

La trayector ia solar diar ia

comienza en el oriente para

terminar en el poniente, con un

recorr ido sobre la bóveda

celeste, sin embargo durante el

año, estos recorridos diarios

tienen cada día y gradualmente

diferentes ángulos de inclinación

con respecto a la superficie

terrestre (hor izontal) , este

desplazamiento es conocido

como trayectoria estacional (fig.

24).

Para entender el desplazamiento estacional durante el año es necesario

comprender que es semestral debido al ángulo de inclinación de 23º 27´ del

eje terrestre, este desplazamiento en forma de 8 va de norte a sur seis

meses y después seis meses regresa de sur a norte (fig. 25), o como explica

Peralta (1986,7) “esto significa que el desplazamiento de la trayectoria

aparente del sol desde el equinoccio de primavera hasta el solsticio de

verano (Enero a Junio), se invierte de Julio a Diciembre y después vuelve a

retroceder de Diciembre a Enero” repitiéndose continuamente el proceso, lo

cual hace predecible con mucha exactitud los recorridos aparentes del sol

sobre la bóveda celeste en cualquier día de cualquier mes del año, y de esta

forma muy sencillo su método de graficación.


69

Fig. 24 Diagrama estereográficos para Mazatlán con las líneas de recorrido solar por horas días y meses

Fuente: Elaboración con el software de cálculo de diagramas Weather tool.

4.1.3 Orientaciones de la crujía

Se le denomina crujía o nave arquitectónica al espacio arquitectónico

compuesto entre dos elementos de carga ya sean muros o pilares sobre los

que descansa una techumbre, esta forma de composición establece un

sistema de compartimentación interior en la que se utilizan muros interiores

normalmente de tabique o prefabricados y la configuración espacial se hace

a través de aberturas para dividir y comunicar los espacios interiores.

En la actual tipología de vivienda social en México las crujías comúnmente

son de forma rectangular, comprendiendo el lado más corto como fachadas

frontal y posterior, con la intención de aprovechar de formas más eficientes

el sembrado en los terrenos del desarrollo habitacional.


70

La graficación y análisis de las orientaciones de crujías se fundamenta en

base a la referencia cartesiana de 4 puntos cardinales o ejes con respecto al

movimiento de rotación terrestre, derivados de estos 4 ejes (Norte, Sur, Este,

Oeste) existen 32 combinaciones o bisectrices conocidas como rosa de

vientos, sin embargo diversos autores que han desarrollado análisis

similares utilizan por cuestiones prácticas un sistema de variables de 12

orientaciones (fig. 25).

Fig. 25 Orientaciones cardinales

Fuente: Olgyay V. 1963, Pág. 55

En la grafica se aprecia las 12

variables de orientación cardinal, con

respec to a la fachada de la

edificación, se considera como

primera dirección el punto que alinee

la fachada frontal y el segundo punto

de dirección el que alinee con la

fachada posterior.

Fig. 26 Ejemplo de la trayectoria solar aparente y simulación de sombras proyectadas con orientación Este-Oeste en verano e invierno.


71

Fuente: Elaboración en base a modelado y simulación en Ecotect.

La figura 26 muestra una simulación de la trayectoria solar aparente del sol

sobre la bóveda celeste y las proyecciones solares sobre un modelo

tridimensional con orientación Este-Oeste, se puede apreciar que en el mes

de Julio (Verano) en recorrido solar es mas perpendicular a la horizontal de

superficie terrestre, y que existe insolación por las mañanas en la fachada

Este y por las tardes hasta el ocaso en la fachada Oeste, por el contrario en

los meses de fríos de invierno, el recorrido solar tiene una trayectoria

aparente más inclinada al sur insolando ligeramente la fachada Este por las

mañanas y la Oeste por las tardes, con un ángulo de penetración de

insolación más bajo.


72

Fig. 27 Ejemplo de la trayectoria solar aparente y simulación de sombras proyectadas con orientación Este-Oeste en verano e invierno.

Fuente: Elaboración en base a modelado y simulación en Ecotect.

La figura 27 muestra la simulación de la trayectoria solar aparente del sol

sobre la bóveda celeste y las proyecciones solares sobre un modelo

tridimensional con orientación Norte-Sur, se puede apreciar que para este

eje las aberturas de la fachada principal (norte) están menos expuestas a la

insolación tanto en la mañana como en la tarde, y en invierno la fachada sur

esta considerablemente expuesta a la penetración de la insolación con un

ángulo muy de penetración muy bajo.


73

Fig. 28 Ejemplo de la trayectoria solar aparente y simulación de sombras proyectadas con orientación Este-Oeste en verano e invierno

El objetivo de la interpretación de las proyecciones estereográficas se centra

en como cierra la curva de la trayectoria solar hacia el noroeste después del

medio días 12:00 ya que por las mañanas los rayos solares son más tenues.

El ángulo con que los rayos solares inciden sobre la Tierra varía

considerablemente a medida que el sol "se mueve" de un lado a otro del

ecuador. Una superficie relativamente plana y perpendicular a un rayo solar

vertical recibe la mayor cantidad de insolación. Por consiguiente, las áreas

donde los rayos solares son oblicuos reciben menos insolación, ya que estos

deben atravesar una capa más espesa de la atmósfera y se dispersan sobre


74

una superficie mayor (fig. 28). Este mismo principio se aplica al

desplazamiento diario de los rayos solares. Al mediodía, se produce la

mayor intensidad de insolación. Durante la mañana y la tarde, cuando el sol

se encuentra en un ángulo bajo, la intensidad de la insolación es menor.

4.1.4Interpretación.

Después de la revisión y análisis de las estereografías, trayectorias solares

aparente y direcciones del viento en el puerto de Mazatlán, se determina que

el eje eólico helio térmico más adecuado para una nave arquitectónica se

alinea en la dirección cardinal Noreste-sudoeste o inverso Sudoeste –

Noreste, ya que el recorrido solar del oriente (este) al poniente (oeste) tiene

una inclinación ligera hacia el sur y las caras o fachadas orientadas al Oeste

y Noroeste quedan expuestas a periodos de insolación más largos, directos

y en las horas menos deseables (12:00 a 6:00 pm).

Los vientos oceánicos dominantes en los meses de verano en Mazatlán

provienen de Noroeste – Oeste, sin embargo privilegiar las aberturas de

ventilación en este eje cardinal a costa de una sobreexposición solar en una

abertura podría ocasionar aportes térmicos contraproducentes en un

espacio.

Las recomendaciones de orientación cardinal de las naves pretenden mitigar

los excesos de insolación en partes vulnerables de una envolvente

arquitectónica, y de espacios particularmente sensibles en el habitar

contemporáneo en una vivienda, mismos que en el desarrollo de este

documento serán analizados, sin embargo en ocasiones las disposiciones

cardinales de las crujías no son objeto de modificación en el diseño, debido

a criterios del sembrado del solar, vialidades etc. En estas situaciones otras

estrategias de protección solar podrían ayudar a promover mejores

condiciones de habitabilidad térmica en las viviendas.


75

4.2Criterios de Protección Solar

ASOLEAMIENTO

“El sol es una fuente de energía que se considera inagotable. Una

gran parte de esta energía llega a la Tierra en forma de radiación

electromagnética y aunque es vital para el desarrollo de la vida del

planeta, en ocasiones y en ciertas regiones, el exceso de sol

resultara un elemento que ocasiona molestias y sensaciones

térmicas indeseables” (Ugarte, 2007).

Para cuestiones de estudio bioclimático en la arquitectura, conviene

entender 3 factores básicos del asolamiento: la radiación solar, los periodos

de insolación y las trayectorias solares diarias y estaciónales.

Radiación solar directa

La radiación solar es el flujo de energía que se recibe del sol en forma de

ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias. Esta energía de

radiación solar que recibe una superficie determinada en un instante dado se

le conoce como irradiancía y se mide en unidades W/m2. La irradiancía tiene

valores distintos para cada hora del día, es decir la irradiancía de un día

despejado a las 9:00 a.m. es diferente y menor a la que se obtiene en un día

de las mismas condiciones a la 1:00 p.m., esto se debe al movimiento de

rotación de la tierra y a la inclinación del eje terrestre con respecto al sol,

por tanto a distintas horas del día la intensidad de la radiación que incide

sobre la misma superficie tendrá distintos valores.


76

Fig. 30 Mapa solar del mundo, valores de radiación solar en W/ m²

Fuente: imagen obtenida de www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/15_mapa_energia.html

Radiación difusa y Albedo

Además de contemplar la presencia la de radiación solar directa, existe

cierta cantidad de energía lumínica y térmica que se refracta y dispersa al

chocar contra la superficie terrestre conocida como radiación difusa y

radiación reflejada ó albedo.

La radiación difusa es el efecto generado cuando la radiación solar que

alcanza la superficie de la atmósfera se dispersa de su dirección original a

causa de moléculas y partículas en el ambiente (Censolar, 2008). Del total

de luz removida por dispersión en la atmósfera, cerca de dos tercios

finalmente llegan a la tierra como radiación difusa.

La radiación reflejada es toda aquella reflectada por la superficie terrestre, la

cantidad de radiación depende del coeficiente de reflexión de una superficie,


77

también llamado albedo. El albedo es la relación expresada en porcentaje,

de la radiación que cualquier superficie refleja sobre la radiación que incide

sobre la misma. Este porcentaje de reflectancia o emitancía que tienen las

superficies se manifiesta en función de sus colores y texturas, por lo cual

las superficies claras tienen valores de albedo superior a las oscuras, y las

brillantes más que las mates.

Figura 31. Albedo y radiación difusa de distintas superficies

Fuente: imagen obtenida de www.gstriatum.com/energiasolar/articulosenergia/radiacion_albedo.jpg

Reflectancia luminosa y térmica

Según lo expuesto anteriormente, albedo es proporcional a reflectancia por

tanto, los valores cromáticos y la textura repercuten sobre la cantidad de

energía térmica que pueden absorber o reflectar los materiales de una

envolvente arquitectónica.

Estos aportes lógicamente, serán indeseables para climas cálidos y con

niveles altos de irradiancía, por tanto los colores claros y los acabados mate

ofrecerán mejor protección contra el citado efecto.

Figura 32. Coeficiente de albedo de algunos materiales


78

Fuente: http://editorial.dca.ulpgc.es/ftp/ambiente/00-Apuntes-2006/6-7Construccion/Guia/de/aplicacion/Cerramientos+Huecos.pdf

Insolación

La insolación es la energía radiante que incide en una superficie de área

conocida en un intervalo de tiempo dado. Este término tiene unidades de

energía por área, comúnmente Watts-hora por metro cuadrado (W-h/m2).

Generalmente se reporta este valor como la acumulación de energía horaria,

diaria, mensual, estacional o anual sobre una superficie expuesta.

La importancia de la insolación en la arquitectura, se manifiesta en la

necesidad de conocer la cantidad de horas de intensa presencia solar en

una localidad (diarias y estaciónales), para determinar los aportes térmicos a

los que puede estar expuesta una envolvente y determinar con esto los

criterios de control bioclimático.

Según estudio de insolación a nivel nacional realizados por el laboratorio del

medio ambiente de la UNAM, (fig. 33) para el puerto de Mazatlán, los

periodos de insolación en el mes de mayo son de 300 a 340 horas por mes,

lo que equivale a 11.33 horas de sol por día clasificando al puerto de

Mazatlán como una zona de elevada insolación.

Figura 33. Mapa de Insolación de la Republica Mexicana


79

Fuente: recorte editado, atlas de geografía de la UNAM 1989

Figura 34. Horas de insolación total por mes en Mazatlán para el año 2007. (Total máximo supuesto de horas por mes = 12 hrs. x Nº días del mes)

MES Insolación totalInsolación totalMES

hrs. min.

ENERO 178 34

FEBRERO 265 5

MARZO 305 33

ABRIL 305 6

MAYO 337 3

JUNIO 286 59

JULIO 258 20

AGOSTO 238 7

SEPTIEMBRE 236 1

OCTUBRE 272 48

NOVIEMBRE 264 53

DICIEMBRE 254 55

ANUAL (2007) 3201 24

Fuente: editado, información proporcionada por la CONAGUA

Figura 35. Irradiación global media en algunas ciudades de México en kWh/

m2 por día


80

Fuente: Actualización de los mapas de irradiación global solar en la Republica Mexicana

Interpretación

Podemos observar en las figuras 33 y 35 que sobre la región geográfica

donde se ubica la ciudad de Mazatlán, la radiación solar directa es superior

a la media nacional, con un promedio de poco mas de 11 horas de sol al día,

además de la importante radiación difusa y reflejada por el océano participan

activamente en el sobrecalentamiento de la ciudad y de las edificaciones. En

una ciudad con condiciones de calor intenso en verano, las adecuaciones y

criterios que se enfoquen en la protección de espacios habitacionales y

laborales contra el sobrecalentamiento solar, se consideran de primordial

importancia.

4.2.2 Dispositivos de protección solar


81

“El uso de dispositivos de control solar como solución al problema

arquitectónico, que surge del exceso de radiación en los edificios, es

un recurso del diseño bioclimático que impacta en forma relevante

las condiciones de confort en el interior de las edificaciones,

a d e m á s s e v i n c u l a c o n e l c o n s u m o e n e r g é t i c o p o r

acondicionamiento térmico”. (Rodríguez, 2001)

La protección o control solar tiene la finalidad de evitar la incidencia de la

radiación solar directa sobre la mayor cantidad de área posible de la

envolvente del edificio, principalmente en los elementos débiles al paso de

energía solar térmica (ventanas) reduciendo de esta forma los aumentos de

temperatura no deseados en los interiores de climas cálidos.

Los rayos solares contienen 2 componentes que interesan en la arquitectura;

los térmicos y los lumínicos, de tal forma que el diseño de los dispositivos

debe considerar ambos factores.

El enfoque del presente trabajo abordara solamente los de carácter térmico,

esto no significa que sean más o menos importantes que los lumínicos,

responde simplemente a una delimitación temática y a un mayor interés de

este estudio por el confort térmico.

Los conceptos básicos de control solar que se consideran en la arquitectura.

Según Rodríguez (2001) son: la forma, la orientación de la nave de la

vivienda y el diseño de los dispositivos de control solar con respecto a las

condiciones de este mismo en una localidad.


82

4.2.3Dispositivos de protección solar en ventanas y otras aberturas

Las aberturas en una edificación representan la permeabilidad al paso del

viento y la luz natural, la importancia en materia de salud y de

acondicionamiento ambiental natural de un espacio correctamente ventilado

e iluminado será revisada en el apartado de ventilación en este mismo

documento, sin embargo es de suma importancia comprender que estas

mismas aberturas tan benéficas en los microambientes internos de una

edificación de clima cálido son también sus principales vulnerabilidades

contra las ganancias de energía térmica ocasionadas por el exceso de

radiación solar, directa y difusa.

Es prácticamente irracional pensar en una estructura arquitectónica que

suprima la apertura a la ventilación, pero y entonces como promover un

diseño valiosamente transparente a la ventilación natural, sin que este se

vea transgredido por las indeseables dosis de radiación solar,

indudablemente que la respuesta la ofrece la misma historia de la

arquitectura tradicional en los pueblos y civilizaciones emplazadas en climas

cálidos, que han ingeniado toda clase de dispositivos y criterios para mitigar

el paso de los rayos solares a los espacios habitables de una vivienda.

Resultaría sencillo hoy en día pensar que la historia y el actuar constructivo

racional del hombre en estos asentamientos, facilita el acceso a estos

recursos arquitectónicos, sin embargo las causas de su desvanecimiento en

la enseñanza de la arquitectura contemporánea son paradójicas.

En antagónica lucha al mencionado desvanecimiento de técnicas

tradicionales, existen hoy tecnologías que posibilitan un amplio abanico de

recursos para proteger las aberturas en una envolvente, sin embargo la

elección y el diseño preciso de un protector solar debe estar sometido a una

revisión para validar su posible eficacia o inutilidad en ciertas horas que se le

demande.


83

Existen software computacionales de simulación para evaluar la eficiencia

de los protectores contra la incidencia solar, pero aun de no ser posible

contar con alguno de estos, con simples ejercicios de observación de las

trayectorias del sol y un sencillo calculo geométrico (fig.36) el diseñador o

constructor podrá identificar el comportamiento de los recorridos solares y

consiguientemente las estrategias necesarias para la implementación del

dispositivo.

En muchas de las ocasiones podremos encontrarnos en las revisiones de

dispositivos de protección solar que no funcionan por sus dimensiones o

incluso que por la orientación cardinal de la abertura ni siquiera son

necesarios.

En las figuras 43 a 48 se revisara en funcionamiento de 5 dispositivos

seleccionados por su practicidad y compatibilidad tectónica con los modelos

habitacionales de vivienda de interés social en México, estos serán puestos

a prueba en un software de simulación en un recorrido solar de verano para

la ciudad de Mazatlán y serán contrastados con la técnica geométrica de

cálculo.


84

Método analítico de cálculo de aleros horizontal y vertical.

El método analítico posibilita calcular las dimensiones de los elementos de

protección solar sobre ventanas o espacios en posiciones cardinales

específicas, las sombras horizontales y verticales pueden calcularse en la

profundidad de su proyección tanto en horizontal como en vertical. Para

realizar este cálculo es necesario contar con información sobre la orientación

cardinal (en azimut) del elemento a proteger ó sombrear, la altura del sol con

respecto a la horizontal, y en base al tiempo y fecha en que se requiera

conocer la proyección de sombra, es necesario determinar el ángulo de

azimut del sol especifico para esa fecha y hora.

Figura 36. Proceso grafico de proyección de un protector solar.

Fuente: imagen obtenida de http://www.cepis.org.pe/plataforma/arquitectura/

clase33/clase33.htm

Para sombrear la ventana completamente, es necesario que el valor de h

(fig. 36) sea igual a la altura de la ventana, el mismo procedimiento para el

alero vertical D. Cuando se requiere conocer la sombra proyectada por un

elemento de dimensiones específicas en un mes y hora particulares, se


85

realiza el cálculo de h con los ángulos y datos para el mes/hora

seleccionada.

Las siguientes formulas permiten calcular de manera precisa los valores de

h (dimensión de proyección de sombra en horizontal) y w (dimencion de

proyección de sombra en vertical) (Cepis, 2008)

h=D*tan (altitud solar)/ cos (AZ solar - AZ ventana)

Para proteger la ventana totalmente, (h) deberá ser igual a la altura de la

ventana, esto se conseguirá determinando la profundidad (D) del alero

w= D*tan (AZ solar - AZ ventana)

En el caso de protecciones verticales o aletas, (w) es el ancho de la sombra

equivalente a la proyección (h) en vertical, y (D) determinara la profundidad

de la aleta, por tanto al igual que en el caso del alero, el objetivo es

determinar la profundidad (D).

(AZ) = Ángulo de acimut del sol. Ángulo que forma la proyección horizontal

del rayo solar con el eje que une los puntos cardinales Norte - Sur. Se mide

en el sentido de las manecillas del reloj.

(AL) Ángulo de altura solar. Ángulo formado por el rayo solar dirigido al

centro de la bóveda celeste y el plano horizonte; se mide a partir del plano

del horizonte hacia al cenit de 0° a 90°.

Observaciones del cálculo: En las orientaciones Este y Oeste, (oriente y

poniente) las proyecciones de los aleros pueden resultar demasiado largas,

es recomendable utilizar variantes adosadas perpendicularmente como

faldones.


86

Discusión del método.

Para el cálculo con este método es indispensable tener a la mano

información sobre Azimut de la orientación de la ventana y el ángulo de

altura solar en la hora y fecha que sea necesario priorizar la protección

solar, misma que pudiera no ser fácilmente localizada, además de

considerar la complejidad que el cálculo representa para una etapa de

diseño, en la que el proceso de ideación intenta hacer una múltiples sintaxis

entre todas las variables formales, ambientales, estéticas y funcionales. Es

por esto que posibilitar un análisis más sencillo quizás “a priori” que a pesar

que podría generar resultados no tan precisos presenta ventajas

conceptuales al menos en etapas preliminares del diseño.

Método grafico de cálculo de aleros.


87

Fig. 37. estudio de sombras

Fuente: Arias y Ávila (2001)

Arias y Ávila (1990) en su trabajo

revisan una forma grafica y

sencil la de interpretar estos

ángulos de inclinación solar y su

p r o b a b l e i n c i d e n c i a s o b r e

aberturas (fig. 37) con resultados

mucho mas didácticos. Se basan

e n l a i n t e r p r e t a c i ó n d e l a

incidencia solar en base a extraer

de una estereografía o una

proyección ortográfica (fig. 38) el

ángulo aproximado de inclinación

solar con respecto a la horizontal y

con un ejercicio grafico proyectar

la incidencia sobre la fachada o

ventana.

Los diagramas solares son herramientas graficas que facilitan interpretar las

trayectorias aparentes y distintas posiciones del sol en la bóveda celeste

sobre un plano bidimensional. Estos facilitan el trabajo de diseño

bioclimático en etapas de proyectación. Existen dos tipos de diagramas

solares (Cepis, 2008): los geométricos y los no geométricos.

Los geométricos grafican trayectorias aparentes del sol que se trazan

mediante proyecciones matemáticas y astronómicas en la esfera celeste, por

otro lado los no geométricos responden a interpretaciones empíricas y a

priori del comportamiento de las proyecciones solares sobre una superficie.

Fig. 38. Proyección ortográfica para la latitud y longitud de la zona de estudio


88

Fuente: edición de imagen generada por el software Solar Tool 2011.

Interpretación

La proyección ortográfica, muestra en un plano bidimensional el recorrido

aparente del sol diario, desde el oriente a las 6 a.m. aprox. hasta su ocaso

en el poniente a las 18:00 p.m. aprox. y el movimiento estacional en un

recorrido de norte a sur en forma de signo de infinito de ida y vuelta cada 6

meses. Ambas trayectorias en combinación representan gráficamente la

posición del sol específica para cada horario y mes del año, mismas que en

la intersección con las líneas punteadas horizontales designan el ángulo de

altura del sol aproximado. En el eje horizontal del grafico indica el la

disposición cardinal en que el recorrido solar se realiza.

Se puede apreciar por ejemplo que el 24 de julio a las 13:00 horas el ángulo

de inclinación del sol es de 77º norte.


89

Esta información aunque con cierto carácter informal es de gran ayuda para

el proyectista en etapas preliminares del diseño en donde los criterios

bioclimáticos apenas se conceptualiza e intercambian configuraciones con

los demás elementos que intervienen en el diseño arquitectónico.

Fig. 39 Estereografía con requerimientos de protección solar según ejes cardinales y meses del año.

Fuente: Elaboración con software informático, basado en bases de datos del SMNFig. 40 Matriz de análisis de protecciones solares según orientación y requerimientoOrientaciones Norte Sur Este Oeste Noroeste Noreste Suroeste Sureste

Ventana sin ningún dispositivo

2 4 2 1 1 2 3 4


90

Ventana con alero 4 5 4 4 3 4 4 5Ventana con alero y faldón ver.

4 5 5 4 4 5 4 5

Ventana bajo una volumetría

4 5 4 4 3 4 4 5

Ventana con Pérgola

4 5 4 3 3 4 4 5

Ventana con persiana

4 5 4 3 2 4 4 5

Ventana con celosía vertical

4 5 5 4 4 4 5 5

[5] no necesario, [4] se recomienda [3] Insuficiente [2] No se recomienda [1] Mal solución

4.2.2 Compilación y análisis de algunos dispositivos de control solar que pueden ser utilizados por la arquitectura para climas cálidos.

En el clima cálido semi húmedo de la localidad para la cual se realiza el

presente estudio, las temperaturas en la zona raramente suelen descender

por debajo de los 10º C (fig. 9) temperatura que con un arropamiento

adecuado (0.60 Clo) es tolerable para el cuerpo humano, además que

debido a la corta duración de este clima estacional, resulta agradable y

deseado por los habitantes de la localidad, y no requiere en ningún caso de

la implementación de sistemas de calefacción. Esta diferencia con los climas

templados y extremosos en donde los requerimientos de protección solar se

dividen en dos, tanto en permitir la permeabilidad de los rayos del sol en

algunos meses y horas como en proteger los cerramientos parcial o

totalmente de estos en otros meses del año y horas del día.

Esta relativa homogeneidad climática en la zona de estudio, vuelve sencilla

la revisión de las estrategias de protección solar, privilegia la atención en el

diseño arquitectónico para los meses de verano y en contra de la

sobreexposición de zonas vulnerables a la sobre insolación.

Los dispositivos de control solar varían según su utilidad y nivel de

permeabilidad al paso de los rayos del sol, Arias y Ávila (2000) mencionan

que las características del sombreado producido por un dispositivo debe

estar adecuado al dimensiones del muro o abertura por sombrear,


91

adecuando de ser posible el ángulo de acción del dispositivo o interviniendo

con complementos o dispositivos verticales de ser necesario, según el

ángulo de incidencia solar calculado a la hora y fecha de su exposición

Pérgola.

Una pérgola es una viguería a manera de techumbre que se coloca sobre

postes, con el objetivo de brindar sombra a una abertura en una edificación,

dependiendo de la densidad, tamaño e inclinación de las viguerías

horizontales, la proyección de sombra será más o menos densa. Se

considera parcialmente permeable a los rayos del sol, por lo que su

utilización se recomienda en cerramientos en orientaciones de no

demasiada exposición, algunos autores recomiendan el uso de plantas

trepadoras o enredaderas caducifolias con la finalidad de intensificar la

sombra en los meses más cálidos de verano. En la arquitectura vernácula se

utilizaban además como umbrales de transición entre espacios cerrados y

abiertos (Rojo, 2008)

Fig. 41. Pérgola


92

Fuente: elaboración propia en software de modelado 3D e imagen de Internet

Alero o Voladizo.

Los aleros se construyen con fines de protección, tanto de la fachada como

de los andadores, ya sea para protección del sol o la lluvia, los aleros

pueden ser una continuación de la loza , o cualquier elemento que

sobresalga al paramento vertical de la fachada, este elemento podrá ser

macizo en concreto o bien adosado al muro como una estructura, de acero,

madera u otro material conveniente, su función principal en climas cálidos es

la protección de las aberturas al exceso de incidencia solar, trabajan bien en

horas en que la el sol tiene un ángulo próximo a la perpendicular de la

horizontal y mientras que sus dimensiones sean las adecuadas según la

orientación y tamaño del vano a sombrear; no se recomiendan en

orientaciones Noroeste y Oeste, debido a que en verano pasadas de las

14:00 horas el ángulo de incidencia solar es bajo, y la acumulación de

energía térmica durante el día sobrecalientan los espacios intensamente. La

forma y acabados podrán adaptarse a cualesquier estilo arquitectónico.

Fig. 42. Alero


93

Fuente: elaboración propia en software de modelado 3D e imagen de Internet (renderati.com)

Pórtico

Se llama pórtico al espacio o galería cubierta, sostenida por arcas o

columnas, ubicadas a lo largo de una fachada, el pórtico forma un espacio

de transición entre los espacios abiertos y cerrados y puede ser un espacio

de circulación o utilitario. Proporcionan sombra sobre la fachada del edificio

creando una zona de amortiguamiento térmico (Rodríguez, 2001) represento

una solución muy utilizada en la arquitectura vernácula y tradicional en el

puerto de Mazatlán.

Fig. 43. Pórtico



94

Fig. 44 Los portales de Canobbio, Mazatlán y una casa tradicional en el Quelite Sinaloa.

Celosía

Dispositivo que forma una segunda envolvente o a manera de divisor que

protege del exceso de radiación solar, permeable a cierta cantidad de luz y

aire, tamiza los ambientes interiores sin dejarlos en oscuridad. Puede

combinarse con algún dispositivo de protección horizontal para obtener

mejores resultados, proveen de privacidad y según el diseño y su uso puede

adquirir gran valor estético. Por su condición de brindar protección tanto

vertical como horizontal es una excelente solución en orientaciones críticas

como Noroeste y Oeste.

Figura 45. Celosía


95

Fuente: elaboración propia en software de modelado 3D e imagen de Internet

Techo escudo

Doble techumbre con espacio interior o cámara de aire ventilada, tienen por

objeto sombrear la totalidad de la techumbre y así evitar ganancias térmicas

por conducción de la energía térmica irradiada por el sol, además el aire que

pasa entre medio de los 2 techos, mantendrá siempre fresca la techumbre

interior. Estos pueden ser combinados con otros dispositivos de protección

solar, e incluso implementarse como techos vegetales.

Figura 46. Techo Escudo


Faldón o Pantalla


96

Elemento vertical que pende al extremo de un alero, volado o pérgola, su

función es ofrecer protección contra la incidencia solar mas vertical de

algunas horas del día, esta condición de protección contra rayos del sol en

ángulos bajos, lo hace una buena solución en orientación al poniente.

Existen faldones de diversos materiales, fijos o móviles, según las

necesidades.

Figura 47. Faldón


Persiana.

Dispositivo mecánico de control solar formado por tablillas o listones

verticales u horizontales que permite el paso de la luz difusa y del aire pero

no del sol, pueden ser exteriores o interiores, fijas o giratorias sobre un eje

que controla los grados de abertura según se requiera por la posición solar.

Pueden fabricarse de diversos materiales y con variedad de tecnologías de

control, desde las versiones más sencillas en PVC hasta sofisticados

dispositivos automatizados en aluminio, Arias (2004) recomienda que su

ubicación sea al exterior de la ventana para evitar un posible efecto trombe.

Son excelentes en orientaciones de asoleamiento crítico, sin embargo

reducen considerablemente el flujo de viento al interior de un espacio, y

regularmente ofrecen solo protección en el área de la abertura o ventana, a


97

diferencia de otros dispositivos que protegen mayor área de la envolvente y

por tanto ofrecen menor exposición a la trasferencia de energía térmica por

convección.

Figura 48. Persiana

Fuente: elaboración en software de modelado 3D - imagen de Internet (renderati.com)

Tecnologías en Acristalamientos.

En la actualidad existen variedad de tecnologías y laminas de protección

solar para el vidrio utilizado en la ventanearía, estos según su composición y

especificaciones de fabricación pueden cumplir con distintas funciones,

pudiendo absorber el calor, emitirlo, bloquear el exceso de luz o filtrar del

haz luminoso solamente los rayos UV e infrarrojos. Es importante que

durante el proceso de diseño se determinen cuales elementos de

ventanearía pudieran quedar expuestos durante ciertas horas a la incidencia


98

solar deseada o no deseada y en función de esto determinar cuál es el tipo

de cristal más adecuado para los fines que el proyecto convenga.

La radiación solar que entra a través de una ventana sin protecciones

solares representa un gran aporte calorífico a los ambientes. Esta radiación

es espectralmente muy cercana a la radiación infrarroja, por lo que este

calor podría aumentar muy por encima la temperatura interior respecto a la

temperatura del aire exterior, debido al denominado efecto invernadero (.

Los vidrios simples de las ventanas son transparentes a la radiación

infrarroja de onda corta, por lo que ésta es absorbida y re irradiada entre las

superficies y objetos interiores en forma de radiación infrarroja de onda

larga. El vidrio resulta opaco para la radiación de onda larga, por lo cual este

calor radiante quedará atrapado dentro del ambiente. (Sosa G., Siem G.)

Fig. 49. Porcentaje de energía solar: visible, infrarroja y ultravioleta, absorbida por un sistema de vidriado con protección solar.

Fuente: Adecuación de imagen de Internet


99

4.2.3 Protección de la losa a la insolación

4.3 Criterios de Ventilación

En el presente apartado se le denomina criterios de ventilación a las

estrategias de diseño que se adoptan para promover la ventilación o

movimiento del las masas de aire ya sea por métodos naturales y/o

mecánicos dentro de un espacio arquitectónico.

La revisión de estos criterios de ventilación centra su objetivo en el análisis

de las aberturas en la envolvente arquitectónica: sus dimensiones,

orientación, y algunos aspectos de dinámica de fluidos de las masas de aire

dentro de la topología espacial de la vivienda.


100

4.3.1 Ventilación Natural

Según el Manual de diseño para edificaciones energéticamente eficientes

(UCV) “se denomina ventilación natural al proceso de intercambio de aire del

interior de una edificación por aire fresco del exterior, sin el uso de equipos

mecánicos que consuman energía eléctrica como aires acondicionadores o

ventiladores”.

Este proceso de intercambio de aire mencionado, significa que el viento que

entra del exterior al interior de un espacio arquitectónico y sale a la inversa,

se genera debido a la diferencia de presiones de masas de aire en los

espacios, la cual tiene dos fuentes que la producen: el gradiente de

temperaturas y efecto dinámico del viento por diferencia de presión, la

primera ocasionada por la diferencia de temperaturas en las masas de aire

que circulan dentro de un espacio determinado, es sabido que el aire

caliente se expande molecularmente volviéndose menos denso, por tanto

asciende, ocasionando movimientos al entrar aire más fresco que desplazan

el aire caliente. El segundo efecto, se debe al movimiento de las masas de

aire por diferencias de presión dentro de un espacio, los denominados

fenómenos de barlovento y sotavento, conceptos básicos de dinámica de

fluidos que más adelante serán descritos en este documento.

4.3.2 La ventilación y la salud.

La ventilación y renovación de aire es necesaria para el manejo de

condiciones de calidad del aire interior y por requerimientos de confort

térmico en los usuarios de un espacio arquitectónico, este confort se

relaciona con el aporte positivo que tiene el viento a una determinada

velocidad y humedad en el proceso de evaporación del sudor y por lo tanto

en el mejoramiento de las condiciones higrotérmicas que se perciben en

climas cálidos. Además el adecuado flujo del aire dentro de un edificio de

clima cálido puede colaborar en el enfriamiento de los materiales y las


101

estructuras, posibilitando la disminución de la temperatura en el interior

(Gonzalo, 2003).

El aire es un elemento vital para el desarrollo de la vida, incluyendo la del

ser humano, según la Organización Mundial de la Salud (WHO, 2005)

aspiramos un promedio de 6 a 8 litros de aire por minuto, dependiendo de

las actividades que se realicen y las características físicas de cada persona.

De igual forma en el proceso respiratorio exhalamos al ambiente, anhídrido

carbónico, vapor de agua y dióxido de carbono. un adecuado flujo de aire

posibilita la constante renovación de los compuestos resultantes de la

respiración, evitando que los ambientes en los que realizamos actividades

se saturen de compuestos viciados y derivados del proceso de respiración

en detrimento de la calidad del aire que seguiremos respirando.

Ambientes herméticos o con un caudal de renovación de aire deficiente,

condicionan microambientes húmedos y con partículas de polvo y otros

agentes microscópicos en suspensión, hongos, microbios, gases, pesticidas,

bacterias por mencionar algunos, estos pueden llegar a ocasionar, malestar

general, irritación y enfermedades respiratorias, la Organización Mundial de

la Salud (WHO, 1982) define a estos padecimientos de aire viciado en

edificios como, “Síndrome del Edificio Enfermo” (Syck Building Syndrome

SBS).

Es importante en la etapa de diseño de un proyecto de vivienda, estar

informados de nociones básicas de ventilación, garantizar ambientes

correctamente ventilados en un modelo de vivienda que será construido en

cientos de veces, repercutirá directamente en la calidad de los ambientes y

la salud de una importante cantidad de usuarios de estas viviendas.

Los métodos más adecuados para verificar en una etapa de diseño

arquitectónico, si la ventilación y la renovación del aire en los espacios

interiores de un edificios será la adecuada, es a través del cálculo de los

caudales de renovación horaria, estas cuantificaciones pueden hacerse en

base a sencillas operaciones aritméticas (fig. ) o con la ayuda de software de


102

simulación (CFD) de dinámica de fluidos que representen con instrumentos

gráficos el posible comportamiento de las masas de viento en un espacio

determinado.

Fig. 50 Numero de renovaciones RH = caudal (m³/h) / volumen vivienda (m³)

Espacio Caudal Renovaciones por persona

Rh calculada para el ejemplo

(4x5)Dormitorio doble 10 0.5Dormitorio individual 10 0.5Sala 12 0.6Comedor 14 0.7Baños 30 1.5Cocina 20 1Oficina o estudio 10 0,5

Suponiendo una recamara de 4 x 5

10 (m³/h) / 20 m3 r / h = 0.5 renovaciones cada hora de 20 m³ de aire

4.3.2 Sistemas de ventilación

El Viento

“Los desequilibrios de presión que existen en la superficie terrestre

originan el viento, por lo tanto éste se define como un movimiento

horizontal de aire en contacto con la superficie terrestre. La

diferencia de presión supone: Una transferencia de aire desde el

punto de máximo valor de presión a uno de menor valor. El viento


103

siempre sopla desde la máxima a la mínima presión” (Fernández,

A.; 2003 p. 30)

El viento está definido por su dirección y su fuerza o, más exactamente, por

su velocidad. La dirección del viento se define con respecto al vector

geográfico de donde este proviene, (Norte, Sur, Este, Oeste y variantes) y se

puede monitorear y graficar la dirección con la ayuda de una veleta y de una

rosa de vientos respectivamente.

Las principales características del viento que deben ser consideradas en los

procesos de diseño de una edificación son la dirección de los vientos

dominantes, la velocidad y la frecuencia así como la presencia temporal de

fenómenos especiales como depresiones y tormentas tropicales.

La ciudad puerto de Mazatlán presenta vientos dominantes septentrionales

provenientes del Norte y Noroeste que oscilan entre los 6.17 metros/seg. en

algunos meses como Junio y Julio los vientos arriban del Este y Sureste y

regularmente durante todo el año se presentan vientos que soplan del Oeste

a una velocidad media de 2.6 a 3.5 metro/seg. (Plan Rector de Desarrollo

Urbano de Mazatlán, 2005)

Fig. 51. Rosa de Vientos, Frecuencia y velocidades para el puerto de Mazatlán


104

Fuente: Recorte editado del Mapa de vientos de la Republica Mexicana tomado del Atlas nacional del Geografía de UNAM (1989)

Fig. 52 Características de vientos según Escala de Béaufort

Fuente: Observatorio Meteorológico del Aeropuerto de la Cuidad de Mazatlán (2008)

Orientación de elementos captores de vientos.

Apegándose a los monitoreos de dirección y frecuencia de vientos en una

localidad, se determinaran las orientaciones de aberturas de captación de


105

viento, la adecuada ubicación de estas con respecto a las estrategias de

ventilación que se determinen para un proyecto arquitectónico garantizaran

la eficiencia de los mecanismos de ventilación.

Para climas cálidos se deberá promover la ventilación cruzada y las

diferentes alturas de las aberturas con el objetivo de eficientar el intercambio

de aire fresco y la evacuación de las masas de aire caliente (Serra 1999).

Ventilación Inducida, sistemas generadores de movimiento de aire

Cuando el flujo de aire es insuficiente para ventilar una vivienda (renovación

mínima de 0,5 rh.) se puede inducir la ventilación mediante la corriente

convectiva utilizando algunos componentes que fuerzan el paso y

movimiento del aire mediante el efecto de las depresiones o sobrepresiones

que se generan en el interior de los edificios, (Deffis, 1989), algunos de los

métodos para generar estas inducciones de aire se enlistan a continuación:

En las regiones costeras, donde los cuerpos de agua oceánicos ejercen un

efecto termorregulador, la diferencia de temperaturas entre el día y la noche

es despreciable, por lo que resulta más conveniente promover sistemas de

ventilación por fuerza dinámica (movimiento del aire), y conseguir refrescar

con intercambios de aire frecuentes en los ambientes interiores

Ventilación Cruzada, aconsejable para todos los climas cálido húmedos y

templados en verano, las aberturas deben colocarse en fachadas opuestas

que comuniquen con espacios exteriores en condiciones de radiación o de

exposición al viento distintas, este tipo de ventilación puede provocar de 8 a

20 rh (renovaciones horarias), en presencia de un viento débil exterior

(Serra, 1999).

Figura 53. Ventilación Cruzada


106

Fuente: sitio Web en línea http://fau.ucv.ve

Ventilación por efecto chimenea.

Es la que se produce al crear una salida de aire con huecos situados en la

parte superior o más alta de un espacio, conectadas si es posible a un ducto

de extracción vertical, la propia diferencia de densidad del aire, en función

de su temperatura, hace que el aire caliente (menos denso) suba y salga

por las aberturas superiores. Este sistema se complementa con la adecuada

ubicación de aberturas en partes más bajas y en las orientaciones de mayor

captación posible, para provocar la entrada de aire fresco que asegure el

funcionamiento. La ventilación de efecto chimenea se recomienda como

auxiliar a otros sistemas ya que su funcionamiento por si solo, es del orden

de 4 a 8 renovaciones horarias (Serra, 1999).

Ventilación por torres de viento.

En este sistema se utiliza una torre que se eleva hasta una altura suficiente

por encima de las cubiertas de los edificios y capta el viento donde éste es

más intenso, el aire captado se conduce por el interior de la torre hasta la

parte interior de la habitación, este sistema es válido para climas cálidos

húmedos y su capacidad de renovación del aire estará en función de su

apropiada orientación a los vientos dominantes y de la frecuencia e

intensidad de éstos. En todos los casos de instalación de estas torres, se


107

deberán incorporar filtros que eviten el paso al interior de partículas y basura

que sea arrastrada por el aire en su flujo al interior (Serra, 1999).

Ventilación por cámara solar.

este sistema funciona captando radiación dentro de una cámara con una

superficie de color oscura o de un material de poca reflectancia térmica

protegida por una cubierta de cristal, al calentarse el aire y disminuir su

densidad, se produce un efecto de succión en las aberturas interiores y una

extracción del aire caliente, estas cámaras solares se deben orientar hacia

la máxima intensidad de radiación solar del día y su rendimiento aumentará

paralelamente al aumento del calor que esta radiación produce. Su eficiencia

es mayormente para ayudar a otros sistemas de ventilación a acelerar el

intercambio de las masas de aire, removiendo rápidamente el aire caliente

hacia la parte superior y al exterior, por si solo este sistema es capaz de

lograr entre 5 y 10 renovaciones de aire por hora. En la instalación de estos

mecanismos será recomendable la implementación de un protector aislante

entre la cámara que recibe la irradiación y la envolvente que esta

directamente sobre la habitación para evitar ganancias de calor por

conducción.

Aspiradores estáticos.

Son chimeneas de ventilación que aumentan su capacidad de evacuación

del aire caliente por el efecto Venturi, el aire del interior es aspirado por

medio de un dispositivo que al pasar el viento por la torre es succionado y

evacuado hacia el exterior. El sistema se completa con la entrada de aire

fresco a la vivienda desde una abertura a nivel mas bajo. Es un sistema

adecuado para climas cálidos y templados con vientos constantes.

Ventilación a través de un Patio

El patio es otra solución de ventilación y tratamiento microclimatico,

aparentemente muy sencillo, sin embargo resulta complejo por el hecho de


108

que en el mismo ya actúan muchos fenómenos simultáneos, siendo difícil

aislar el efecto de cada uno del conjunto, su efecto ambiental consiste en

crear un espacio abierto dentro del volumen de la vivienda que genera un

microclima especifico relativamente controlado.

Para que un patio funcione de la manera más eficaz es conveniente que

dentro del mismo existan plantas o arbustos e incluso para climas de baja

humedad una pequeña fuente o estanque podría ayudar a mejorar la calidad

en la humedad del aire.

Además la evaporación que originan las plantas y el agua hace descender la

temperatura del patio creando una zona de altas presiones que succiona el

aire que se encuentra encima de él.

Para completar el flujo de aire, se deben emplazar ventanas o aberturas que

permitan el paso del aire fresco del patio al interior de la vivienda y después

por otras aberturas la salida del aire al exterior para que cumpla su ciclo de

intercambio y enfriamiento (Serra, 1999).

4.4 Topología y compartimentación, algunos principios de aerodinámica

En alguna ocasión, estando en la recamara con la ventana de un lado y

la puerta en el extremo opuesto, ambas abiertas, entraba tal cantidad de

viento que incluso sacudía bruscamente la persiana, de un momento a otro

la puerta se cerro, y me percate que de inmediato la persiana quedo

estática, observe un tiempo y la cortina continuaba sin moverme a pesar que

la ventana estaba completamente abierta, me causo tanta admiración lo

sucedido, que en ese momento me levante y al abrir la puerta, de inmediato

la cortina empezó nuevamente a moverse y la sensación en la piel del aire


109

en movimiento fue instantánea, en ese instante comprendí algunas cosas

sobre el movimiento del aire.

Además de elegir las orientaciones, dispositivos y tamaños apropiados en la

ventanearía, es importante para conseguir un adecuado flujo de aire, seguir

algunos criterios de aerodinámica dentro y fuera de la vivienda, esto

garantizará un flujo del aire más eficiente.

La dinámica de fluidos, es la parte de la física que se ocupa de la acción de

los fluidos en reposo o en movimiento (Enciclopedia Larousse), en la

arquitectura su aplicación está directamente relacionada con los procesos de

ventilación, el aire en su recorrido del exterior hacia el interior de una

habitación, manifiesta una serie de conductas que son imperceptibles al ojo

humano sin embargo no a los sentidos. Como proyectistas es importante

comprender algunas particularidades sobre el comportamiento del aire en

movimiento, debido a que la disposición de formas y divisiones dentro y

fuera de una vivienda repercute en la eficiencia de los sistemas de

ventilación natural.

Según el Teorema de Bernoulli, el comportamiento de un fluido moviéndose

a lo largo de una línea de corriente relaciona su aumento de velocidad con

una disminución de la presión y viceversa, es decir, la diferencia de presión

en el lado expuesto y a sotavento contribuyen al movimiento de aire en el

interior del edificio. El aire por ser un fluido se comporta dentro de una

habitación similar a como se comporta el agua dentro de una tubería, y se

convierte en un sistema de presiones, siempre buscara la salida más

próxima, perdiendo o ganando velocidad según sea la presión que forme

dentro de un espacio con volumen determinado, si la abertura de escape es

menor que la que suministra el caudal de entrada de aire la diferencia de

presión mantiene el aire en constante movimiento (intercambio), en cambio

si solo existe una abertura y no hay salida, el aire crea una zona de alta

presión estancada dentro del espacio, que no facilita ni la entrada de nuevo

aire ni la salida del que permanece dentro.


110

En este movimiento del aire entre aberturas, existe un factor más que

condiciona la velocidad del flujo del viento, las obstrucciones al flujo natural

del aire según sea la fuente que lo produce. A mayor cantidad de

obstrucciones sean, (muros, mobiliario, vegetación etc). El choque del viento

en estos ocasiona zonas de turbulencia ocasionando pérdidas en la fuerza

de arrastre del viento.

Fig. 53. Gráficos de una habitación con distintas configuración de aberturas y de compartimentación.

Fuente: Gráficos de experimento de Boulet utilizados por Arias, Ávila 2004, p. 72

Es obvio que no se producirá el movimiento del aire en el interior en aquellas

estructuras que carecen de salidas, de forma similar resulta evidente que

grandes aberturas situadas en extremos opuestos y colocadas en las zonas

de alta y baja presión respectivamente, proporcionarán el máximo

intercambio de aire en el interior del espacio.

El flujo de aire pierde gran parte de su energía cinética cada vez que es

desviado alrededor o sobre un obstáculo, varios recodos en ángulo recto,

tales como paredes o muebles dentro de la habitación pueden detener una

corriente de aire de baja velocidad (Rodríguez, 2005); es conveniente en

climas cálido húmedos evitar al máximo la perdida de la velocidad del viento

por choque o fricción al interior de una vivienda, por tanto la tipología de

compartimentación lo más libre de muros divisorios posible, resultará de

conveniencia para estos climas.

Figura 56. Estudios de Olgyay en túnel de viento sobre modelos a escala.


111

La compartimentación con muros en sentido perpendicular a la trayectoria del flujo del viento altera el recorrido, y disminuyen de manera considerable su velocidad.

E n e l s e g u n d o c a s o , l a compartimentación del espacio se hace con un muro en sentido paralelo al flujo de viento, se mantiene la velocidad y la salida del viento

Fuente: imágenes escaneadas, Víctor Olgyay (1998)

4.6 El uso de vegetación en la vivienda.

La vegetación constituye una conocida formula de control microclimático,

sin embargo, difícilmente puede determinarse cuantitativamente sus

aportaciones a las condiciones ambientales de un espacio determinado,

debido principalmente a la cantidad de variables que intervienen en la

configuración y desarrollo de un sistema vegetal. Algunas de estas

diferencias se presentan en cuanto al tamaño y disposición espacial que

ocupa la flora, su taxonomía de especies, la tasa metabólica según consumo

de nutrientes, agua y exposición solar, exposición a contaminantes entre

otros factores que pueden condicionar de una u otra forma el

comportamiento de la masa vegetal.

A pesar que como se menciona, indicadores cuantitativos de la participación

de las plantas en las conductas microclimáticas de un espacio determinado

son complejos de generar, la biología vegetal y la física aplicada si

demuestran a través de la explicación de los procesos metabólicos de un


112

organismo vegetal, su funcionamiento natural y los intercambios de energía

que realiza con su entorno inmediato, estos procesos son capaces de

demostrar las formas en que participa la flora en el comportamiento

ambiental del espacio que circundan, y son descritos en apartados breves.

• Durante el proceso de alimentación y crecimiento una planta, césped

o árbol, a través de reacciones bioquímicas, substrae carbono del

aire, el cual lo obtiene al descomponer una molécula de dióxido de

carbono, mediante la fotosíntesis fijando el carbono y liberando la

molécula de oxigeno.

• El follaje de un árbol, planta o arbusto, protege y controla de la

exposición solar el sustrato de tierra del cual se alimenta,

manteniendo la humedad controlada, evitando su excesivo

calentamiento y la consecuente evaporación del agua.

• Falta completar un apartado

4.7 Materiales de Construcción.

Durante el procesos de diseño de vivienda y antes de la construcción es

importante elegir los materiales más adecuados para cada uno de los

componentes de la envolvente, sean estructurales o de acabados, es

fundamental tener un conocimiento previo de cómo responden la variedad

de materiales disponibles a las condiciones ambientales de la localidad, si

son apropiados térmicamente, su resistencia a la humedad, a la corrosión y

además obviamente de las cualidades de resistencia al trabajo mecánico.

Este proceso selectivo es de mucha importancia y sumado a la calidad del

diseño y demás criterios bioclimáticos determinara que la materialización de

la vivienda sea de más o menos cualidades microclimáticas.


113

Es trascendental estar consciente de que los impactos caloríficos externos

ocasionados principalmente por el asoleamiento deben traspasar la piel

externa del edificio antes de afectar las condiciones de temperatura interior,

cuando los componentes de la fachada, techos y pavimentos se

sobrecalientan, el efecto empezará a ser perceptible en el ambiente interior.

Una cualidad de la arquitectura tradicional de cada civilización ha sido la

peculiar selección de los materiales con que edifican sus espacios para

habitar (Fig. 57), esto refleja la preocupación y el entendimiento del hombre

al menos de manera empírica y por experimentación, del comportamiento de

algunos materiales expuestos a las condiciones climáticas especificas de la

región donde emplazan sus viviendas.

En el panorama contemporáneo de la producción de vivienda en serie,

pretender utilizar sistemas constructivos vernáculos, seguramente resultaría

poco rentable, estos procedimientos constructivos tradicionales aunque

efectivos, resultan quizás poco prácticos en las aceleradas tareas de

edificación masiva, sin embargo invitan a la reflexión sobre la calidad del

habitar que representan las buenas prácticas de edificación, y demuestra

que la contemporánea concepción de acondicionamiento climático artificial

no es tan necesaria.


114

Fig. 57 Casa típica en el pueblo del Quelite, Sinaloa

Aque l que ha ten ido una estancia pasajera al menos por alguna vivienda en un pueblo de c l ima cál ido, seguramente recuerde la experiencia de un agradable estar. Los materiales empleados en la construcción de estas viviendas: Barro, madera, adobes, basura vegetal. Debido a su baja densidad, porosidad y su baja conductividad térmica, resultan un excelente recurso p a r a m i t i g a r e l sobrecalentamiento en climas cálidos.

En la actualidad, el campo de conocimientos de la termodinámica tiene un

profundo desarrollo, valiosa información sobre el comportamiento de los

materiales expuestos a los efectos de la energía térmica, están al alcance de

cualquier proyectista, la única tarea restante recae en interpretar este

conocimiento y en base a una elección informada, proponer los materiales

que mejor convengan al clima especifico de cada región.

En el caso particular de construcción de vivienda en regiones de climas

cálidos los criterios de elección de materiales para la construcción se

enfocan en la protección de los espacios interiores contra los aportes

calóricos por radiación solar, estos aportes se manifiestan según

características físicas del material, y pueden aislar, almacenar o retardar los

efectos de la radiación solar.

Transferencia de calor.

De acuerdo a la segunda ley de la termodinámica, el calor se transfiere

siempre de una zona de mayor temperatura a la de menor temperatura


115

hasta igualar la temperatura en ambas, para explicar de forma sencilla como

aplica esta ley física en una envolvente arquitectónica, el sol emite energía

radiante que se transmite a través del espacio vacío en forma de radiación

que viaja a la velocidad de la luz. Entre las diferentes ondas que la

componen hay radiación visible, ultravioleta e infrarroja. La radiación

infrarroja es la que representa el principal vector de trasferencia del calor,

interfiere con los electrones de los átomos promocionando la agitación de las

moléculas, lo que se traduce en calor, es decir la energía térmica que irradia

al sol no necesita de materia para aumentar la temperatura de un objeto

expuesto, esta es la primer noción de transferencia de calor en envolventes

arquitectónicas expuestas al asoleamiento.

La segunda forma de transferencia de calor, denominada como conducción

(conductividad térmica) necesita de materia para su propagación, la energía

térmica que es absorbida por un material expuesto a irradiación (solar o por

otro medio), se transporta a través de él, intentando equilibrar siempre la

temperatura de la superficie de exposición al resto del cuerpo. Aplicando

este principio físico en la envolvente de una vivienda, el techo, muros y piso

que reciben exposición directa a la radiación solar (fig. 58), sobrecalientan

sus superficies y transmiten por conducción el calor acumulado a través de

todo el material, re-irradiando parte del calor en el espacio interior, algunos

materiales ofrecen más o menos cualidades de transmisión y acumulación

de esta energía térmica, y serán revisados en el siguiente subcapítulo.

La convección es la tercera forma de transmisión de calor y requiere de

fluidos para su transmisión, normalmente incide en las masas de aire que

entran y salen de un exterior a un interior, el aire más caliente (de menor

densidad) ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando ocurre esto, el

fluido frío (de mayor densidad) desciende y ocupa el lugar del fluido caliente

que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación (corrientes

convectivas), regular estas corrientes, es mas de competencia de un efectivo

sistema de ventilación, que de los materiales de la envolvente, sin embargo,

la irradiación interior por sobrecalentamiento de materiales, condiciona


116

también la transmisión convectiva o desplazamiento del calor a través del

aire interno.

Fig. 58. Transferencia del calor en la envolvente de una vivienda.

Fuente: Elaboración del autor.

Además de las formas en que se transmite la energía térmica según

principios físicos, características distintivas de los materiales según su

densidad, capacidad de absorción y emisión de energía térmica, pueden

repercutir en fenómenos físicos de almacenamiento, aislamiento o retraso de

la energía calórica en los materiales.

Las cargas de temperatura diaria, cuyas fluctuaciones se retardan,

experimentan distorsiones en su amplitud al filtrarse a través de los

elementos de las edificaciones (Olgyay, 1998).

Las características selectivas de absorción y emisión constituyen otra

defensa eficaz contra los impactos de la radiación y adquieren una especial

importancia en zonas calurosas. Aquellos materiales que reflejan más

radiación de la que absorben y que expelen rápidamente la cantidad

absorbida en forma de energía térmica, producirán temperaturas más bajas

dentro de una edificación.


117

En las zonas donde predomina el calor debe tenerse muy en cuenta el

efecto neto de la reflexión en combinación con la emisión de radiación

térmica características del material. Absorción y conducción de energía

Transmisión calorífica de los materiales

Las características más importantes para el control térmico de los materiales

son su comportamiento desde el punto de vista de su capacidad transmisión

de energía calorífica a través de ellos. La variación diaria de la carga

calorífica origina su correspondiente oscilación en el interior de la

estructura pero con dos diferencias:

1. El ciclo interno se amortiguará, es decir las variaciones serán más

pequeñas

2. El ciclo interno sucederá al externo, es decir ambos ciclos estarán

desfasados.

El primer efecto depende del valor aislante del material caracterizado como

coeficiente de transmisión del calor, expresado en Kcal/hr/m², esto quiere

decir, que a menor coeficiente de transmisión del calor, mejor efecto aislante,

esta interferencia en el paso del calor se le conoce generalmente como

aislamiento resistente, ya que permite reducir el flujo del calor a través de un

material.

El segundo efecto depende de la capacidad acumulativa calorífica del

material, es decir a mayor capacidad acumulativa, menor variación de

temperatura propagada a través del material, al retardo producido por esta

transmisión se le conoce como inercia térmica y proporciona la posibilidad

de almacenar las cargas que se producen en los momentos “punta del

calor” y liberarlos después en los momentos en que bajan las temperaturas.

Este efecto reduce simultáneamente la amplitud del impacto y se denomina

generalmente, capacidad de desfase (Olgyay, 1998).

Ambas características están presenten en los materiales, con diferente

intensidad dependiendo de su difusión térmica, esto puede definirse de


118

acuerdo con la siguiente ecuación y en función del conocimiento de las

siguientes variables:

D = K/ρ c (m²/h)D = Difusión térmicaK = conductividad térmica (kcal/m²/h º C)ρ = densidad (kg/cm³)C = calor especifico (kcal/kg º C)Fig. Transmisión del calor en muros expuestos a radiación solar, con materiales de

distintas propiedades térmicas.

Fuente: Elaborado por el autor.

Figura 59. Oscilaciones térmicas en clima cálido desértico y en cálido

costero.


119

Fuente: Elaborado por el autor.

Como puede observarse en la figura 39 la inercia térmica de los materiales

de una envolvente es por lo general proporcional a la masa y a la densidad

de sus materiales, estos tendrán mayor capacidad de acumulación y desfase

de la energía térmica dentro de ellos, durante el día amortiguaran el exceso

de calor y durante la noche, liberaran al interior este exceso, manteniendo la

temperatura interior homogénea durante todo el día y la noche, esta

propiedad es ideal para climas extremosos, como los cálido desérticos.

Aislamiento o inercia térmica en los climas costeros.

En regiones de climas cálidos con cercanía a cuerpos de agua como mares

o lagunas, las temperaturas entre el día y la noche y entre estaciones

presentan poca oscilación térmica, esto se debe a la alta capacidad

calorífica y la fuerte inercia térmica del agua, es decir que durante los

periodos diurnos los rayos del sol calientan el agua, esta energía térmica

acumulada es lentamente desprendida por las noches, manteniendo las

temperaturas casi iguales a las del día y no permitiendo que los períodos

nocturnos enfríen como en los climas desérticos. Este efecto

termorregulador tendrá influencia importante sobre el espesor y la elección

de los materiales de la envolvente, ya que por las noche no serán

necesarios requerimientos de protección contra bajas temperaturas, autores

como Serra y Coch (2005), recomiendan por tanto para regiones costeras la

elección de materiales ligeros y de poca inercia térmica.

Por tanto para climas cálidos húmedos costeros, los requerimientos térmicos

de los materiales deberán ser de características aislantes al paso del calor y

de poca capacidad de acumulación calorífica; Un aislante térmico es un

material caracterizado por su alta resistencia térmica. Establece una barrera

al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse

en temperatura. Gracias a su baja conductividad térmica y un bajo

coeficiente de absorción de la radiación, el material más resistente al paso

de calor es el aire y algunos otros gases. Por esta razón se promueven


120

como buenos aislantes térmicos, los materiales combinados de sólidos y

gases, como: fibra de vidrio, lana, vidrio expandido, poliestireno expandido,

espuma de poliuretano, aglomerados de corcho, etc., en la mayoría de los

casos el gas encerrado es el aire.

Figura 40. Oscilación térmica en climas cálidos costeros

Fuente: elaboración propia

Se puede apreciar en la figura 40, que en climas cálidos húmedos costeros,

la oscilación térmica entre el día y la noche es mínima durante los meses de

verano, los materiales de propiedades aislantes impedirán el paso del calor

por conducción a través de las envolventes.

Figura 60. Propiedades termodinámicas de algunos materiales.

Material C o n d u c t i v i d a d térmica

Densidad Capacidad calorífica

W /(K.m) kg/m3 kcal/m3 · ºCAgua 0,58 1000 1000Acero 47-58 7850 950Tierra seca 0.52 1500 660Granito 2,7 2645 529Vidrio 1,40 2500Madera de roble 0,13 750 430Ladrillo 0,70 2000 400Madera de pino 0,20 640 384


121

Tabla roca 0,107 817Piedra arenisca 2,90 2200 374Hormigón 1,20 2300 350Mortero de Yeso 0.65 1440 288Tejido de lana 0,045 111 35Poliestireno expandido 0,03 25 10Poliuretano expandido 0,023 24 9Fibra de vidrio 0,03 15 2,8Aire 0,020 1,2 0,29

Fuente: Rolle Kurt (2006) Termodinámica.

En la figura 41 se identifican valores de algunas características

termodinámicas de materiales utilizados en la construcción en la localidad de

estudio.

Interpretación.

La conductividad térmica es la capacidad de una sustancia de transferir la

energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a

substancias con las que está en contacto, es decir es la habilidad de un

material de conducir calor a través de su masa. La inversa de la

conductividad térmica es la resistencia térmica, que es la capacidad de los

materiales para oponerse al paso del calor. Los materiales más empleados

como aislantes térmicos son los que ofrecen mejor resistencia al paso y

almacenamiento de energía térmica a través de ellos, es por esta razón

4.3 Materiales empleados en la vivienda de interés social en clima

cálido.

Se ha revisado que la propiedad de un material más óptima para climas

cálidos semi-húmedos está en su relación entre densidad y capacidad

calorífica. Evitar la transferencia y almacenamiento de calor en los

materiales de los cerramientos es un factor fundamental en la edificación de

una vivienda para climas cálidos de poca oscilación térmica.


122

Este apartado enfoca la revisión de los materiales para la construcción de

vivienda de interés social (VIS) de construcción en la localidad de estudio

(Mazatlán) y los clasifica en un inventario según su uso y características, las

cuales permitirán establecer parámetros que cotejados con la literatura

especializada en arquitectura bioclimática para climas cálidos, coadyuven a

determinar ponderaciones de desempeño según sus comportamiento ante

las condiciones ambientales pertinentes a este estudio así como a la

herramienta de análisis bioclimático para VIS de climas cálidos.

La información vaciada en tablas (fig. 61,62,63) fue obtenida en visitas de

campo guiadas por promotores inmobiliarios en cada uno de los modelos

seleccionados, utilizando la misma tabla que fue presentada a manera de

cuestionario. La información sobre los materiales y sistemas constructivos

según fuentes de los desarrolladores, es homologada en casi todos los

lugares del país donde cada inmobiliaria construye modelos semejantes, sin

embargo aquí es presentada con carácter exclusivo del caso de estudio.

Fig. 61 Levantamiento de campo, materiales, acabados y sistemas

constructivos del modelo Arce, Frac. Santa Fe en Mazatlán Sinaloa del

Grupo inmobiliario Homex.

Material Utilizado en P o r c e n t a j e d e viviendas que lo utilizan

Observaciones

Block Hueco

Muros

50% Todos los modelos de 2 plantas

Ladrillo recocidoMuros

0%

Muros de Hormigón armado

Muros 50% Todos los modelos de 1 planta

Hormigón macizo

Techos

0%

Hormigón ReticularTechos

0%

Vigueta y bovedilla Techos 100%

Concreto pulido

Pisos20%

Vitropiso Pisos 80%

Aluminio (marcos)

Ventanas

100%

Vidrio TransparenteVentanas

100%


123

Vidrio Tintex Ventanas 0%

Vidrio Filtrasol

Ventanas

0%

Vidrio Low-e

Ventanas

0%

Poliestireno expandido

Aislantes

10% Solo en modelos ecológicos

Membranas e impermeabilizante Aislantes

100% Todos los modelos

Loseta y lechada Aislantes 0%

Enjarre a mortero

Aislantes

100% En todos los muros excepto exteriores de perímetro

Fuente: Datos proporcionados en levantamiento de campo, asesorados por un promotor inmobiliario de Grupo Homex Mazatlán

Fig. 62 Levantamiento de campo, materiales, acabados y sistemas

constructivos del modelo Salice, Frac. Real pacifico en Mazatlán Sinaloa del

Grupo inmobiliario G.I.G.

Material Utilizado en P o r c e n t a j e d e viviendas que lo utilizan

Observaciones

Block Hueco

Muros

50% Todos los modelos de 2 plantas

Ladrillo recocidoMuros

50%

Muros de Hormigón armado

Muros 0% Todos los modelos de 1 planta

Hormigón macizo

Techos

100%

Hormigón ReticularTechos

0%

Vigueta y bovedilla Techos 0%

Concreto pulido

Pisos20%

Vitropiso Pisos 80%

Aluminio (marcos)

Ventanas

100%

Vidrio TransparenteVentanas

100%

Vidrio Tintex Ventanas 0%

Vidrio Filtrasol

Ventanas

0%

Vidrio Low-e

Ventanas

0%

Poliestireno expandido

Aislantes

0% Solo en modelos ecológicos

Membranas e impermeabilizante Aislantes

100% Todos los modelos

Loseta y lechada Aislantes 0%

Enjarre a mortero

Aislantes

100% En todos los muros excepto exteriores de perímetro


124

Fuente: Datos proporcionados en levantamiento de campo, asesorados por un promotor inmobiliario de Grupo G.I.G Mazatlán

4.3.2Discusión

Los 3 modelos de VIS revisados en campo, representan variantes

significativas en los materiales y sistemas constructivos que utilizan en los

cerramientos de sus modelos construidos y en construcción

4.5Criterios urbanos de conjunto habitacional.

En la proyectación de un habitad ambientalmente integrado, se involucran al

menos dos niveles de planificación arquitectónica que pueden ser

configurados a conveniencia por la mano del hombre, el domestico y el

urbano. La planificación urbana de un conjunto habitacional, concierne al

análisis y disposición del territorio que dará cabida al conjunto de viviendas

por edificar, sea este colonia, fraccionamiento, coto, multifamiliar etc. La

correlación entre el sembrado de viviendas, el tejido vial, las áreas de

donación (parques, jardines etc.), los pavimentos urbanos, la arborización y


125

el manejo del agua definirán desde etapas tempranas de un proyecto el

grado de integración ambiental que pueda tener un desarrollo habitacional.

En la presente metodología de análisis de modelos de vivienda, el estudio

correlacional entre variables climáticas y variables urbanas se apoya en

algunos principios que Higueras (1998) define como urbanismo bioclimático,

y que intenta en abstracto despejar y simplificar un listado de variables a

tomar en cuenta en el proceso de estudio y proyectación de un desarrollo

habitacional medioambientalmente integrado con su clima.

Higueras (2006) define en los siguientes puntos que a cada lugar una

planificación especial mediante:

• Un trazado viario estructurante que responda a criterios de soleamiento y viento• Calles adaptadas a la topografía, buscando las orientaciones optimas de

soleamiento y viento• Zonas verdes adecuadas a las necesidades de humedad y evaporación

ambiental (en superficie, conexión y especies vegetales apropiadas)• Morfología urbana de manzanas que generen fachadas bien orientadas y

adecuada proporción de patios de manzana según el clima• Parcelación que genere edificios con fachadas y patios bien orientados• Tipología edificatoria diversa y adecuada a las condiciones del sol y viento

Fuente: Higueras Ester, (2006) Urbanismo Bioclimático.

El factor economía, es el valor constante de carácter inamovible en la

planificación habitacional de vivienda social, importante mencionar que

durante la revisión de literatura, el consenso de autores (Bazant, Higueras,

Duccí etc.) desarrolla ideas y propuestas optimas de cómo debe ser la

disposición de un sembrado y el dimensionamiento de lotes en un desarrollo

habitacional para cada clima. El aporte es valioso, sin embargo es

importante mencionar, que la viabilidad económica y la explotación de la

superficie de suelo, hacen en la realidad poco factible la aplicación de

algunos de estos criterios. Que a continuación de manera sintética se

interpretan y describen.

Trazado de las calles y sembrado.


126

El trazado de las vías de comunicación urbana, calles y andadores

peatonales, comúnmente se proyecta en función de algunos factores de más

jerarquía aparente que los bioclimáticos, como el aprovechamiento del

polígono, de ubicación estratégica de las áreas de donación para parques y

jardines, de conectividad con vialidades principales, de criterios de

seguridad, etc.

Es utópico pretender que todos los modelos de vivienda dispuestos en el

sembrado de un desarrollo habitacional resulten con la mejor orientación

cardinal posible. El aprovechamiento natural de la superficie por urbanizar

no lo permite, sin embargo un audaz criterio de sincronización entre modelos

de vivienda, comercialmente denominados por sus configuraciones

espaciales y diseño de fachadas (modelo 1, modelo 2, modelo 3 etc.) es la

solución más pertinente. Las directrices de diseño de cada grupo de

modelos deben ser pensadas y proyectadas para el eje cardinal en que

estarán ubicadas en el conjunto habitacional. En otras palabras, el uso de

aleros, crestas, marquesinas, y demás elementos tanto de ornato como de

protección solar, así como la ubicación y dimensiones de ventanas y patios

de cada prototipo deben ser diseñadas para aprovechar los vientos

dominantes en verano y mitigar el excesivo asoleamiento (en el eje este –

oeste en regiones de climas cálidos).

Dinámica de fluidos en conjuntos habitacionales.

Invariablemente, la determinación de un eje eólico universalmente óptimo

para cada prototipo de vivienda en un conjunto residencial es obviamente

imposible de proyectar. Sin embargo, determinar la mejor orientación y nivel

de compactación de un sembrado habitacional, influirá periódicamente en la

cantidad y velocidad de viento que incida sobre cada una de las zonas del

entramado vial y edificado.

Los fenómenos naturales de dinámica de fluidos (aire en este caso) le

permiten al viento recorrer los espacios que no presentan obstrucciones a su

paso con un mínimo de pérdida de intensidad y por fuerza de sobrepresión,


127

pero con mucho menos intensidad entre los espacios que no están en su

flujo natural (Vorticidad). Diversos autores estiman fórmulas para calcular la

sombra del viento, (fig.29) generada por la obstrucción en su recorrido, No

obstante y no pretendiendo complejizar en temas de aerodinámica, para

fines objetivos de este estudio, se proponen tres tipos de desarrollo

habitacional (VIS) según su grado de compactación o dispersión sobre el

suelo urbanizado, y su relación del entramado con las áreas de donación

(parques y jardines).

Fig. 29 grafico y calculo de sombra de viento en alzado y planta

Fuente: (a) Vélez (2007) - (b) Arias, Ávila (2004)

Conjunto habitacional compacto

Se clasifica a un conjunto habitacional como compacto, cuando no existen

áreas de donación (para parques y jardines) entre dos manzanas, ó la

distancia entre estas dos manzanas (vialidad) es menor a 3 veces la altura

de las viviendas que presentan la obstrucción directa a los vientos D=3A (fig.

31). En este tipo de conjuntos habitacionales el flujo del viento que llega a

las manzanas sin exposición directa es débil, lo que en temporada de calor,

elevada humedad y presencia de pavimento en las vialidades condiciona

meso climas urbanos extremadamente incómodos.


128

Fig. 30 Conjunto habitacional compacto, vista superior

Fuente: Elaborado por el autor en software 3Dmax

En la imagen se puede apreciar con flechas la simulación del movimiento del

aire a través de las vialidades y viviendas. Cabe resaltar que el espectro

denominado sombra de viento que generan las manzanas (2 filas de

viviendas) es superior al ancho de la vialidad, creando zonas de baja presión

de viento, quedando el aire prácticamente estancado.

Conjunto habitacional semi compacto

Se clasifica a un conjunto habitacional como semi compacto, cuando existen

áreas de donación (para parques y jardines) entre dos manzanas, sin

embargo la distancia entre estas dos manzanas (vialidad) es menor a 3

veces la altura de las viviendas que presentan la obstrucción directa a los

vientos D=3d (fig. 31). En este tipo de conjuntos habitacionales el flujo del

viento que llega a las manzanas sin exposición directa es moderado, sin

embargo si el área de donación es arbolada mitiga cierta cantidad del efecto

de re irradiación de calor al ambiente.

Fig. 30 Complejo habitacional semi-compacto, vista superior


129

Fuente: Elaborado por el autor en software 3Dmax


aire a través de las vialidades y viviendas. Cabe resaltar que el espectro

denominado sombra de viento que generan las manzanas (2 filas de

viviendas) es superior al ancho de la vialidad, sin embargo hay el suficiente

espacio para que de manera indirecta la turbulencia (tangencial) haga

circular un considerable volumen de aire.

Conjunto habitacional abierto

Se clasifica a un conjunto habitacional como abierto, cuando existen áreas

de donación (para parques y jardines) entre dos manzanas, y el ancho de

esta área es de al menos 3 veces la altura de las viviendas que presentan la

obstrucción directa a los vientos D=3d (fig. 31) ó cuando existen andadores

y/o separación entre las viviendas suficiente para permitir el flujo del viento

entre ellas. En este tipo de conjuntos habitacionales el flujo del viento que

llega a las manzanas sin exposición directa es adecuado, además de que si

este pasa a través de áreas arboladas aumenta en calidad.


130

Fig. 30 Complejo habitacional abierto, vista superior

Fuente: Elaborado por el autor en software 3Dmax.


aire a través de las vialidades y viviendas. Cabe resaltar que es notorio

como el entramado vial y edilicio es permeable al flujo de vientos, llegando

con suficiente intensidad a las manzanas que no están directamente

expuestas a viento.

Condicionantes de la vegetación y del paisaje urbano

La arborización y el uso de la vegetación es un factor determinante en la

planificación ambiental de un desarrollo habitacional. Además de las

naturales bondades visuales que le confieren al paisaje, los arboles y las

coberturas vegetales tienen importantes funciones en la climatología urbana.

Un cordón o conjunto de arboles de dimensiones apropiadas ofrecen entre

muchas de sus funciones, mitigar el ruido ambiental proveniente de las

vialidades transitadas que conectan a los conjuntos habitacionales, ofrecen

sombra al recorrido del peatón, controlan la humedad del suelo evitando la

erosión y la evaporación del agua del suelo, constituyen un hábitat a


131

diversas especies de fauna, mejora el meso clima del conjunto y el

microclima del recorrido , la calidad del aire, y quizás uno de los más

importantes, mediante la fotosíntesis fijan dióxido de carbono.

Además las áreas de donación destinadas a parques y jardines, constituyen

un mecanismo natural que amortigua la irradiación solar, funciona como

vaso regular en temporales de lluvia intensa, permite la interacción espacial

entre manzanas beneficiando el flujo natural de vientos y constituye un

espacio público de recreo que pueda beneficiar el desarrollo social.

Para motivos de análisis y valoración en un proyecto habitacional con

respecto a la cantidad y calidad de las áreas verdes proyectadas (arboles y

coberturas vegetales) se proponen en este documento 4 categorías o rangos

en el manejo y proyectación de áreas verdes.

5.1 Descripción de la herramienta de análisis bioclimático.

El desarrollo del instrumento de análisis bioclimático se realizo basado

en un listado de categorías y sub categorías de conceptos y criterios, que se

considera son necesarios analizar en una vivienda para verificar su

eficiencia bioclimática.

La selección de estas categorías a su vez está fundamentada en modelos

de análisis similares, de trabajos de investigación realizados por autores

como Rodríguez, Serra y Olgyay, y adecuados con la realidad de la vivienda


132

en México y las particularidades especiales que presenta el clima cálido

semi húmedo.

La herramienta que se pretende, opera con un sencillo sistema de

calificación que asigna valores del 0 al 5, para cada uno de los parámetros o

características morfológicas, espaciales y constructivas, la sumatoria total,

ofrecerá cotejada con una ponderación, un valor aproximado de condiciones

de habitabilidad térmica del diseño (tabla 61).

Cada uno de los parámetros se desarrollan en un apartado por categorías o

criterios, y se justifica la asignación de su valor según la literatura

especializada, las bases de datos climáticas, los recorridos solares para la

localidad y algunos criterios emitidos por NOM´s y NMX que ofrecen

recomendaciones análogas, de ser necesaria alguna verificación cada

categoría indica el apartado de consulta en el documento para verificar las

bases conceptuales y técnicas de la determinación de un valor.

No son objeto de análisis ni asignación de un valor características,

materiales o eco técnicas que no son utilizadas en la construcción de

vivienda en México o que no son susceptibles de uso, esto con la finalidad

de agilizar y acotar la aplicación del análisis, reduciendo el número de

variables únicamente a los que son de competencia para el análisis.

La prospectiva de reproducción y adaptación de esta herramienta para

análisis semejantes en otras condiciones climáticas, se podrá hacer siempre

y cuando se reinterpreten los valores de las variables, las ecotecnologías y

los criterios específicos según competa a las estrategias bioclimáticas de la

región climática a evaluar.

Inconvenientes de la herramienta.

El tipo de evaluación que esta herramienta permite es de carácter cualitativo,

a pesar que hay una ponderación numérica. Entre cada categoría no existen

variantes para los valores por asignar (0 al 5) esto con la debida

comprensión de que algunas de las categorías pudieran tener más


133

relevancia que otras en la influencia microclimática sobre un espacio. Sin

embargo relacionar todas las variables y sus influencias mutuas

representaría un cálculo de condicionantes complejo, que requeriría de la

ayuda de un software que pudiera resolver un sin número de combinaciones

aritméticas, para generar un resultado, esto sin lugar a duda representaría

una segunda etapa en el desarrollo del instrumento, sin embargo la

aportación como herramienta prospectiva se considera pertinente para un

análisis preliminar, en una etapa preliminar del proyecto.

Fig. 61. Propuesta de ponderación de valores de Habitabilidad en VIS.

50 - 59 Optimas condiciones de vivienda( altas posibilidades de ahorro energético)40 - 49 Buenas Condiciones de Habitabilidad29 - 39 Diseño Deficiente, requiere mejorías19 - 28 Mal Diseño9 - 18 Pésimo diseño

*Condiciones en términos térmicos, para verano en climas cálido subhúmedo, y criterios de orientación específicos para la zona de análisis, Mazatlán, Sin. Méx.


134

Tabla 20. Herramienta de análisis bioclimático (Hoja 1)

Pieza

ParámetroParámetro ValorValorValor VariableVariable NotasNotas Puntaje• Orientación de la

crujía en el sentido más largo.

• Orientación de la crujía en el sentido

más largo.

444 Noroeste - SuresteNoroeste - Sureste Se entiende por crujía el espacio

generado entre dos muros de cargaSe entiende por crujía el espacio generado entre dos muros de carga


más largo.


más largo. 333 Noreste - SuroesteNoreste - Suroeste

Se entiende por crujía el espacio generado entre dos muros de cargaSe entiende por crujía el espacio generado entre dos muros de carga


más largo.


más largo.

222 Norte - SurNorte - Sur


más largo.


más largo.

111 Este - OesteEste - Oeste *Consultar apartado de Criterios de Orientación*Consultar apartado de Criterios de Orientación

• Orientación de Ventanas y Vanos


444 Este - Noroeste

Se entiende por vanos a toda abertura que.permita la entrada de luz y aire al interior de un espacio





333 Suroeste






222 Oeste






111 Sur *Consultar apartado de Criterios de Orientación*Consultar apartado de Criterios de Orientación*Consultar apartado de Criterios de Orientación

• Ubicación de la pieza


44 Contigua a un espacio abierto

Contigua a un espacio abierto



33 Contigua a un espacio cerrado

Contigua a un espacio cerrado

Contigua a un espacio divido, con acceso a través de una puertaContigua a un espacio divido, con acceso a través de una puertaContigua a un espacio divido, con acceso a través de una puerta



22 Contigua a dos o más espacios

Contigua a dos o más espacios

En medio de dos o más espacios, sin o con poca exposición a la ventilación directa





11 Separada de la naveSeparada de la nave

Necesario atravesar un espacio abierto o exposición solar por más de 2 ladosNecesario atravesar un espacio abierto o exposición solar por más de 2 ladosNecesario atravesar un espacio abierto o exposición solar por más de 2 lados



*Consultar apartado Criterios Topológicos*Consultar apartado Criterios Topológicos*Consultar apartado Criterios Topológicos

• Tipo de ventilación• Tipo de ventilación 44 CruzadaCruzada Dos o más aberturas en lados distintosDos o más aberturas en lados distintosDos o más aberturas en lados distintos• Tipo de ventilación• Tipo de ventilación

33 ForzadaForzada Por algún método se manejo de presión, o temperaturas Por algún método se manejo de presión, o temperaturas Por algún método se manejo de presión, o temperaturas

• Tipo de ventilación• Tipo de ventilación

22 SencillaSencilla Una sola aberturaUna sola aberturaUna sola abertura

• Tipo de ventilación• Tipo de ventilación

00 NingunaNinguna *Consultar apartado de Criterios de Ventilación*Consultar apartado de Criterios de Ventilación*Consultar apartado de Criterios de Ventilación

• Dimensiones de las ventanas y

aberturas por fachada



4 Mayor a 1.6 M2Mayor a 1.6 M2Mayor a 1.6 M2 Se consideran aberturas a: ventanas, puertas, celosías en muros o techos.Se consideran aberturas a: ventanas, puertas, celosías en muros o techos.Se consideran aberturas a: ventanas, puertas, celosías en muros o techos.





3 De 1.1 a 1.5 M2De 1.1 a 1.5 M2De 1.1 a 1.5 M2 Las medidas de valuación se consideran exclusivas para dimensiones de vivienda de interés social.

Las medidas de valuación se consideran exclusivas para dimensiones de vivienda de interés social.






2 De .5 a 1 M2De .5 a 1 M2De .5 a 1 M2








0 NingunaNingunaNinguna




• Materiales de construcción

• Muros

• Losas


• Muros

• Losas

4 Block celularBlock celularBlock celular De hormigón celular curado HCADe hormigón celular curado HCADe hormigón celular curado HCA• Materiales de construcción

• Muros

• Losas


• Muros

• Losas

3 LadrilloLadrilloLadrillo


• Muros

• Losas


• Muros

• Losas

2 Block HuecoBlock HuecoBlock Hueco


• Muros

• Losas


• Muros

• Losas1 HormigónHormigónHormigón Concreto vaciado o prefabricadoConcreto vaciado o prefabricadoConcreto vaciado o prefabricado


135

• Losas• Losas4 Hormigón

ReticularHormigón ReticularHormigón Reticular

Armado con casetónArmado con casetónArmado con casetón• Losas• Losas

3 Hormigón MacizoHormigón MacizoHormigón Macizo

• Losas• Losas

2 Block HuecoBlock HuecoBlock Hueco

• Losas• Losas

1 Asbesto cementoAsbesto cementoAsbesto cemento

En placas prefabricadasEn placas prefabricadasEn placas prefabricadas

Ponderación de la calidad del diseño en térmicos bioclimáticos: 4) optimo con posibilidades de ahorro energético 3) habitabilidad 2) deficiente 1) malo 0) no existe o pésimo


Pieza

ParámetroParámetro Valor Variable Notas o especificacionesNotas o especificaciones Puntaje•Acristalamientos•Acristalamientos 4 Vidrio de baja

emisividad•Acristalamientos•Acristalamientos

3 Vidrio Polarizado

•Acristalamientos•Acristalamientos

2 Vidrio Tintado

•Acristalamientos•Acristalamientos

1 Transparente *Consultar apartado de Criterios de Orientación*Consultar apartado de Criterios de Orientación

•Dispositivos de protección solar en vanos o ventanas


4 Alero con faldón Se entiende por vanos a toda abertura que.permita la entrada de luz y aire al interior de un espacio



•Dispositivos de protección solar en vanos o ventanas 3 Árbol o vegetación





2 Marquesina, toldo o Pérgola





0 ninguno *Consultar apartado de Criterios de Protec. Solar*Consultar apartado de Criterios de Protec. Solar

•Protección de la Losa a la insolación•Protección de la Losa a la insolación

4 Planta o construcción encima


3 recubrimiento e impermeabilizante

Loseta, Placas de poliestireno, NaturaciónLoseta, Placas de poliestireno, Naturación


2 Impermeabilizante Con ó sin membrana textil de color claroCon ó sin membrana textil de color claro


1 Ninguno


0 Impermeabilizante negro


*Consultar aparatado de Criterios de Protec. Solar*Consultar aparatado de Criterios de Protec. Solar

•Protección de los muros a la insolación•Protección de los muros a la insolación

4 Aislante térmico (poliestirenos, fibras, espumas)(poliestirenos, fibras, espumas)•Protección de los muros a la insolación•Protección de los muros a la insolación

3 Alta masa térmica Espesor en muros con materiales de baja densidadEspesor en muros con materiales de baja densidad


2 Vegetación Arborización o NaturaciónArborización o Naturación


0 Ninguna *Consultar apartado de Criterios de Ventilación*Consultar apartado de Criterios de Ventilación

•Altura del NPT al cielo raso•Altura del NPT al cielo raso

4 Mayor a 2.8 mt Nivel Piso Terminado al plafón o cielo interior Nivel Piso Terminado al plafón o cielo interior •Altura del NPT al cielo raso•Altura del NPT al cielo raso

3 De 2.5 a 2.7 mt de la losa de entrepiso o azotea.*Consultar apartado de Criterios de Ventilaciónde la losa de entrepiso o azotea.*Consultar apartado de Criterios de Ventilación


2 De 2.2 a 2.4 mt

de la losa de entrepiso o azotea.*Consultar apartado de Criterios de Ventilaciónde la losa de entrepiso o azotea.*Consultar apartado de Criterios de Ventilación


0 De 2.0 a 2.15 mt

de la losa de entrepiso o azotea.*Consultar apartado de Criterios de Ventilaciónde la losa de entrepiso o azotea.*Consultar apartado de Criterios de Ventilación


136

•Color de la envolvente•Color de la envolvente•Color de la envolvente•Color de la envolvente

4 Colores claros

•Color de la envolvente•Color de la envolvente

3 Semi-claros


2 Semi-oscuros


1 Oscuros *Consultar apartado de Criterios de protec. solar*Consultar apartado de Criterios de protec. solar



Pieza

ParámetroParámetro Valor Variable NotasNotas Puntaje•Topología espacial•Topología espacial 4 Poco

compartimentada•Topología espacial•Topología espacial

3 Semi compartimentada

•Topología espacial•Topología espacial

2 Altamente compartimentada

•Topología espacial•Topología espacial

*Consultar apartado de Criterios Topológicos*Consultar apartado de Criterios Topológicos

•Tecnología Aplicada o técnicas pasivas•Tecnología Aplicada o técnicas pasivas

4 Cubierta Vegetal•Tecnología Aplicada o técnicas pasivas•Tecnología Aplicada o técnicas pasivas

4 Doble vidriado


4 Torre de ventilación


4 Umbral Jardín *Consultar apartado de Eco técnicas*Consultar apartado de Eco técnicas

0 Ninguna

4 Abierta

Tipología urbana de conjunto habitacionalTipología urbana de conjunto habitacional

3 Semi compacta

*Consultar apartado de Criterios Urban. de Conjunto*Consultar apartado de Criterios Urban. de Conjunto

2 Compacta

Manejo de arboles y áreas verdes en áreas de donación, andadores peatonales y patio-jardín de las viviendas.

Manejo de arboles y áreas verdes en áreas de donación, andadores peatonales y patio-jardín de las viviendas.

4 Al frente, en jardín y parque

3 Al frente y jardín

2 Jardín y aparque

1 Parque *Consultar apartado de Criterios Urban. de Conjunto*Consultar apartado de Criterios Urban. de Conjunto


137

0 Ninguna


Tabla 23.- Rangos de Calificación (de un total máximo de 67 puntos).

57 – 67 Optimas condiciones de habitabilidad46 – 56 Buenas condiciones de habitabilidad34 -45 Deficiente, el diseño requiere mejorías23 -33 Mal diseño11 – 22 Pésimo Diseño

*Condiciones en términos térmicos, para verano en climas cálido subhúmedo,Y criterios de orientación específicos para la zona de análisis, Mazatlán, Sin. Méx.

Capitulo V

5.2 Muestra.

Antes de comenzar con la aplicación práctica del análisis que propone esta

investigación, cabe mencionar que la tesis en que se mantiene

fundamentado este documento es susceptible a ser falseable, se parte de la

evidencia observacional y el bagaje de conocimientos y experiencias

recopiladas de diversos autores, sin embargo una vez aplicada la

herramienta pudiera presentar debilidades en su aplicación, es por eso la

importancia de su aplicación práctica, y de su posterior evaluación y

conclusiones, con la intención de verificar las prospectivas de factibilidad del

instrumento y sus posibles mejoras.

La selección de casos de estudio atiende a la realidad construida en materia

de vivienda social en la zona de estudio, la ciudad de Mazatlán en el estado

de Sinaloa, el criterio de delimitación está basado en la clasificación de

CONAVI en donde se cataloga el tipo de vivienda según su precio total a la


138

venta y su superficie construida (tabla 14) además de su importancia según

el parque predominante de viviendas construidas de estos rangos.

Tipos de vivienda, de construcción predominante en la zona de

estudio.

En México, según la distribución del ingreso salarial, la mayor parte de la

demanda de vivienda se cubre con opciones de vivienda de interés social, la

Comisión Nacional de Vivienda (CONAVI) agrupa a los consumidores

mexicanos en seis grupos de ingresos enlistados en la Fig 63

Fig 63. Clasificación de viviendas en México según tipo y rango de precio aprox.

Fuente: CONAVI, Estado actual de la vivienda en México 2005, 2008.

Según SEDESOL, la vivienda mínima, social y económica son las que

comúnmente se conocen como de interés social y que mayormente

adquieren los derechohabientes a través de algún tipo de programa de

crédito social (Infonavit, fovisste, etc.)

En 2005, de las casi 600,000 viviendas vendidas, el 67% fue de vivienda

económica, más el 17.9% de interés social. Esto indica un poco más de

500,000 viviendas correspondientes a estos segmentos, en su mayoría

financiadas por el Infonavit (SEDESOL, 2004).


139

Tabla de ventas de viviendas por segmento de 1994 a 2005

Fuente: Bancomer, Estudio del Mercado de Vivienda 2005

Según las fuentes SEDESOL y CONAVI el mercado más importante

actualmente en vivienda es el sector de interés social, atendiendo a este

indicador se revisaron y seleccionaron algunos prototipos de vivienda

desarrollados y actualmente en venta por 3 de los más importantes grupos

constructores con presencia en la localidad, Homex y G.I.G Consorcio

Inmobiliario y Coci desarrollos.

Las categorías de vivienda seleccionadas para el presente estudio son tres:

1) Vivienda mínima, 2) Vivienda económica y 3) Vivienda media, y se

eligieron en base a un criterio de mayor parque construido en la localidad

(Tabla 15) y a su potencial como vivienda susceptible de gestionar un crédito

de hipoteca verde Infonavit.

Tabla 15 Indicadores de créditos por institución de financiamientos hipotecarios


140

Fuente: CONAVI - http://www.conafovi.gob.mx/img/Meta%202010%20para%20Internet_2.pdf

5.1Aplicacion del Instrumento en un de modelo de análisis.

En las figuras y plantas arquitectónicas presentadas a continuación (fig. 49)

se aprecian las características espaciales, dimensiónales, de distribución,

relaciones entre vanos y macizos, ubicación y dimensión de las aberturas de

ventilación, metros cuadrados de construcción y orientación cardinal,

acompañados también de un mapa de imagen satelital con la ubicación

geográfica del sembrado y lotificado del fraccionamiento que brinda

información relevante en materia de orientación cardinal de las crujías de las

viviendas con motivo de estudio solar y vientos.

Anexo a los planos y mapas se presenta una relación de los materiales y

procedimientos constructivos utilizados para la construcción. Todos estos

datos son de relevante importancia durante el proceso de análisis y

evaluación de los modelos.

En cada caso de estudio, se aplico la herramienta de análisis y se presentan

los resultados con carácter informativo. Se incluye un apartado de

conclusiones y recomendaciones pertinentes para la vivienda seleccionada

según los resultados del análisis, y una autoevaluación del desempeño de la

herramienta de análisis aplicada.


141

Control

Con la intención de verificar la realidad de algunos de los datos que la

literatura especializada menciona sobre comportamiento termodinámico en

materiales, y ambientes interiores, expuestos a condiciones de

asoleamiento, viento y humedad particulares de zonas cálido húmedas, se

desarrollo un estudio de campo en el que se monitoreo in situ 1 modelo de

vivienda con características espaciales y económicas según el caso de

estudio seleccionados para esta investigación (VIS mínima, social,

económica).

La intención de elaborar un control como muestra testigo, es cotejar la

información que el equipo de monitoreo especializado arroja en los estudios

de campo a los modelos de vivienda seleccionados. Con la finalidad de

validar la información que se plantea en este documento y verificar si los

criterios de ponderación en la herramienta de análisis bioclimático propuesta

están fundamentados en principios teóricos correctos.

El procedimiento está basado en el monitoreo de las fluctuaciones de

temperatura, humedad y el flujo de viento al exterior e interior de la vivienda,

así como las variaciones de temperatura en materiales de los cerramientos.

La contrastación del comportamiento ambiental térmico entre el interior y

exterior, su relación con el horario, orientación y materiales ofrecieron

información significativa, que permitió a esta investigación establecer

veracidad al cuerpo de conocimientos que en los capítulos se desarrollaron,

y determinar particularidades que influencian sobre las condiciones de

temperatura en la vivienda analizada.

Equipo de monitoreo y metodología.

El equipo seleccionado que se utilizo para el monitoreo del “control” en la

presente investigación, es un PCE-FWS20, un Hobo U10 y un termómetro


142

de sólidos IR Steren (Infrarrojo), los primeros dos clasificados como

Dataloggers, son equipos electrónicos diseñados para obtener mediciones

de magnitudes diversas en periodos programados de tiempo. La captura de

datos se realiza desde un set configurable de sensores. Dichos datos son

almacenados en una memoria central para luego ser estudiados en forma

numérica o estadística. Cualquier magnitud ambiental que experimenta

cambios durante el día será capturada por un sensor y la medida de

variación entre estas fluctuaciones determina información relevante del

fenómeno ambiental al interior del espacio en análisis.

Fig. 51 Monitoreo in situ, en modelos de vivienda de interés social seleccionados

Fuente: elaborado por el autor.

El equipo se dividió en dos sets de sensores, que se instalaron al interior y

al exterior de la vivienda respectivamente, con una programación en

memoria central para recolectar lecturas a cada 20 minutos (3 tomas por

hora) entre el periodo de 8 am a 7 pm, durante 3 días del mes más cálido del

año (Julio). Los parámetros seleccionados para su presentación grafica (fig.

52) se resumen a la media en 1 lectura por hora y competen a los

resultados obtenidos del monitoreo de temperatura de bulbo seco, humedad

relativa, movimiento del aire y dirección.

Fig. 52 resumen numérico y grafico de monitoreo ambiental en VIS social Modelo 1(día 13 de julio)


143

No Time Indoor Humidity(%) Indoor Temperature(ｰC) Outdoor Humidity(%) Outdoor Temperature(ｰC) Wind(m/s) Direction

1 13/07/2009 08:52 79 24 65 23 0.3 NE

2 13/07/2009 09:52 77 26 67 24 0.34 W3 13/07/2009 10:52 73 27 69 28 0.3 E4 13/07/2009 11:2 72 30 70 30 0.3 NW

5 13/07/2009 12:52 70 32 61 33 0.5 NE

6 13/07/2009 13:52 69 33 56 34 0 NE

7 13/07/2009 14:52 68 35 58 36 0.3 W8 13/07/2009 15:52 69 35 61 35 0.4 W9 13/07/2009 16:52 67 34 61 33 0.6 W10 13/07/2009 17:5. 69 33 64 30 0.8 W11 13/07/2009 18:52 70 32 65 30 0.3 W12 13/07/2009 19:52 74 30 69 28 0.2 W

Fuente: elaboración del autor.

Falta graficar los 2 días restantes, 14 y 15 de Julio.


144

El sensor infrarrojo de temperatura Steren Her-420 determina a través de

refracción de radiación térmica electromagnética la temperatura de cualquier

substancia en rangos de entre -20° a 535° centígrados, y se aplicó en

puntos específicos indicados sobre algunos de los elementos clave de la

envolvente, (muros, paredes y piso) a cada 2 horas durante un periodo de 8

am a 7 pm 3 días del mes más cálido del verano en la zona de estudio

(Julio).

Fig. 52 resumen numérico y grafico de monitoreo ambiental en VIS social Modelo 1(día 13 de julio)

N° Hora Temperatura en muro de concreto (interior) C° Temperatura en muro de concreto (exterior) C° Temperatura en losa de bovedilla y vigueta (interior) acabado a enjarre en yeso Temperatura en losa de bovedilla y

vigueta (exterior) acabado en membrana e impermeabilizante temperatura en piso de concreto pulido (interior)

1 08:52 24.50 23 22 23 21

2 09:52 25.00 25 22.5 24 21

3 10:52 27.00 28 24 26.5 21.5

4 11:52 29.00 30 27.5 32 23

5 12:52 31.50 31 31 34 24

6 13:52 33.00 34 35 36.5 24.5

7 14:52 33.00 37 37 43.5 26

8 15:52 31.50 39 35 42 25

9 16:52 31.00 35.5 33 40 25

10 17:52 29.50 34 32.5 38 23.5

11 18:52 28.00 33 31 34.5 23

12 19:52 26.00 30 30 30 23


145

Descripción del modelo analizado

Tabla de información proporcionada por la inmobiliaria.


146

Modelo 2 (control)

Ceiba Fraccionamiento Real del Valle

Inmobiliaria G.I.G

Superficie de Lote 114m2 2 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina

2 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina

Superficie construida 89 m22 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina


Mat. de construcción Muros de block hueco

Losa de concreto reticular, con

membrana Termaflex blanca

Aplanados en mortero y yeso,

sin cubierta aislante

Tipología espacial Abierta Semi compartimentadaOrientación en el sembrado

Noreste - SuroesteNoreste - Suroeste

Orientación de la Crujía Noreste - SuroesteNoreste - SuroesteOrientación de Ventanas Sur OesteSur OesteAltura del NPT a la losa 2.45 mt.Acristalamientos Vidrio transparente 6mm.Vidrio transparente 6mm.• Del Modelo analizado

El modelo control seleccionado -Ceiba- es una vivienda de interés social

categoría mínima, el sistema constructivo utilizado por la desarrollado es en

base a muros de block hueco, castillos y cerramientos en hormigón armado,

losa maciza de hormigón, aplanados interiores en yeso y exteriores en mortero

arena, la orientación de la crujía en la vivienda analizada es la que en mayor

número de viviendas del mismo modelo repetía el sembrado, Noreste-Sureste.

(fig. 39)

• De los elementos vulnerables al asoleamiento

Las aberturas de la vivienda no contaban con dispositivos de control solar y

aunque en el proyecto arquitectónico se representan arboles o arbustos, en los

modelos listos para entrega al derechohabiente no existían plantados ninguno

de estos elementos vegetales por consiguiente dejando vulnerables las

ventanas a la exposición solar directa.

• De las características espaciales y topológicas

La vivienda es de dimensiones reducidas, sin embargo esta misma

característica espacial pone en proximidad a las ventanas de espacios


147

contiguos por lo que la ventilación que se registró esta dentro de los rangos

apropiados según la escala de Beaufort (capitulo de criterios de ventilación).

Sin embargo esta ventaja de apropiada ventilación de ve minimizada por la

altura del nivel piso terminado al cielo raso de la losa (2.30mt.), exponiendo los

espacios a un aumento de la temperatura del aire debido a un fenómeno de re-

irradiación de la energía térmica absorbida por la losa de azotea y transmitida

al cuerpo humano a través de convección por el aire.

• De lo Urbano

El nivel de compactación del entramado urbano se determino en base a las

descripciones desarrolladas en el apartado de – criterios urbanos - como semi

compacto, registrándose durante el monitoreo buenas condiciones de

ventilación en el conjunto habitacional, superiores a 5.0 m/s en la escala de

Beaufort.

Discusión.

El monitoreo de control arrojo datos que revelan el comportamiento ambiental

de la vivienda analizada según sus características particulares, es apropiado

resaltar que estos resultados ambientales monitoreados son propiamente

definidos por la correlación de todas y cada una de las características

climáticas y constructivas del modelo “Ceiba”, y que la pretensión no es la de

generalizar criterios en base a estos resultados, únicamente es la de

corroborar en base a una contrastación y comparación de resultados, el

conocimiento teórico que la literatura indica para la zona climática del prototipo

de estudio.


148

Resulta interesante resaltar un fenómeno detectado durante la revisión de los

resultados del monitoreo (control) al que según la literatura se le denomina

como oscilación térmica, y que puede ser revisado en las graficas de

temperatura (fig .36). Estos resultados muestran diferencias de las

temperaturas entre el día y la noche al interior y exterior de la vivienda, que se

manifiestan con un fenómeno de inercia térmica. La temperatura al iniciar el día

se muestra casi en igualdad de condiciones entre el interior y el exterior de la

vivienda, sin embargo conforme pasan la horas, los materiales de la envolvente

de la vivienda (block y concreto principalmente) debido a su alta capacidad

calórica, van acumulando un aumento de temperatura. Este mismo calor es

desprendido al interior de la vivienda por re-irradiación desde la losa y muros, y

transmitido por convección a través del aire durante el periodo diurno, a pesar

que las temperaturas en el exterior comienzan a descender durante la noche.

Esta característica en el desempeño térmico de la vivienda resulta

inconveniente en climas cálidos, debido a que por la noche, periodo del día

destinados biológicamente para el descanso, las condiciones esperadas son de

descenso en la temperatura, como sucede al exterior, sin embargo el muestreo

(control) demostró que las condiciones ambientales al interior superan las del

exterior, incrementando el disconfort térmico que perciben los usuarios de la

vivienda.

Conclusiones del Control.

Indudablemente la elaboración de un control con un tratamiento más integral

que pudiera representar material suficiente para la elaboración de una

estadística seria tarea de elaboración de un control mas fidedigno.

5.1.2 Aplicación Práctica – caso de estudio 1

Vivienda de interés social Mínima, Modelo I “Salice”

Fig. 16 Plantas arquitectónicas modelo Salice – Frac. Real del Valle


149

Fig. 18. Alzado Frontal del modelo Salice y foto del interior de la sala comedor

Fuente: Proporcionada por G.I.G consorcio inmobiliario.

Fig. 19 Sembrado de terrenos e imagen satelital del desarrollo Real del Valle.


150

Fuente: elaboración propia en base de satelital de Google y superposición de archivo vectorial de CAD proporcionado por G.I.G


Modelo 1

Salice Fraccionamiento Real del Valle

Inmobiliaria G.I.G

Superficie de LoteSuperficie de Lote 99m2 2 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina


Superficie construidaSuperficie construida 82m22 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina


Mat. de construcciónMat. de construcción Muros de block hueco





Tipología espacialTipología espacial Abierta Semi compartimentadaOrientación en el sembradoOrientación en el sembrado

Oeste - EsteOeste - Este

Orientación de la CrujíaOrientación de la Crujía Oeste - EsteOeste - EsteOrientación de VentanasOrientación de Ventanas Oeste -EsteOeste -EsteAltura del NPT a la losaAltura del NPT a la losa 2.45 mt.AcristalamientosAcristalamientos Vidrio transparente 6mm.Vidrio transparente 6mm.

Aplicación del análisis – Modelo Salice, pieza (C) Sala-comedor, hoja -1


151



152



153

Interpretación de resultados.

El espacio (C) Sala comedor del modelo de vivienda Salice obtuvo 39 puntos

de un total máximo de 67 posibles, que determinan el puntaje mayor de

condiciones óptimas de habitabilidad en una vivienda de interés social para

clima cálido subhúmedo. Este puntaje se considera dentro del rango

deficiente, y determina que el diseño y/o configuración de la vivienda en

algunos de los criterios evaluados resultaron no ser siquiera medianamente

aptos en términos de habitabilidad.

Observaciones y criterios que pudieran mejorar.


154

Uno de los criterios de más relevancia que arrojo baja puntuación, es la

alineación de la crujía y las ventanas, al quedar estas vulnerables en una

orientación sumamente castigada (oeste) no presentaron dispositivos de

control solar ni tecnología en acristalamientos que amortiguara el

sobrecalentamiento por exposición solar directa. La falta de arborización

propuesta por el desarrollador al frente y el patio-jardín del prototipo y la baja

altura del nivel piso terminado a la losa de entrepiso podrían según la

literatura condicionar un ambiente caluroso al interior del espacio analizado.

En prospectiva el diseño de vivienda necesita revisión, adaptaciones y una

segunda evaluación para aprobar mejores niveles de habitabilidad y mejor

integración medioambiental.


Vivienda de interés social Mínima, Modelo I “Sabal”

Fig. 19 Plantas arquitectónicas modelo Sabal – Frac. Real del Valle


155

Fig. 20. Alzado Frontal del modelo Sabal y foto del interior de la sala comedor

Fuente: Proporcionado por G.I.G consorcio inmobiliario.



156



Modelo 2

Sabal Fraccionamiento Real del Valle

Inmobiliaria G.I.G



Superficie construida 101m22 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina









Orientación de la Crujía Noreste - SuroesteNoreste - SuroesteOrientación de Ventanas Sur OesteSur OesteAltura del NPT a la losa 2.45 mt.Acristalamientos Vidrio transparente 6mm.Vidrio transparente 6mm.

Aplicación del análisis – Modelo Sabal, pieza (C) Sala-comedor, hoja -1


157



158



159

Interpretación de resultados.

El espacio (C) Sala comedor del modelo de vivienda Sabal obtuvo 46 puntos

de un total máximo de 67 posibles, que determinan el puntaje mayor de

condiciones óptimas de habitabilidad en una vivienda de interés social para

clima cálido subhúmedo. Este puntaje se considera dentro del rango de

buenas condiciones de habitabilidad, y determina que el diseño y/o

configuración de la vivienda resulto en la mayoría de los criterios evaluados

óptimos o al menos medianamente aptos en términos de habitabilidad.

Observaciones y criterios que pudieran mejorar.


160

Los criterios que presentaron más relevancia positiva en la puntuación,

fueron la orientación Noroeste y Sureste de la crujía y del espacio en análisis

(sala comedor) las ventanas de ambos espacios presentan orientación al

noroeste, lo que implica un breve periodo de asoleamiento por las mañanas

en verano, a pesar que por la disposición contigua en el sentido corto del

solar de la sala y comedor no permiten ventilación cruzada, el

dimensionamiento de las ventanas es adecuado. El conjunto habitación de

polígono irregular beneficia a este modelo de vivienda con la ubicación de

las áreas de jardín frente a la manzana del modelo Sabal, lo que garantiza

un flujo de viento despejado y directo a la fachada noreste de las viviendas.

Los criterios de altura del nivel piso terminado a la losa y la protección de la

losa a la insolación, ayudaría a mejorar significativamente las condiciones

microclimáticas de la vivienda,

En prospectiva el diseño de vivienda es adecuado, los criterios de altura del

nivel piso terminado a la losa y la protección de los muros a la insolación

ayudaría a mejorar significativamente las condiciones microclimáticas de la

vivienda, y en una segunda evaluación arrojar óptimos niveles de

habitabilidad y mejor integración medioambiental.


Vivienda de interés social Mínima, Modelo 3 “Ceiba”

Fig. 19 Plantas arquitectónicas modelo Ceiba – Frac. Real del Valle


161

Fig. 20. Alzado Frontal del modelo Ceiba y foto del interior de la sala comedor




162



Modelo 2

Ceiba Fraccionamiento Real del Valle

Inmobiliaria G.I.G



Superficie construida 89 m22 niveles - 3 recámaras2 1/2 baños - 1 estudioCochera 2 autos - Cocina











163


164


Vivienda de interés social Mínima, Modelo 3 “Magnolia”


165

Fig. 19 Plantas arquitectónicas modelo Ceiba – Frac. Real del Valle

Fig. 20. Alzado Frontal del modelo Magnolia y foto del interior de la sala comedor




166



Modelo 2

Magnolia Fraccionamiento Real del Valle

Inmobiliaria G.I.G

Superficie de Lote 114m2 2 niveles - 3 recámaras2 baños - 1 terrazaCochera 2 autos techada - Cocina

2 niveles - 3 recámaras2 baños - 1 terrazaCochera 2 autos techada - Cocina

Superficie construida 127m22 niveles - 3 recámaras2 baños - 1 terrazaCochera 2 autos techada - Cocina

2 niveles - 3 recámaras2 baños - 1 terrazaCochera 2 autos techada - Cocina










167


168


169


170

Fuente: Elaboración Propia, imagen generada desde un satélite tipo QuickBird

5.3 Prospectivas de la implementación del instrumento en la gestión

ambiental de la vivienda social. correcciones y lectura

“La gestión ambiental es el conjunto de esfuerzos efectivos de los

diferentes componentes de una organización para desarrollar,

mantener y superar la calidad de un producto o servicio con el fin de

hacer posible su producción sin afectar negativamente al

ambiente” (Prando, 1996)


171

Las instituciones públicas y privadas encargadas del desarrollo de

vivienda en el país están actualmente con un importante retraso en materia

de estrategias para controlar el impacto de sus actividades de producción y

productos terminados con una adecuada administración de recursos

naturales y del impacto ambiental directo que estos involucran.

Es urgente emprender acciones de concientización, revisión y auditorías

ambientales, además del desarrollo de políticas que alienten la protección

ambiental en cumplimiento de esa particular esfera del desarrollo

sustentable, la vivienda social.

La planificación integral y auditoria temprana son dos etapas sumamente

importantes en la gestión ambiental, que posteriormente se complementan

con las fases de ejecución, verificaciones, acciones correctivas, y

construcción de mejores marcos legales en base a la experiencia y

aprendizaje, construyendo así la espiral del proceso de mejoramiento

continúo en pro de coadyuvar a la mitigación del impacto ambiental

ocasionado por los procesos de producción y la vida útil de la vivienda en

México.

El Plan Nacional de Desarrollo 2007-2012 señala como uno de sus objetivos

nacionales el reto de sentar las bases para contener y corregir la tendencia

histórica de un crecimiento urbano desordenado y una deficiente calidad en

habitabilidad para las familias mexicanas, además de impulsar, el desarrollo

habitacional sustentable como el paradigma que garantice la calidad de la

vivienda, el mejoramiento y conservación del entorno.

El país continúa con una tendencia acelerada hacia la urbanización, en el

lapso de los últimos 5 años las instituciones de vivienda han otorgado más

créditos que en toda la década anterior y aunque esto ha facilitado la

capacidad de respuesta a las necesidades de vivienda de los mexicanos, el

crecimiento acelerado del parque habitacional (tabla 20) y de las ciudades

ha casi rebasado la suficiencia de los recursos y la capacidad de las

infraestructura energética del país.


172

Fig. 22 Esquema de un posible funcionamiento de la gestión ambiental de la vivienda en los proceso de diseño, certificación y construcción.

Fuente: Elaboración del autor. Modelos con prospectivas de acreditar certificaciones de vivienda verde, con un proceso sistemático, revisado desde

etapas tempranas.

Un desarrollo sustentable en materia de vivienda requiere de un enfoque

sistemático para afrontar los rezagos en materia de gestión ambiental en

todas sus categorías y partes.

El presente documento intenta modestamente contribuir al bagaje de

metodologías de análisis y herramientas de evaluación, al menos en calidad

de prospectiva de ser participe en el enrobustecimiento del cuerpo de


173

conocimientos que pudiera cooperar en la generación de instrumentos

integrales de certificación de vivienda sustentable.

Fig. Extracto del documento Programa Transversal para el desarrollo

sustentable de la vivienda, apartado de Objetivos.

Fuente: Criterios e indicadores para desarrollos habitacionales sustentables, CONAVI (2008)

La gestión ambiental en el sector de la vivienda en México es un importante y

masivo paso hacia el desarrollo sostenible del cual el país se ha comprometido

a coadyuvar en marcos internacionales. La noción del constante migrar de los

habitantes de zonas rurales a las ciudades en busca de aparentes mejores

condiciones de vida es ya una constante conocida, de la cual no se les puede

culpara los ciudadanos, y que aún se desconoce en qué momento detonara un

efecto reversivo de retorno hacia el campo, y por el momento este patrón de

migración atenta en contra de la capacidad e infraestructura actual de la

ciudades.


174

Este panorama actual le representa a los actores de la planificación de las

ciudades un reto que resolver, el parque de vivienda en el país sigue en

aumento, según Conavi, el Infonavit estima financiar 500 mil viviendas en el

país para el 2010, 37 mil de estas en la ciudad de Mazatlán, y tan solo en 2010

Fovissste otorgo 2,124 créditos a trabajadores en Mazatlán para adquirir

viviendas.

Esta creciente en el parque habitacional, representa más y nuevas demandas

para los recursos naturales y energéticos del país, además del incremento en

los impactos de contaminación y perturbación del equilibrio natural en todos los

ámbitos.

Los patrones de crecimiento urbano y la forma de proyectar los desarrollos

habitacionales pronto demostraran que son insostenibles en todas las esferas

del desarrollo sustentable. El intercambio de coberturas vegetales silvestres por

pavimentos, la sobredemanda de energía eléctrica y las consecuencias en la

salud que la edificación de vivienda nueva no integrada ambientalmente

tendrán, podrían ser de costos y repercusiones incalculables.

Las grandes, medianas o quizás pequeñas diferencias en el diseño y

materialización de vivienda de fabricación en serie en masivas cantidades (fig.

54), pueden representar significativos avances en materia de ahorro

energético, mejoramiento de salud y bienestar en miles de habitantes, y

directo a esto, coadyuvar en la mitigación de GEI´s, lluvia acida, y efectos de

isla de calor urbano.

Fig. 54 Vivienda de fabricación en serie para derechohabientes mexicanos


175

Fuente: imágenes obtenidas de internet

Un potencial camino hacia una gestión ambiental en el desarrollo de vivienda

en México, esta posibilitado en la explotación y aplicación de décadas de

conocimientos que la arquitectura bioclimática ha generado, es necesaria la

implementación de un plan integral de manejo ambiental, que incluya entre

otros instrumentos, un marco legal regulatorio cimentado en normativas bien

informadas, estructuradas, que ofrezcan lineamientos que acatar, así como la

instrumentación de herramientas que permitan de manera sencilla evaluar y

certificar proyectos de esta índole.

Esto además de presentarse como una opción normativa, detona en

automático como un vector de generación y difusión de conocimiento, como

hoy en día actúan los reglamentos de construcción municipales, los cuales

acreditan a un director responsable de obra a través de un examen de

conocimientos específicos sobre la legislación y procesos constructivos

específicos para una localidad, la existencia de un reglamento de

especificaciones de eficiencia energética en el país, incentivaría de inmediato

la especialización de los encargados del quehacer arquitectónico que deseen

acreditar una certificación como desarrollador o perito en vivienda sustentable.

Por el crecimiento de algunas de las perturbaciones ambientales que el planeta

presenta en la actualidad aparentemente ocasionadas por las actividades de

desarrollo humano, la comunidad internacional se ha comprometido en

esfuerzo mutuo a combatir y mitigar la excesiva producción de contaminantes


176

atmosféricos. El informe que en 1987 llamo a la reflexión denominado “nuestro

futuro común” en el marco de la comisión para el ambiente y desarrollo de la

ONU, llamo a cambiar la filosofía de explotación de los recursos naturales por

parte de las sociedades, el cambio en los criterios del desarrollo de la

producción tecnológica evoluciono de estar guiado solamente por le eficiencia,

productividad, rentabilidad y aspectos económicos en general, al de; la salud,

ambiente , conservación de recursos naturales, energía y entre muchos otros

problemas que el modus vivendi de las sociedades estaba llevando (Heinke,

1999), pero y como encaminar a la arquitectura rumbo al cumplimiento y

colaboración de estos cambios en el pensamiento humano sobre sus formas

de producción, esta pregunta plantea sin lugar a duda un cambio en las formas

de ideación, proyectación y producción de la arquitectura contemporánea y

futura.

Conclusiones

Generales teóricas

• El análisis documental del cuerpo teórico y conceptos necesarios para

realizar este documento, arrojó como conclusiones generales que los

estudios actuales en materia de bioclima en México, están aun

distantes de la realidad proyectual y constructiva. Los avances en

investigación en bioclima, son importantes, el estado del arte es

basto, libros, revistas, artículos en línea, académicos y posgrados son

el bastión de la disciplina, sin embargo, la instrumentación de estos

conocimientos aun tiene poco impacto en la edificación del parque

habitacional del país, esto, según los alcances del presente estudio,

puede deberse a una laguna entre el conocimientos y los

mecanismos que hagan operativa su aplicación, auditoria,

certificación y retroalimentación.


177

• Se descubrió también durante la investigación del estado del arte en

este documento, que el bioclima como disciplina a tenido una génesis

obvia a través de los años, es actualmente parte de un cuerpo de

conocimientos y aplicaciones técnicas que se incluyen como

categoría dentro de las estrategias del desarrollo sustentable,

principalmente en materia de medio ambiente y salud. Sin embargo,

su continuidad como disciplina, difícilmente puede seguirse

tratándose de manera aislada. Esto no implica una ruptura en la línea

de investigación, sistemáticamente representa la oportunidad de

introducir el cuerpo de conocimientos del bioclima como parte del

respaldo técnico en la puesta operativa del paradigma de la

sustentabilidad medioambiental en materia de edificación.

De la localidad de estudio.

• En el ambiente local, se encontró el mismo o quizás un peor

escenario, el bioclima y los criterios de sustentabilidad ambiental

tienen muy poco impacto tanto en el escenario construido como en

los profesionales que se dedican al quehacer arquitectónico.

De la problemática actual.

• Algunos aspectos principales que se considera no han facilitado la

implementación y desarrollo tanto de una conciencia ambientalmente

responsable como de mecanismos para incentivar a los

desarrolladores de vivienda en la localidad son descritos a manera de

conclusiones a continuación.

• falta de mejores mecanismos gubernamentales y fiscales que

ofrezcan incentivos a los desarrolladores inmobiliarios, para mitigar el

excedente económico que genere la implementación de eco-técnicas,

dispositivos de control solar, pilotajes con materiales más adecuados

para cada región climática etc.


178

• Programas regionales de capacitación y certificación del personal que

se encarga de la proyectación de prototipos habitacionales,

medioambientalmente planeados.

• Un escueto marco legal en materia de sustentabilidad en vivienda, las

actuales especificaciones que el gobierno mexicano (en sus

diferentes esferas) enuncia para acreditar proyectos de desarrollo

habitacional tanto de vivienda de fabricación en serie, como vivienda

de construcción particular, son muy básicos, actualmente acreditar

vivienda como un producto de crédito hipoteca verde de Infonavit,

resulta del cumplimiento de especificaciones que la CONAVI enuncia,

como la utilización de lámparas ahorradoras (Sello FIDE), un

calentador de agua solar (como ecotecnia) y un aislante térmico en

losas de azotea (NOMs). El producto de crédito es un incentivo

federal que amortigua a mediano plazo el excedente económico de la

vivienda, proporcionándole al derechohabiente la capacidad de

aumentar en dinero sus cuotas de pago, basándose en la premisa

lógica de que al reducir el consumo de luz, agua y gas en su vivienda,

se reducen sus egresos y aumentara la capacidad directa del pago de

su crédito. Este sistema es un ejemplo de que la mecánica de

incentivos es factible, y sin embargo aun estos esfuerzos tienen poco

impacto, primero en el número de viviendas desarrolladas para este

producto de crédito, y segundo en el nivel de ahorro económico, la

calidad de vida y la reducción del consumo de energía que estas

viviendas prospectan en comparación con las que pudieran tener, con

un más completo programa de desarro l lo habi tac ional

medioambientalmente integrado.

• La falta de instrumentos oficiales que permitan auditar la eficiencia de

sustentabilidad habitacional en las diversas esferas que esta

involucra, (en el caso de estudio, solo las de categorías

microambientales). Este tipo de instrumentos harían factible evaluar

los prototipos de vivienda y los conjuntos habitacionales proyectados


179

para ser construidos en serie, desde etapas tempranas del diseño, y

establecer mecanismos de certificaciones que por un lado; le faciliten

a las autoridades emitir y evaluar nuevos criterios ambientales en el

trámite de permisos de construcción, por otro, le permitan a

desarrollos habitacionales obtener sellos verdes y gestionar estímulos

crediticios, y en una perspectiva más general coadyuven en

prospectiva en la disminución del consumo de recursos energéticos

en el país.

De la Herramienta.

El desarrollo y puesta en operación de la herramienta, evidencio quizás uno

de los más importantes problemas aún pendientes por resolver en el

bioclima, y para el cual, la teoría de los sistemas complejos resulto

pertinente en la explicación de esta dificultad metodológica y epistemológica.

Como ya se discernió antes en el apartado de conclusiones generales de

este capítulo, existe una laguna pendiente por resolver entre la teoría y la

práctica en la arquitectura bioclimática, puntualmente en la validación de

resultados. Y es que el problema no radica en la falta de conocimiento

desarrollado y difundido, si no más concretamente en la complejidad de

auditar si la aplicación de estos conceptos y técnicas son viables, factibles y

funcionales en términos cuantitativos de lo que según toda la teoría se

espera resulte de su implementación. Al menos hasta donde los alcances de

esta investigación lo permitieron, se detectaron los siguientes problemas a

manera de conclusión en la herramienta.

Una de las principales pretensiones de la arquitectura bioclimática está

centrada en lograr ambientes dentro de rangos de habitabilidad térmica

adecuados para el ser humano. Numerosos estudios coinciden en esta

premisa, sin embargo, en ninguno de los estudios identificados durante la


180

revisión del estado de arte fueron identificados análisis correlaciónales entre

sistemas climáticos, sistemas constructivos y resultados netamente

numéricos en los rangos de temperaturas, ventilación y humedad dentro de

espacios con variables controladas o monitoreadas.

La falta de este tipo de pilotajes y experimentos, está condicionada por la

complejidad correlacional de las variables independiente y dependientes que

participan en el fenómeno microambiental, si bien los sistemas constructivos

como variable dependiente tienen comportamientos normalizables, las

relaciones morfológicas y espaciales, en conjunto con la cantidad de

variables climatológicas, viento, humedad, temperatura del aire, radiación

solar, etc. Hacen de los experimentos difícil la posibilidad de establecer

estándares y resultados medianamente homogéneos.

Sobre el control

Como toda herramienta de análisis en fase de desarrollo, es necesaria su

calibración y/o validación de respuesta, las pruebas de control, permitieron

tener nociones de partida sobre el comportamiento de una vivienda modelo,

mismos que se contrastaron con los resultados propuestos de una

evaluación aplicada con la IAB y de esta manera verificar la fidelidad de las

respuestas que esta arroja.

En conclusión los resultados fueron compatibles, y verifico que las

respuestas propuestas con el IAB, son en términos generales veraces. Sin

embargo se plantea en un futuro prospectivo, afinar algunos apartados de el

IAB que vinculen mejor las respuestas entre espacios individuales y la nave

arquitectónica de la vivienda en su conjunto.

Conclusiones: Ventajas y desventajas del Instrumento de Análisis Bioclimático - IAB

Existen actualmente en el mercado algunos software de simulación

computacional (Ecotec, Ecodesigner, GreenBuilding, Revit, Ecomap etc.),

que interactúan con las diversas variables y bases de datos capaces de


181

realizar cálculos de desempeño térmico, de temperaturas, recorridos

solares, proyección de sombras y algunas otras variables micro ambientales,

que resulten de la acción climatológica y solar sobre una envolvente

arquitectónica u espacio determinado, este tipo de software representa un

muy importante avance en materia de evaluación y análisis en prototipos

tridimensionales, y seguramente serán en un corto plazo herramientas

indispensables en la cuztomización y certificación de los procesos de diseño

arquitectónico. Sin embargo, actualmente un porcentaje importante de la

producción arquitectónica al menos en etapas de ideación, continúa

realizándose por métodos gráficos tradicionales (lápiz y papel). La eficacia

que representa la graficación del diseño “a mano” es axiomática a su

sencillez y universal en su lectura e interpretación, y en acuerdo con autores

como García (2006) se cree que mientras no se consolide otro instrumento

de graficación de diseño que demuestre ser más eficaz este seguirá activo.

Es debido a esto y a algunas de las vulnerabilidades que se describen a

continuación que, poner énfasis en el desarrollo de instrumentos de

evaluación análogos y portables es una tarea pendiente de vital importancia.

Vulnerabilidades de los métodos informáticos de análisis bioclimáticos.

Iniciado el siglo XXI comienzan a aparecer algunos plugins y software de

cálculo y análisis micro ambiental para la industrial del diseño arquitectónico,

estos programas han ido progresivamente mejorando su capacidad de

interpretar en resultados numéricos y gráficos la compleja interacción entre

variables ambientales y variables edificatorias, de forma, materiales y

espacialidad. Este avance tecnológico ha representado la posibilidad de

analizar visualmente el comportamiento micro climático de un proyecto

arquitectónico modelado en 3 dimensiones. Sin embargo también ha dejado

expuestas sus vulnerabilidades y poca factibilidad en algunos campos del

diseño y certificación, que se intentaran resumir de breve forma aquí, con la

única intención de demostrar que el desarrollo de herramientas semejantes


182

a estas tanto informáticas como analógicas es de suma importancia, sobre

todo en México, donde existe un atraso importante en la materia.

1.- Los diversos software informáticos de cálculo que se comercializan

actualmente en el mercado, “cargan” las variables climatológicas de bases

de datos pre-programadas por la compañía desarrolladora del software en

formatos exclusivos (extensiones), y que en la mayor de los casos no

incluyen localidades mexicanas, esto complica o incluso imposibilita la

aplicación de la herramienta de análisis para casos de estudio nacionales.

2.- el soporte técnico en el extranjero, y el relativo alto costo de adquisición

de licencias oficiales para el uso del software restringen el uso de la

herramienta a ciertos sectores de la industria de la arquitectura, además que

no le confieren un perfil deseable como instrumento de análisis y

certificación en instancias gubernamentales.

3.- el dominio sobre funcionamiento del software, requiere de conocimientos

especializados en modelado tridimensional paramétrico, lo que no lo hace

accesible y de fácil uso en el colectivo de diseñadores, encargados del

quehacer proyectual y del de instancias de certificación gubernamental.

Estas vulnerabilidades obligan a repensar en alternativas para la elaboración

de herramientas tanto informáticas como analógicas que faciliten y

normalicen los procesos de análisis y certificación de proyectos

arquitectónicos ambientalmente integrados, en prospectiva de consolidar un

cuerpo de información, lineamientos e instrumentos hacia la gestión

ambiental del la vivienda en el país.

Prospectivas


183

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