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viernes, 21 de abril de 2017

Cocinas, fogones, estufas, MEJORADAS

Tres denominaciones al artefacto de cocción rural cuyo objetivo único y primordial, es la extracción o evacuación eficiente de los humos del interior de la vivienda hacia el exterior, dado que la salud del usuario esta por encima de lo que vendría hacer el rendimiento del artefacto que ya de por sí, por la denominación de MEJORADA, tiene que reducir considerablemente el tiempo de cocción con el consecuente ahorro de combustible de biomasa solida utilizada para cocinar (leña, bosta o estiércol, carbón, y restos de cosechas agrícolas entre los mas usados). Ademas, estas acciones de la cocina mejorada tienen que ir integradas con la apropiación de la cocina por parte del usuario para que finalmente se pueda predicar que la tecnología ha sido transferida exitosamente.

Imagen de cocinas mejoradas.

La cocina mejorada es más eficiente que el fogón tradicional (denominada por su construcción rustica a base de 3 piedras pero también pueden construirse con ladrillos o adobes), porque lleva una cámara de combustión donde el calor se concentra y se dirige exactamente sobre la base de la olla, cosa que el fogón tradicional lo hace pero en un porcentaje menor. El fogón tradicional es muy eficaz en transformar el combustible en calor (90% de eficacia), la desventaja esta en que parte de este calor se pierde al ambiente dado a que se cocina a fuego abierto y solo el 10 a 40% llega a la base de la olla.

Imagen de fogones tradicionales.

En el Perú hasta hoy en día, aproximadamente: 

de personas, el 23.4% de hogares, utiliza biomasa solida como combustible para cocinar en cocinas ineficientes (INEI, 2014) lo que conlleva al deterioro de la salud con consecuencias significativas debido a la exposición excesiva de material particulado cuyo diámetro es o están por debajo de los 2.5 micrómetros (PM2,5) que son los que pueden llegar hasta los pulmones (estos materiales particulados son producidos antropogénicamente y entre ellos están los humos, el hollín, ...), y son denominados partículas finas por su diminuto tamaño. La exposición a dichas partículas puede causar (HEREDIA, 2015, p. 24):

  • Enfermedades Respiratorias Agudas
  • Asma
  • EPOC
  • Cáncer
  • Complicaciones durante el embarazo
  • Bajo peso al nacer
  • Conjuntivitis
  • Cataratas
  • Quemaduras
  • Dermatitis
  • Apnea al sueño

La contaminación del aire domiciliario por el uso de cocinas con combustible de biomasa, donde la exposición excesiva a PM2,5 dentro de las casas es responsable de aproximadamente 3000 muertes prematuras anuales entre adultos, con otro número desconocido de muertes entre niños debido a infecciones respiratorias (Gonzales et al., 2014).



 A nivel mundial:
Utilizan combustible de biomasa para cocinar y calentar sus hogares, lo que resulta en un estimado de 11,000 muertes diarias y casi 4.3 millones de muertes prematuras por año (Bruce et al., 2015), (Bonjour et al., 2013). Las mismas contribuyen a la contaminación del aire en interiores, afectando notablemente a mujeres y niños, y provocando deforestación y cambio climático (Keese et al., 2017).

Desde el 2009, en el Perú se han instalado alrededor de 350,000 cocinas mejoradas (CM) denominadas fijas. Según los hábitos de cocinar de las familias se han desarrollado más de 40 modelos de este tipo de cocinas. Estas tecnologías afrontan una serie de limitaciones: calidad de los materiales utilizados, logística de transporte, estandarización en su instalación, entre otros (Escobar et al., 2016).


En Perú existen alrededor de 340 mil cocinas mejoradas, algunas con ciclo de certificación de carbono, teniéndose unas 100 mil cocinas mejoradas certificadas en 2013. Resumen: de la Conferencia Regional sobre Contaminantes Climáticos de Vida Corta (CCVCs) (MINAM, 2016). 

Para la implementación y masificación de las cocinas mejoradas en el Perú, hasta el 2012 la participación mayoritaria fue por parte de las ONGs tal como se muestra en la siguiente imagen: 
Fuente:  Global Alliance for Clean Cookstoves, 2012

Asimismo, cada una de las instituciones cuenta con su manual de construcción muy practico y didáctico donde el usuario no requiere tener conocimiento técnicos sofisticados para la construcción sino mas bien, muchas ganas de contar con una de estas cocinas y los beneficios que brinda.
   




REFERENCIAS:
HEREDIA, C., 2015. ANUARIO DE INVESTIGACIÓN 2014 90.

Gonzales, G.F., Zevallos, A., Gonzales-Castañeda, C., Nuñez, D., Gastañaga, C., Cabezas, C., Naeher, L., Levy, K., Steenland, K., 2014. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL, VARIABILIDAD CLIMÁTICA Y CAMBIO CLIMÁTICO: UNA REVISIÓN DEL IMPACTO EN LA SALUD DE LA POBLACIÓN PERUANA. Rev. Peru. Med. Exp. Salud Publica 31, 547–556.


Bruce, N., Pope, D., Rehfuess, E., Balakrishnan, K., Adair-Rohani, H., Dora, C., 2015. WHO indoor air quality guidelines on household fuel combustion: Strategy implications of new evidence on interventions and exposure–risk functions. Atmos. Environ. 106, 451–457. doi:10.1016/j.atmosenv.2014.08.064.

Bonjour, S., Adair-Rohani, H., Wolf, J., Bruce, N.G., Mehta, S., Prüss-Ustün, A., Lahiff, M., Rehfuess, E.A., Mishra, V., Smith, K.R., 2013. Solid Fuel Use for Household Cooking: Country and Regional Estimates for 1980–2010. Environ. Health Perspect. 121, 784–790. doi:10.1289/ehp.1205987.


Keese, J., Camacho, A., Chavez, A., 2017. Follow-up study of improved cookstoves in the Cuzco region of Peru. Dev. Pract. 27, 26–36. doi:10.1080/09614524.2017.1257565.

Escobar, R., Gamio, P., Moreno, A.I., Castro, A., Cordero, V., Vásquez, U., 2016. Energización rural mediante el uso de energías renovables para fomentar un desarrollo integral y sostenible: Propuestas para alcanzar el acceso universal a la energía en el Perú (Working Paper). INTE-PUCP, ENDEV, FASERT, IICA, Soluciones Prácticas.


sábado, 1 de abril de 2017

Qué es el Confort Térmico?

Si nos ponemos a buscar en la web sobre que cosa es el confort térmico, vamos a encontrar diversas definiciones. Hoy quiero compartirles algunas de ellas para que cuenten con la respuesta a la interrogante planteada.

ANSI/ASHRAE Standard 55-ISO 7730 [1]
El confort térmico es la condición de la mente que expresa satisfacción con el ambiente térmico. Se evalúa mediante una evaluación subjetiva. El propósito de esta norma es "especificar las combinaciones de factores ambientales térmicos interiores y factores personales que producirán condiciones ambientales térmicas aceptables para la mayoría de los ocupantes dentro del espacio".

Andris Auliciems and Steven V. Szokolay [2]
Una condición previa del bienestar humano en términos de productividad y salud, parece ser el logro de un equilibrio armonioso entre la minimización de las respuestas fisiológicas (es decir, el estado que interpretamos subjetivamente como confort térmico) y la maximización de aclimatación.

Isidoro Martínez [3]
El confort térmico humano es una combinación de una sensación subjetiva (cómo nos sentimos) y varias interacciones objetivas con el ambiente (calor y tasas de transferencia de masa).

Hensen JLM [4]
El confort térmico ha sido definido por Hensen como "un estado en el que no hay impulsos de conducción para corregir el comportamiento del medio ambiente".

Givoni B. [5]
Define al confort térmico como “la ausencia de irritación o malestar térmico”.

Wieser [6]
La sensación de confort térmico está relacionada con un estado de satisfacción o comodidad (el sentirse bien) del ser humano frente a unas condiciones determinadas del ambiente higrotérmico que nos rodea.

HSE , s.f. [7]
El “confort térmico” describe el estado mental de una persona en términos de percibir un ambiente demasiado caluroso o demasiado frío.

ASEPEYO [8]

Una manifestación subjetiva de conformidad o satisfacción entre el trabajador con el ambiente térmico existente.

De las definiciones presentadas por los distintos autores, podemos resaltar que el confort térmico debido a su subjetividad, se presenta de manera distinta para cada individuo y su cálculo se torna complejo dado a la influencia en el estado de animo, la cultura, costumbres, factores ambientales, individuales y sociales. Así como el nivel de actividad (MEV) y arropamiento (Clo).

-       El confort térmico se  mantiene cuando se permite que el calor generado por el metabolismo humano se disipe a una velocidad que mantiene el equilibrio térmico en el cuerpo. Cualquier aumento de calor o pérdida más allá de esto genera malestar sustancial. Esencialmente, para mantener el confort térmico, el calor producido debe igualar el calor perdido.

Fuente: http://www.thermoanalytics.com/products/human-thermal

Bibliografía


[1]
A. S. 55, «Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy,» 2013.
[2]
A. A. a. S. V. Szokolay, «Thermal Comfort,» 2007.
[3]
I. Martínez, «Isidoro Martínez' lectures on Thermodynamics,» [En línea]. Available: http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/bk3/.
[4]
H. JLM, «On the thermal interaction of building structure and heating and,» Eindhoven, 1991.
[5]
G. B., Climate considerations in building and urban design, New York: Jhon Wiley & Sons, 1998.
[6]
M. W. Rey, «Departamento de Arquitectura PUCP,» 2011. [En línea]. Available: http://departamento.pucp.edu.pe/arquitectura/publicaciones/cuadernos-14-arquitectura-y-ciudad/.
[7]
s. HSE, «Health and Safety Executive,» [En línea]. Available: http://www.hse.gov.uk/temperature/thermal/.
[8] ASEPEYO, 2005, Confort Térmico. 
http://www2.asepeyo.es/apr/apr0301.nsf/ficheros/HAF0505009%20Confort%20T%C3%
A9rmico.pdf/$file/HAF0505009%20Confort%20T%C3%A9rmico.pdf

lunes, 6 de marzo de 2017

Parámetros y factores que determinan el confort térmico

La comodidad térmica desde la antigüedad ha sido una preocupación del hombre quien se ha esforzado en conseguir y crear ambientes agradables para su estancia. Hasta hoy en día, donde el clima impera en zonas especificas de calor o frío, el estudio del confort térmico es uno de los parámetros importantes en el diseño de viviendas o edificaciones.

Según la Norma ISO 7730, el confort o comodidad térmica se define como aquella condición de la mente que expresa satisfacción con el ambiente térmico circundante. Según La definición que le otorga la Real Academia Española a la palabra confort, está relacionada con la comodidad y el bienestar del cuerpo, por lo tanto éste se vincula en especial con las funciones del cuerpo que puedan verse afectadas, como la audición, la visión, el sistema nervioso o los problemas articulares generados por el exceso de vibraciones.  La Organización Mundial de la Salud (OMS), define el confort como "un estado de Bienestar Físico, Mental y Social".

Hablar entonces de "confort" significa eliminar las posibles molestias e incomodidades generadas por distintos agentes que intervienen en el equilibrio de la persona.

Al hablar de confort en las edificaciones, se debe tomar en cuenta los diferentes parámetros y factores que inciden de manera directa e indirecta en la sensación que tienen las personas dentro de un determinado ambiente, así como la relación entre el interior y el exterior, Givoni.

Cabe remarcar que el confort térmico depende de muchos parámetros físicos y no solo de la temperatura como se podría pensar. Cuando el hombre se encuentra en un ambiente determinado, no percibe la temperatura de dicho ambiente, lo que se percibe son las pérdidas de calor de su cuerpo.

Si bien para evaluar el confort ambiental se debe considerar no sólo el confort térmico si no también otros factores, como la calidad del aire, iluminación, y niveles de ruido, evaluar el confort térmico conlleva un alto grado de complejidad, ya que lo que puede ser confortable para uno, no lo es para otros (confort y estrés térmico). . En el confort térmico interactúan varios  factores y parámetros, destacándose tres variables: 1 Externas (medio ambiente), 2 Internas arquitectónicas (características formales y constructivas) y 3 Usuario (metabolismo y cultura).  

Parámetros ambientales interiores como la temperatura del aire, humedad relativa, velocidad del aire, y temperatura radiante, pueden ser cuantificados. Otros como el arquitectónico están más enfocados en las características de la edificación y a la adaptabilidad de sus espacios, el contacto visual y auditivo que le permiten sus ocupantes.

Los factores personales son condiciones más propias del usuario y se relacionan con las características biológicas,  fisiológicas, sociológicas o psicológicas. Los factores ambientales exteriores son las variables que definen las características físicas del ambiente exterior de un edificio, es decir el clima local.

Tabla de factores y parámetros que determinan el confort térmico
http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/6104/10CAPITULO5.pdf?sequence=10

PARÁMETROS AMBIENTALES del confort térmico

       1. Temperatura seca del aire o temperatura de bulbo seco

La temperatura del aire constituye uno de los parámetros principales para determinar el grado de confort térmico de un espacio y se refiere básicamente al estado térmico del aire a la sombra. Es uno de los parámetros fundamentales, ya que para poder determinar si las personas sienten frío o calor en un lugar es necesario contar con los datos de temperatura y humedad. Estos datos se remiten a gráficas ya desarrolladas en las cuales se puede estimar con cierta fiabilidad la zona en la cual la mayor parte de las personas se encontrarían confortables. Además, con estos datos se puede determinar si un espacio de la vivienda, o la vivienda en general, se mantiene dentro de rangos adecuados o no.

Se entiende por temperatura seca del aire, la temperatura del aire, prescindiendo de la radiación calorífica de los objetos que rodean ese ambiente concreto, y de los efectos de la humedad relativa y de los movimientos de aire (http://eadic.com/wp-content/uploads/2013/09/Tema-3-Confort-Ambiental.pdf).


       2. Humedad relativa

La humedad relativa es la cantidad de vapor de agua en gramos que hay en un kilogramo de aire con relación a la máxima cantidad de vapor que puede haber a una temperatura determinada. Se mide con higrómetro o mediante la temperatura de bulbo seco y húmedo , con una carta psicrométrica.  

Los valores intermedios de humedad relativa, del 30 - 65 %, no producen demasiados efectos. Sin embargo, porcentajes elevados de humedad reducen la evaporación a través de la piel y en la respiración, frenando el mecanismo de disipación, mientras que humedades muy bajas conducen a la desecación de las mucosas y la piel, causando sensación de discomfort.

       3. Temperatura radiante media

Es definida como la temperatura media irradiada por las superficies envolventes desde un espacio a su interior. Teniendo presente que el calor por radiación se intercambia cuando existen diferencias de temperaturas, generalmente desde un cuerpo caliente a uno frío, la temperatura radiante de las paredes, el suelo y la cubierta de una habitación puede dar una sensación de calor o frío a sus ocupantes independientemente de la temperatura del aire contenido en su interior. Es por esta circunstancia que la temperatura radiante no solamente debe ser considerada en la evaluación de las viviendas, sino que además puede ser aprovechada como un principio para prever sistemas de calefacción o refrigeración que se tengan que introducir en el reacondicionamiento.  

Fuente: http://www.edutecne.utn.edu.ar/tesis/Torres_climatizacion.pdf

      4. Velocidad del aire

Las corrientes ambientales son una preexistencia de la naturaleza, que tiene como funciones principales, refrescar y ventilar los ambientes interiores, reduciendo la humedad y conservando ambientes más sanos, por lo tanto su influencia en las personas es fundamental ya que influye en su confort térmico, dependiendo de su intensidad y su frecuencia. El aire en movimiento provoca diferentes sensaciones en el hombre que se describen a continuación:

Fuente: Barrera Oswaldo, Introducción a una arquitectura bioclimática para los andes ecuatoriales.

En  ambientes interiores, un movimiento de aire de 1 m/sg., puede disminuir la sensación de temperatura en 2 a 3 °C. A partir de un movimiento de 2 m/sg., el aire puede ser molesto, siendo este el límite máximo de velocidad de aire en un ambiente interior; en temperaturas de  aire que exceden los 33 °C, el movimiento del aire no influye en la sensación de calor. 
Fuente: http://www.geocities.com/researchTriang
le/facility/8776/Pag02E.htm 

Finalmente, el cuadro siguiente da a conocer las variaciones de las condiciones ambientales  que son de gran importancia al momento de definir la sensación térmica de la edificación, se asimila a °C, en rigor, no es medible con un termómetro común.

Fuente: http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2009/bmfcif954i/doc/bmfcif954i.pdf

 REFERENCIAS
- http://eadic.com/wp-content/uploads/2013/09/Tema-3-Confort-Ambiental.pdf
- http://www.upb.edu/sites/default/files/6Art-CabrerizoR1.pdf
- http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/6104/10CAPITULO5.pdf?sequence=10
http://www.edutecne.utn.edu.ar/tesis/Torres_climatizacion.pdf
- http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6113/20ANEXO1_2.pdf
http://dspace.utpl.edu.ec/handle/123456789/1039
- http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2009/bmfcif954i/doc/bmfcif954i.pdf

lunes, 23 de enero de 2017

Confort térmico en invernadero productivo

Indagando algunos artículos sobre el confort térmico en viviendas de interés social encontré este articulo muy interesante sobre el estudio del confort térmico al interior de un invernadero para producción de vegetales. Así como los seres humanos bajo un rango de temperatura se sienten cómodos en un ambiente determinado  (sin frío ni calor) y su accionar es favorable respecto de la actividad que realizan, las plantas también requieren dicha comodidad para su desarrollo.

Respecto a estos sistemas productivos que aprovechan la energía solar de forma pasiva, se tiene mucha experiencia (invernadero de plástico). Es de fácil construcción y participa mucho material local en los diferentes modelos constructivos en especial en zonas rurales donde uno de los materiales mas utilizados es la madera.

El beneficio de contar con un invernadero es enorme si ademas este es instalado en zonas de altura donde las condiciones climáticas del emplazamiento son severas con las plantas cultivas a cielo abierto que son afectadas por las heladas (fenómeno meteorológico que consiste en el descenso de la temperatura, igual o por debajo de los 0°C). Pero a pesar de ello, son zonas donde la naturaleza a sido bondadosa dado a que el recurso solar es abundante y por lo general sobrepasan los 6kWh/m2.día anualmente en especial en las zonas andinas.

Materiales para la cubierta de invernaderos hay varios, desde los plásticos simples, plásticos de alta densidad y tratados contra la radiación UV, planchas transparentes onduladas y, planchas de policarbonato. Así que, hay opciones económicas para su implementación. Lógicamente que esto va ha repercutir en su tiempo de vida.

Y así, el estudio de los invernaderos implica tener conocimientos en fundamentos de energía solar, estudio de las plantas que se ha de cultivar, el cultivo mismo, las tareas que implica su manejo, el confort interior,.... Que disfruten de la lectura ...