Diseño Bioclimático

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  • Huella de Agua del concreto. Impacto ambiental al agua
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023) Ovalle Pérez, Jazmín
    El presente trabajo analiza la Huella de Agua, exponiendo un indicio del impacto ambiental generado durante el ciclo de vida del concreto premezclado en el sector de la construcción en la región centro-norte de México, específicamente en el municipio de Celaya, Guanajuato. Así mismo valora las posibilidades de gestión del uso eficiente del agua en el proceso de producción de los materiales mencionados para reducir los impactos negativos. Hoy en día se han realizado pocos estudios de impacto ambiental asociados al ciclo de vida de los materiales de construcción, centrando las investigaciones en el sector energético y la Huella de Carbono, sin considerar las implicaciones y repercusiones del uso del agua. Este recurso natural se encuentra en constante peligro de contaminación a pesar de que las autoridades de cada país estén promoviendo educación y cultura para su cuidado. El agua virtual (AV) son datos que no se difunden, por lo tanto, no se conocen las cantidades de consumo reales que algunos productos o servicios utilizan para que lleguen al usuario final. Es importante mencionar que ciclo de vida no termina en ese punto ya que muchos de ellos siguen disponiendo de agua para su degradación y/o reciclaje. Por lo descrito anteriormente este estudio propone analizar el uso de agua en el ciclo de vida del concreto premezclado comercial, dicho material constructivo es de los más utilizados en la edificación. Con esto se busca concientizar al consumidor para elegir un material con conciencia de acuerdo a la cantidad de agua incorporada y su impacto al ambiente, así como incentivar a las empresas productoras a hacer su estudio de Huella de Agua y optimizar el uso del recurso en su práctica.
  • El color como factor de calidad en la iluminación y su influencia sobre el estado de ánimo humano
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2019-12-20) Acosta Martínez, Luis Enrique
    A pesar de ser tema de estudio en la actualidad, el color está lejos de ser considerado en la iluminación, a pesar de inconscientemente estar expuestos a él. El color nos afecta a un nivel social, fisiológico y psicológico. Está comprobado que espacios de color (pigmento) modifica el estado emocional en ambientes laborales y, en consecuencia, el rendimiento. El ambiente luminoso es un conjunto de factores determinantes en el confort del ser humano. Como elemento crítico en el diseño de espacios laborales de oficina, puede mejorar o empeorar la experiencia en el trabajo y afectar el bienestar de los empleados.
  • Caracterización del comportamiento térmico de un sistema constructivo de tierra cruda aplicado en prototipos: caso de estudio, localidad, Aquixtla, Puebla
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-05) Morales Galaviz, Gabriel
    El siguiente trabajo es el resumen de la investigación referente a un experimento que se realizó como caracterización de dos sistemas constructivos distintos aplicados en muros, con la finalidad de determinar las características térmicas de ambos y así obtener resultados que nos ayuden a determinar cuál de los dos sistemas es el óptimo en la arquitectura de interés social en el estado de Puebla. En el capítulo uno, se describen los lineamientos y alcances que guiarán esta investigación, así como un planteamiento general del experimento y la metodología que se seguirá para llegar a los objetivos propuestos. En el capítulo dos, se muestran los antecedentes sobre construcción con tierra México, la situación de la arquitectura vernácula en el Estado de Puebla y el estado del arte referente a la construcción con tierra. En el capítulo tres, se presenta un análisis bioclimático de la región, en donde se muestran con gráficas los diferentes fenómenos meteorológicos que determinan el clima de la región y al final del capítulo se concluyen las estrategias bioclimáticas que ayudarán a mejorar las condiciones de confort en las edificaciones de la región. En el capítulo cuatro, se describen los dos sistemas constructivos que se analizarán en los prototipos, también se muestran los referentes en el mundo y los referentes constructivos en México. En el capítulo cinco, se da una explicación sobre los distintos conceptos de nuestro marco de referencia, se tratan algunos conceptos básicos de termodinámica así como algunas propiedades termo físicas de los materiales utilizados en la investigación. En el capítulo seis, se describen las propiedades termo físicas estudiadas en la investigación en la cuales se pondrá más atención al analizar los resultados obtenidos con el monitoreo de los prototipos. En el capítulo siete, se describe el desarrollo experimental desde la construcción de los prototipos, la colocación de los instrumentos de medición, así como las condiciones de ambos prototipos, la discusión de los datos obtenidos, un análisis de costos de la construcción de ambos y hasta un acercamiento de lo que sería un análisis de huella de carbón para ambos casos. En el capítulo ocho, se realiza un análisis térmico de los prototipos en Design Builder, comparando los sistemas constructivos en distintas regiones del país para determinar el comportamiento térmico de ambos sistemas en climas distintos al del caso de estudio.
  • Diseño y evaluación de soluciones constructivas en la envolvente para mejorar el confort térmico al interior de la vivienda social en la zona norte del Valle de la Ciudad de México
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-07) Rueda Mateos, Abril
    El diseño de soluciones constructivas para mejorar el confort térmico al interior de la vivienda social en la Zona Norte del Valle de la Ciudad de México surge como una iniciativa ante las condiciones térmicas desfavorables al interior de la vivienda social existentes hoy en día (SHF, 2005-2012). El estudio incluye una evaluación de las condiciones térmicas originales para diagnosticar el grado de confort así como el desempeño térmico de la envolvente. Dicha evaluación se logró a partir de una muestra de estudio generada con modelos de simulación numérica con variables estadísticas que incluyen los tipos de sistemas constructivos en techos y muros, tipo de usuario y orientación. El diagnóstico muestra que el 71% de los casos de estudio presentaron Temperaturas Operativas To de bajo calentamiento al interior1; el 18% presentó To de sobrecalentamiento al interior y sólo un 11% presentó To dentro del rango de confort. Por otro lado, los suelos sobre terreno, cubiertas y muros y fueron los elementos de la envolvente con mayores pérdidas de calor con un 25%, 10% y 9% del total de las pérdidas respectivamente (la cantidad de calor perdida es directamente proporcional al número de integrantes en la vivienda, y por lo tanto a las ganancias de calor al interior). A partir de esta primera evaluación se propusieron adecuaciones a la envolvente que no afectaran elementos estructurales conforme a las condiciones de cada caso las cuales son: aislamiento térmico de suelos, muros y techos, integración de muro trombe y dispositivos de control solar. La evaluación de los casos de estudio con la integración de las soluciones constructivas muestra que el 90%2 de los casos de estudio se encuentran dentro del rango de confort mientras que en un 10%, la incorporación de medidas pasivas en la envolvente no es suficiente para lograr una To anual dentro del rango de confort. Dentro de las conclusiones se incluyen las adecuaciones más pertinentes por tipo de vivienda así como recomendaciones para nuevas construcciones en base a los resultados obtenidos.
  • Diseño de un sistema integral para el aprovechamiento de luz natural en un edificio de oficinas
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-03) Rodríguez González, Víctor Hugo
    El consumo mundial de energéticos ubica a los combustibles fósiles (petróleo) en el principal recurso explotado con un 38% y a las energías renovales tan solo con un 9%, de este consumo de energía el 35% se utiliza para la generación de energía eléctrica y un 25% para satisfacer las necesidades de habitabilidad, aunado a eso las edificaciones presentan su mayor consumo de energía por cubrir sus necesidades de iluminación y climatización derivado de factores como la orientación y el contexto urbano circundante. Derivado de lo anterior se planteó la investigación de un dispositivo de alta eficiencia para el aprovechamiento de iluminación natural en un edificio comercial de oficinas de más de cuatro niveles con espacios con disconfort lumínico y que presenta un alto consumo de energía debido a la iluminación eléctrica. Por lo que se realizó la evaluación lumínica (natural y eléctrica) actual del caso de estudio incluyendo cuales son los requerimientos que indica la norma para poder identificar la zona de influencia como las estrategias de diseño, así como la mejor opción de dispositivo a implementar, fabricando un modelo a escala para la evaluación del dispositivo y realizando las pruebas de laboratorio en condiciones similares al caso de estudio. Dichas pruebas comprobaron un incremento en los niveles de iluminación en los espacios con disconfort en periodos laborales donde la utilización de iluminación eléctrica es indispensable para el desarrollo de las actividades por lo que el impacto se refleja en la disminución de costos por consumo de energía eléctrica y bien por el bajo costo en mantenimiento al dispositivo instalado La construcción del dispositivo es en lamina de acero inoxidable en acabado al alto brillo tipo espejo con un costo de construcción de $250.00 por m2 y una vida útil de 30 años que representa un ahorro en el consumo de energía eléctrica respecto a la iluminación que abate el 45.0% del costo del dispositivo; respecto al incremento de los niveles de iluminación se registró un 100% y una mejor calidad de iluminación ya que los locales se encontraban en penumbra. Si bien tiene beneficios económicos, la implementación del dispositivo también tiene beneficios ambientales, ya que contribuye a disminuir el consumo de energía y con ello la emisión de gases contaminantes al medio ambiente, siendo beneficios de impacto ambiental y social que pueden tener un valor más alto que los económicos.
  • Evaluación numérica de los efectos termoenergéticos de sistemas de acristalamiento en 2 climas de México
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016) Moreyra Gonzalez, Luz Elena
    La especificación de sistemas de acristalamientos en las edificaciones actuales, por arquitectos y distribuidores comerciales, recurrentemente consideran la variable climática como una constante para todas las ciudades, despreciando los requerimientos térmicos específicos de cada clima. Esto se traduce en un gasto excesivo en sistemas de acristalamiento “sobrados” para las condiciones climáticas prevalecientes, o en uso excesivo de sistemas de climatización para la compensación de pérdidas y ganancias de calor, en los ambientes interiores. En la relación entre la arquitectura bioclimática y el consumo termoenergético, se identifica la necesidad de actualizar cuantitativamente criterios cualitativos de las principales estrategias de climatización pasiva, como ejemplo las referentes a las pérdidas y ganancias de calor por efecto de los elementos translúcidos. El contabilizar los efectos de la variedad de tecnologías en sistemas de acristalamiento del mercado actual, en función de su potencial de ahorro energético y de confort térmico, busca actualizar los criterios de aplicación de las estrategias bioclimáticas, aportando con ello nuevo conocimiento, congruente con las nuevas edificaciones y requerimientos del mercado. Para lo anterior, la aplicación de metodologías de evaluación numérica con base en programas de cómputo para la simulación de las condiciones experimentales, como el programa EnergyPlus™, potencializa al investigador a planteamientos teórico – numéricos, sobre condiciones remotas, como el caso de distintos climas de México, en un tiempo relativamente corto bajo un manejo riguroso de variables, obteniendo resultados con una alta certidumbre. Así, la viabilidad de la evaluación de 7 sistemas de acristalamiento en 2 climas distintos, arroja resultados que se convierten en un potencial de variadas y futuras investigaciones en el campo de la arquitectura bioclimática.
  • Factores del ambiente lumínico implicados en la memorización a corto plazo con pantallas de computadora en alumnos de pregrado
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-04) Benitez Hernandez, Yadira
    La tendencia actual en la educación dentro de las aulas es el uso de medios tecnológicos, principalmente el uso de pantallas de computadora. El objetivo de esta investigación es conocer la relación entre el alumno, la pantalla de visualización y el ambiente luminoso, para determinar las condiciones que favorecen al proceso cognitivo. Esta investigación de tipo experimental se realizó en un laboratorio de iluminación artificial; donde 54 sujetos fueron sometidos a pruebas de percepción y memorización a corto plazo en seis escenarios de iluminación, durante dos fases de experimentación. Los escenarios fueron diseñados para controlar la cantidad de iluminación general y la luminancia del fondo reflejado en una pantalla de computadora tipo especular; con la finalidad de determinar si estas dos variables tienen influencia en la memorización a corto plazo. El control de las variables en el diseño experimental comenzó con la determinación de cuatro factores de iluminación involucrados en la percepción de las pantallas de computadora: la iluminancia vertical en el plano de trabajo, la luminancia horizontal en el campo de visión, la luminancia del fondo reflejado y la luminancia de la pantalla. A partir del control de las variables, también se diseñó un elemento de evaluación que tuvo como objetivo; la medición cualitativa en función del confort visual y la medición cuantitativa, relacionada con la memorización a corto plazo. Para evaluar la memorización se empleó un método utilizado en el área de la psicología basado en la retención de listas de sílabas sin sentido. El análisis de los datos obtenidos se realizó mediante un estudio correlacional de las variables involucradas en la experimentación, se determinó principalmente el brillo de confort en las pantallas, la percepción del ambiente lumínico y la memorización a corto plazo. Se estableció la existencia de una variable extraña involucrada en la experimentación, también se determinó el ambiente percibido en confort visual, a partir del cual la memorización a corto plazo aumenta. Además, se determinaron las correlaciones estadísticas entre los factores de iluminación involucrados en la percepción de una pantalla de computadora. En esta investigación los sujetos que participaron en la experimentación determinaron como ambiente de confort, el escenario con 500 lux en el plano de trabajo horizontal; y fondo de reflejo en color negro. Los sujetos presentaron mayor memorización en iluminancias más altas, sin embargo, a mayores iluminancias el ambiente luminoso se comenzó a percibir como deslumbrante.
  • Análisis de las condiciones ambientales interiores en un centro de día sobre el confort y el comportamiento en personas mayores con deterioro cognitivo
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-06) Hernández Rivera, Karen
    Al incrementar la esperanza de vida se ha tenido también un crecimiento poblacional en las personas mayores. Este aumento se ha presentado de forma exponencial y con ello, ha surgido una transición epidemiológica mixta provocando diversos problemas en el Sector Salud de México. Bajo este contexto, se han creado toda una serie de sinergias entorno a las estrategias nacionales para fomentar un envejecimiento saludable: los Centros de Día son considerados una pieza importante dentro de estas estrategias pues sus servicios para el cuidado de la salud a largo plazo proveen atenciones personalizadas en un programa coordinado para satisfacer las necesidades biopsicosociales de las personas mayores en un lugar seguro durante un horario diurno. En la Ciudad de México, datos estadísticos de 2015 indicaron que más de 60,000 personas mayores diagnosticadas con trastornos neurocognoscitivos requerían de los Centros de Día. No obstante, solamente seis de éstos atendió de entre 40 a 60 personas por unidad, siendo que el porcentaje de la población total atendida fue menor del 1%. Internacionalmente se ha demostrado que las edificaciones para las personas mayores deben regular las condiciones ambientales en los espacios interiores pues éstos pueden repercutir en distintas escalas en el organismo, lo cual se ve reflejado en la conducta, las emociones y en su capacidad de respuesta ante los estímulos para poder protegerse del entorno. Estas reacciones no han sido relacionadas con el confort térmico, que es muy importante en los bioclimas semifríos -como lo es el de la Ciudad de México- debido a que la mayor parte del periodo anual existe una predominancia ambiental de temperaturas frías. Esta investigación tuvo como objetivo general analizar cómo las condiciones ambientales interiores de un Centro de Día se correlacionan con el confort térmico y el comportamiento de las personas mayores con deterioro cognitivo. La metodología de este estudio inició con una evaluación post ocupacional de un Centro de Día: fueron analizados factores técnicos y funcionales de la edificación, factores del comportamiento, así como factores climáticos del entorno espacial. Tras la definición de un tipo de diseño longitudinal se identificaron los periodos de estudio de bajo y sobrecalentamiento, además de que se recurrió a utilizar un estudio con enfoque adaptativo: el desarrollo de dos cuestionarios fueron requeridos para realizar una serie de entrevistas y un levantamiento de encuestas tanto a personas mayores como a informadores fiables, mientras que ciertas mediciones ambientales fueron registradas en la edificación. El tipo de muestreo utilizado fue no probabilístico por sujetos tipo y se utilizó el examen Mini- Mental como instrumento para determinar el grado de deterioro cognitivo asociado a demencia. Un estudio de correlación fue necesario para analizar el tipo de correlación entre variables ambientales, del confort higro-térmico y del comportamiento humano. Se espera que con la integración de los modelos de confort higro-térmico y de confort-comportamiento en las personas mayores con deterioro cognitivo leve y moderado se puedan regular las condiciones ambientales al interior de los espacios en los Centros de Día y edificaciones similares. Su aplicación en los modelos de atención gerontológica puede apoyar a propiciar el bienestar en el envejecimiento. La adaptabilidad en los espacios puede perfilarse con la calidad ambiental interior necesaria a través de las aportaciones de este estudio: las recomendaciones en la implementación de sistemas de acondicionamiento pueden ser aplicados a tipologías similares y futuras para crear un efecto multiplicador. Esta investigación se fundamentó en orientar los esfuerzos de las áreas de las ciencias de la salud, las neurociencias, la estadística, la gerontología ambiental y la arquitectura bioclimática para fomentar el envejecimiento saludable a través de los procesos de adaptación humana en el entorno.
  • Diseño y evaluación de un sistema de doble cubierta ventilada para reducir la transmisión de calor al interior de la vivienda media en Puerto Vallarta, Jalisco
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-02) Rodríguez, Sandra
    El buen desempeño térmico de las cubiertas de los edificios en climas cálidos es un requerimiento importante para garantizar condiciones adecuadas de confort térmico del usuario al interior del espacio habitable. Las cubiertas son el elemento de la envolvente que recibe la mayor parte de la radiación solar, lo que puede ocasionar el sobrecalentamiento del ambiente interior. Una cubierta energéticamente eficiente debe reflejar tanta radiación solar como sea posible y emitir el calor absorbido rápidamente, una solución de acondicionamiento pasivo útil para frenar las ganancias de calor a través de los techos son los sistemas de doble cubierta ventilada, los cuales posibilitan la reducción de los flujos de calor transmitidos por las estructuras expuestas a la radiación solar, gracias al efecto combinado del sombreado de las superficies y del calor extraído por el flujo de aire. En este trabajo se evalúa cómo pueden reducirse las ganancias térmicas en el techo y mejorar el ambiente térmico interior mediante la adaptación de un sistema de doble cubierta ventilada con lámina metálica, el cual es un material altamente emisivo y con altos valores de reflectancia solar. Esta Tesis es un estudio experimental descriptivo del comportamiento térmico de un sistema de doble cubierta ventilada utilizando lámina metálica con dos diferentes orientaciones. A través del monitoreo de módulos experimentales ubicados en la ciudad de Puerto Vallarta, Jalisco, se obtuvieron datos de temperaturas de los componentes del sistema constructivo propuesto, y los datos meteorológicos relativos a doce días del periodo de invierno y doce días en el periodo de primavera. En el análisis del comportamiento térmico se comparan las temperaturas obtenidas en cada módulo experimental, relacionándolos con la temperatura ambiental y un módulo de control. Los elementos de análisis corresponden a las temperaturas características, el confort térmico, y la temperatura de la superficie interior del sistema de doble cubierta. Comparándose el sistema de doble cubierta ventilada con una losa plana de concreto, se concluye que el sistema propuesto es térmicamente más favorable o eficiente, tanto durante el invierno como durante la primavera, ya que permite el amortiguamiento de la temperatura interna gracias a que provee sombra al techo principal y refleja gran parte de la radiación solar directa. Se espera que los resultados obtenidos aporten información importante sobre el comportamiento térmico de las cubiertas en el clima cálido húmedo, contribuyendo a una mejora en la calidad del ambiente térmico interior de las viviendas y el bienestar de sus ocupantes.
  • Caracterización térmica de viviendas de interés social en la ciudad de San Luis Potosí: evaluación del comportamiento térmico en viviendas de interés social
    (Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-11) Marquez Hernandez, Yaheshua Melquisedek
    Esta tesis presenta, mediante el análisis de casos de estudio, deficiencias existentes en el comportamiento térmico de distintos espacios de viviendas de interés social en la ciudad de San Luis Potosí. Para este fin, se llevó a cabo el análisis y evaluación del comportamiento térmico de prototipos de vivienda de interés social, se determinó el índice de confort térmico presente en los espacios de estudio y se establecieron recomendaciones de diseño para mejorar las condiciones de temperatura presentes en estas viviendas. La investigación comienza con un estudio sobre las condiciones, necesidades y oferta actual de vivienda de interés social en la ciudad de San Luis Potosí. Posteriormente se desarrolla un análisis climático para establecer las condiciones físicas de la ciudad en la que se encuentran las viviendas pertinentes a este documento. A continuación, se elabora un análisis bioclimático de la localidad, mediante el cual se establecen parámetros de evaluación del comportamiento térmico de las edificaciones analizadas. La sección siguiente del documento consiste en el análisis del comportamiento térmico de las viviendas. Para desarrollar dicho análisis, se registra de forma horaria la temperatura presente en los espacios seleccionados durante 30 días aproximadamente, en los periodos extremos de frío y calor en la ciudad de San Luis Potosí. Finalmente, se establecen conclusiones y recomendaciones pertinentes para el mejoramiento de edificaciones existentes, así como para la creación de nuevos edificios de este tipo. Esta investigación ofrece información tangible sobre el tema de confort térmico en viviendas de interés social en la ciudad de San Luis Potosí y establece un punto de partida para mejorar las condiciones de temperatura en dichas viviendas, convirtiéndose así en una herramienta auxiliar para la toma de decisiones sobre el diseño de este tipo de espacios.