Doctorado en Diseño Bioclimático
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- Modelo georreferenciado de análisis climático para determinar estrategias de diseño bioclimático por regiones en la República Mexicana(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2024-03) Aranda Barajas, Gerardo RenéLa mejor manera de determinar las condiciones ambientales externas, así como las posibles demandas y exigencias que ejercerá el espacio externo en las edificaciones para plantear propuestas arquitectónicas que den solución a las demandas de confort en los espacios interiores en la arquitectura es a partir de la utilización herramientas y metodologías de análisis bioclimático, este proceso de análisis permite comparar las condiciones climáticas existentes con las condiciones de confort deseables. En esta investigación se desarrolló un modelo de análisis que integró técnicas, herramientas y procesos metodológicos de análisis espacial, análisis bioclimático y de los sistemas de información geográfica con el objetivo de generar propuestas de estrategias de diseño bioclimático para conseguir condiciones de confort en los espacios interiores utilizando energías y tecnologías pasivas de acuerdo con las condiciones ambientales preexistentes de la zona de emplazamiento seleccionada. Las herramientas de análisis bioclimático que fueron utilizadas para el análisis de la información climática y de confort fueron la carta psicrométrica de Givoni (1981) y el proceso metodológico Control Potential Zone (CPZ) o la Zona de Control Potencial desarrollado por Steven Szokolay y Michael Docherty (1999).
- Las patologías de los recubrimientos en muros y su repercusión en la salud respiratoria de los usuarios(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-09) Tovar Alcázar, María del RosarioEl nivel de calidad del aire interior (CAI) tiene incidencia directa en la salud humana, por eso, es objeto de estudio del diseño bioclimático, toda vez que éste promueve el aprovechamiento de los factores ambientales para la creación y acondicionamiento de espacios en los que los usuarios experimenten confort y bienestar. Además, de impulsar la construcción con sentido común, en donde prevalezca el uso racional de los recursos y una baja dependencia energética. En la presente tesis se pudieron identificar las propiedades de los materiales más comunes que conforman los recubrimientos de muros (cal, cemento, mortero de cemento y yeso) para reconocer los que mejor se adaptan al clima en la Cd. de México, mismos que según se pudo constatar, contribuyen en el control de algunos factores de riesgo (físico: humedad, químico: tóxicos y biológico: microbios) relacionados con una baja calidad del aire al interior de las viviendas. Tal función mitiga o reduce la aparición de algunos de los padecimientos respiratorios más frecuentes en los usuarios como: alergias, asma, rinitis, gripe y sinusitis. Los análisis a los que fueron sometidos los recubrimientos de cuatro materiales ligantes, permitieron evaluar su desempeño ante factores ambientales semi-controlados (temperatura, humedad relativa y concentración de dióxido de carbono) inherentes al funcionamiento del propio espacio interior y al lugar de emplazamiento del mismo. Obviamente, todos los recubrimientos reaccionaron de forma distinta y acorde con las propiedades físicas y químicas de los materiales presentes en cada uno de ellos. Siendo las variaciones más representativas y satisfactorias, las relacionadas con la permeabilidad y el efecto biocida de los recubrimientos hechos con mezcla de cal. Las patologías que mostraron algunos recubrimientos a lo largo del periodo de monitoreo, debido a la insuficiente gestión de la humedad, al alto desarrollo microbiano y a la naturaleza química del material ligante, fueron criptoeflorescencias, moho, bacterias y desprendimiento/diseminación de partículas; mismas que se consideraron definitorias para establecer que al igual que los seres vivos, los materiales de construcción necesitan rangos higrotérmicos específicos, que permitan su óptimo estado de operación. En apego a lo anteriormente citado, es que se considera conveniente concientizar a la población en temas tan importantes para el bienestar social, como la selección de materiales y -consecuente- conservación de los recubrimientos de muros, no sólo para disminuir los costos de ejecución y mantenimiento, sino para aprovechar sus propiedades, ya que tienen una incidencia directa en lo relacionado con el control de las condiciones ambientales básicas, la regulación de la calidad del aire interior y por ende, en la salud de los usuarios. Dicha labor puede iniciar en la etapa formativa de los profesionales de la construcción, con la intención de normalizar el estudio o correcta selección de los sistemas constructivos en función del clima, pero también identificando la función de cada espacio; para garantizar así, que las propuestas de diseño responderán -satisfactoriamente- a los requerimientos de regulación de la humedad, mediante su absorción, transpiración y/o evaporación.
- Caracterización de sistemas de enfriamiento evaporativo indirecto en cubiertas para obtener confort higrotérmico en edificaciones en climas cálido-húmedos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2020-07) Carrillo, AnaisEn el área de diseño arquitectónico, la problemática ambiental actual en el mundo debido al calentamiento global por el alto consumo de energía convencional, ha generado la preocupación por realizar investigaciones, en donde el principal objetivo es reducir el consumo energético. En la República mexicana, el consumo de energía eléctrica es provisto en un 88% al sector residencial y es empleada principalmente en sistemas de climatización, ya que el 27% del país presenta condiciones de climas cálidos o tropicales. El diseño arquitectónico bioclimático permite, por medio de sistemas pasivos, proveer condiciones de confort al interior de las edificaciones sin la utilización de sistemas activos y, en el caso de climas cálidos, existen diversas técnicas para obtener enfriamiento en los espacios habitables. La presente investigación aborda técnicas pasivas de enfriamiento para reducir el consumo energético en climas cálido-húmedos en donde el objetivo fue caracterizar diferentes estrategias de enfriamiento evaporativo indirecto. El trabajo se realizó en la Ciudad de Mérida en modelos físicos a escala en donde se implementaron diferentes estrategias de enfriamiento en la cubierta con base en el sistema de techo-estanque, modificando los materiales. En el experimento 1 se empleó agua y en el 2 se colocó un material de cambio de fase (aceite de coco) encapsulado en una placa de policarbonato de 6 mm. Se realizaron mediciones durante 20 días en periodos de bajo y sobrecalentamiento; y en el caso del aceite de coco se consideró el periodo más desfavorable, el periodo de sobrecalentamiento. Los resultados demostraron que los cinco sistemas de enfriamiento, tanto con empleo de agua, como con aceite de coco encapsulado, presentaron una reducción de la TBS al interior de los espacios investigados. El Módulo 5 sin embargo es el experimento que mostró los mejores resultados reduciendo la TBS en 3.7 K (agua) y 4.9 K (aceite de coco).
- Sustentabilidad en los edificios religiosos del siglo XVII y XVIII en México. Análisis comparativo por bioclima en tres casos de estudio(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021-03) Castorena Espinosa, Gloria MaríaEsta tesis investiga los principales elementos arquitectónicos de la sustentabilidad en los edificios religioso-educativos de los siglos XVII y XVIII en tres localidades de México: Querétaro, Oaxaca y Tepotzotlán. Uno de los propósitos es identificarlos, revalorizarlos y promover su implementación en las construcciones contemporáneas. Se han empleado diferentes técnicas de investigación y herramientas de análisis bioclimático para evaluar el desempeño lumínico, de ventilación, asoleamiento y térmico de los materiales en algunos de los elementos arquitectónicos más relevantes. Los tres casos de estudio se encuentran ubicados en lugares con climas diversos de la República Mexicana; por lo que las estrategias y criterios de diseño adoptados son diferentes. Sin embargo, en todos los casos se comprueba una adecuada respuesta a las condiciones climatológicas y al uso de los recursos naturales para obtener condiciones confortables en los interiores y una operación sustentable. Se han seleccionado grandes conjuntos de edificios realizados por tres de las órdenes religiosas más relevantes en el periodo virreinal: los franciscanos, dominicos y jesuitas. Por lo tanto, tienen algunos elementos arquitectónicos comunes y otros distintivos del lugar y la orden a la que pertenecieron. En este trabajo también se analizan las tecnologías ambientales usadas en ellos; aplicando los principios físicos, científicos y constructivos más avanzados de la época para implementar sistemas pasivos de iluminación, ventilación, refrigeración, recuperación y tratamiento de agua, producción y secado de alimentos, entre otros.
- Diseño, análisis y evaluación de las características termofísicas de paneles aislantes para muros, realizados con botellas reutilizadas de PET, espuma de poliuretano y acabado aparente en una de sus caras(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021-02) Valerdi, HéctorEl siguiente trabajo de investigación surge por la necesidad e inquietud de atender diferentes edificaciones que presentan problemas de sobrecalentamiento por radiación solar directa, enfriamiento nocturno y principalmente invernal. Regularmente la envolvente de algunos espacios habitables (principalmente los de escasos recursos) no son tomados en cuenta ya que son elementos que difícilmente son considerados como parte de un diseño arquitectónico. Por lo tanto, no son atendidos por el usuario, con respecto a aislamiento térmico y mucho menos se procura un acabado final que brinde identidad a la vivienda. La regulación de la temperatura interior se lleva a cabo por medio de abrir o cerrar puertas y ventanas, muchas veces los elementos verticales son de sistemas constructivos diferentes, pueden ser de block hueco, tabique rojo, tabique gris, madera o algún tipo de lámina. En la actualidad existen algunos productos que se venden como aislantes térmicos para la construcción, principalmente espuma de poliuretano, poliestireno, fibra de vidrio, lana mineral, por mencionar algunos. Por todo lo anterior, la presente tesis tiene como objeto llevar a cabo una investigación que permita diseñar, analizar y evaluar nuevos elementos térmicos de tipo panel modular aislante para muros, conformados por la combinación de diferentes materiales, como son: El polietileno tereftalato (más conocido por sus siglas en ingles PET) en forma de botellas reutilizadas que aprovecha el aire inerte contenido como aislante de costo cero. La espuma de poliuretano de alta densidad, la cual también incorpora burbujas de aire al momento de realizar la reacción de polimerización. Fachaletas de cemento/mortero/arena con diversos acabados aparentes como tabique rojo, sillar rojo y beige, piedra laja o cantera, para soportar la intemperie, con la selección de estos estilos de fachada se evita tener que pintarlos de manera regular, reduciendo el costo de mantenimiento. La intención final de estos paneles es brindar en primer lugar el beneficio de mejorar la temperatura interior y aportar un mejor confort térmico al usuario, en segundo lugar, permite generar fachadas con mayor apropiación de estilo, de manera rápida y económica. Estos paneles, aportan un valor ecológico adicional al mitigar el impacto ambiental que genera el desperdicio del PET.
- Análisis del comportamiento térmico de un techo verde desértico y su espesor de sustrato en el clima seco del noroeste de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-06) Sahagun Valenzuela, Miguel IsaacEl techo verde extensivo en clima cálido seco ayuda a disminuir la ganancia de calor generada por la cantidad de radiación solar presente en verano, la cual provoca temperaturas que sobrepasan la zona de confort térmico para interiores en clima cálido seco. Determinar los parámetros de temperatura que se presentan en el interior según el tipo de techo es importante para una mejora del diseño arquitectónico. Se midieron tres módulos físicos de evaluación (MFE), el primer módulo construido con un techo con espesor de sustrato preparado para un techo verde con vegetación desértica (MFE-TV), el segundo módulo con espesor de sustrato preparado para un techo verde desértico sin vegetación (MFE-TS), y por ultimo un módulo testigo con un techo convencional construido con postes, canales, hojas de yeso y triplay de madera (MFE-TC). Para determinar el potencial de reducción de temperatura del interior respecto al ambiente, se llevó a cabo un monitoreo de la temperatura interna, y se realizó un análisis estadístico de los datos obtenidos. Para el monitoreo térmico se utilizaron instrumentos con sensores térmicos con captación de temperaturas con una confiabilidad de ±0.1ºC. Se colocarán los sensores térmicos y se llevará a cabo el registro de datos conforme a las normas C1046-95 y C1153-97 de la American Society for Testing and Materials (ASTM). Se realizará el análisis de los datos con el método de la prueba t. Como aportación al conocimiento de la arquitectura bioclimática resultante de este trabajo se observó como 0.16m es el espesor ideal de sustrato en un techo verde desértico para así mantener un equilibrio entre sustentación de la vegetación y el peso agregado a la estructura del techo, así mismo se observó cómo al agregar un techo verde desértico se disminuye hasta 9.9ºC la temperatura, lo cual representa un 29.29% de reducción con respecto al medio ambiente. Esto provoca que la vivienda se mantenga dentro de la zona de confort durante mayor tiempo y demuestra como el techo verde desértico es efectivo en el clima semiárido seco del noroeste de México.
- Efectos en el ambiente térmico por recubrimiento en viviendas de interés social, en clima cálido-seco(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019) Camacho Ixta, Ixchel AstridLa presente investigación surge del interés de generar información inédita y original respecto a la correcta selección de materiales para la vivienda de interés social. Las características de las viviendas de interés social, específicamente en Valle de San Pedro de Tijuana, B.C., al ser construidas en un área limitada e insuficiente para el desarrollo adecuado de las actividades del usuario, ya que al ser de escasas dimensiones genera un problema de adaptación para las cuestiones ambientales necesarias que se puedan ajustar a los cambios de temperatura que se generan dentro de la vivienda, durante las diferentes épocas del año, creando un desconfort térmico. El objetivo principal de este trabajo es evaluar el efecto térmico que presenta la adición de diversos materiales aislantes, con baja absortividad y de alta difusividad, determinando el material más adecuado y el espesor que permita lograr los rangos de confort (21°C-24°C) establecidos. El caso de estudio fue una vivienda del fraccionamiento Valle de San Pedro, sin ocupación, el desarrollo es un complejo de viviendas multifamiliares en condominio vertical donde se manejó una vivienda física de 63.48 m², se midieron los espacios de la vivienda, los muros de estos espacios son de un sistema constructivo de Outinord. Se evaluó el sistema constructivo para comprobar que los recubrimientos propuestos tuvieran capacidad de carga. La capacidad térmica del sistema se evaluó por medio de monitoreo en sitio y simulación. El monitoreo se realizó con la medición de una vivienda conforme a la norma ASHRAE 55-2010 para evaluación de confort térmico. Se tomaron en cuenta las temperaturas de bulbo seco, humedad relativa, punto de roció y temperatura ambiente. La simulación se hizo por medio de una comparación entre el sistema constructivo sin recubrimiento y con recubrimiento, donde se observó la capacidad térmica del sistema constructivo. En conclusión, una vivienda orientada al sur (90°) y con un recubrimiento sobre la envolvente mejora térmicamente la situación de una orientación atípica (45° de la vivienda), y cumple con el objetivo de mejorar las condiciones de temperatura de confort para el usuario. Respecto al sistema constructivo (Outinord), se demostró que el sistema por sí solo no provee las condiciones de confort (interior ambiental) requerida para la zona climática de Tijuana, B.C., por lo que este requiere la implementación de un recubrimiento que aumente su resistencia térmica o que disminuya su conductividad para brindar confort térmico.
- Diseño de un sistema modular automatizado para el ahorro de energía eléctrica en espera, en el sector de la vivienda media construida en centros urbanos de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-09) Ramírez Ramírez, RodrigoThis research intends to design a system to generate electric energy savings in urban housing, specifically in cities of Mexico. After establishing a contextual reference about energy consumption and sustainability, this work begins with a search for operational principles that make energy savings viable, and proposes an analysis of the existing systems around the world. The operational principles found are then evaluated and a selection is made taking into consideration the specific characteristics of Mexican population. Selected the appropriate operational principles, a process of interface design is conducted in order to obtain adequate user interfaces to allow the operation of the system without any doubt or ambiguity. Aesthetics of the interface are also considered in the process. Different proposals are made and the final design is selected via an elimination and synthesis method. Technological choices are evaluated through a series of electronic prototypes and finally, a testing model is built, to demonstrate the system’s usability and simplicity of operation through an experiment applied to the target population. An important achievement of this work relies in the demonstration that it is possible to reach relevant trans-disciplinary goals from a design approach, to improve social wellness.
- Modelo de análisis climático y definición de estrategias de diseño bioclimático para diferentes regiones de la República Mexicana(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2009-06-01) Fuentes Freixanet, Víctor ArmandoEste trabajo pretende ampliar la visión de la arquitectura bioclimátca al aplicar las técnicas utilizadas por la “Biometeorología Urbana” para el estudio de las múltiples interrelaciones que se presentan entre el ambiente humano y el ambiente natural. De esta forma se propone la utilización de las herramientas cartográficas como modelo de análisis climático, para determinar de los índices de confort y definir las estrategias básicas de diseño bioclimático en todos sus ámbitos de estudio: en el diseño urbano, diseño de espacios exteriores y diseño arquitectónico.