Este documento resume los principales factores que afectan el confort humano como la temperatura, humedad y flujo de aire. Explica que en climas secos el cuerpo puede enfriarse eficientemente por evaporación, mientras que en climas húmedos esta opción es limitada. También describe cómo ciertas técnicas de construcción como el uso de masa térmica, ventilación y deshumidificación pueden expandir la zona de confort humano en climas cálidos y húmedos.

1. Operaciones unitarias 2.
Enfriamiento pasivo y confort humano.
Carlos Alberto Salcido Avilés.
10 de septiembre del 2015.

2. Enfriamiento pasivo y confort humano.
Farey , P.W.
Florida Solar Energy Center/ University of
Central Florida,1679 Clearlacke Road,
Cocoa, Florida 32922 , USA (321)638-1000.
Numero de paginas: 4

3. Índice:
• Introducción.
• Psicometría básica.
• Entalpía y temperatura de bulbo húmedo.
• El cuerpo humano responde a las condiciones
ambientales.
• Las zonas de confort.
• Zonas de confort expandidas.
• Conclusiones.

4. Introducción.

5. Introducción.
El confort dentro de los edificios es controlado por 4
factores:
• temperatura del aire, temperatura media radiante,
humedad y flujo de aire.
• Zona de confort: zona donde el 80 % de la población
experimentara confort térmico.

6. Psicometría básica.

7. Psicometría básica.
 temperatura de bulbo seco es expresada en ˚F y ˚C.
(termómetro común o común termostato).
La relación básica expresada por la grafica psicométrica.

8. Psicometría básica.
Eje de humedad (humedad absoluta, humedad específica y
relación de humedad): cantidad de agua en peso en el aire, es
expresado:
1) libras de humedad por libra de aire seco ( kgs H/ kg A.S)
2) granos de humedad por libra de aire seco ( 1 libra ⋍7000
granos)

9. Psicometría básica.
R.H: contenido de humedad en el aire respecto a la cantidad
máxima de humedad que el aire a una temperatura de bulbo
seco dado puede contener cuando está saturado.
Si la humedad relativa es 70 por ciento a la temperatura de
85 Fahrenheit quiere decir que el aire contiene setenta por
ciento de humedad que podría mantener a 85 grados
Fahrenheit.

10. Psicometría básica.
Humedad relativa y especifica.
R.H=
𝐜𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐝
𝐥𝐢𝐛𝐫𝐚 𝐝𝐞 𝐚𝐢𝐫𝐞 𝐬𝐞𝐜𝐨 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐦𝐮𝐞𝐬𝐭𝐫𝐚.
𝐜𝐚𝐧𝐭𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐝𝐞 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐝
𝐥𝐢𝐛𝐫𝐚 𝐝𝐞 𝐚𝐢𝐫𝐞 𝐬𝐞𝐜𝐨 𝐞𝐧 𝐬𝐚𝐭𝐮𝐫𝐚𝐜𝐢𝐨𝐧.

11. Entalpia y temperatura de bulbo
húmedo.

12. Entalpia y temperatura de bulbo húmedo.
Energía total del aire (entalpia): suma de la temperatura
contenida en el aire (energía sensible) y el contenido de
humedad vaporizada del aire (energía latente).
1 libra de vapor de agua en el aire representa
aproximadamente 1,000 Btus (de calor latente).
En contraste incrementar la temperatura de 1 libra de aire
en 1 grado ˚F agrega ¼ Btu de energía a el aire.

13. Entalpia y temperatura de bulbo húmedo.
Aire a 32 ˚F (0˚c) y cero por ciento de H.R tiene una entalpia
de cero y esto es la base para la escala de la entalpia.
Entalpia y temperatura de bulbo húmedo.

14. Entalpia y temperatura de bulbo húmedo.
la temperatura de bulbo húmedo, que se puede medir
simplemente, proporciona una medida relativamente precisa
del contenido de calor del aire. Cuanto mayor es la
temperatura de bulbo húmedo, mayor es el contenido de
energía del aire.
“A mayor temperatura de bulbo húmedo, mayor es el
contenido de energía del aire”.

15. Entalpia y temperatura de bulbo húmedo.
psicrómetro giratorio para hacer mediciones de la
temperatura de bulbo húmedo.
Funcionamiento:
consta de un termómetro de bulbo
húmedo y otro de bulbo seco. La
humedad relativa del aire se calcula
a partir de la diferencia
de temperatura entre ambos.

16. El cuerpo humano responde a las
condiciones ambientales.

17. El cuerpo humano responde a las condiciones
ambientales.
 El cuerpo humano genera constantemente exceso
de calor.
 La cantidad de calor producido por el cuerpo es
proporcional a nuestro nivel de actividad.
 Sentado y en reposo el cuerpo produce alrededor de
400 BTU por hora de exceso de calor.
 subir una escalera empinada produce más de 4.400
BTU Por hora.

18. El cuerpo humano responde a las condiciones ambientales.
El cuerpo humano transfiere calor por conducción, convección
y radiación) también transpira y se enfría a si mismo.
A condiciones deseables ( 75ºF, 50 %de H.R) la mayoría de la
pérdida de calor ocurre por convección y radiación.
A actividad constante y temperatura de bulbo seco a 90ºF,
casi el 80 % de la pérdida de calor ocurrirá por evaporación.

19. El cuerpo humano responde a las condiciones
ambientales.
Si la temperatura del aire se acerca a la de la piel
(92ºF- 94ºF), la mayor pérdida de calor corporal será
por evaporación.
Si la H.R alcanza el 100 por ciento y la temperatura del
aire excede la temperatura de la piel, el cuerpo no
puede evaporar humedad más tiempo o perder calor
por convección.

20. Perdida de calor del cuerpo y temperatura del aire.
El cuerpo humano responde a las condiciones ambientales.

21. Las zonas de confort.

22. Las zonas de confort:
A niveles óptimos, el intercambio de radiación del cuerpo
humano con sus alrededores puede contar una habilidad del 50
por ciento del cuerpo para perder calor.
Si MRT se incrementa, el intercambio radiante neto del cuerpo a
su entorno disminuirá y si MRT se disminuye el intercambio
radiante neto del cuerpo a su entorno aumentará.
Esto ha probado ser una poderosa técnica pasiva de
construcción para enfriamiento y calefacción.

23. Las zonas de confort:
Cuando un individuo esta en reposo, y la MRT (temperatura de radiación
promedio) es igual a la temperatura del aire y no existe movimiento
sustancial del mismo (menos de 50 pies por minuto), la gráfica de confort
aparece como se muestra:
Zona básica de confort.

24. Las zonas de confort:
Lo anterior ha probado ser una poderosa técnica pasiva de
construcción para enfriamiento y calefacción.
Mediante el uso de materiales capaces de almacenar
relativamente grandes cantidades de energía térmica
(concreto y productos de albañilería, y materiales de cambio
de fase) y las técnicas de recolección y rechazo del calor.

25. Las zonas de confort:
Otra medida para la tolerancia a los niveles de temperatura y
humedad alta es la ventilación: esta aumenta el movimiento
del aire a través de la piel
Investigaciones hechas por P.O. Fanger (Nueva York, 1970)
con numerosos sujetos ha mostrado, que el confort puede ser
mantenido a 82ºF y 100% de H.R cuando aire a una velocidad
de 300 pies por minuto se mantenga por la piel.

26. Las zonas de confort:
El movimiento del aire a través de la piel produce enfriamiento
a través de transferencia de energía convectiva y transferencia
de energía latente (evaporación o transpiración de la piel).
Si la temperatura del aire de bulbo seco es menor que la
temperatura de la piel entonces la H.R del aire en contacto con
la piel se reduce en cierta medida y la evaporación de la piel y
la pérdida de calor se incrementan. AI incrementar el
movimiento del aire intensifica éste efecto.

27. ZONAS DE CONFORT EXPANDIDAS

28. Zonas de confort expandidas.
El enfriamiento por evaporación del aire, no es
significativo en los calientes climas húmedos del sureste
de los Estados Unidos.
Como el proceso de enfriamiento por evaporación
ocurre a lo largo de la línea de la temperatura de bulbo
húmedo constante, su efectividad es limitada a climas
que tengan un promedio de temperatura de bulbo
húmedo de 70ºF o menos.

29. Zonas de confort expandidas.
La siguiente grafica muestra una versión expandida de la zona
de confort tomando en consideración el diseño de construcción
pasivo, la zona sombreada indica el potencial de técnicas
combinadas, en la grafica también se muestra el sabio uso de
la masa térmica y la ventilación en una zona y la convencional
des humidificación todas ellas con el fin de producir una
sensación de confort térmico y expandir la zona de confort mas
allá de los 70 ˚F.

30. ZONAS DE CONFORT EXPANDIDAS.
Zonas de confort expandidas.

31. Conclusiones.

32. Conclusiones:
• Principales factores utilizados para el confort humano son:
TMR, temperatura del aire, humedad y flujo del aire.
• En Climas extremadamente secos es eficaz la eliminación
de calor por evaporación, mientras que en climas con
elevada temperatura de bulbo húmedo (humedad)no.
• Se pueden utilizar técnicas de construcción para expandir
la zona de confort en climas con una elevada temperatura
de bulbo húmedo.

33. MUCHAS GRACIAS POR
SU ATENCION.