Calor perdido por convección desde los indumentos

Se expresa con

C = ADu fcl hc (tcl – ta) (37) Donde hc es el coeficiente de convección, que se calcula diferentemente en el caso de ventilación natural y forzada. La ventilación forzada prevale por velocidades del aire mayores de 0.1 m/s.

hc = 2.05 (tcl – ta)0.25 convección natural (38) hc = 10.4 v1/2 convección forzada (39) la velocidad del aire tiene que ser la relativa, es decir que es función de la actividad de la persona.

Si el resultado del balance S no es 0, la temperatura interior del cuerpo puede bajar o subir respecto a los 37 grados que la caracterizan, causando hasta la muerte. Por esto el sistema de regulación actúa sobre los parámetros que puede controlar cuando el ambiente externo nos pone en situaciones de no equilibrio. Los parámetros bajo control del sistema de autorregulación son la temperatura de la piel y la tasa de sudoración. El cuerpo humano, entonces, puede cambiar la sección de los vasos sanguíneos y de los poros sudoríficos, y regular así los parámetros citados. Haciendo esto se pone afuera de las condiciones normales, y el cerebro registra posteriormente la sensación de no confort. Se pueden calcular los valores normales de temperatura de piel y de tasa de sudoración. Esos valores se pueden introducir en la ecuación de balance y el resultado será una S equivalente, que en realidad no se presenta, pero que se presentaría si el cuerpo tuviera fijados los valores confortables de los dos parámetros.

Los valores de confort de ts y Esw son

ts = 35.7-0.032 H/ADu (40) Esw = 0.42 ADu (H/ADu – 50) (41) Esos valores son los de la hipótesis hecha por Fanger y confirmados por sus experimentos, pero no es cierto que sean los verdaderos: como ya discutido y como se profundizará más adelante sobre el confort influyen parámetros culturales y psicológicos que aquí evidentemente no se han tomado en cuenta.

de los votos que las personas darían a un ambiente, en una escala desde –3 (mucho frío) hasta 3 (mucho calor). Estudios experimentales permitieron a Fanger afirmar que

PMV 0.352e ADu 0.032 S M 0.042            (42)

A muchos años de distancia, ya podemos decir que la metodología tiene sin duda su importancia, y que es la más utilizada y conocida en el mundo para valoraciones de confort. No obstante, los valores experimentales de esta ecuación no corresponden necesariamente a la realidad. Muchas investigaciones han demostrado que existe un fenómeno de adaptación climática, por lo que gente que vive en diferentes lugares del mundo tiene una diferente idea de lo que es confortable y de lo que no lo es. Cada persona puede experimentar en su vida cotidiana de cómo la situación influya sobre su sensación térmica, aún cuando la percepción sea la misma. Si nos vamos a la playa, estaremos bajo el sol en unas condiciones que no aceptaríamos en nuestra vivienda o paseando por la ciudad. Si nos hacemos la sauna finlandés, nos parecerán una maravilla los cambios repentinos de temperatura que en otros lugares nos harían asustar. Así funciona nuestra psique, que relaciona lo que percibe con lo que sabe, a veces subconscientemente (se dice de los pintores flamencos, que no pintaran lo que veían, sino lo que sabían. A confirmación, se puede citar el hecho de que el Canaletto utilizaba la maquina óptica en la copia de la naturaleza, por no dejar influir sobre sus dibujos las cosas que sabía, ya que había sido escenográfo en teatro y tenía una visión demasiado perfecta de lo que pintaba).

Otro problema es la variación continua del entorno, que altera nuestra percepción. Cuando vivimos una transición, mecanismos homeostáticos de regulación intervienen muy de prisa, y puede que el sistema de regulación térmica esté entre estos. Por otro lado, nos tardamos en darnos cuenta con el cerebro de lo que está pasando, dependiendo de cuanto inesperado sea el cambio. Por todo ello se necesita un estudio dinámico de los fenómenos aquí brevemente descritos. La idea fundamental puede ser que S haya de ser modificada según lo que pasa en el momento, además que según la historia de la persona considerada. En formulas: δt' δS Δ Sdt I S S' n 1   

_

Existen diferentes manaras de acercarse al problema del confort térmico, la mayoría de experimentales, que tienen en cuenta la adaptación. G. Brager y R. De Dear hicieron en 1998 [Brager et al. 1998] una exhaustiva revisión de lo que la literatura científica había

producido hasta entonces sobre el argumento. La adaptación puede ser, según sus categorías, psicológica, fisiológica o determinada por el comportamiento, a su vez legado al ambiente cultural de proveniencia. La adaptación psicológica depende de las expectativas que las personas puedan tener. Es muy frecuente, en estudios realizados en los países subdesarrollados, de que la gente defienda su propia vivienda como si fuere el mejor lugar del mundo, con la sola justificación de que es lo único que tienen. Así, si se hace una encuesta sobre el confort que estos lugares proporcionan, los resultados serán excesivamente buenos, por la presencia de este condicionamiento. La adaptación fisiológica sería la más importante de aislar e interpretar, ya que es la más físicamente comprensible, dependiente de los tiempos de respuesta del organismo frente a los estímulos externos. Desafortunadamente, es muy difícil separar este efecto desde los demás.

La adaptación cultural es quizás la más relevante. Nos regulamos nuestro mismo funcionamiento a través de ella, por ejemplo regulando la velocidad de nuestros movimientos cuando hace más calor. Toda la vida de las comunidades, los horarios de trabajo, los sistemas de desplazamiento, los periodos de vacaciones responden a exigencias climáticas. Cuando cambiamos de ambiente, tardamos un periodo en acostumbrarnos a las nuevas situaciones. En las minas de Sur África, muchos europeos eran a riesgo de vida durante los primeros treinta días de trabajo, debido a su incapacidad de elevar la tasa de sudoración después de un límite. Pasado el mes, se acostumbraban. Este caso tal vez nos indique la posibilidad de un nivel más profundo de adaptación, quizás transmisible con tiempo al nivel genético. Los habitantes de Australia pueden dormir al exterior en condiciones mortales para un europeo.

Un estudio muy detallado de las influencias de la adaptación se puede encontrar en las actas de la conferencia “Moving Termal Comfort Standards into the 21st Century” de 2001[Jones 2001], [Roaf 2001], [Fanger et al. 2001], [Tanabe et al. 2001], [Humphreys et al. 2001].

Desde el punto de vista dinámico, se puede pensar que el cuerpo humano reaccione como un PID (o bien que un PID sea una reproducción fiel de nuestros mecanismos psico-fisiológicos). La parte derivativa sería la que más interesa el trabajo, y en primera aproximación fue tratada así durante un estudio en Italia, España y México [Palme et al. 2007 A y B]: Δ δt δS S S'   (44) La comparación se obtuvo calculando un pmv teórico y uno modificado, y buscando por regresión numérica un coeficiente de correlación adimensional. Los datos fueron

obtenidos con encuestas a grupos de veinte estudiantes que asignaron un voto de confort cada minuto al principio y cada diez minutos durante una hora de experimento.

La fórmula de cálculo del pmv tradicional fue la conocida:

pmv_(0.352eM/Adu _0.032)[S_(S-Sp)_/t] ₍₄₆₎

La correlación se obtuvo con dos integraciones sucesivas, para determinar primero Sp y después el valor Δ. Los resultados se expresan en la tabla. La regresión se obtuvo con el programa EES (Engineer Equation Solver).

Tabla 54: coeficientes de corrección experimentales

S Sp Δ

Roma -9.45 10 -21

Barcelona -9.30 10 -22

Hermosillo -5.20 30 -20

El experimento demuestra la presencia de un factor de inercia térmica corporal, aunque en algunos casos aparezcan fenómenos de sobrenfriamento. En general podemos esperar tres tipologías de respuesta: una inercial, una con sobresensación de frío o calor, y una con un tiempo de transición a sensación más o menos constante.

En las figuras se enseñan las posibles respuestas a esperar. De todas formas se necesitará mucha más investigación sobre los asuntos levantados con estas hipótesis. Para más información, se pueden consultar los anexos E y F.

0 10 20 30 40 50 60 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

t (min)

pm

v

Figura 85: efecto de la inercia térmica corporal 0 10 20 30 40 50 60 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

t (min)

pm

v

Figura 86: efecto de sobrenfriamento

0 10 20 30 40 50 60 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 t (min) pm v pmv pmv adjusted