Celosia y Jarana

La Celosa de la Tradicion Constructiva del Tropico Subhmedo La Jarana como Dispositivo de Control Ambiental

AGRADECIMIENTOS:

A mi esposa, por su comprensin, su entusiasmo y las fuerzas que me dio a lo largo

de dos aos.

A mi familia que me brind su nimo y con quienes siempre cont.

A mis compaeros, que me brindaron su amistad y confianza.

A mi director de tesis, quien tuvo la paciencia para asesorarme a travs de las

dificultades de la investigacin.

A mis asesores, quienes siempre me atendieron y me orientaron con sus sugerencias

en las revisiones del proyecto.

A CONACYT, por aceptarme como becario.

A la coordinacin de Maestra.

A la Direccin de la Facultad de Arquitectura y Diseo y a todo el personal por su

amabilidad.


DEDICO A:

Isabel y Elisa


ndice: INTRODUCCION 01 CAPITULO 1 CONCEPTOS Y TEORIA

1.1 Arquitectura Bioclimtica 07 1.2 Aberturas y elementos del clima

1.2.1 Ventilacin 10 1.2.2 Radiacin 12

1.3 Tradicin constructiva 15 1.4 Dispositivos bioclimticos 18 1.5 Celosas 21 1.6 Investigaciones similares 24

CAPITULO 2 LA ESTRATEGIA

2.1 Mtodo 27 2.2 Estrategia 27 2.3 Seleccin de la muestra 28 2.4 El Sitio 30 2.5 Mdulos experimentales 31 2.6 Instrumentos y equipo para el experimento 35

CAPITULO 3 EL EXPERIMENTO

3.1 Caracterizacin de las celosas 39 3.2 Calibracin de los equipos 41 3.3 Conversin 42 3.4 Medicin de Radiacin 45 3.5 Medicin de Viento 47

CAPITULO 4 ANLISIS DE RESULTADOS

4.1 Anlisis de Radiacin 51 4.1.1 Primer periodo Junio 2006 52 4.1.2 Segundo periodo Febrero 2007 59

4.2 Anlisis de Ventilacin 67 4.2.1 Primer periodo Junio 2006 67 4.2.2 Segundo periodo Febrero 2007 71

4.2.3 Eficiencia relativa 74


CAPITULO 5 CONCLUSIONES 5.1 Discusin de Resultados 78 5.2 Conclusiones 80 5.3 Nuevas Preguntas de Investigacin 81 BIBLIOGRAFA 83


RESUMEN En el intercambio energtico al que

constantemente se encuentran expuestos

los edificios, se identifican las aberturas

como las zonas de la envolvente donde este

intercambio entre el interior y el clima

exterior es ms intenso, por lo que se han

implementado diversos dispositivos, que de

acuerdo al clima local, ayudan a controlar

los factores incidentes.

Dentro de la lnea de Investigacin

de La Tradicin Constructiva donde este

proyecto se inscribe, se analizan los

dispositivos que se han implementado en la

regin del Trpico subhmedo con la

finalidad de conocer su desempeo

ambiental.

La celosa tradicional (jarana) ha

sido utilizada localmente como un

elemento integrado a la envolvente, y se

identifica como un dispositivo que

proporciona sombra y permite ventilacin.

En este documento se describe y

aplica una metodologa para evaluar y

conocer la relacin entre el desempeo del

dispositivo como mitigador de radiacin

solar -dosificador de ventilacin, y la

eficiencia que le pueden otorgar las

variantes ms utilizadas en cuanto a

densidad de la pantalla.

ABSTRACT In energetic interchange to that

constantly are exposed the buildings, the

openings are identified like the zones of the

surrounding where this interchange

between the interior and the outer climate

is more intense, reason why diverse devices

have been implemented, that according to

the local climate, help to control the

incident factors.

Within the line of Research of the

Constructive Tradition where this project

registers, the devices implemented in the

region of the subhumid Tropic are analyzed

with the purpose of knowing their

environmental performance.

The traditional lattice window

(jarana) has been used locally like an

element integrated to the surrounding, and

it is identified like a device that provides

shade and allows ventilation. In this

document a methodology is described and

applied, to evaluate and to know the

relation between the performance of the

device. as a solar reducer of radiation -

ventilation dispenser, and the efficiency

that it can grant their variants as far as

density of the screen.

La Celosa La Jarana como Dispositivo de Control Ambiental

de la Tradicion Constructiva del Tropico Subhmedo

1

Introduccin

La arquitectura bioclimtica, que se ha llegado a considerar en nuestros das una

especie de gur, que nos conduce por la buena senda de la construccin de espacios para que

el hombre se pueda desarrollar ms plenamente, nos dicta las consideraciones que como

arquitectos debemos tomar para que el resultado de nuestros diseos sea una solucin ptima

tanto para usuarios como para el entorno. As, se plantea que una concepcin bioclimtica

permite en las edificaciones un equilibrio entre dos factores: el uso energtico racional,

mediante la aplicacin de medios pasivos, hbridos y activos de control; y la calidad en el

confort de los espacios arquitectnicos.

Al repasar las teoras que el bioclimatismo adopta para determinar los lineamientos que

se deben seguir en la bsqueda del bienestar termo fisiolgico que experimentarn los

habitantes de una construccin; y compararlo con las soluciones que por siglos se han

implementado por el hombre en diversos puntos del planeta, para satisfacer su necesidad de

refugio y de guarecerse de las inclemencias del clima, nos damos cuenta que el avance

tecnolgico y cientfico, y el desarrollo de las mismas tcnicas de construccin, nos hizo

apartarnos de las soluciones ya encontradas y comprobadas, y que hasta hoy, que se agudizan

las crisis energticas y los costos de vida son ms elevados, volteamos a los orgenes para

tratar de solventar la emergencia que viene.

Es as que la presente investigacin es una mirada hacia atrs, aunque no muy distante,

sobre la tradicin constructiva de la regin, y en especfico la del estado de Colima. Con ello

se pretende dar un aporte al conjunto de conocimientos que se han estado generando en esa

lnea de investigacin.

Las investigaciones que se han llevado y se llevan acabo en lo que a tradicin

constructiva se refiere, adems de enriquecer el conocimiento tiene un aporte importante a la

axiologa y a la teora de la arquitectura, pues permite, a travs de la sistematizacin del

anlisis de los dispositivos y mecanismos que empricamente han sido concebidos, revalidar

su eficiencia y en lo posible mejorarlos para que el proceso de adaptacin contine.



2

Uno de esos dispositivos, que ha seguido vigente hasta nuestros das es la celosa, que

con sus variantes, se ha situado como un elemento importante en la tradicin constructiva y en

la comunicacin ambiental de algunas de las edificaciones de la regin.

Actualmente el elemento se sigue utilizando, en muchas de las veces como imitacin

de los dispositivos presentes en la tradicin constructiva de la regin, o en otras tradiciones,

pero sin un anlisis conciente de sus funciones, lo que origina una aplicacin ineficiente o

semieficiente de sus propiedades como filtro ambiental.

El anlisis del dispositivo, nos permitie tener una mejor certeza de su funcionamiento

en el clima del trpico-subhmedo.

La Revisin del estado del arte reporta algunos experimentos sobre dispositivos

similares que se han aplicado en otras condiciones climticas, y cuyo objetivo es tambin

ayudar al confort de los usuarios de los espacios.

Todo sistema o dispositivo tiene un propsito, por lo que al evaluar su funcionamiento

como instrumento para alcanzarlo sabremos si se justifica su existencia o presencia, en funcin

del motivo para el que fue concebido, y si se comprueba su funcionamiento, cuando no se

tiene la certeza del origen o concepcin del elemento analizado y se hace una hiptesis sobre

la cuestin.

Dentro de la Tradicin Constructiva de la regin del Trpico subhmedo del estado de

Colima, se pueden observar varios tipos de celosas, pero para este anlisis se consider a la

que, por su mayor presencia, podra ser de mayor inters para la Lnea de Generacin y

Aplicacin de Conocimiento a la que se adhiere este trabajo de investigacin. Esta celosa es

la conocida con el nombre de jarana.

Considerando que la jarana es el dispositivo-unidad de anlisis de esta investigacin, y

que se presuma su funcin como tal pero no se conoca con certeza, fue necesario enfocarnos

en la evaluacin de su hipottico funcionamiento como dispositivo de control por lo que se

defini como objeto de estudio:

La eficiencia de la celosa (jarana) como dispositivo de control ambiental

pasivo en la Tradicin Constructiva del Trpico Sub-hmedo (TCTSH) del estado de

Colima.



3

Los parmetros a considerar para determinar la eficiencia del dispositivo, se

desprenden de la relacin existente entre las principales funciones a considerar en este estudio:

la admisin de viento y la obstruccin de la radiacin solar. Haciendo una observacin general en las comunidades rurales, y en especfico en las

edificaciones que guardan caractersticas de la tradicin constructiva, se identificaron diversos

tipos de celosas, tanto las de origen tradicional como en versiones prefabricadas

contemporneas, y otros que pretendan serlo pues se observ una intencin muy informal que

no llegaba a constituir un elemento, por lo que se descartaron de la caracterizacin, del mismo

modo que las prefabricadas por no corresponder al sistema constructivo estudiado.

De las celosas tradicionales, el tipo que se identific con caractersticas ms definidas

y que se reproduce en varias construcciones es el llamado jarana, Ver fig. 1, el cual consiste en

una geometra a base de tringulos; los elementos que la conforman (adobes, ladrillos o

losetas) se apoyan por un costado en forma transversal al vano y oblicuos al eje del muro y en

la parte superior de los tringulos se suelen colocar otros tabiques en forma horizontal (a soga)

a manera de cerramiento, figurando un castillo de naipes. Esta jarana se presenta ms

comnmente en una forma horizontal, es decir en una sola lnea, pero para efecto de la

investigacin y como tipo representativo, se consider como unidad de anlisis a la celosa

que desarrolla un plano, hecha con tabiques de adobe, ladrillo rojo recocido o losetas de barro

conocida popularmente como jarana, que se utiliza en la TCTSH del estado de Colima.

fig. 1 Jarana Fuente: Armando Alcntara



4

Por ser el rea en la que se inscribe este proyecto de investigacin, el anlisis del

dispositivo se hizo desde un enfoque Bioclimtico dentro de la lnea de investigacin de la

Tradicin Constructiva

DISPOSITIVOSBIOCLIMTICOS

TRADICINCONSTRUCTIVA

TRPICO SUB-HMEDO



5

Para dar cauce a la investigacin, se elaboraron preguntas, que nos dieran la pauta para

lograr respuestas que comprobaran la hiptesis planteada.

As, se hicieron las siguientes preguntas de investigacin:

Cmo se comporta la jarana ante las incidencias de la radiacin solar y

del viento?

Cmo se afecta el comportamiento de las jaranas cuando se vara la

interrelacin de elementos admisin de ventilacin y obstruccin solar?

Y para obtener las respuestas, se estableci el siguiente objetivo general y algunos

particulares:

Como objetivo general:

Caracterizar y evaluar el comportamiento de la jarana de la TCTSH, como

un elemento que permite ventilacin y como mitigador de la radiacin solar.

Y como objetivos particulares:

Identificar y caracterizar la jarana

Identificar como se afecta el comportamiento de la jarana variando la

interrelacin como dispositivo que restringe la radiacin y permite la ventilacin.

Determinar la variabilidad de velocidad de los flujos de viento al pasar a

travs de las jaranas

Determinar el bloqueo de radiacin al interior, por influencia de las

jaranas.

Conocer las caractersticas particulares de las jaranas, que permitan

implementarlas en la actualidad como estrategia de control ambiental pasivo.

Determinar las ventajas climticas de la jarana para mejorar el desempeo

mbiental del edificio. a



6

Al inicio del presente trabajo, se plante una hiptesis con la que se dara respuesta a las

preguntas de investigacin y en esta se dice que: alrededor del mundo se han utilizado

diversos tipos de celosas, cuyas caractersticas han sido determinadas como cualquier

elemento de comunicacin ambiental de la arquitectura, como una manifestacin que han

hecho

y ante las incidencias del sol y el viento, tienen un comportamiento eficiente que

ermite

os que proporcionan una menor

ensidad al rea que cubre, se incrementa la eficiencia del dispositivo en la relacin de

otacin de ventilacin y mitigacin de la radiacin.

los habitantes de cada latitud buscando la adecuacin de su entorno. Y en cada ejemplo

que, es posible observar una correspondencia a las condiciones ambientales.

Es por esto, que como hiptesis, se presumi que la celosa utilizada en la tradicin

constructiva en el trpico sub-hmedo, ha sido una adaptacin exitosa a las condiciones del

clima local

p mitigar los efectos de la radiacin solar, y dotar de la ventilacin necesaria a las reas

interiores.

Cuando las celosas se forjan con element

d

d



7

CAPITULO 1 CONCEPTOS Y TEORIA

la historia y de la cultura, de las constantes y

alores arquitectnicos que han estado siempre presentes y han sido patrimonio de la

s primeros homo sapiens la mente primitiva ya buscaba el

confort

s

inclem

caracte

a clases acomodadas como para las clases obreras, la prctica era usual que

smitido a travs de las generaciones

ganand

1.1 Arquitectura Bioclimtica

La Arquitectura Bioclimtica, el enfoque Bioclimtico de la arquitectura es [] una vuelta

a la naturaleza y a la realidad; es una reconsideracin de la relacin del hombre con el medio

ambiente; es una recuperacin, a travs de

v

Arquitectura y de la ciudad de los hombres.1

Por la propia naturaleza de sobrevivencia que nos caracteriza a los humanos, podemos

intuir que desde la poca de lo

ante cualquier condicin climtica, procurndose abrigo en el clima fro, y en el

clido, la sombra y su frescura.

Su adaptacin era por los medios que la propia naturaleza le brindaba, utilizando los

materiales que tena a mano, dictando las primeras tcnicas para protegerse de la

encias del tiempo. El uso esos materiales le permiti conocer sus propiedades y

rsticas, las cuales aprovecho y fue evolucionando en las soluciones que le aportaban.

La arquitectura verncula ha demostrado a travs del tiempo su eficacia en ciudades y

edificios de diferentes climas y culturas. Para la Grecia clsica, la arquitectura solar era

comn tanto par

primero consideraran la orientacin de la ciudad y posteriormente la de los edificios y

habitaciones.2

La llamada arquitectura tradicional es producto de la experiencia que ha caracterizado

al hombre desde sus primeros tiempos, y que se ha tran

o o reforzando experiencia. Esta es la fuente del diseo bioclimtico, ya que manifiesta

la adaptacin de cada ncleo de individuos a su entorno.

1 Gonzalez Sandino Rafael, Lpez de Asiain Jaime, Anlisis Bioclimtico de la Arquitectura, pp. 8 2 Elas Lpez, Pablo Tesis de Maestra, El corredor en la vivienda tradicional de la ciudad de colima. Universidad de Colima pp. 73-74



En el pasado todo lo concerniente a la preocupacin bioclimtica era el fruto de una

larga experiencia, que muchas de las veces tomaba un carcter rutinario. Sin embargo, desde

la antig

con re

Arquite

spaa; distintas las que se hagan en Pontos de las que se efecten en Roma; ya que estas

e el regreso a los

orgene

limticos del lugar, elementos

del par

, se reconoce un elemento adaptado a la arquitectura de ese

empo, concebida o adaptada para funcionar como dispositivo de comunicacin con el

ntorno, y que se fue adoptando como elemento recurrente de la envolvente en los incipientes

proyectos o ideas de vivienda.

edad haban sido dictadas algunas reglas que guiaban a la disposicin de los edificios

specto al clima, como es el caso de Vitruvio en su obra de Los diez libros de la

ctura:

Los edificios particulares estarn bien dispuestos si desde el principio se han tenido en

cuenta la orientacin y el clima en que se van a construir, porque est fuera de duda que

habrn de ser diferentes las edificaciones que se hagan en Egipto de las que se efecten en

E

diferencias dependen siempre de las de los pases, puesto que una parte de la tierra est bajo

la influencia inmediata de su proximidad al Sol, otra por su distancia de l y3

En la actualidad los medios mecnicos que se utilizan en gran cantidad para llevar

confort trmico a los usuarios de los edificios, significan un gran gasto energtico a nivel

global, adems de la contaminacin que emana en el proceso de produccin de cada tipo de

energa. Este movimiento de la arquitectura bioclimtica no es ms qu

s de lo que la arquitectura debe ser, y los arquitectos de hoy se deben preocupar porque

sus creaciones adems de proveer de confort termofisiolgico a los usuarios, permita un

ahorro energtico y a su vez, guarde una relacin armnica con su entorno.

En la elaboracin del proyecto bioclimtico se toman en cuenta cierto nmero de

elementos y estos se dividen en: elementos climticos y microc

aje, elementos del medio ambiente urbano y los elementos arquitectnicos.

Los factores climticos determinan desde el inicio las orientaciones conceptuales y de

diseo que el proyecto tendr en sus diferentes fases. (Tabla 1)

En el caso de la jarana

ti

e

3 Vitruvio, Libro Sexto, Capitulo 1

8



que fomentara un uso cientfico de tal elemento. Toda produccin constructiva

rega por la experiencia de aos de convivencia con el clima de la localidad y la

optimiz

era adaptacin.

so de un adecuado manejo de la temperatura, nos vamos

y oneroso de las tecnologas complejas cuando existen

dos ellos a su vez influyen sobre las

Tabla 14

La jarana como dispositivo pasivo de control climtico, es un elemento primigenio del

bioclimatismo emprico, creado en la poca donde todava no llegaban los servicios modernos

o alguna teora,

Sntesis de las consideraciones a tratar por elementos del clima

Elementos del clima Sol: rgimen horario, reparticin de las radiaciones directas y difusas Rgim n de las potencias recibidas Temperatura: regmenes de las variaciones diarias y estacionarias

los de

Principales fases del proyecto a que conciernen Eleccin de las orientaciones de fachadas captadoras Proporcin de vidrieras o de invernaderos Eleccin del orden de prelacin de la inercia interior (es decir del sistema de construccin: pesado, ligero) Orientacin de las dems fachadas.

e

Viento: sector de velocidad, en relacin con

ms parmetros sol, humedad y temperatura)

Dimensin de los vanos Particin interior

se

acin de su uso, buscando el bienestar o el confort de los usuarios de los espacios, todo

Cuando se trata de dotar a una vivienda de condiciones de comodidad acordes con una

oporcionar los resultados esperados, sin mayores

cin, la humedad y la velocidad del aire son los

n conjunta del sol y el viento, provocndoles una

in de tovida, como es el ca

uchas veces por el camino difcil

buena calidad de

m

sencillos sistemas que pueden pr

complicaciones5

La temperatura del aire, la radia

parmetros sobre los que influye la acci

variacin microclimtica, y la conjunc 9

ondiciones y el comportamiento de los edificios situados en algn microclima especfico, y a c

4 Izard Jean-Louis, Guyot Alain, Arquitectura Bioclimtica pp 71 5 http://www.imcyc.com/revista/2000/mayo2000/confort termico3.htm



10

su vez sonas, por lo que es necesario considerar

sus inte relaciones en cada anlisis microclimtico.

entos del clima, que se puede

definir

es.

n el caso del trpico sub.-hmedo, se da la condicin de buscar una ventilacin

constan ficar el ambiente y principalmente enfriar la piel, a la vez que

tambin se procura la proteccin contra la radiacin solar.

Aunque la renovacin de aire nos abastece de aire puro que necesitamos para respirar,

en trm

cantidad de humedad y la calidad del aire.

se

integran la velocidad media, la turbulencia y la frecuencia de rebasamiento de un umbral en

define la sensacin de comodidad de las per

r

1.2 Aberturas y elementos del clima

Existe una fuerte relacin entre las aberturas y los elem

en el concepto de comunicacin ambiental (entre el interior y el exterior), y la

correspondencia de esa comunicacin es la que determinar el tipo de abertura y orientacin,

pues en cada regin se deben hacer diferentes consideracion

E

te para deshumidi

1.2.1 Ventilacin

A lo largo de la tradicin, el hombre ha sabido como protegerse del viento e inclusive

ha sabido sacar ventaja del mismo, como se demuestra en el trpico, que se explota el ms

mnimo desplazamiento de la masa de aire para generar ventilacin interior.

inos de confort no nos ayuda en casi nada, pues lo importante es sentir el flujo del aire

sobre nuestros cuerpos para propiciar, en caso necesario, el enfriamiento evaporativo de la

piel.

Cuando, en las regiones calidas, se trata de obtener confort el viento es un factor

determinante, que se usa como estrategia de control bioclimtico creando flujos convectivos,

que regulan la

En el caso de la celosa, estos flujos son libres y no son regulables a placer, por lo que

sus caractersticas deben responder desde su concepcin a un volumen o velocidad de viento

determinada.

Se consideran dos efectos del viento sobre el hombre: de accin mecnica, en que



11

funcin

mico entre el aire y las

parede

e a las entradas de aire, aunque hace una

observacin sobre la importancia de la abertura de salida, pues las considera en la prctica ms

crticas

e la abertura de salida mejorar la

ireacin interna, mientras que la ampliacin de la abertura de entrada puede reducir la

cin que muestra la celosa de la TCTSH se puede decir que esta cumple

con est

interior aumenta, esto por una mayor velocidad que existe a lo

de la actividad; y de accin trmica, en que se aceleran los intercambios de calor por

conveccin entre la superficie de la piel y el medio ambiente, y por evaporacin del sudor.

Tres razones son consideradas al menos para ventilar los locales habitados, y estas son:

el mantener las condiciones de higiene que ante cualquier condicin climtica se debe

asegurar, el aporte al confort trmico con que contribuye, junto con el resto de factores y el

enfriamiento de las estructuras internas por efecto del intercambio tr

s del edificio; definitivamente por las condiciones del clima del trpico sub-hmedo, la

celosa vino a aportar estas cualidades a la envolvente de los edificios.

Tudela menciona que la aireacin en espacios interiores depende, en cada caso

concreto, del diseo de las aberturas,6 refirindos

, ya que estas permitirn el flujo del viento.

Cuando en un clima clido hmedo se desea utilizar el efecto refrescante de la aireacin

interna es til recordar que la mxima velocidad se consigue cuando el flujo se estrecha. Es

pues preferible disear una entrada pequea y una gran salida que una entrada amplia y una

salida estrecha. En este ltimo caso, el incremento de velocidad se producir en el exterior sin

ningn beneficio para el usuario. La ampliacin d

a

velocidad de promedio del aire en el mbito interno.7

Por la propor

a premisa de estrechez, aunque tal vez habra que observar en que forma se ubica la

salida en cada caso.

En condiciones de ventilacin cruzada, se considera que la mxima presin se obtiene

cuando el viento llega perpendicular a la abertura y para una direccin de 45 se reduce esta

presin en un 50%. Sin embargo para esta condicin de incidencia a 45, Givoni encontr que

la velocidad media del aire

ela Fernando, Ecodiseo pp.214

6 Tud7 Id.



12

largo d

encuentran en un solo

e intuir como otra adaptacin y observacin

ncia en las construcciones ms contemporneas o en las ventanas

ue no han sido concebidas con la premisa de adaptacin al entorno o analizadas con

parme .

y a

travs

oran esto, en las

cultura

ya que

e la fachada de barlovento que a crea una sombra de viento ms ancha y aumenta la

presin negativa (succin).8

Cuando se trata de ventilacin unilateral, y las aberturas se

muro, existe una reduccin considerable del gradiente de presin, donde incluso Givoni

establece una diferencia del 250% a favor de la ventilacin cruzada.

En el diseo de la ventilacin, los tipos y formas de ventanas son un factor muy

importante; en trminos generales se considera a las aberturas horizontales, ms eficientes que

las cuadradas o verticales. En este sentido se pued

del funcionamiento ms eficiente del elemento, el que la celosa de la TCTSH se presente en

la mayora de los casos con esa forma horizontal.

En el uso de algunos accesorios de ventanas, tales como celosas, persianas, aleros,

partesoles, pantallas, etc., algunos autores mencionan que frecuentemente ocurren efectos

nocivos en la eficiencia de la ventilacin, pues estos son diseados generalmente como

dispositivos de control solar, lluvia, privacidad visual o seguridad y casi nunca para el control

del flujo del aire, en este sentido la celosa de la TCTSH se puede contemplar en un apartado

por sus caractersticas de integracin a la envolvente y no como un accesorio de ventana, lo

que sucede con ms frecue

q

tros bioclimticos

1.2.2 Radiacin

El sol ha captado la atencin del hombre desde los comienzos de la civilizacin

de todas las pocas. Aunque de origen la atencin fue con un sentido mgico-religioso,

siempre se le ha hecho la connotacin como el gran regente de la vida en el planeta tierra.

Existen vestigios tan antiguos como el mismo hombre que corrob

s prehispnicas es evidente como la vida transcurra y se basaba en el astro y sus ciclos,

estos incluso determinaban el trazo de las ciudades y construcciones.

8 Garca Chavez Jos-Fuentes Freixanet Victor, Arquitectura Bioclimtica yEnerga Solar pp.107



13

En la India, el Sol personificado como Surya era un dios hind, considerado malfico por

los drvidas del sur y benvolo por los munda de las zonas centrales. Los babilonios eran

doradores del Sol, y en la antigua Persia la adoracin del Sol formaba parte del elaborado

a Ra, dios del Sol. La diosa del Sol, Amaterasu, es la deidad ms

elevada del panten sint

ma circular

llamados henges. Ver fig. 2

a

culto a Mitra, que ms tarde se extendi por todo el Imperio romano. Los egipcios de la

antigedad adoraban

osta y tutelar de la casa imperial japonesa.9

En Europa se pueden observar los monumentos dlmicos, dispuestos en for

fig 2.- Henges Fuente: Internet

Cuando el hombre empez a habitar los espacios cubiertos que le proporcionaban el

abrigo

diferentes culturas que han habitado la diversidad de regiones de la tierra han

implem ntado, en la medida de sus posibilidades tcnicas y de adaptacin, variedad de

disposi

natural

eficien

la sensacin del color10

contra las inclemencias del tiempo, empez a notar que tambin necesitaba una dosis

del ambiente exterior en esos espacios, como la misma iluminacin solar, que le permitiera

realizar actividades intramuros sin exponerse a los climas tan inclementes que existen en

algunos puntos del planeta.

Las

e

tivos, colocados en las envolventes del hbitat, que permiten aprovechar la iluminacin

, y estos han ido evolucionando hasta alcanzar en algunos casos altos niveles de

cia.

La luz visible es simplemente una forma de radiacin con una longitud de onda entre 380 y

780 nm, y el ojo discrimina entre las diferentes longitudes de onda en este rango por medio de

9 Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta 2005 10 Oborne David J. Ergonoma en Accin pp. 302



14

Las dimensiones de las aberturas o huecos para permitir el paso de luz, aunque en

algunos casos se han remitido al concepto estilstico imperante, regularmente se han

supeditado a las necesidades combinadas de ventilacin y de la cantidad de luz requerida, y

estas n

activid

de ondas de energa radiante cuya longitud vara de 1/!

illar de millones a 100 millones de metros. Esta gama tan espectacular incluye rayos

correspondencia entre el aprovechamiento que se haga de la luz natural a travs de

los disp

sol al reflejarse en el exterior sobre el terreno o sobre otros edificios, significa un

importante aporte de energa que penetra por las aberturas, esto sin haber incidencia de

radiaci

interior

ciones

uanto a densidad energtica, a los del resto de intercambios radiantes.

n estas circunstancias, parte de la radiacin solar penetra directamente al interior por las

ecesidades a su vez, son dictadas por una suficiencia para el desarrollo de las

ades propias del espacio.

La luz es una energa radiante evaluada visualmente. El espectro completo de la energa

radiante (electromagntica) consta

M

csmicos, rayos gamma, rayos x, rayos ultravioletas, el espectro visible, rayos infrarrojos,

radar, FM, TV y ondas de radio;11

La

ositivos y el correcto y cmodo desarrollo de la actividad en cuanto a infiltracin de la

radiacin es lo que nos dictar si existe confort, y por consiguiente si el dispositivo es

eficiente.

El

n solar directa, y que en ltima instancia incide en el estado energtico del ambiente

.

Sobre los cerramientos de cualquier edificio, constantemente estn incidiendo radia

procedentes del entorno, a la vez que sus propias superficies emiten radiacin. En el caso de

que se den aportes directos de energa solar, sus valores superan en uno o dos rdenes de

magnitud, y en c

E

aberturas y otra parte, absorbida en paredes y cubiertas, calienta estos elementos

constructivos.12

11 McCormick, Ernest J. Ergonoma pp. 281 12 Serra Rafael, Arquitectura y clima pp.33



15

Al incidir la radiacin solar sobre algn elemento constructivo, suceden varios

fenmenos, pues una parte de la misma es reflejada, otra absorbida provocando el

calenta

de los habitantes, necesitan cubrirse de los rayos directos del sol y

e los efectos de radiacin por el calor tan intenso, pero a la vez, como se comento

ierta apertura para captar y permitir la ventilacin de

s refugios, estas caractersticas reclaman un equilibrio en la implementacin de los sistemas

a naturaleza y sus ciclos, aunque en la poca contempornea estas

premis

a.

as soluciones tradicionales en la arquitectura deben irse desarrollando en orden al

progres encia nos deben ayudar a comprender las

solucio

las ene

miento del elemento, y a su vez esta radiacin absorbida es re radiada tanto hacia el

exterior como al interior. La suma de estos comportamientos es llamada radiacin incidente.

La longitud de onda de la radiacin incidente y el ngulo de incidencia son los que

determinarn el comportamiento radiante de cualquier elemento constructivo.

En el caso del trpico sub hmedo, existe una fuerte presencia o influencia de la

radiacin solar en la vida

d

anteriormente, tambin el clima reclama c

lo

o dispositivos apropiados.

1.3 Tradicin Constructiva

La arquitectura a travs de la historia, se ha ido rigiendo en base a la relacin del

hombre en armona con l

as se han ido olvidando con el soporte de la tecnologa y sus pseudo adaptaciones ante

cualquier situacin. Es tiempo de volver la vista hacia la implementacin de esos principios de

interaccin con los elementos naturales y que el futuro sea vivir y trabajar con la naturaleza y

mas bien que contra ell

L

o de la humanidad, as los aportes de la ci

nes creativas que por centurias sociedades tradicionales desarrollaron para hacer uso de

rgas naturales.

Influencias en la arquitectura de Colima Colima en los siglos XVII y XVIII se convirti en un verdadero crisol de razas; etnias

representativas de todas las placas continentales estaban presentes en esta tierra. A la

poblacin de americanos originales, que haba poblado durante siglos esas tierras, se unieron,



16

aunque en menor cantidad, los europeos. Esto ocurri siendo an joven el siglo XVII, hacia la

mitad de este siglo se inici la importacin de africanos, si bien estos grupos llegaron a este

lugar en contra de su voluntad, con carcter de esclavos, cuando recuperaron la libertad ya

ura de Colima son las culturas de

ccidente, la ibrica impuesta a travs de la conquista por los espaoles, y posteriormente ya

en el si

El arrib

hubo u

Tal parece, arquitectnicamente hablando, que somos el resultado de un padre criollo y una

tes tecnologas, as, en la costa

tcnica ms desarrollada es a base de cubiertas de fibra vegetal y apoyos de madera dura en

rollo,

mampo

una tc

eran parte de esta tierra. El ltimo contingente en arribar a Colima fue el de los asiticos

insulares, en su mayora filipinos, grupo que si bien fue el ltimo y menos numeroso, tuvo

tambin una significativa presencia en el estado.13

Las influencias en la arquitectura de Colima se pueden resumir de la siguiente manera:

La base de la influencia mesoamericana en la arquitect

o

glo XIX existi otra influencia europea que fue representada por un grupo de alemanes.

o de la Nao de la china a las costas hizo posible el aporte malayo, y finalmente tambin

n aporte norafricano, que fue poco documentado.14

madre mestiza hija de Criollo e indgena, habitando la casa materna, misma que era

frecuentemente visitada por negros y filipinos, de aqu la incertidumbre de nuestro origen

arquitectnico.15

En el estado se pueden identificar tres regiones y se puede decir que en cada una de

ellas se desarrollo en base a los materiales disponibles, diferen

la

mientras que en la zona de valles y lomeros se identifican sistemas hbridos de

stera y apoyos aislados con cubiertas de teja, y por ltimo en la montaa se muestra

nica a base de madera trabada y cubiertas de tejamanil.

La transmisin de tecnologas depende no solo de su conocimiento, sino de su aplicabilidad

en funcin de su costo, las herramientas, la produccin y distribucin de los materiales con

procesamiento intensivo, se concentr durante mucho tiempo en el medio urbano, aunque la

13 Gmez Amador, Adolfo; Alcntara Lomel, Armando Atlas de la Tradicin Constructiva de Colima. Universidad de Colima. En conclusin. pp. 14 14 Id. 15

Alcntara Lomel, Armando Tesis Doctoral: Adecuacin al medio ambiente de la arquitectura del Siglo XVIII en la Antigua Provincia de Colima. UNAM, 2001 pp. 5



17

mayor parte de la materia prima se encontraba tambin en el medio rural. En la misma

proporcin que el aislamiento de los centros urbanos de Colima impidi la importacin de los

repertorios formales que se producan en el centro del pas, en el medio rural las dificultades

de la comunicacin impedan la importacin de las tecnologas y esquemas que se estaban

e Colima. Los ejemplos que se produjeron en

ntos que tenan

el facto

a primera se desarrollo en las zonas rurales de la regin, mientras que la segunda tuvo

su auge

una ad

carcte

En las zonas clido-hmedas, las temperaturas, aunque altas, son ms moderadas y ms

una

aso

te alta.17

ta latitud para que el

usuario tenga un confort termofisiolgico.

produciendo en los centros urbanos del valle d

ambos casos fueron escasos, tuvieron altos costos y solo respondieron la necesidad de generar

una presencia de carcter simblico.16

Diferencias en la arquitectura de Colima

En colima se han producido dos tipos de arquitectura, que se pueden diferenciar en

base a su organizacin, desarrollo e integracin. Ambos en respuesta a los grupos que los

originaron, en principio est la originada por grupos emigrados de distintos pu

r geogrfico comn de su condicin tropical, con una organizacin urbana ms aislada

y con un concepto de refugio basado en el rbol (palapa, bajareque, carrizo,fibras vegetales) y

tambin est la de origen europeo con un concepto de vivienda tipo cueva, donde se

implementa la mampostera y la piedra y la organizacin urbana es contigua.

L

en los centros urbanos. En el caso de la arquitectura de origen europeo se fue dando

aptacin de sus funciones y evolvente para con el ambiente, y se le fue dando un

r regional caracterstico con diversos elementos que le ayudaban a esa adaptacin.

constantes que en las desrticas. Las nubes y la lluvia son frecuentes, sobre todo durante

parte del ao, con lo que la radiacin, siempre intensa, es mucho ms difusa que en el c

anterior y la humedad es constantemen

Las ventanas o vanos en el trpico subhmedo cumplen la funcin de proveer a los

espacios de ventilacin, pues la circulacin de aire es primordial en es

16 Gmez Amador, Adolfo; Alcntara Lomel, Armando Atlas de la Tradicin Constructiva de Colima. Universidad de Colima. En conclusin. pp. 14 17 Serra Rafael, Arquitectura y clima pp.8



18

En las edificaciones tradicionales d

procuraba dejar intercis

filtrar el deslumbram

el trpico subhmedo con envolvente tejida, se

ios de cierto tamao, con la finalidad de funcionar como celosa y

iento ocasionado por los rayos del sol. Ver fig.3

fig. 3.- Muro tejido en casa tradicional del trpico subhmedo Fuente: Armando Alcntara

El elemento jarana se desarrollo en la zona de valles y lomeros como un dispositivo de

de adobe y cubierta de teja. Ver fig. control climtico donde las construcciones fueron hechas

4

Fig. 4.- Jaranas en viviendas rurales Fuente: Armando Alcntara (izq.) Autor (der.)

acin de los dispositivos de control ambiental se evoca desde la simple accin

1.4 Dispositivos Bioclimticos

La utiliz

de guarecernos bajo la sombra de un rbol para evadir la radiacin directa del sol y sentir

frescura; con este sentido es que se han implementado diversas alternativas en las

edificaciones.



19

Desde la poca del hombre primitivo, este buscaba que los accesos a sus refugios

(cuevas, cavernas) tuvieran una orientacin tal que fueran frescas en verano y clidas en

vierno; a travs de la observacin de la declinacin solar, fue como se dio cuenta del

funcion

entorno

disposi

Aleros, toldos, celosas, paneles, etctera, elementos fijos y mviles fueron desarrollados y

China y Japn se implementaron

oz. A diferencia de las

tanto de la fachada como de los andadores y banquetas, ya sea para proteger del

e elemento casi siempre es macizo

ubicado a lo largo de una fachada.

in

amiento que se guardaba a lo largo de las estaciones, y cuando empez a manipular el

para crear sus propios refugios tomo ventaja de esas observaciones e implemento

tivos que le brindaban la proteccin que anteriormente solo una cueva le brindaba.

usados, a lo largo de la historia, como sistemas de control de la incidencia de los rayos

solares en la arquitectura de las diversas regiones del mundo, de acuerdo con sus condiciones

climatolgicas particulares.18

En la Roma clsica se utilizaban los lonarios tensados para cubrir amplias reas de la

incidencia solar, como en el caso del coliseo. En la antigua

grandes aleros y grandes circulaciones porticadas en respuesta a situaciones climatolgicas, y

al interior muros y celosas mviles a base de madera y papel de arr

anteriores en India y el Medio Oriente las celosas se concibieron como un elemento fijo para

el control visual y en funcin de su trama, de control solar.19

Los dispositivos se pueden agrupar en funcin de su posicin respecto a los planos que

definen el espacio arquitectnico en: horizontales, verticales o mixtos.

Estn los horizontales, como el alero, volado o voladizo, que se refieren a cualquier

elemento que sobresale del paramento vertical o fachada. Estos se construyen con fines de

proteccin,

sol o de la lluvia. El alero tambin puede ser un elemento independiente a manera de cornisa

(alero de mesilla) o en la parte superior de las ventanas. Est

u opaco, sin embargo, en la actualidad se utiliza tipo prgola, rejilla, elemento perforado o

traslcido.

Est tambin el prtico o portal, que se llama al espacio o galera cubierta, sostenida

por arcadas o columnas,

18 Rodrguez Viqueira Manuel, Introduccin al Diseo Bioclimtico pp. 68 19 Id



20

Repisa. Se refiere a los elementos volados a manera de mnsula. Como dispositivo de

control solar son elementos horizontales ubicados dentro del claro de la ventana. En general

estas repisas se utilizan como dispositivos de iluminacin natural, ya que se reflejan los rayos

iores o

terior

o a diferencia del faldn no est unida al

ente asociada

bierta fija o plegable fabricada con lona u otro tipo de tela. Tiene la ventaja

or lo que se puede controlar el nivel de iluminacin.

mente u oblicuo con respecto a la fachada, y tambin puede ser

o de

l sol. Las persianas pueden ser exteriores o interiores y fijas o

por

objeto sombrear la totalidad del muro y as evitar la ganancia trmica por radiacin solar.

solares hacia el plafn.

Persiana (horizontal). Dispositivo formado por tablillas o elementos horizontales que

permite el paso de la luz y el aire pero no del sol. Las persianas pueden ser exter

in es y fijas o giratorias en su eje horizontal.

Faldn. En realidad se llama faldn a la vertiente triangular de ciertos tejados, limitada

por dos limas y el alero. En la actualidad definimos como faldn a cualquier elemento vertical

que pende del extremo de un alero o volado. Puede ser macizo, tipo persiana o celosa.

Pantalla. Elemento o superficie que sirve para obstruir los rayos solares. Es un

elemento vertical colocado frente a la ventana, per

alero, aunque puede estar suspendida de l. Tambin puede ser maciza, tipo persiana o celosa.

Prgola. Viguera o enrejado abierto a manera de techumbre, generalm

con vegetacin de enredaderas o trepadoras. En la actualidad este concepto se emplea

ampliamente con pergolados tipo persiana o rejilla.

Toldo. Cu

de poder ser translcida, p

Techo escudo. Doble techumbre con el espacio interior o cmara de aire ventilada.

Tiene por objeto sombrear la totalidad de la techumbre y as evitar la ganancia trmica por

radiacin solar.

Verticales:

Partesol. Elemento vertical saledizo de la fachada que bloquea los rayos solares. Puede

estar colocado perpendicular

parte de ella o un elemento separado.

Persiana (vertical). Dispositivo formado por tablillas verticales que permite el pas

la luz y del aire pero no de

giratorias en su eje vertical.

Muro doble. Doble muro con el espacio interior o cmara de aire ventilada. Tiene



21

Combinacin:

Marco. Dispositivo de control solar formado por la combinacin de alero, repisn, y

acristalamiento para que

orie acin de la fachada

, ser el tipo de entramado que se utilizar, infra La particularidad de la jarana

poco hay una repeticin en el sentido

os:

acin, esto

s debido a que suelen preceder a una superficie acristalada, que favorece una ganancia

trmica de calor.

egetacin. Esta depende de la eleccin que se haga de la especie a utilizar

tipos de celosas en cuanto a su forma y material, estos se

eterm

s espacios internos, como originar cruces de ventilacin, control

de radiacin solar y de humedad.

partesoles, de tal manera que el permetro del vano esta rodeado por voladizos y saledizos.

Remetimiento de ventanas. Remetimiento que se hace del

quede protegido del sol (como dispositivo de iluminacin suele tener paramentos abocinados)

Cambio de orientacin de ventanas. En ocasiones, cuando la nt

es inadecuada es conveniente cambiar la orientacin de las ventanas.

Contraventanas. Contraventanas ciegas, tipo persiana o celosa. Pueden ser de hoja

completa o seccionada; y tambin pueden ser exteriores o interiores.

Celosa. Combinacin de persianas horizontales y verticales, o cualquier otro

entramado usado como proteccin solar (y visual). Dependiendo de la regin y el clima

imperante

consiste en que no guarda una geometra ortogonal y tam

vertical. En el siguiente apartado se vern ms especficamente las caractersticas de algunas

celosas.

Otros elementos no arquitectnic

Cortinas y persianas interiores. Que ofrecen bajo control trmico ante la radi

e

y poca perdida

V

1.5 Celosas

Existen diferentes

d inan en cada regin del mundo ya sea por la cultura o por las habilidades del que la

forja. Sus medidas dependen bsicamente de la abertura donde se pondrn, que esta a su vez

influida por el clima local.

Al margen de esas diferencias, estas son generalmente concebidas para solventar las

necesidades ambientales de lo



22

En cuestin social, permite la comunicacin visual al exterior con cierta privacidad y

permite el contacto auditivo.

Los diferentes tipos, permiten que exista movimiento de aire a su travs y proporcionan

sombra

India el empleo de ligeras celosas permite el paso de la brisa refrescante

acia el interior de la vivienda y juega un papel muy similar al de los porches en zonas mas

uecos en los muros como elementos

dosificadores que ayudan a la envolvente de la edificacin a funcionar como diafragma

selectiv

la radiacin solar a la vez

ue reciben una luz suficiente y aseguran la vista hacia el exterior, y que disminuyen la

as fachadas

con ce

la India, ha demostrado su eficiencia como

ltro de radiacin solar y difusor de la luz diurna, variando su rendimiento en proporcin a su

geometra y a la densidad de pantalla. Ver fig. 5

con mayor o menor grado de privacidad.

En Espaa y la

h

occidentales.20

En la arquitectura islmica se utilizan los h

o en su interaccin con los factores del clima.

El equipo mas interesante de los huecos es la celosa, especie de enrejado de listones

hbilmente trenzados con pequeos orificios que permiten filtrar

q

presin del viento a la vez que se benefician de una ventilacin.21

En el desierto la ventilacin no es una estrategia usual en el verano, porque la

temperatura del aire es ms alta que la del interior, pero existen algunos dispositivos pasivos

para proveer confort. En la arquitectura islmica se implementa un cantiliver en l

losas de madera llamado mashrabiyya, que disminuye en forma dramtica el brillo

excesivo del exterior y permite el flujo del viento que va ms alto y est ms fro.

El rawshan, un dispositivo utilizado en

fi

20 Olgyay Vctor, Arquitectura y Clima pp. 94 21 Izard Jean-Louis, Guyot Alain, Arquitectura Bioclimtica pp. 144



23

fig. 5.- Rawshan, Fuente: Encyclopedia of

Vernacular Architecture of the World

En Nepal dentro del estilo llamado newar se utilizan vanos con celosas de madera

llamados tikijhya para permitir la entrada de luz, estas forman parte de un conjunto de

aberturas con alto simbolismo.

En las casas tradicionales del sur de Silawesi en Indonesia, sucede algo muy similar a

lo que pasa en algunas casas tradicionales rurales de la regin del trpico subhmedo, pues en

forma similar a como se utilizan ac los carrizos, all se construyen los muros de bamb

dejando intersticios entre un poste y otro a manera de celosa, para permitir la ventilacin e

iluminacin de la vivienda.

Y por supuesto est la jarana, previamente descrita, que se inscribe en un clima

caluroso donde al igual que en otras regiones su funcin como elemento que proporciona

ventilacin, se describe como un dispositivo de importante funcin.



24

1.6 Investigaciones similares

Existen muy pocos estudios sobre celosas, y en especfico sobre el desempeo

ambiental de la jarana no se ha hecho ningn anlisis.

Se localizaron algunos experimentos y estudios sobre elementos similares alrededor del

mundo donde se analizan algunas caractersticas de estos a travs de varios mtodos.

E. Aljofi hizo pruebas en laboratorio para medir la potencialidad de la luz del sol

reflejada a travs de la pantalla que compone al "rawshan" nombre hind que se da a un tipo

de celosa, usada en la India y los pases rabes.

A travs de paneles fotovoltaicos determino como se comportaba la luz reflejada del

sol al interior de un modelo a travs de celosas con diferente geometra y concluy en que la

luz tena una mayor concentracin al centro de la pantalla y que las caractersticas de tamao

de los huecos y el espesor tenan un efecto proporcional, es decir a mayor espesor y tamao de

celdas mayor la reflectancia hacia el interior.

E.M.Okba menciona como en zonas calientes del norte de frica y Sur de Asia es

comn encontrar celosas de madera o mrmol utilizadas para reducir la radiacin solar y el

deslumbramiento al interior mientras se deja pasar la brisa para que refresque el interior.

En el anlisis que hace sobre elementos de la evolvente en un caso de estudio en

Egipto, evala las caractersticas de los elementos que pueden funcionar como estrategias de

control pasivo de temperatura, y a travs de simulaciones, determina como estas estrategias se

pueden optimizar ajustando la relacin entre la orientacin y la forma de los edificios.

Oosthuizen, a travs de estudios experimentales y matemticos, ha investigado la

ganancia de calor a travs de las ventanas considerando un dispositivo de sombreado como lo

es la persiana veneciana.

D.C. vila, realiz un anlisis sobre modelos a escala de elementos de sombreado,

ventanas y materiales simulando el clima clido, con el objeto de estudiar el aprovechamiento

de la luz natural. Nos dice que el aprovechamiento de luz en forma cenital es muy favorable

sobre una superficie horizontal, pero con los inconvenientes de la incidencia solar directa e



25

intensa en verano y el ngulo tan bajo en invierno, mientras que cuando se utiliza el recurso de

la luz lateral, es ms regulable la difusin de esta y se puede ajustar, dependiendo de la tarea

visual que se va a desempear en el espacio..

Jean-Paul Bourdier, examin las aberturas en forma de triangulo y las celosas que

formaban con esta figura las viviendas de las villas de Tokolor al norte de Senegal,

comprobando como la configuracin de las mismas est determinada por aspectos religiosos.

Rivero Murillo, Patricio. Identifica elementos de la tradicin constructiva de

Guayaquil, Ecuador, que tienen funciones bioclimticas y genera estrategias de aplicacin

para hacer una simulacin del comportamiento termal de una construccin hecha con

materiales modernos.

Gmez-Muoz Vctor M. y Porta-Gndara Miguel ngel, proponen un mtodo para

analizar las ganancias solares en la regin noroeste de Mxico y como se pueden mitigar

utilizando tcnicas pasivas.

F. Garde, H. Boyer, J. C. Gatina, realizaron un estudio en las viviendas tradicionales de

una isla tropical, mediante un software que meda el comportamiento termal y de flujo de aire,

en componentes como techos, paredes y ventanas, para estimar la influencia de algunas

soluciones tcnicas pasivas.

A. Zain-Ahmed, K. Sopian, M. Y. H. Othman, A. A. M Sayigh and P. N. Surendran,

realizaron un estudio comparativo de ahorro de energa mediante el uso de la luz natural en

diseos solares pasivos como ventanas, y la relacin que guardaba el tamao de las mismas,

para generar estrategias eficientes de aprovechamiento de luz de da.

P. Pfrommer, K. J. Lomas Chr. Kupke , escribieron un nuevo modelo de calculo

trmico para dispositivos de sombreado, para poder determinar los factores de radiacin solar

y la efectividad del sombreado en forma mensual o anual. Este programa esta diseado para un

amplio rango de dispositivos de sombreado, fue hecho con el propsito de medir la proteccin

que pueden brindar las persianas tipo venecianas en nuevos edificios y poder hacer los ajustes

antes de empezar la construccin.

Se han localizado diversos anlisis de transferencia trmica en ventanas acristaladas

con persianas o dispositivos mecnicos de sombreado, que se realizan a travs de simuladores

o mtodos numricos.



26

Respecto a proyectos de investigacin acerca de la tradicin constructiva y dispositivos

pasivos de control ambiental en la regin:

A. Gmez y A. Alcntara quienes encabezan la lnea de investigacin de la que se

desprende el tema de estudio, nos dicen que el diseo de la ventana en el trpico sub-hmedo

no solo depende de lo ergonmico, sino tambin funciona como un mecanismo de ventilacin

para optimizar la separacin del aire fro y aire caliente, haciendo un movimiento convectivo

ms eficiente para los habitantes del espacio interior

Algunas investigaciones ms cercanas en cuanto a territorio y evaluacin de

dispositivos realizadas en esta facultad en el programa de maestra son:

Erika Alejandra Alvarado Cabral Tesis de Maestra: La Ventana en la Arquitectura

Tradicional de Colima. 2003, donde hace una caracterizacin del repertorio de ventanas de la

arquitectura tradicional del centro de Colima y comprueba que estas tienen la caracterstica de

ser un elemento de transicin hacia el ambiente inmediato, y su funcin como elemento de

ventilacin tiene un gran significado, esto por la condicin del clima tropical donde la

circulacin del aire es importante en la bsqueda del confort termofisiolgico.

Pablo David Elas Lpez, Tesis de Maestra: El corredor en la Vivienda Tradicional de

la Ciudad de Colima. 2003, hace la caracterizacin y medicin del corredor tradicional en las

casas del centro de la ciudad de Colima y concluye que este dispositivo si tiene un aporte

importante en la mitigacin del efecto del calor hacia las habitaciones, pero que sus rangos de

eficiencia estarn dictados por sus caractersticas, como orientacin, ancho, alto, medida de

aberturas y material de la cubierta.

Maria del Mar Varela Ferrer, Tesis de Maestra: El patio como regulador bioclimtico

dentro de la vivienda tradicional en Guadalajara.2003, establece dos periodos de medicin del

clima en patios de casas tradicionales en Guadalajara, y comprueba como este funciona como

un amortiguador trmico para la vivienda, pues se registraron diferencias significativas en las

mediciones comparativas, e igualmente como amortiguador hdrico en la poca seca calurosa

debido a la presencia de vegetacin.



27

CAPITULO 2 LA ESTRATEGIA 2.1 Mtodo

El mtodo implementado para realizar esta investigacin fue de tipo comparativo,

donde el grupo de comparacin se integro con mdulos construidos ex profeso en los que fue

posible controlar algunas variables.

Fue en estos mdulos donde se instal y evalu la unidad de anlisis, arrojando un

resultado con validez para las condiciones establecidas de lugar, temporada y variables

controladas.

2.2 Estrategia Incidencia de sol y viento

fig 6.- Grfica de la estrategia metodolgica

Esta estrategia se implemento en el ciclo de un ao, y la etapa de monitoreo se realiz a

lo largo de una semana en cada uno de los dos periodos de anlisis: en el ms crtico del ao

de acuerdo al clima local, o sea en la temporada clida hmeda que abarca los meses de Junio,

Mdulo 1

Mdulo 2

Mdulo 3 Anlisis de las lecturas de radiacin y ventilacin

Dataloger

Anemmetro

Calibracin

Toma de lecturas

Mdulo

Interpretacin

Testigo

conclusiones



28

Julio, Agosto y Septiembre, y en el periodo considerado como el ms benvolo, la temporada

semitemplada seca que abarca los meses de Diciembre, Enero y Febrero. Se contrastaron las

mediciones entre cada mdulo y entre cada periodo, para poder determinar las velocidades de

viento y la cantidad de radiacin para cada unidad de anlisis.

A continuacin se describe en forma pormenorizada el procedimiento utilizado en la

investigacin.

2.3 Seleccin de la muestra

En la zona del trpico subhmedo se han utilizado diversos tipos de celosas, algunas

con sentido formal-geomtrico, otras sin la menor intencin formal, aunque probablemente

con alguna funcin.

En el desarrollo de esta investigacin y durante el periodo de observacin y

localizacin de las unidades de anlisis se pudo comprobar la preponderancia y uso

generalizado en la regin que tiene un tipo de celosa especifico llamada jarana.

Para poder reproducir las celosas se hizo una caracterizacin previa con la que se pudo

observar y levantar la configuracin de las mismas. Ver fig. 7



29

fig. 7.- Levantamientos que se realizaron para hacer la caracterizacin de la jarana.

Esta caracterizacin, dio la pauta para saber si se segua algn patrn en cuanto a

ngulos y la forma en que se van uniendo los elementos cuando se forja la celosa.

Se hicieron visitas de campo a las zonas rurales aledaas a la ciudad de Colima, donde

se identificaron y registraron varias jaranas, las que presentaban caractersticas similares entre

ellas, y se diferenciaban solo por la dimensin de los elementos con los que se forjaron dichas

celosas. Y de acuerdo a la configuracin geomtrica que presentan, se pudo observar que el

ngulo de inclinacin que tienen los tringulos, se sujeta a la medida de los elementos que los

componen, pues cada uno de estos conforma uno de sus lados. Por lo tanto se pudo determinar

que la proporcin de cada jarana despende de los elementos que la componen, siendo los

tabiques de ladrillo rojo recocido, las losetas de barro y los tabiques de adobe los ms

utilizados en la regin, estos ltimos, segn otros estudios, son los de origen ms antiguo.



30

2.4 El Sitio

l experimento se llev a cabo dentro de las instalaciones de la Universidad de Colima

E

que se ubican en el municipio de Coquimatln, en un rea que se localiza en el extremo norte

del mismo campus y que corresponde a la Facultad de Arquitectura y Diseo. La ausencia de

edificios, rboles o elementos que pudiesen interferir, fue un aspecto importante para la

eleccin de la zona de experimentacin, adems de la disponibilidad de energa para los

instrumentos y la dimensin del espacio.

fig 8.- Localizacin del sitio en el Campus Universitario de Coquimatln

AREA DONDE SE COLOCARON LOS MODULOS



31

2.5 Mdulos Experimentales

s celosas son estructuras de planta cuadrada con

medidas de 1.22 m por lado, por 2.44 de alto, (medida sujeta a la hoja estndar de panel 1.22

x 2.44)

una separacin de 1.22 m. y se cierran en la parte superior con

edia

g 9.- Proceso de construccin de mdulos experimentales

Los mdulos donde se colocaron la

construidas con panel semiestructural de dos pulgadas, de alambre de acero con ncleo

de poliestireno (panel W) y aplanados con mortero de cemento, que se desplantaron sobre

firme de 6 cm. Ver fig. 9 y 10

El mdulo base se conforma por dos hojas de panel desplantadas en el firme de forma

vertical y paralelas entre si, con

m hoja de panel, lo que gener un marco de 1.22 de espesor con vista oriente-poniente.

fi

Comportamiento de la Celosia de la Tradicion Constructiva del Tropico Subhmedo como Dispositivo de Control Ambiental

32

fig 10.- Forjado de celosas en mdulos.

En la abertura poniente se construy un muro de ladrillo rojo a soga hasta la altura de 1

metro,

onstruyeron 4 mdulos, en tres de ellos se colocaron las celosas y en uno se dej

el vano

g 11.- Mdulos terminados y

listos para el experimento.

y se hizo un cerramiento a la altura de dos metros con panel aplanado con mortero, con

lo que se origin un vano de un metro de altura, que es donde se colocaron las celosas. En la

abertura oriente el marco permaneci intacto, pues funcion como acceso al mdulo, para la

implementacin de los dispositivos de registro, y en la medicin de ventilacin, como salida

del viento.

Se c

, funcionando como testigo o control. Ver fig. 11

fi


33

Al trmino de esta etapa de construccin se obtuvieron 4 mdulos de idntico tamao y

orienta

acin de elementos constructivos de diferente

tamao

cin, alineados con un mismo frente.

La diferencia se obtuvo en la utiliz

en la forja de cada celosa, obteniendo pantallas de diferente densidad y espesor. Ver

fig 12

fig 12. Alzados de los mdulos experimentales

la orientacin de los mdulos obedeci a buscar el espacio ms

despeja

der, fue el de procurar a las celosas la orientacin

ms cr

tos con que se forjaron las celosas, son identificados como de mayor

utilizac

La decisin de

do y con ms distancia libre respecto al sitio, lo que a su vez estaba influido por la

disposicin de los edificios del campus.

Otro factor que tambin se consi

tica respecto a los patrones de ventilacin dominante22 y a tener la posibilidad de

recibir en ambos periodos de medicin la radiacin directa a travs de las celosas en algn

momento del da.

Los elemen

in para la construccin de las jaranas en la regin, y estos son el tabique de ladrillo

rojo, la loseta de barro y el adobe de tierra, que con sus caractersticas particulares de

dimensin, configuran cada celosa o pantalla.

22 Estando el municipio de Coquimatln, emplazado en la zona de valles y lomeros del estado de Colima, est regido por las diferencias trmicas entre el ocano y el continente, lo que origina vientos dominantes de sur a norte durante da y a la inversa por la noche.


34

fig 13. Elementos constructivos con se forjaron las jaranas.

As, se designaron nmeros a cada celosa para su posterior identificacin en el anlisis. Se

ordenaron del 1 al 4 desde el modulo testigo que carece de celosa, al que presenta la celosa

con mayor densidad.

Por lo que se identifican como sigue:

1 - Mdulo Testigo (sin celosa)

2 - Mdulo con celosa hecha con loseta

3 - Mdulo con celosa hecha con ladrillo rojo

4 - Mdulo con celosa hecha con adobe de tierra


35

2.6 Instrumentos y equipo para el experimento:

Data logger (HOBO) Mecanismo electrnico termopar fabricado por la compaa ONSET, que fue utilizado para hacer las mediciones de temperatura en los mdulos experimentales.

fig 14.- Hobo Termopar

Caractersticas tcnicas:

Rangos de medicin: Temperatura: 20 a 70 C

HR: 25% a 95% por intervalos > a 10 segundos

Intensidad de Luz: 2 a 600 piescandela (lumen/pie2) rango de

respuesta del sensor de luz: aprox. 480 a 600 nm

Resolucin: Temperatura: +0.7 a 21 C

HR: +5% en el rango de 5 a 50 C

Intensidad de Luz: +2piescandela,+20% de lectura

Rangos de operacin: -20 a 70 C, 0 a 95% de humedad relativa

Dimensiones/Peso: 68 x 48 x 19 mm. / 29 gms.

Las caractersticas de este aparato lo hacen muy prctico y fcil de usar, por lo que han

sido los principales instrumentos de medicin utilizados en los experimentos realizados en la

institucin.

Para las mediciones de radiacin se requiri registrar la

temperatura de globo, por lo que se utiliz el datalogger en una modalidad

modificada, donde se se coloc el sensor al interior de una pelota de ping

pong pintada de negro mate, unida al datalogger por medio de un tuvo de

plstico de unos 3 centmetros y las juntas selladas, lo que lo capacit para

tomar la temperatura de globo. (fig 15)

fig. 15. Termopar con adaptacin para medir temperatura de globo

.


36

Anemmetro unidireccional de hlice SKYWATCH Fun

Este anemmetro fue utilizado para medir las velocidades de viento en los mdulos

experimentales.

fig 16.- anemmetro unidireccional

Caractersticas tcnicas:

Caja: Policarbonato

Energa: Bateras de Litio 250000 mediciones

Escala de medicin: Exhibe en dcimas hasta 99.9 y luego en unidades

Velocidad mxima Ms de 200 km/h

de medidas: 60 m/s

125 mph

115 nudos

Dimensiones: 38 x 88 x 10 mm.

Peso: 28 gramos

Precisin: + 3% desde -30 a 70 C

Estos aparatos son esencialmente de lectura directa, pues tienen una pantalla LCD para

tal propsito, pero para poder hacer registros programados en periodos relativamente largos

estos se modificaron.

Se adapt con una conexin a una tarjeta que le permite alimentacin elctrica y

comunicacin con un Hobo, con el cual fue posible programar las mediciones y obtener datos

a intervalos fijos.


37

Concentrador de viento:

Este concentrador se construy con lminas de macocel, las que se pegaron con cinta

adhesiva metalizada para darle una mayor resistencia, y se forraron con plstico para evitar su

deterioro por la lluvia, que fue un elemento previsto a contrarrestar en el primer periodo de

medicin. Estos elementos se sustentaron al interior de los mdulos, con una base de madera y

se fijaron con alambres para darles rigidez y evitar que se movieran.

fig 17.- concentrador de viento

Este concentrador se dise con forma de una pirmide truncada y que se basa en la

idea de llevar a un rea menor lo captado en una mayor, como un embudo. Este concentrador

se construyo con un rea de captacin de 1 m. por lado y enseguida se fue cerrando con un

ngulo de 45 hasta llegar a un rea de salida de 20 x 20 cms.

Fig. 18.- Especificaciones del concentrador de viento


38

Lmina metlica como captador de radiacin

Para las mediciones de radiacin se utiliz una lmina de acero, calibre 22, de 1 metro

cuadrado de rea, la cual se coloc al interior del mdulo experimental como un plano paralelo

al que formaban las celosas, y as funcionara como captador de la radiacin que lograba

pasar, y a su vez transmitirla al datalogger con sensor de cuerpo negro.

fig 19.- lmina metlica


39

CAPITULO 3 EL EXPERIMENTO

3.1 Caracterizacin de las celosas

Para hacer los anlisis y las correlaciones entre los registros de la medicin y las

caractersticas de cada celosa, al terminar la construccin de stas, se hicieron los

levantamientos fsicos de cada una de ellas en cuanto a sus variables geomtricas: porcentaje

de vano, espesor e intersticios.23

1 2 3 4 fg. 20.- Celosias numeradas

CARACTERISTICAS DE CELOSIAS

MODULO 2 3 4

% VANO 71% 52% 39%

% SLIDO 29% 48% 61%

ESPESOR 0.115m 0.13m 0.275m

INTERSTICIO 0.018m2 0.025m2 0.047m2 Tabla 2.- Caractersticas fsicas de las celosas, el mdulo 1 o testigo se mantiene como vano total.

23 Se llamar intersticio a cada espacio vaco que queda confinado por los elementos slidos de la pantalla, en el caso de la jarana al pequeo vano triangular que queda entre tres elementos que forjan la celosa. Se considera al vano a la suma de las reas de los intersticios. El espesor se determina por la longitud transversal de la celosa que ocupa hacia adentro del mdulo a partir del plano exterior del mismo.


40

Intersticios

fig 21.- Configuracin de los intersticios generados por los elementos que forjan cada celosa

Cada una de estas caractersticas fue considerada en el anlisis de los datos que

arrojaron las mediciones, pues al ser un experimento de comparacin, cada diferencia entre los

elementos fue importante.


41

3.2 Calibracin de los equipos

Antes de iniciar la etapa de medicin se calibraron los equipos que se utilizaran para el

registro de las lecturas. As, se tomaron mediciones de flujo de viento constante con los

anemmetros en un lapso de 24 horas con registros a cada 5 minutos, para lo que se colocaron

los 4 anemmetros a la misma distancia y en un flujo directo de un ventilador del tipo vertical,

y los datalogger con sensor para temperatura de globo se colocaron a una misma distancia del

techo y con una separacin de 20 cm entre ellos, y se programaron a cada 5 minutos por 24

horas (ver fig 22)

fig 22.- Calibracin de los equipos.

Estos registros se hicieron en un cuarto donde no existieron influencias externas de

viento o de temperatura que pudieran influir de forma parcial en algn aparato.

En el caso de los equipos utilizados solo en los anemmetros se hizo un pequeo ajuste

en los valores de las lecturas, por lo que al momento de vaciar los primeros registros del

experimento, a cada valor se le multiplic por un nmero especfico para cada anemmetro al

que se le llam factor de calibracin.

Los registros de temperatura de los datalogger fueron ledas directamente en grados

centgrados, por lo que los resultados de cada periodo se pudieron analizar casi de inmediato,

sin hacer ms ajustes.


42

Los anemmetros unidireccionales, estn conectados a unas tarjetas y a su vez a

dataloggers que permiten hacer el registro de datos a travs del programa Boxcar Pro que es el

que utilizan los datalogger para su programacin y extraccin de informacin. Los registros

que se extraen de las lecturas de los anemmetros se manifiestan en voltios, y aunque las

tarjetas cuentan con tablas de conversin a metros por segundo, la informacin en stas no fue

muy explcita, por lo que se opt por hacer una conversin con ayuda de un anemmetro de

filamento de lectura directa.

3.3 Conversin

Con ayuda de un ventilador se expusieron simultneamente, tanto el anemmetro

unidireccional conectado a una computadora para poder leer en directo, como el de filamento

de lectura directa, tambin unidireccional.

Se tomaron dos lecturas a tres distancias diferentes y se hizo la correlacin para

obtener una formula para hacer la conversin.

Conversion

y = -4.6722x2 + 14.139x - 0.4697

0

1

2

3

4

5

6

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

volts

m/s

Grfica 1.- Conversin de voltios a metros por segundo.


43

Para obtener las velocidades reales que se registraron en los mdulos con ayuda de los

concentradores, se hizo una calibracin de los mismos, para lo que se utilizaron dos

anemmetros del mismo tipo usado en el experimento, pero en esta ocasin en el modo de

lectura directa; uno se coloc en el concentrador y el segundo se coloc al frente pero no en la

misma direccin del primero, y de este modo obtener la velocidad del viento antes de entrar y

despus de pasar a travs del concentrador. El segundo anemmetro se suspendi con la ayuda

de alambre delgado para darle un sustento firme al anemmetro y a la vez evitar bloqueos

hacia el concentrador. (ver fig. 23)

fig 23.- Colocacin de anemmetros para calibrar el concentrador.

Se eligi un sitio donde la configuracin de los edificios genera una corriente en un

solo sentido y tener la certeza de estar midiendo en forma unidireccional.

Se hicieron 10 registros y se compararon en la hoja de clculo, se hizo la grfica y se

obtuvo el coeficiente de correlacin.


44

Anemmetro Concentradorm/s m/s0.7 1.10.6 1.21.5 2.40.7 1.21.2 2.00.8 1.41.4 2.10.8 1.90.9 2.00.6 1.40.7 1.40.9 1.6

COEF. CORR 0.87536527

Correlacin de Velocidades de Anemometros con y sin concentrador

y = 0.5554x2 - 1.2668x + 1.3897R2 = 0.8351

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Concentrador

Anem

omet

ro Correlacion de Velocidadesen m/sPolinmica (Correlacion deVelocidades en m/s)

Tabla 3 Grfica 2.- Calibracin de concentrador de viento

La frmula obtenida se aplic a los registros ya convertidos en m/s en la primera

conversin y se obtuvieron las velocidades reales del viento que pas a travs de los

concentradores.


3.4 Medicin de Radiacin El primer periodo de medicin del experimento re realiz en la primera quincena de

Junio de 200 periodo de medicin se realiz en el mes de Febrero de 2007, en

ambos se util

Con l

registrndose

fig.24 y 25

Los d

30min.

fig 24.- Esquem6, El segundo 45

iz un procedimiento idntico.

a medicin de la radiacin, utilizando la lmina metlica como captador y

en los datalogger con sensor de cuerpo negro colocados en al anverso. Ver

atalogger fueron colocados uno en cada mdulo y program

Seccin

a de la colocacin del datalogger y lmina en el mdulo

ados a intervalos de

Planta


46

fig 25.- Vista de la colocacin de datalogger entre lmina y panel aislante antes de su

integracin al modulo experimental (izquierda) y disposicin final del sistema de registro de

temperatura (derecha),.

Al interior del mdulo se coloc una hoja de panel semiestructural a una distancia de

60 cm. desde el pao exterior de la celosa, que aparte de servir de soporte y proteccin para el

aparato y para la lmina captadora, que funcion como aislante trmico hacia la exposicin

solar del oriente, para poder registrar solo los flujos de radiacin que llegaban a travs de la

celosa.

La lmina captadora se colg con mnsulas a la altura del cerramiento de los vanos que

contenan las celosas, y al estar colgada del panel, sta tambin se mantuvo a una distancia

constante del plano exterior en cada mdulo.

Esta disposicin de los elementos de medicin obedeci a tres factores: primero que el

aislante del panel que tambin funcionaba como estructura soportante del sistema en si,

proporcionara un espacio interior con la nica abertura que era la celosa; segundo, que la

lmina, al estar empatada con la extensin de la celosa, recibiera la proporcin de radiacin

permitida por el rea total de la pantalla, y tercero que el sensor de cuerpo negro no recibiera

la radiacin directa, sino que la captara de la irradiada por la lmina metlica.


47

3.5 Medicin de viento En la ltima semana de Junio de 2006, se colocaron los captadores de viento para

empezar a medir el flujo de viento a travs de las celosas esto en forma similar a las lminas.

El segu de medicin se realiz en el mes de Febrero de 2007, con idntico

procedimiento.

Los anemmetros se programaron a intervalos de 5 minutos por tres das, (27,28 y 29).

Ver fig.26

Protector de viento

anemmetro

Seccin

fig 26.- Esquema de la colocacin del concentrador en el mdulo captador ndo periodo


48

En la medicin de viento se utiliz un dispositivo al que se le denomin concentrador

de viento, y cuya funcin es captar el volumen total de viento que pasa a travs de la celosa y

concentrarlo de tal modo que un anemmetro pueda hacer el registro del evento.

La utilizacin de este concentrador se propuso con el objetivo de evitar lecturas de

flujo directo o de obstruccin de la misma ventilacin, con lo que se obtendran lecturas de un

slo punto de la celosa, o no se registraran si estuviera frente a algn elemento slido, de otro

modo se tendran que haber utilizado varios anemmetros para poder medir el viento en el

resto del rea de la celosa. Ver fig 27

Obstruccin

Documents

Celosia y Jarana