La ciudad de San Juan, Argentina se ubica a 630 metros sobre el nivel del mar, latitud 31,6° Sur y longitud 68,5° Oeste. El clima según normativa IRAM se corresponde a templado-cálido (16) con grandes variaciones de temperatura diarias y anuales, transparencia atmosférica y baja humedad. El régimen de lluvias es continental, con una frecuencia media baja. Según la clasificación de Köppen es de tipo BWK (clima árido templado y frío). Esta región posee una temperatura media anual de 17.2 ° C en el Valle de Tulum y superior a 18 °C durante el mes más cálido Enero> 23ºC (17). Presenta vientos frecuentes moderados del sector sud-este y viento “Zonda”, seco-cálido calificado como “evento severo” del oeste, con ráfagas intensas (18). Este último es casi constante durante agosto y septiembre (19).

Del conjunto de edificios emplazados en la Ciudad de San Juan, se procede a analizar aquellos que presentan características que los destaquen en relación al impacto ambiental que generan.

Se analizan los consumos energéticos de la población de edificios y su relación por metro cuadrado de superficie útil (climatizada), destinada a espacios de trabajo (oficinas), considerando aquellos que superan los 3 (tres) niveles. El edificio Centro Cívico (ver figura 1) es seleccionado por presentar el mayor consumo de energía eléctrica, con valores superiores a los 340 kWh/m2 año. El uso elevado de recursos energéticos en este edificio, permite mantener condiciones interiores, independientemente de la evolución del clima exterior y de las necesidades de los usuarios.

Entre los aspectos a destacar del edificio (ver tala 1), se reconoce en relación a las condiciones térmicas, la baja variabilidad de temperatura operativa independientemente de las estaciones del año. La figura 2 muestra la suma de frecuencia acumulada durante los tres periodos de estudio, pudiendo identificar una concentración significativa de mediciones entre 23 Cº a 26 Cº, valores definidos como rangos establecidos por la norma internacional ISO 7730 (20), para condiciones de confort térmico aceptable (Categoría B) para período de verano (ver Tabla 2), y que se replican en los demás períodos.

La Categoría B representaría un PMV (Predicted Mean Vote) de ±0,5 en una escala que varía entre ±3 (mucho calor/ mucho frío) y un PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) de 10% o lo que es lo mismo, un 90% de aceptación térmica, lo que implica un enorme empleo de recursos energéticos.

De considerar las exigencias de la norma (20) para invierno, más del 60% de los valores de medición quedarían por encima del rango aceptable (ver Tabla 2), conduciendo un enorme consumo de recursos para contrarrestar los efectos adversos del clima de invierno. Esta observación indica que las condiciones térmicas interiores del edificio son controladas como si fuese una cámara climática, es decir, con condiciones interiores seteadas a valores relativamente constantes durante todo el año, sin importar la opinión, sensación o preferencia de los usuarios, ni sus niveles de rendimiento afectado por la variabilidad ambiental interior.

La variabilidad de la calidad ambiental interior exige distinguir elementos y agruparlos según sus características. Es por ello que en este trabajo los espacios de oficina son diferenciados en dos tipos: oficina de tipología arquitectónica abierta (OTAA) (ver figura 3 y figura 4) y oficina de tipología arquitectónica cerrada (OTAC) (ver figura 5 y figura 6). Ambas presentan diferencias destacables que llevan a establecer ventajas de OTAC sobre OTAA. La tabla 3 muestra las características que permiten establecer las principales diferencias consideradas en este trabajo.

Se basa en un trabajo de campo a través de mediciones con sensores y encuestas a usuarios. La metodología de medición consiste en diseñar una forma sistemática de recolección de datos objetivos (sensores) y en simultáneo de datos subjetivos (encuestas) llevados a cabo durante una semana representativa en tres períodos del año: invierno (PIn), transitorio (PTr) y verano (PVe). Las 160 oficinas seleccionadas para el relevamiento se distribuyen aleatoriamente en cantidades representativas de OTAA y OTAC. Se realizan 335 encuestas a UT por periodo estacional, y en su conjunto, 1005 durante el año 2019. Para el levantamiento de datos se usa la sistemática del tipo “Spot” (focalizada), basada en las técnicas desarrolladas en otras latitudes (21), (22) y se adapta a la necesidad del relevamiento de los cuatro parámetros ambientales. Para ello se diseña una unidad móvil (UM) de obtención de datos que permite trasladar los 5 (cinco) instrumentos de medición dentro del edificio a fin de concretar el relevamiento de la mayor cantidad de espacios posibles en un tiempo acotado (ver figura 7).

La UM consiste en una caja desmontable, con dispositivos móviles, compartimento para el traslado del instrumental de medición y espacio para la instalación de baterías para el suministro de carga durante un relevamiento continuo y prolongado. Los sensores para el relevamiento de los parámetros: temperatura operativa, concentración de dióxido de carbono, nivel de ruido y nivel de iluminación, se muestran en figura 8. Cada sensor permite recolectar valores de las variables que afectan en diferentes grados la confortabilidad y el rendimiento de los usuarios trabajadores. Entre ellos se identifican:

La variabilidad del clima interior en relación a la influencia del clima exterior en tanto aspectos térmicos, lumínicos (presencia de la luz solar), acústicos y de calidad de aire por la posibilidad de ventilar mediante apertura de ventanas, exige tomar mediciones en períodos estacionales diferentes. La medición comienza al posicionar la UM dentro de una oficina y junto a un espacio de trabajo (escritorio), que se encuentra ocupado por un UT (ver figura 7). Los sensores se encuentran midiendo constantemente, posicionados fijos en la UM a una misma altura de aproximadamente 1,10 metro del nivel de piso interior, a una distancia máxima de 1m y mínima de 0,5m del UT del espacio de trabajo evaluado, posibilitando captar las condiciones ambientales percibidas por el sujeto.

Los primeros cinco minutos se corresponden con la etapa de “aclimatación” de los sensores. Durante los cinco minutos siguientes se realiza el registro de las condiciones ambientales de cada oficina mediante una planilla donde el asistente de medición releva entre otros: apertura de ventanas, existencia de corrientes de aire, uso de parasoles.

Durante este periodo el usuario responde la encuesta test (2 páginas). Dicha encuesta permite obtener información subjetiva proveniente del UT. La misma es de tipo exploratoria ya que permite adquirir información para la estructuración de muestras y cálculos estadísticos, y descriptivas ya que logra caracterizar una parte de la población.

De la información lograda a partir del uso del cuestionario, se destaca la obtención de un diagnóstico del UT respecto a los parámetros de influencia.

Entre las preguntas realizadas toma mayor relevancia aquellas que indagan sobre el Voto de Rendimiento (VR) del UT. Las mismas se basan en la pregunta de auto-reporte desarrollada por los autores Humphreys y Nicol (23), donde se consulta de forma explícita “¿En qué medida (0% - 100%) siente que la calidad ambiental afecta negativamente a su rendimiento?”. En base a esto, se diferencian aquellas secciones que se refieren al confort térmico, calidad del aire, confort lumínico y confort sonoro. Cada una de estas secciones de la encuesta presenta un vínculo con cada sensor de medición ya que en la etapa de análisis ambos datos, subjetivos (de la encuesta) y objetivos (del sensor) se estudian correlacionados.

El tiempo necesario para responder el cuestionario por el UT, maniobrar la unidad móvil dentro de una oficina y examinar el espacio de estudio, dura no más de diez minutos. Cinco minutos adicionales se suponen para desplazar la UM dentro del edificio hasta otra oficina. Así, es posible examinar 4 (cuatro) espacios de oficina por hora.

Los rangos de rendimiento se construyen como medio para obtener un indicador IRLO del UT en sus respectivos espacios de trabajo (TOAA-TOAC) y periodos del año (PVe, PTr, PIn).

Para lograrlo se llevan a cabo los siguientes pasos:

La temperatura operativa (Top) afecta con su variabilidad al confort térmico en espacios interiores. La misma es medida a partir de combinar la temperatura del aire y la radiante media obteniendo un promedio. Dichos valores son medidos en grados Celsius (C°), y su variabilidad no depende de la apertura de ventanas, ya que no está permitida su manipulación durante la jornada de trabajo por normativas internas del edificio, no obstante, se encontraron casos de estudio, donde los UT operaron las mismas en virtud de mejoras ambientales internas.

Las siguientes figuras muestra la clasificación de rangos de rendimiento obtenidos por periodo de estudio.

Durante los periodos extremos (PVe y PIn) los rangos de RL encontrados en tipología OTAA, poseen mayor amplitud respecto a los rangos en OTAC (ver figura 11, 12, 15, 16). Estos valores revelan la mayor capacidad de adaptación térmica que posee el UT de OTAA respecto al UT de OTAC.

Seguidamente se observa en PTr (ver figuras 13 y figura 14) una mayor preferencia a trabajar con temperaturas más elevadas en UT de OTAC, existiendo una diferencia promedio de 1 C° para todos los niveles de IRLO.

La calidad del aire es medida según los niveles de concentración de dióxido de carbono (CO₂) presentes en aire. Dichos niveles dependientes de la presencia de personas y del porcentaje de aire renovado podrían afectar la confortabilidad del UT y con ello su rendimiento en las tareas de oficina. Los niveles de CO₂ se miden en ppm (partes por millón) en cada espacio analizado, y su variabilidad no depende de la apertura de ventanas, ya que no está permitida su manipulación durante la jornada de trabajo por normativas internas del edificio, no obstante, se encontraron casos donde los UT operaron las misma en busca de mejoras ambientales internas.

Las siguientes figuras muestran la clasificación de rangos de rendimiento obtenidos por periodo de estudio.

En el análisis comparativo entre tipologías de oficina (ver figura 17 a 22), se observa en IRLO=5 mayor amplitud de los rangos de RL en OTAA respecto a OTAC. Esta situación se mantiene durante los tres periodos de estudio.

La amplitud de dichos rangos permite identificar a un UT de OTAA con mayor capacidad de adaptación a mayores valores de concentración de CO_2, es decir, valores entre 750 a 840 ppm (ver figura 17, 19 y 21) según periodo, sin ver afectado su rendimiento. Este rango es menor para OTAC, admitiendo niveles de CO₂ entre 627 a 687 ppm.

El confort lumínico es medido en términos de niveles de iluminancia sobre el plano de trabajo sin considerar la fuente de iluminación (natural o artificial). Los mismos son medidos en Lux.

Las siguientes figuras muestran la clasificación de rangos de rendimiento obtenidos por periodo de estudio.

De la observación de rangos de rendimiento afectado por los niveles de iluminación interior entre tipos de oficina, se destaca para el IRLO =5 (excelente) una diferencia lumínica con valores superiores en OTAC respecto a OTAA. Esta característica se da en PVe, con una diferencia promedio de 100 lux (figura 23 y 24). En PTr estos valores aumentan, existiendo una diferencia promedio de 175 lux (figura 25 y 26), mientras que en PIn disminuye a 48 lux (figura 27 y 28).

El comportamiento de los datos permite determinar que los UT de OTAA pueden trabajar de forma óptima a menores niveles de lux, sin percibir afectado su rendimiento, es decir, poseen mayor capacidad de adaptación a planos de trabajo más oscuros.

El confort sonoro es afectado por el nivel de ruido cuando se trata de un sonido que provoque molestias, y se mide en potencia sonora con ponderación de tiempo lento y ponderación de frecuencia A (dBA, decibelio ponderado).

Las siguientes figuras muestran la clasificación de rangos de rendimiento obtenidos por periodo de estudio.

De los valores hallados correspondientes al parámetro Nivel de ruido, se detecta que los rangos propios en OTAA durante los tres periodos de estudio, presentan mayor amplitud respecto a OTAC, existiendo una diferencia de casi 5 dBA entre ambas tipologías de oficina (ver figura 29 a 34).

Se reconoce al UT de OTAA con mayor capacidad de aceptar niveles de ruido elevados sin ver afectado su rendimiento laboral.