Índice PPD y PMV, ¿qué son y para qué sirven dentro del confort térmico? 

El índice PPD se refiere al “Porcentaje de Personas Insatisfechas” en inglés “Predicted Percentage of Dissatisfied”, y mide la probabilidad de que un grupo de personas en un espacio determinado no se sienta cómodo con la temperatura ambiental. Cuanto menor sea el PPD, mayor será la satisfacción térmica y esto se logra ajustando las condiciones ambientales, como la temperatura y la humedad, para cumplir con las preferencias de la mayoría.

El PMV, “Valor Medio Predictivo” o por sus siglas en inglés “Predicted Mean Vote”, es una herramienta predictiva que evalúa la sensación térmica percibida en un entorno específico. Este índice tiene en cuenta factores como la temperatura del aire, la velocidad del viento, la actividad física y la vestimenta de las personas. El objetivo es mantener el PMV cerca de cero, indicando un equilibrio donde la mayoría de las personas se puedan sentir cómodas. 

Las variables que impactan el confort térmico son esenciales para entender cómo nos sentimos en un entorno específico y de acuerdo con la AHSRAE, encontramos que existen seis variables principales que pueden afectar el confort térmico:

Variables físicas o ambientales:

• Temperatura del aire (Ta) - °C: la temperatura ambiental directa influye en nuestra sensación térmica. 
• Temperatura radiante (Trm) - °C: representa el intercambio de calor entre nuestro cuerpo y las superficies circundantes. 
• Velocidad del aire (Va) – m/s: la velocidad del aire impacta en cómo percibimos la temperatura y el confort.
• Humedad relativa (HR) - %: niveles de humedad que afectan la sensación de frescura o bochorno.

Variables personales:

• Aislamiento térmico de la vestimenta (lcl)– clo: la ropa que usamos y su capacidad para aislar térmicamente. 
• Tasa metabólica (M) – met: relacionada con la actividad física, influye en la producción de calor del cuerpo.

Estas variables, consideradas tanto del entorno como personales, son la base para diseñar espacios que no solo sean eficientes desde el punto de vista energético, sino también cómodos y adaptados a las necesidades individuales.

La suma de estos valores individuales nos brinda el aislamiento térmico total de un conjunto de ropa, permitiéndonos entender cómo nuestras elecciones de vestimenta impactan en la sensación térmica.

La tasa metabólica, se define como el gasto energético generado al realizar una actividad. Dado que el 75% de esta energía se transforma en calor, comprender su papel es crucial en la percepción térmica.

El valor "met" se expresa en W/m², y su escala se presenta de la siguiente manera, basada en la tasa metabólica de descanso, equivalente a 65 W/m²:

• Descanso: descanso/sentado cómodamente – 65 W/m². 
• Tasa baja: trabajo de oficina, caminar sin prisa, uso de herramientas pequeñas – 100 W/m².
• Tasa moderada: caminar, trabajo moderado, conducción pesada – 165 W/m².
• Tasa alta: caminar rápido, trabajo intenso con medio cuerpo - 230 W/m².
• Tasa muy alta: actividad intensa, correr – 260 W/m².

Esta clasificación no sólo revela la intensidad de la actividad, sino que también sirve como herramienta para comprender cómo el cuerpo genera calor durante diversas tareas. 

Temperatura radiante media - °C: Se entiende como temperatura de radiación media al intercambio de calor entre un cuerpo y las superficies a su alrededor. Se obtiene mediante la siguiente ecuación:

Donde:

• Trm es la temperatura radiante media (°C). 
• Tg es la temperatura de globo (°C).
• Va es la velocidad del aire (m/s).
• Ts es la temperatura de termómetro seco (Cº).

El modelo de balance térmico presenta ciertas limitaciones en su aplicación y la normativa ISO 7730, centrada en la "Ergonomía del Ambiente Térmico", establece recomendaciones específicas para garantizar la validez de este modelo.

Se aconseja su aplicación en casos donde las variables involucradas se encuentren dentro de los siguientes parámetros:

• Tasa metabólica entre 46 y 232 W/ m² (0.8 y 4 met).
•  Aislamiento de ropa entre 0 y 0.31 m²k/w (0 y 2 clo). 
• Temperatura del aire entre 10 y 30 °C.
• Temperatura radiante media entre 10 y 40 °C.
• Velocidad del aire entre 0 y 1 m/s.
• Presión del vapor de agua entre0 y 2700 Pa.

Estos parámetros delimitan las condiciones en las cuales se considera apropiado aplicar el modelo de balance térmico, asegurando resultados más precisos y relevantes.

Cada nivel representa una percepción específica del confort térmico, permitiendo una evaluación cuantitativa y cualitativa de las condiciones ambientales. La escala de PMV se distribuye en 7 niveles, comprendidos de la siguiente manera:

Al ser basada en valores iterativos se recomienda el uso de softwares especializados para la resolución de esta ecuación. Además, como método normalizado, la ISO 7730 proporciona tablas detalladas que pueden ser utilizadas como referencia. 

Estas tablas sirven como guía para obtener datos iniciales y establecer las condiciones necesarias para el análisis del confort térmico. Asimismo, las tablas normalizadas dentro de ASHRAE 55 ofrecen parámetros calculados bajo condiciones específicas.

Este cálculo, derivado del PMV, proporciona una comprensión más profunda de la distribución de la insatisfacción térmica en un grupo analizado. Al obtener valores de PPD, se puede evaluar de manera cuantitativa el impacto del entorno térmico en la percepción subjetiva de confort, permitiendo ajustes y mejoras para lograr condiciones ideales para la mayoría.

Cuando los valores del PMV oscilan entre -0.5 y 0.5, se considera que la mayoría se siente cómoda térmicamente y cualquier desviación indica condiciones subóptimas, requiriendo ajustes.

Si el PMV se encuentra dentro de los valores -0.5 y 0.5, se considera que la mayoría del grupo de estudio experimenta un confort térmico satisfactorio. De obtener otro resultado se puede decir que no es una condición adecuada y se requiere realizar adecuaciones con la finalidad de mejorar la sensación térmica.

Por lo tanto, al obtener los valores de -0.5 y 0.5 en el PMV se obtendrán valores del 10% que nos indican que las personas disconformes representan un 10% de nuestro grupo de análisis, concluyendo que nos encontramos dentro de un valor aceptable.

Para un caso de análisis el mejor valor del PPD que se puede obtener corresponde a un 5%, lo que represente un valor de 0 en el PMV, con esto podemos decir que la ecuación contempla que por lo menos un 5% de nuestro grupo de análisis tendrá una situación de no confort.

Estos resultados y su interpretación son esenciales para tomar decisiones informadas y realizar ajustes que mejoren la calidad del entorno térmico para la mayoría de los individuos.