Can perceptual indices estimate physiological strain across a range of environments and metabolic workloads when wearing explosive ordnance disposal and chemical protective clothing?

Objective Explosive ordnance disposal (EOD) often requires technicians to wear multiple protective garments in challenging environmental conditions. The accumulative effect of increased metabolic cost coupled with decreased heat dissipation associated with these garments predisposes technicians to high levels of physiological strain. It has been proposed that a perceptual strain index (PeSI) using subjective ratings of thermal sensation and perceived exertion as surrogate measures of core body temperature and heart rate, may provide an accurate estimation of physiological strain. Therefore, this study aimed to determine if the PeSI could estimate the physiological strain index (PSI) across a range of metabolic workloads and environments while wearing heavy EOD and chemical protective clothing. Methods Eleven healthy males wore an EOD and chemical protective ensemble while walking on a treadmill at 2.5, 4 and 5.5 km·h− 1 at 1% grade in environmental conditions equivalent to wet bulb globe temperature (WBGT) 21, 30 and 37 °C. WBGT conditions were randomly presented and a maximum of three randomised treadmill walking trials were completed in a single testing day. Trials were ceased at a maximum of 60-min or until the attainment of termination criteria. A Pearson's correlation coefficient, mixed linear model, absolute agreement and receiver operating characteristic (ROC) curves were used to determine the relationship between the PeSI and PSI. Results A significant moderate relationship between the PeSI and the PSI was observed [r = 0.77; p < 0.001; mean difference = 0.8 ± 1.1 a.u. (modified 95% limits of agreement − 1.3 to 3.0)]. The ROC curves indicated that the PeSI had a good predictive power when used with two, single-threshold cut-offs to differentiate between low and high levels of physiological strain (area under curve: PSI three cut-off = 0.936 and seven cut-off = 0.841). Conclusions These findings support the use of the PeSI for monitoring physiological strain while wearing EOD and chemical protective clothing. However, future research is needed to confirm the validity of the PeSI for active EOD technicians operating in the field.

Low-frequency electrical stimulation combined with a cooling vest improves recovery of elite kayakers following a simulated 1000-m race in a hot environment

This study compared the effects of a low-frequency electrical stimulation (LFES; Veinoplus® Sport, Ad Rem Technology, Paris, France), a low-frequency electrical stimulation combined with a cooling vest (LFESCR) and an active recovery combined with a cooling vest (ACTCR) as recovery strategies on performance (racing time and pacing strategies), physiologic and perceptual responses between two sprint kayak simulated races, in a hot environment (∼32 wet-bulb-globe temperature). Eight elite male kayakers performed two successive 1000-m kayak time trials (TT1 and TT2), separated by a short-term recovery period, including a 30-min of the respective recovery intervention protocol, in a randomized crossover design. Racing time, power output, and stroke rate were recorded for each time trial. Blood lactate concentration, pH, core, skin and body temperatures were measured before and after both TT1 and TT2 and at mid- and post-recovery intervention. Perceptual ratings of thermal sensation were also collected. LFESCR was associated with a very likely effect in performance restoration compared with ACTCR (99/0/1%) and LFES conditions (98/0/2%). LFESCR induced a significant decrease in body temperature and thermal sensation at post-recovery intervention, which is not observed in ACTCR condition. In conclusion, the combination of LFES and wearing a cooling vest (LFESCR) improves performance restoration between two 1000-m kayak time trials achieved by elite athletes, in the heat.

The effect of high versus low intensity heat acclimation on performance and neuromuscular responses

This study examined the effect of exercise intensity and duration during 5-day heat acclimation (HA) on cycling performance and neuromuscular responses. 20 recreationally trained males completed a ‘baseline’ trial followed by 5 consecutive days HA, and a ‘post-acclimation’ trial. Baseline and post-acclimation trials consisted of maximal voluntary contractions (MVC), a single and repeated countermovement jump protocol, 20 km cycling time trial(TT) and 5x6 s maximal sprints (SPR). Cycling trials were undertaken in 33.0 ± 0.8 °C and 60 ± 3% relative humidity.Core(Tcore), and skin temperatures (Tskin), heart rate (HR), rating of perceived exertion (RPE) and thermal sensation were recorded throughout cycling trials. Participants were assigned to either 30 min high-intensity (30HI) or 90 min low-intensity (90LI) cohorts for HA, conducted in environmental conditions of 32.0 ± 1.6 °C. Percentage change time to complete the 20 km TT for the 90LI cohort was significantly improved post-acclimation(-5.9 ± 7.0%; P=0.04) compared to the 30HI cohort (-0.18 ± 3.9%; P<0.05). The 30HI cohort showed greatest improvements in power output (PO) during post-acclimation SPR1 and 2 compared to 90LI (546 ± 128 W and 517 ± 87 W,respectively; P<0.02). No differences were evident for MVC within 30HI cohort, however, a reduced performance indicated by % change within the 90LI (P=0.04). Compared to baseline, mean Tcore was reduced post-acclimation within the 30HI cohort (P=0.05) while mean Tcore and HR were significantly reduced within the 90LI cohort (P=0.01 and 0.04, respectively). Greater physiological adaptations and performance improvements were noted within the 90LI cohort compared to the 30HI. However, 30HI did provide some benefit to anaerobic performance including sprint PO and MVC. These findings suggest specifying training duration and intensity during heat acclimation may be useful for specific post-acclimation performance.

Human odontoblasts express functional thermo-sensitive TRP channels: implications for dentin sensitivity

Odontoblasts form the outermost cellular layer of the dental pulp where they have been proposed to act as sensory receptor cells. Despite this suggestion, evidence supporting their direct role in mediating thermo-sensation and nociception is lacking. Transient receptor potential (TRP) ion channels directly mediate nociceptive functions, but their functional expression in human odontoblasts has yet to be elucidated. In the present study, we have examined the molecular and functional expression of thermo-sensitive TRP channels in cultured odontoblast-like cells and in native human odontoblasts obtained from healthy wisdom teeth. PCR and western blotting confirmed gene and protein expression of TRPV1, TRPA1 and TRPM8 channels. Immunohistochemistry revealed that these channels were localised to odontoblast-like cells as determined by double staining with dentin sialoprotein (DSP) antibody. In functional assays, agonists of TRPV1, TRPA1 and TRPM8 channels elicited [Ca2+]i transients that could be blocked by relevant antagonists. Application of hot and cold stimuli to the cells also evoked rises in [Ca2+]i which could be blocked by TRP-channel antagonists. Using a gene silencing approached we further confirmed a role for TRPA1 in mediating noxious cold responses in odontoblasts. We conclude that human odontoblasts express functional TRP channels that may play a crucial role in mediating thermal sensation in teeth. Cultured and native human odontoblasts express functional TRP channels that may play a crucial role in mediating thermal sensation in teeth.

Contribuição para o ensino nas ciências, usando a temática conforto térmico

O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores. O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores.O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores.No geral, os alunos com a professora investigadora puderam afirmar que a avaliação de conhecimentos adquiridos pelos alunos, na sala de aula, é condicionada pela sensação térmica sentida para ambientes considerados de “frios” e ambientes considerados de “quentes”. Concluiu-se, que o processo de aprendizagem é afetado pelas condições termohigrométricas do ambiente que rodeiam os alunos. É importante salientar, que a análise de resultados mostrou que quando os valores da sensação térmica sentida pelos alunos é inferior a -0,5, ou superior a +0,5 da escala térmica de cores, os resultados obtidos da avaliação de conhecimentos tendem a ser negativos e quando a sensação térmica sentida pelos alunos se localiza na zona de conforto térmico, ou seja, entre os valores de -0,5 e +0,5, os resultados são, no geral, positivos, o que confirma que os resultados das avaliações de conhecimentos, para os alunos, depende do ambiente térmico. Foi possível ainda constatar que quando a sensação térmica sentida pelos alunos regista valores baixos com tendência a “frio” (-2) ou altos com tendência a “quente” (+2) os resultados obtidos pelos alunos são, no geral, bastante negativos. O grau de insatisfação previsto para cada ambiente térmico quando se usou o índice EsConTer, mostrou concordância de interpretação em face da sensação térmica sentida pelos alunos e registada na escala de sensação térmica de cores. Pensamos ter evidências suficientes para afirmar que a abordagem didática utilizada, considerada de inovadora, durante a realização do trabalho, na disciplina de Ciências Físico-Químicas promoveu nos alunos o gosto pela disciplina e que os resultados obtidos indicam que: os alunos sentiram interesse e motivação pela disciplina, conseguiram compreender a sua importância para o seu futuro e para o seu dia-a-dia, pois conseguiram ver a aplicação dos diversos conteúdos abordados na disciplina em diversas situações do seu quotidiano; a verdadeiros “investigadores”, suscitando assim um maior envolvimento e motivação nos alunos; a utilização de questões problema para a introdução dos conteúdos foi uma estratégia que os alunos consideraram uma mais-valia, uma vez que associados a essas questões existiram discussões e debates que promoveram a participação de todos os alunos, tornando as aulas mais interativas e mais motivantes. Importa salientar que ao longo dos diversos debates surgiram, ainda, mais questões que foram muito úteis, pois os alunos aquando da realização das atividades práticas tentaram sempre ir em busca das respostas às suas inquietações e ajudaram a que a professora investigadora implementasse, ainda mais, atividades para que os alunos conseguissem por eles próprios encontrar as respostas e percebessem o que estavam a trabalhar; as aulas foram importantes para a aprendizagem dos conteúdos da disciplina e contribuíram para desmitificar a ideia de que a disciplina de Física e Química é “difícil”, pois os alunos perceberam que os conteúdos abordados podem de uma forma simples e eficaz serem aplicados a situações do seu dia-a-dia. Assim, considerando os pressupostos anteriores, podemos afirmar que as estratégias implementadas foram, de uma forma geral, promotoras de motivação, de participação dos alunos nas aulas e nas suas aprendizagens. Estamos convictos de que toda a metodologia adotada é uma forte contribuição para o Ensino nas Ciências, nomeadamente, na Física e Química, usando uma temática Conforto Térmico e que o método usado é uma ferramenta importante e inovadora para avaliar como situações de desconforto térmico podem condicionar o processo de aprendizagem dos alunos. Pensamos que este trabalho é bastante interessante para os profissionais de ensino, nomeadamente para os professores de Física e Química e de Geografia, uma vez que mostra como a partir de dados como a temperatura do ar e da humidade relativa do ar se podem fazer fascinantes estudos e envolver ativamente os alunos. Nos trabalhos desenvolvidos houve sempre o cuidado de criar metodologias dinâmicas e motivadoras, aliadas sempre à perspetiva CTSA, com vista ao melhoramento das aulas e, também, deixar uma contribuição para os colegas, profissionais de ensino, que eventualmente analisarem este documento. A metodologia adoptada permitiu encontrar respostas às questões formuladas. Por último, podemos afirmar que numa problemática energética que afeta a humanidade, os políticos através de alguns indicadores apresentados neste estudo, poderão considerar que os resultados obtidos pelos alunos são influenciados pelo ambiente térmico de cada sala de aula e que a solução de melhorar resultados é, também, criar condições de conforto térmico nas salas de aula das escolas. Partilhamos da opinião que os resultados nacionais obtidos pelos alunos por si só são redutores em análise comparativa de melhor ou pior escola em termos de ranking. Consideramos que uma escola confortável gera condições de bem-estar que condiciona o processo de aprendizagem ao longo do ano.

Análise bioclimática e investigação do conforto térmico em ambientes externos: uma experiência no bairro de Petrópolis em Natal/RN

This study was intended to investigate how the urban form has been influencing the changes in the climate of the city and make a correlation between the climate and the thermal sensation of the users of open spaces. The research was developed in the district of Petrópolis in Natal/ RN whose occupation has been almost consolidated. Among other reasons, this district was selected because it was planned considering the environmental aspects of comfort. The methodologies used are based on KATZSCHNER (1997) and OLIVEIRA (1988) studies, which suggest the drawing and analysis of maps of the area under study, including topography, height of the buildings, land use, green areas, and types of soil pavement, as well as measurement of the environmental variables: air temperature, relative humidity, direction and wind speed for a comparative study. As part of this, study local users of the district were interviewed about their thermal sensations in open spaces. For the statistical analysis, data was collected at 10 distinct points characterized by BUSTOS ROMERO (2002), being 8 within the district and 2 at different places (outside the district), at climatologic stations, in 3 periods (August/2000, January/2002 and June/2002), for 4 consecutive days for each measurement (from Sunday to Wednesday) at the time of lower and higher temperatures in the city, 6:00 am and 1:00 pm, respectively. At the same time interviews were carried out with users of the open spaces in the area, totaling 171 valid formularies. The urban form showed a rather leveled topography, great diversity of land use and height of the buildings, with the existence of an area mostly occupied with high buildings, very little green area and soil practically impermeable. The statistical analysis showed high temperature and humidity levels. The wind direction is predominantly Southeast with extremely variable speeds. When the data from this district is compared with the data from other areas in the city and its outskirt, it was observed that this district is hotter and less ventilated than the others; besides, most users said that they felt uncomfortable in the local environmental conditions. The results of the analysis generated a zoning for the district with recommendations for soil occupation. The profile of the user was defined regarding the thermal comfort, as well as some discussion about the comfort parameters, including the proposal of limiting areas of temperature and humidity for the thermal comfort in the open spaces

Open urban spaces quality: A study in a historical square in Bath - UK

The quality of open urban spaces is very important for urban vitality. Nowadays urban designers have to face the great challenge of designing urban spaces able to respond to people's need for liveable spaces. The success of these spaces depends on various aspects and the microclimatic condition has been recognized as one of the most influential. However, studies on thermal comfort in open space have shown that the user's thermal sensation does not depend only on microclimate parameters but also on other local qualitative aspects. Thus, environmental quality evaluation of successful public spaces can contribute to understand this issue. This paper focuses on a case study regarding Queen Square's environmental quality, a public space of historical importance in Bath-UK. The first stage of the research, a study on local characteristics and people observations, allowed a preliminary evaluation of the space performance, their social aspects, while it characterized and quantified the hourly variation of the space use in different days and seasons. In the second stage, short microclimatic surveys were carried out simultaneously with a perception survey through a questionnaire. The results show the strong vitality of the square and socioenvironmental significance, not only for its location in the urban context, but also for its historical value. The environmental quality of the square contributes to the users' sensation of comfort even in adverse climatic conditions. This research is part of a project that aims to investigate the impact of the environmental stimuli in the use of open spaces and intend to develop design strategies that aim to maximise the use of open spaces in different weather conditions.

Ergonomia de quadras urbanas: condição térmica do pedestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comportamento do pedestre e ambiente térmico urbano

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Percepção térmica de idosos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

El microclima urbano en los espacios abiertos : estudio de casos en Madrid

El microclima urbano juega un rol importante en el consumo energético de los edificios y en las sensaciones de confort en los espacios exteriores. La urgente necesidad de aumentar la eficiencia energética, reducir las emisiones de los contaminantes y paliar la evidente falta de sostenibilidad que afecta a las ciudades, ha puesto la atención en el urbanismo bioclimático como referente para una propuesta de cambio en la forma de diseñar y vivir la ciudad. Hasta ahora las investigaciones en temas de microclima y eficiencia energética se han concentrado principalmente en como orientar el diseño de nuevos desarrollo. Sin embargo los principales problemas de la insostenibilidad de las actuales conurbaciones son el resultado del modelo de crecimiento especulativo y altamente agotador de recursos que han caracterizado el boom inmobiliario de las últimas décadas. Vemos entonces, tanto en España como en el resto de los Países Europeos, la necesidad de reorientar el sector de la construcción hacía la rehabilitación del espacio construido, como una alternativa capaz de dar una solución más sostenible para el mercado inmobiliario. En este propósito de mejorar la calidad de las ciudades actuales, el espacio público juega un papel fundamental, sobre todo como lugar para el encuentro y la socialización entre los ciudadanos. La sensación térmica condiciona la percepción de un ambiente, así que el microclima puede ser determinante para el éxito o el fracaso de un espacio urbano. Se plantea entonces cómo principal objetivo de la investigación, la definición de estrategias para el diseño bioclimático de los entornos urbanos construidos, fundamentados en las componentes morfotipológica, climática y de los requerimientos de confort para los ciudadanos. Como ulterior elemento de novedad se decide estudiar la rehabilitación de los barrios de construcción de mediado del siglo XX, que en muchos casos constituyen bolsas de degrado en la extendida periferia de las ciudades modernas. La metodología empleada para la investigación se basa en la evaluación de las condiciones climáticas y de confort térmico de diferentes escenarios de proyecto, aplicados a tres casos de estudio situados en un barrio periurbano de la ciudad de Madrid. Para la determinación de los parámetros climáticos se han empleado valores obtenidos con un proceso de simulación computarizada, basados en los principios de fluidodinámica, termodinámica y del intercambio radioactivo en el espacio construido. A través de uso de programas de simulación podemos hacer una previsión de las condiciones microclimáticas de las situaciones actuales y de los efectos de la aplicación de medidas. La gran ventaja en el uso de sistemas de cálculo es que se pueden evaluar diferentes escenarios de proyecto y elegir entre ellos el que asegura mejores prestaciones ambientales. Los resultados obtenidos en los diferentes escenarios han sido comparados con los valores de confort del estado actual, utilizando como indicador de la sensación térmica el índice UTCI. El análisis comparativo ha permitido la realización de una tabla de resumen donde se muestra la evaluación de las diferentes soluciones de rehabilitación. Se ha podido así demostrar que no existe una solución constructiva eficaz para todas las aplicaciones, sino que cada situación debe ser estudiada individualmente, aplicando caso por caso las medidas más oportunas. Si bien los sistemas de simulación computarizada pueden suponer un importante apoyo para la fase de diseño, es responsabilidad del proyectista emplear las herramientas más adecuadas en cada fase y elegir las soluciones más oportunas para cumplir con los objetivos del proyecto. The urban microclimate plays an important role on buildings energy consumption and comfort sensation in exterior spaces. Nowadays, cities need to increase energy efficiency, reduce the pollutants emissions and mitigate the evident lack of sustainability. In reason of this, attention has focused on the bioclimatic urbanism as a reference of change proposal of the way to design and live the city. Hitherto, the researches on microclimate and energy efficiency have mainly concentrated on guiding the design of new constructions. However the main problems of unsustainability of existing conurbations are the result of the growth model highly speculative and responsible of resources depletion that have characterized the real estate boom of recent decades. In Spain and other European countries, become define the need to redirect the construction sector towards urban refurbishment. This alternative is a more sustainable development model and is able to provide a solution for the real estate sector. In order to improve the quality of today's cities, the public space plays a key role, especially in order to provide to citizens places for meeting and socializing. The thermal sensation affects the environment perception, so microclimate conditions can be decisive for the success or failure of urban space. For this reasons, the main objective of this work is focused on the definition of bioclimatic strategies for existing urban spaces, based on the morpho-typological components, climate and comfort requirements for citizens. As novelty element, the regeneration of neighborhoods built in middle of the twentieth century has been studied, because are the major extended in periphery of modern cities and, in many cases, they represent deprived areas. The research methodology is based on the evaluation of climatic conditions and thermal comfort of different project scenarios, applied to three case studies located in a suburban neighborhood of Madrid. The climatic parameters have been obtained by computer simulation process, based on fluid dynamics, thermodynamics and radioactive exchange in urban environment using numerical approach. The great advantage in the use of computing systems is the capacity for evaluate different project scenarios. The results in the different scenarios were compared with the comfort value obtained in the current state, using the UTCI index as indicator of thermal sensation. Finally, an abacus of the thermal comfort improvement obtained by different countermeasures has been performed. One of the major achievement of doctoral work is the demonstration of there are not any design solution suitable for different cases. Each situation should be analyzed and specific design measures should be proposed. Computer simulation systems can be a significant support and help the designer in the decision making phase. However, the election of the most suitable tools and the appropriate solutions for each case is designer responsibility.

Temperaturas de confort e implicaciones energéticas en viviendas climatizadas mecánicamente. Estudio en clima cálido y húmedo

Este trabajo presenta un estudio de campo sobre confort térmico basado en la concepción adaptativa, para la determinación de las temperaturas y rangos de confort térmico de sujetos habituados a espacios enfriados mecánicamente en viviendas con aire acondicionado (AA) en el clima cálido y húmedo de la ciudad de Maracaibo (Venezuela) y las consecuentes implicaciones energéticas que tiene la satisfacción de esa demanda de confortabilidad en el sector residencial de la ciudad. Para la estimación de la temperatura de confort (Tc) y el rango de temperaturas de confort se aplican diferentes metodologías de análisis estadístico, las cuales son comparadas con las respectivas calculadas con el índice PMV; se analizan también otros aspectos asociados a la confortabilidad térmica, tales como las respuestas en las diferentes escalas de valoración de la confortabilidad, las preferencias, experiencias y expectativas térmicas de los sujetos. Las implicaciones energéticas se determinan en base al consumo de la energía eléctrica residencial debido exclusivamente a la variación de la Tc, entre la obtenida inicialmente en espacios naturalmente ventilados (NV) en Maracaibo (Bravo y Gonzalez 2001a) y la determinada ahora en espacios con AA. Para ello, se utiliza una metodología que es el resultado de la modificación parcial de la propuesta por Yamtraipat et al (2006). Entre los resultados y conclusiones derivadas de este estudio se encuentra que el 57 % de las personas prefieren las mismas condiciones confortables experimentadas en los ambientes con AA y solamente un 30 % prefieren experimentar ambientes ligeramente fríos y ligeramente calientes. Mientras tanto, las estimaciones de la Tc, y el respectivo rango, varían de acuerdo a la metodología empleada. Con la convencional metodología adaptativa, la Tc se estima en 25 °C en un amplio rango de 6 °C, entre 22 °C y 28 °C; mientras que con la metodología denominada “método de los promedios de los intervalos de las sensaciones térmicas” (Gómez-Azpeitia et al, 2007), la misma Tc se estima en 24 °C, en un rango estrecho de 22,5 °C a 25,5 °C y en un rango ampliado de 21 °C a 27 °C (amplitud 6 °C), donde se encuentran las tres cuartas partes de las personas del estudio. Ambas Tc son muy próximas a la temperatura operativa optima de 24,5 °C (rango de 23 °C a 26 °C) establecida por las normas internacionales ISO 7730:1994 y ASHRAE 55:1992 para el verano en climas templados. Sin embargo, la Tc estimada con los valores de PMV resulta ser superior en 1 °C y 2 °C a la Tc estimada con la metodología adaptativa (25 °C) y con el metodo de los promedios de los intervalos (24 °C), respectivamente. Con la metodología aplicada y la muestra del estudio se estima que de haberse registrado una Tbsint igual o próxima a 28 C (equivalente a la Tc en espacios NV en Maracaibo) en todos los espacios medidos (con Tbsint entre 19 C y 29 C), el ahorro total de la energía anual seria de 1.648,1 GWh en un ano respecto al consumo de AA en el año 2007 (2.522,3 GWh en un ano), mientras que el ahorro de energía asumiendo Tbsint de 24 C y de 25 C, resultan en 651,9 GWh en un ano y 425,7 GWh en un ano, respectivamente. Esto significa respectivos consumos adiciones de energía eléctrica equivalentes al 60,4 % y 74,2 %. Finalmente, los hábitos o conductas adoptadas por las personas de este estudio, sumado a las predominantes manifestaciones de confortabilidad en ambientes enfriados mecánicamente, redundan en mayores adaptaciones a condiciones de frio y exigencias de temperaturas de confort más bajas, con su consecuente consumo energético para proveerlas. ABSTRACT This investigation presents a study on thermal comfort following the adaptive approach for the determination of the thermal comfort temperatures and ranges of subjects accustomed to mechanically refrigerated spaces in dwellings with air conditioning (AA) systems in the hot and humid weather of the city of Maracaibo (Venezuela) and the ensuing energy use implications it has on the satisfaction of such demand of comfortability in the residential sector of the city. For the estimation of the comfort temperature (Tc) and the range of comfort temperatures different statistical analysis methodologies were used, which are then compared to the respective values calculated with the PMV index, also discusses other aspects related with thermal comfortability were analyzed, such as the responses on the different scales of perception of thermal comfortability, preferences, experiences and expectations of the analyzed subjects. The energetic implications are determined through the residential energy consumption related exclusively with the variation of the Tc between the originally calculated for naturally ventilated (NV) spaces in Maracaibo (Bravo y Gonzalez 2001a) and the one calculated on the present study with AA. For this, a new methodology was developed by partially modifying the Yamtraipat et al (2006) proposal. Among the results and conclusions of this study are that 57 % of the studied subjects prefer the same comfortable conditions experienced on AA environments and only a 30 % prefer to experience slightly cooler or warmer environments. Also, estimations of the Tc and its respective range vary according to the used methodology. With the conventional adaptive methodology, the Tc is estimated in 25 °C with a wide range of 6 °C, between 22 °C and 28 °C, while using the “thermal sensation intervals averages method” (Gomez-Azpeitia et al, 2007) the Tc is estimated in 24 °C on a narrow range between 22.5 °C and 25.5 °C and a widened range of 21 °C to 27 °C (6 °C in amplitude), a range where . of the studied subjects are located. Both Tc are very close to the optimum operation temperature of 24.5 °C (with a range between 23 °C and 26 °C) established on the ISO 7730:1994 and ASHRAE 55:1992 international norms for the summer on warm climates. However, the estimated Tc with the PMV indexes results to be 1 °C and 2 °C above the Tc estimated with the adaptive methodology (25 °C) and the thermal sensation intervals averages method (24 °C), respectively. With the applied methodology and this study sample, its estimated that if a Tbsint equal or close to 28 °C (equivalent to the Tc in NV spaces in Maracaibo) was registered in all measured spaces (with Tbsint between 19 °C and 29 °C) the total yearly energy savings would be of 1.648,1 GWh in a year with respect to the AA consumption in the year 2007 (2.522.3 GWh in a year), while the energy savings assuming a Tbinst of 24 °C and 25 °C result in 651.9 GWh and 425.7 Gwh in a year, respectively. This means that the respective additional electrical energy consumption amount to 60.4 % and 74.2 %, respectively. Finally, the habits or behaviors adopted by the subjects analyzed on this study, added to the predominant manifestations of comfortability in mechanically refrigerated environments result in greater adaptations to colder conditions and lower thermal comfort temperature demands, with the consequential increase in power consumption to meet them.

La ciudad y el viento : la morfología urbana y su relación con el uso estancial del espacio público abierto en territorios con vientos fuertes y climas fríos : el caso de la ciudad de Punta Arenas, región de Magallanes, Chile

El presente trabajo ahonda en el conocimiento del viento urbano. La investigación pasa revista a la historia de la relación del viento y la ciudad y revisa tres pares de disciplinas implicadas en comprender mejor dicha relación: la arquitectura y el urbanismo, la meteorología y la climatología y, por último, la ingeniería aeroespacial y la aerodinámica civil. Se estudian el comportamiento y la fluidez del viento al desplazarse por cuerpos romos no fuselados (los edificios y la trama urbana), así como sus efectos dentro de la ciudad. Asimismo, se examinan las metodologías existentes para comprenderlo, medirlo y analizarlo, desde los estudios de proporción y modelamiento en túneles de viento hasta las simulaciones virtuales y las dinámicas de fluidos CFD. Posteriormente se reconoce un caso de estudio que permite analizar el viento como un factor aislado, pero desde los parámetros morfológicos de una ciudad en la que se generan patrones aerodinámicos muy característicos: Punta Arenas, la ciudad más austral del mundo, donde los vientos corren casi siempre desde la misma dirección, el “oeste”, a más de 33,3 m/s, lo que equivale a 120 Km/h. La hipótesis de la investigación es que la morfología del casco histórico de Punta Arenas genera patrones aerodinámicos que condicionan el bienestar en los espacios públicos. El objetivo general de la investigación es estudiar los efectos aerodinámicos presentes en la morfología urbana para mejorar la permanencia en los espacios públicos, proponiendo estrategias para el desarrollo morfológico y volumétrico de los cuerpos edificados. En el desarrollo del caso de estudio se reconocen, al interior del cañón urbano, las temperaturas, los índices de asoleamiento y sus conos de sombra, la dirección del viento y la visualización del vórtice al interior del cañón urbano, para determinar cómo estos factores impactan en el espacio público. Las conclusiones indican que los patrones aerodinámicos presentes en la morfología urbana conducen el viento hacia los espacios públicos que se encuentran o desprotegidos del viento o con excesiva turbulencias, por tanto, los patrones aerodinámicos inciden en el uso estancial de los espacios públicos, generando problemas mecánicos al peatón e incidiendo en la sensación térmica en dichos espacios. Ello permite confirmar que es posible modificar y mejorar el uso de los espacios públicos si somos capaces de modelar la morfología urbana con el fin de reorientar los patrones aerodinámicos que afectan significativamente a dichos espacios. ABSTRACT This work deepens into the knowledge of urban wind. The study reviews the history of the relationship between the wind and the city and reviews three pairs of disciplines involved in understanding better these relationship: Architecture and Urbanism, Meteorology and Climatology and, finally, Aerospace and Civil Aerodynamics. The behavior and flow of wind through blunt bodies not fairings (the buildings and the urban fabric) and its effects within the city are studied. Also, existing methodologies to understand, measure and analyze the wind are examined, from the studios of proportion and modeling in wind tunnels to virtual simulations and fluid dynamics CFD. Subsequently, a case study to analyze the wind as an isolated factor is recognized, but from the morphological parameters of a city where very characteristic aerodynamic patterns are generated: Punta Arenas, the southernmost city in the world, where the winds run almost always from the same direction, the "West", at more than 33.3 m/s, which is equivalent to 120 km/h. The research hypothesis is that the morphology of the historic center of Punta Arenas generates aerodynamic patterns that determine the well-being in public spaces. The overall objective of the research is to study the aerodynamic effects present in the urban morphology to improve retention in public spaces, proposing strategies for morphological and volumetric development of the built bodies. In developing the case study are recognized, within the urban canyon, temperatures, rates of sunlight and shadow cones, wind direction and visualization of the vortex into the urban canyon, to determine how these factors impact in public space. The findings indicate that the aerodynamic patterns in urban morphology lead wind to public spaces that are unprotected or find themselves in a condition of excessive wind or turbulence; therefore, aerodynamic patterns affect the use of public spaces, generating mechanical problems for pedestrians and affecting the thermal sensation in such spaces. This confirms that it is possible to modify and improve the use of public spaces if we are able to model the urban morphology in order to reorient the aerodynamic patterns that significantly affect those spaces.

Ice Slurry Ingestion Does Not Enhance Self-paced Intermittent Exercise in the Heat

This study aimed to determine if ice slurry ingestion improved self-paced intermittent exercise in the heat. After a familiarisation session, 12 moderately trained males (30.4 ± 3.4 year, 1.8 ± 0.1 cm, 73.5 ± 14.3 kg, inline imageO2max 58.5 ± 8.1 mL/kg/min) completed two separate 31 min self-paced intermittent protocols on a non-motorised treadmill in 30.9 ± 0.9 °C, 41.1 ± 4.0% RH. Thirty minutes prior to exercise, participants consumed either 7.5 g/kg ice slurry (0.1 ± 0.1 °C) (ICE) or 7.5 g/kg water (23.4 ± 0.9 °C) (CONTROL). Despite reductions in Tc (ΔTc: −0.51 ± 0.3 °C, P < 0.05) and thermal sensation prior to exercise, ICE did not enhance self-paced intermittent exercise compared to CONTROL. The average speed during the walk (CONTROL: 5.90 ± 1.0 km, ICE: 5.90 ± 1.0 km), jog (CONTROL: 8.89 ± 1.7 km, ICE: 9.11 ± 1.5 km), run (CONTROL: 12.15 ± 1.7 km, ICE: 12.54 ± 1.5 km) and sprint (CONTROL: 17.32 ± 1.3 km, ICE: 17.18 ± 1.4 km) was similar between conditions (P > 0.05). Mean Tsk, Tb, blood lactate, heart rate and RPE were similar between conditions (P > 0.05). The findings suggest that lowering Tc prior to self-paced intermittent exercise does not translate into an improved performance.

Análise bioclimática e investigação do conforto térmico em ambientes externos: uma experiência no bairro de Petrópolis em Natal/RN

This study was intended to investigate how the urban form has been influencing the changes in the climate of the city and make a correlation between the climate and the thermal sensation of the users of open spaces. The research was developed in the district of Petrópolis in Natal/ RN whose occupation has been almost consolidated. Among other reasons, this district was selected because it was planned considering the environmental aspects of comfort. The methodologies used are based on KATZSCHNER (1997) and OLIVEIRA (1988) studies, which suggest the drawing and analysis of maps of the area under study, including topography, height of the buildings, land use, green areas, and types of soil pavement, as well as measurement of the environmental variables: air temperature, relative humidity, direction and wind speed for a comparative study. As part of this, study local users of the district were interviewed about their thermal sensations in open spaces. For the statistical analysis, data was collected at 10 distinct points characterized by BUSTOS ROMERO (2002), being 8 within the district and 2 at different places (outside the district), at climatologic stations, in 3 periods (August/2000, January/2002 and June/2002), for 4 consecutive days for each measurement (from Sunday to Wednesday) at the time of lower and higher temperatures in the city, 6:00 am and 1:00 pm, respectively. At the same time interviews were carried out with users of the open spaces in the area, totaling 171 valid formularies. The urban form showed a rather leveled topography, great diversity of land use and height of the buildings, with the existence of an area mostly occupied with high buildings, very little green area and soil practically impermeable. The statistical analysis showed high temperature and humidity levels. The wind direction is predominantly Southeast with extremely variable speeds. When the data from this district is compared with the data from other areas in the city and its outskirt, it was observed that this district is hotter and less ventilated than the others; besides, most users said that they felt uncomfortable in the local environmental conditions. The results of the analysis generated a zoning for the district with recommendations for soil occupation. The profile of the user was defined regarding the thermal comfort, as well as some discussion about the comfort parameters, including the proposal of limiting areas of temperature and humidity for the thermal comfort in the open spaces