GENERAL ROCA: Arquitectura sustentable o Arquitectura responsable?

La arquitectura sustentable, también denominada arquitectura sostenible, arquitectura verde, eco-arquitectura y arquitectura ambientalmente consciente, es un modo de concebir el diseño arquitectónico de manera sostenible, buscando aprovechar los recursos naturales de tal modo que minimicen el impacto ambiental de los edificios sobre el medio ambiente y sus habitantes.

Los principios de la arquitectura sostenible incluyen:

• la consideración de las condiciones climáticas, la hidrografía y los ecosistemas del entorno en que se construyen los edicios, para obtener el máximo rendimiento con el menor impacto.
• la eficacia y moderación en el uso de materiales de construcción, primando los de bajo contenido energético frente a los de alto contenido energético
• la reducción del consumo de energía para calefacción, refrigeración, iluminación y otros equipamientos, cubriendo el resto de la demanda con fuentes de energía renovables
• la minimización del balance energético global de la educación, abarcando las fases de diseño, construcción,
  utilización y nal de su vida útil.
• el cumplimiento de los requisitos de confort higrotérmico, salubridad, iluminación y habitabilidad de las edicaciones.

Energía y arquitectura

La eciencia energética es una de las principales metas de la arquitectura sustentable, aunque no la única. Los
arquitectos utilizan diversas técnicas para reducir las necesidades energéticas de edicios mediante el ahorro
de energía y para aumentar su capacidad de capturar la energía del sol o de generar su propia energía.

Entre estas estrategias de diseño sustentable se encuentran la calefacción solar activa y pasiva, el calentamiento solar de agua activo o pasivo, la generación eléctrica solar, la acumulación freática o la calefacción geotérmica, y más recientemente la incorporación en los edicios de generadores eólicos.

La casa pasiva estándar combina una variedad de técnicas y tecnologías para alcanzar un uso ultra-bajo de la energía.

Calefacción eciente

Los sistemas de climatización (ya sea calefacción, refrigeración o ambas) son un foco primario para la arquitectura sustentable porque son típicamente los que más energía consumen en los edicios.

En un edificio solar pasivo el diseño permite que éstos aprovechen la energía del sol ecientemente sin el uso de ciertos mecanismos especiales, como por ejemplo: células fotovoltaicas, paneles solares, colectores solares (calentamiento de agua, calefacción, refrigeración, piscinas), valorando el diseño de las ventanas.

Estos mecanismos especiales se encuadran dentro de los denominados sistemas solares activos.

Los edicios concebidos mediante el diseño solar pasivo incorporan la inercia térmica mediante el uso de materiales de construcción que permitan la acumulación del calor en su masa térmica como el hormigón, la mampostería de ladrillos comunes, la piedra, el adobe, la tapia, el suelo cemento, el agua, entre otros (caso muro Trombe).

Además es necesario utilizar aislamiento térmico para conservar el calor acumulado durante un día soleado, para minimizar la pérdida de calor se busca que los edicios sean compactos y se logra mediante una supercie de muros, techos y ventanas bajas respecto del volumen que contienen.

Esto signica que los diseños muy abiertos de múltiples alas o con forma de espina deben ser evitados preriendo estructuras más compactas y centralizadas. Los edicios de alta compacidad tradicionales en los climas muy fríos son un buen modelo histórico para un edicio energéticamente eciente.

Las ventanas se utilizan para maximizar la entrada de la luz y energía del sol al ambiente interior mientras se busca reducir al mínimo la pérdida de calor a través del cristal (un muy mal aislante térmico).

En el hemisferio sur implica generalmente instalar mayor supercie vidriada al norte para captar el sol en invierno y restringir al máximo las supercies vidriadas al sur.

Esta estrategia es adecuada en climas templados a muy fríos. En climas cálidos a tropicales se utilizan otras estrategias. El uso del doble vidriado hermético (DVH) reduce a la mitad las pérdidas de calor aunque su costo es sensiblemente más alto. Es recomendable plantar delante de las ventanas orientadas a los cuadrantes NO-N-NE, árboles de hojas caducas para bloquear el sol excesivo en verano y a su vez permitir el paso de la luz solar en invierno cuando desaparecen sus hojas.

Las plantas perennes se plantan a menudo al sur del edificio para actuar como una barrera contra los fríos vientos del sur.

Enfriamiento eciente

Cuando por condiciones particulares sea imposible el uso del refrescamiento pasivo, como por ejemplo,
edicios en sectores urbanos muy densos en climas con veranos cálidos o con usos que implican una gran
generación de calor en su interior (iluminación articial, equipamiento electromecánico, personas y otros)
será necesario el uso de sistemas de aire acondicionado. Dado que estos sistemas usualmente requieren el
gasto de 4 unidades de energía para extraer 1 del interior del edicio, entonces es necesario utilizar fuertes y
activas estrategias de diseño sustentable. Entre otras:

• adecuada protección solar en todas las supercies vidriadas.
• evitar el uso de vidriados en techos.
• buen aislamiento térmico en muros, techos y vidriados.
• concentrar los espacios de gran emisión de calor (ejemplo: computadoras, cocinas, etc) y darles buena ventilación.
• sectorizar los espacios según usos.
• utilizar sistemas de aire acondicionado con certicación energética a n de conocer cuan ecientes son.
  ventilar los edicios durante la noche.

Con esto se colaborará en reducir el calentamiento global y el agujero de ozono en la atmósfera.

Refrescamiento pasivo

En climas muy cálidos donde es necesario el refrescamiento el diseño solar pasivo también proporciona soluciones ecaces. Los materiales de construcción con gran masa térmica tienen la capacidad de conservar las temperaturas frescas de la noche a través del día. Para esto es necesario espesores en muros o techos que varían entre los 15 a 60 cm y así utilizar a la envolvente del edicio como un sistema de almacenamiento de calor.

Es necesario prever una adecuada ventilación nocturna que barra la mayor supercie interna evitando la acumulación de calor diurno. Puede mejorarse signicativamente la ventilación en el interior de los locales con la instalación de una chimenea solar.

Durante el día la ventilación debe ser mínima. Así al estar más frescos los muros y techos tomarán calor corporal dando sensación de frescura.

En climas muy cálidos los edicios se diseñan para capturar y para encauzar los vientos existentes, particularmente los que provienen de fuentes cercanas de humedad como lagos o bosques. Muchas de estas estrategias valiosas son empleadas de cierta manera por la arquitectura tradicional de regiones cálidas.

Producción de energías alternativas en edicios

Las energías alternativas en la arquitectura implican el uso de dispositivos solares activos, tales como paneles
fotovoltaicos o generadores eólicos que ayudan a proporcionar electricidad sustentable para cualquier uso.

Si los techos tendrán pendientes hay que tratar de ubicarlas hacia el mediodía solar con una pendiente tal que optimice la captación de la energía solar a n que los paneles fotovoltaicos generen con la ecacia máxima.

Para conocer la pendiente óptima del panel fotovoltaico en invierno (cuando el día es más corto y la radiación solar más débil) hay que restar al valor de la latitud del lugar el ángulo de la altura del sol. La altura del astro la obtendremos de una carta solar. Se han construido edicios que incluso se mueven a través del día para seguir al sol.

Los generadores eólicos se están utilizando cada vez más en zonas donde la velocidad del viento es suficiente con tamaños menores a 8 m de diámetro. Los sistemas de calefacción solar activos mediante agua cubren total o parcialmente las necesidades de calefacción a lo largo del año de una manera sustentable.

Los edificios que utilizan una combinación de estos métodos alcanzan la meta más alta que consiste en una demanda de energía cero y en los 80″s se denominaban autosuficientes. Una nueva tendencia consiste en generar energía y venderla a la red para lo cual es necesario contar con legislación especfíca, políticas de promoción de las energías renovables y programas de subsidios estatales.

De esta forma se evitan los costos excesivos que representan los sistemas de acumulación de energía en edificios.
Otras formas de generación de energía basadas en fuentes renovables son la energía solar térmica (para calefacción, agua caliente sanitaria y aire acondicionado), biomasa o incluso la geotérmica. Lo ideal para garantizar el suministro energético durante todo el año, bajo condiciones climáticas y ambientales cambiantes, es combinar las diferentes fuentes.

Reciclado energético

La alternativa más económica para conseguir un edificio energéticamente eficiente es incluyendo desde la fase de proyecto el tema. Pero es posible tomar un edicio existente y mediante una técnica denominada de reciclado energético conocida por su raíz anglosajona como retrot dar al edificio un nuevo ciclo de vida sustentable.

Entre las primeras tareas se encuentra la de realizar una auditoría energética para conocer cuales son las entradas y salidas de energía al edificio como sistema, siempre buscando mantener el confort higrotérmico, la salubridad y la seguridad.

Implantación y emplazamiento

La localización del edicio es un aspecto central en la arquitectura sustentable y a menudo no es tenida muy en cuenta. Aunque muchos arquitectos ecologistas sugieren la localización de la vivienda u ocinas ideal en
medio de la naturaleza o el bosque esto no siempre es lo más aconsejable; ya que resulta perjudicial para el ambiente natural.

Primero tales estructuras sirven a menudo como la última línea de atracción del suburbio de las ciudades y pueden generar una tensión que favorezca su crecimiento. En segundo lugar al estar aisladas aumentan el consumo de energía requerida para el transporte y conducen generalmente a emisiones innecesarias de gases de efecto invernadero. Debe buscarse una localización urbana o suburbana cercana a vías de comunicación buscando mejorar y fortalecer la zona. Esta es la actual tendencia del nuevo movimiento urbanista. Una cuidadosa zonicación mixta entre áreas industriales (limpias), comerciales, residenciales implica mejor accesibilidad para poder viajar a pie, en bicicleta, o usando el transporte público.

Materiales para edicios sustentables

Los materiales adecuados para su uso en edicios sustentables deben poseer características tales como bajo contenido energético, baja emisión de gases de efecto invernadero como CO2 – NOx – SOx – material particulado, ser reciclados, contener el mayor porcentaje de materiales de reutilización, entre otros.

En el caso de maderas evitar las provenientes de bosques nativos y utilizar las maderas de cultivos como el pino, el eucaliptus entre otras especies.

Entre los materiales usados en la construcción que más energía propia poseen se encuentran el aluminio primario (215 MJ/kg), el aluminio comercial con 30% reciclado (160 MJ/kg), el neopreno (120 MJ/kg), las pinturas y barnices sintéticos (100 MJ/kg), el poliestireno sea expandido o extruido (100 MJ/kg) y el cobre primario (90 MJ/kg), junto a los poliuretanos, los polipropilenos y el policloruro de vinilo PVC.

Panel SIP:

Paneles térmico-estructurales. Son paneles de alto rendimiento utilizados en la construcción de pisos, paredes y techos de los edicios residenciales y comerciales. Los paneles están hechos intercalando un núcleo de aislamiento de poliestireno expandido entre dos paramentos estructurales, tales como tableros de bras orientadas (OSB LP 9.5 mm) El uso de estos paneles se caracteriza por la concientización sobre el cuidado del medio ambiente y la solución de problemas que presenta la construcción “tradicional”.

Estamos hablando de estructuras livianas, fáciles de manipular y altamente resistentes a los factores climáticos, incluyendo vientos fuertes y humedad.

Todos los materiales que se utilizan en el proceso de fabricación de los paneles SIP están aprobados y certicados por cada una de las empresas que lo proveen.
Los paneles SIP por su gran capacidad estructural y térmica representan una gran alternativa en calidad y velocidad de construcción que les permite ser utilizados en muros, cubiertas y losas, reduciendo considerablemente los plazos de construcción y generando importantes ahorros de energía por calefacción.

VENTAJAS DE LA CONSTRUCCION CON PANELES SIP

• Eciencia térmica: La principal ventaja de los paneles SIP está dada por su eciencia térmica. Su construcción con aislación incorporada y el tipo de uniones que emplea, disminuye los requerimientos de energía por calefacción y/o refrigeración de la vivienda.
• Capacidad estructural: Los paneles SIP poseen características estructurales y de resistencia a los sismos que permiten construcciones de más de 2 pisos. Los paneles han sido ensayados en laboratorios demostrando ser capaces de soportar altas cargas horizontales y verticales. Por su materialidad, además, permiten adsorber y disipar las energías generadas por las ondas sísmicas proporcionando una gran seguridad en sus viviendas.
• Rapidez de montaje: Los paneles SIP al estar pre-cortados y numerados, permiten agilizar la construcción logrando avances de más de 60 m2 por cuadrilla.
• Clima: Los paneles SIP pueden ser instalados en cualquier época del año y en cualquier clima, no afectando sus cualidades estructurales ni térmicas.
• Control de materiales y residuos: Los paneles SIP al estar pre-cortados permiten un control absoluto de los materiales evitando pérdidas y robos, manteniendo la limpieza del lugar.
• Clasicación al fuego Auto-extinguible, norma ASTM D 4986 – 95 Difícilmente inamable ( Grupo B1 ) norma DIN 4102 / Grupo 94 HF 1 norma UL 94 Under writer Laboratories Inc. (USA).

AISLACION TERMICA

Debido a su núcleo de poliestireno el panel posee excelentes condiciones de aislamiento térmico.

Resistencia térmica de un panel de 112 mm de espesor: Rt = 2,74 m2 °C / W. (Equivalente a la resistencia térmica de un muro de ladrillo de 1,26 metros de espesor). Esta resistencia permite al panel un excelente desempeño en cualquier zona geográca de nuestro país desde el punto de vista de su aislamiento.

Eciencia Energética – Térmica

• Eciencia energética – Reducción del consumo de energía.
• Reducción de la factura energética – 40-70% frente a la construcción tradicional.
• Reducción de las fugas de aire – hasta un 90% en comparación con la construcción tradicional.

Los sistemas de calefacción y refrigeración menos costosos.
En el siguiente esquema es posible comparar los espesores que deben tener distintos tipos demateriales en relación a un panel SIP para lograr el mismo coeciente de transmisión térmica.

Arquitectura y sostenibilidad social

La arquitectura genera un gran impacto social en la población y son necesarios buenos ejemplos en cada
comunidad local para mostrar a la sociedad los caminos a seguir. En cada cultura en el tiempo surgieron
nuevos tipos edicatorios pero sólo algunos se convirtieron en modelos para ser repetidos por la sociedad.

En el campo experimental los primeros desarrollos sistemáticos se aglutinaron en lo que se dio en denominar
“Lista de edicios solares pioneros” que muestra una producción continua por parte del mundo académico desde 1939 cuando se construyera en Míchigan la Casa solar MIT #1 por parte de H.C. Hottel del Masachusset Institute of Technologies – MIT.

Mientras en los Estados Unidos son usuales las casas de construcción liviana (10 a 150 kg/m2), en América del Sur son mayoritariamente de construcción pesada (>150 kg/m2). Los materiales y modos de construcción son diferentes probablemente por la cultura que trajo cada tipo edicatorio.

Dado que los cambios en las costumbres no son sencillos, se requieren de enormes esfuerzos para generar alternativas válidas que sean adoptadas por la sociedad.

Aquí entran conceptos tales como cual es el costo inicial de un edicio, cual es el costo a lo largo de su vida útil(estimada en 30 a 50 años), la Vulnerabilidad de las edicaciones y el análisis de riesgo, ¿puede una familia o una sociedad pagar dichos costos? ¿Puede afrontarse el costo ambiental? Son todas preguntas que cada sociedad local debe responder y la dirigencia debe dar respuestas adecuadas y sustentables.

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Marina Andrés Verdecchia