La arquitectura bioclimática como concepto puede que sea un invento del siglo 20. Si entendemos que la arquitectura bioclimática es esencialmente solar está claro que es mucho más antigua que nuestro mundo moderno.

Bastante conocida es la descripción del gran filósofo Sócrates (470 – 399 a.C., citado por Jenofonte), que dice que:

“… en las casas orientadas al Sur, el sol penetra por el pórtico en invierno, mientras que en verano el arco solar descrito se eleva sobre nuestras cabezas y por encima del tejado, de manera que hay sombra…”

Reconstrucción de una antigua casa griega.

Pero Sócrates solo explicó lo que el dramaturgo Esquilo (523 a 456 a.C. aprox.) acusó medio siglo antes: “Los primitivos y bárbaros no tienen conocimiento de las casas que se orientan hacia el sol, como un enjambre de hormigas que habitan en las cavidades sin sol.” Para él, hace 2500 años atrás, orientar las casas hacia el sur era una señal de modernidad.

Modelo de una casa romana “Domus Italica”

Cuatrocientos años después, cuando Grecia se había convertido en una provincia del Imperio Romano, pero la cultura griega siguió viva e influenciaba cada vez más la civilización romana, el arquitecto, ingeniero y escritor romano Marco Vitruvio Polión (80 – 15 a.C. aprox.) publicó su obra principal “Los Diez Libros de Arquitectura”. El Libro VI está dedicado a las casas particulares y el Capítulo primero expone:

“Los edificios privados estarán correctamente ubicados si se tiene en cuenta, en primer lugar, la latitud y la orientación donde van a levantarse.

Muy distinta es la forma de construir en Egipto, en España, en el Ponto, en Roma e igualmente en regiones o tierras que ofrecen características diferentes, ya que hay zonas donde la tierra se ve muy afectada por el curso del sol; otras están muy alejadas y otras, en fin, guardan una posición intermedia y moderada.

Como la disposición de la bóveda celeste respecto a la tierra se posiciona según la inclinación del zodíaco y el curso del sol, adquiriendo características muy distintas, exactamente de la misma manera se debe orientar la disposición de los edificios, atendiendo a las peculiaridades de cada región y a las diferencias del clima.

Parece conveniente que los edificios sean abovedados en los países del norte, cerrados mejor que descubiertos y siempre orientados hacia las partes más cálidas. Por el contrario, en países meridionales, castigados por un sol abrasador, los edificios deben ser abiertos y orientados hacía el cierzo.

Así, por medio del arte se deben paliar las incomodidades que provoca la misma naturaleza. De igual modo se irán adaptando las construcciones en otras regiones, siempre en relación con sus climas diversos y con su latitud.”

Reconstrucción de una casa típica en los asentamientos y ciudades en las provincias del noroeste del Imperio Romano. Ver de.wikipedia.org Streifenhaus)

Hasta el día de hoy se reconoce las tipologías históricas romanas en la arquitectura existente: el Domus Italica como arquetipo de la casa colonial urbana de Chile y la casa galo-romana que sobrevive en las típicas construcciones de entramado al Norte de los Alpes.

Hay indicios que muchas veces es la falta de leña lo que incentiva el aprovechamiento del sol para la climatización de las casas (sea dicho de paso, también para reemplazar las construcciones de madera por otros materiales). Esto se dice de la antigua Grecia, del Imperio Romano y también del antigua China.

Lejos del mundo occidental, y miles de años antes, los astrónomos chinos observaron el cielo, estudiaron la posición del sol durante el año y aprendieron de optimizar sus edificios respecto el astro. La necesidad de calor en invierno y bien de sombra en verano los llevó a construir casas con una fachada larga orientada hacia el sol pero protegida por un alero, tal como se ve en la reconstrucción de un palacio chino del 2do milenio antes de Cristo.

Reconstrucción de un Palacio Erlitou, Provincia de Henan, China, 1500 a.C. aprox.

La casa que se ve en el primer plano no cuesta mucho imaginárselo en el paisaje del Valle Central.

Tanto para la antigua Grecia como para la antigua China está documentado el urbanismo solar: calles planificadas en orientación oriente-poniente para proveer condiciones óptimas a cada predio.

Volviendo al presente, ante una nueva inminente crisis energética, se podría pensar que “en este momento, la idea de viviendas solares pasivas ha llegado a tomar cierta madurez. Podemos imaginarnos que a mediados de esta década la calefacción solar pasiva será un equipamiento estándar en muchas viviendas nuevas.”

Solo que esta entusiasta frase fue escrita hace más que 30 años. (Fue publicada en el año 1982 por Martin McPhillips en el libro “Passive Solar Homes” y editado en español en 1985 con el título “Viviendas con energía solar pasiva”.)

Fuente: John Perlin “Let It Shine: The 6.000-Year Story of Solar Energy”

Autor: Arq. María Blender

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En el 2013 dirigí un taller para una comunidad mapuche cerca de la ciudad de Temuco, en Chile. El taller requería integrar la visión y deseos de la comunidad en un proyecto de arquitectura. Durante la introducción, indiqué que mi trabajo es mejorar la calidad de vida de las personas, a través de la inclusión de estrategias de eficiencia energética en las edificaciones. Durante el taller, y de manera paralela, algunas personas me preguntaron qué podían hacer en sus viviendas para mejorar la calidad térmica.

Es increíble lo simple que puede parecer la pregunta, pero lo complejo que puede ser la opinión inicial, más aún, una respuesta concreta. En especial, porque quien pregunta no desea una opinión, sino una afirmación de algo que efectivamente se pueda aplicar y tenga un impacto en su vida. Respuestas a inquietudes similares no pueden redundar en aspectos generales como, coloque aislante.

La transformación, desde la perspectiva de eficiencia energética, de una edificación tradicional o antigua depende de varios factores, entre ellos: la dificultad de implementación, nivel de inversión, proyección de costos, usuario final o propietario y tamaño de propiedad. Por lo anterior, antes de hacer cualquier mejora en la edificación, sea residencial o comercial es necesario identificar la mejora a la cual que se desea llegar, simple o compleja.

Una mejora simple, se basa en cambiar a equipos más eficientes como: cortinas, luminarias o unidades de aire acondicionados. Una más compleja, toma en cuenta intervenciones a la edificación con impacto a largo plazo, que permiten la generación de mayores eficiencias y beneficios.

Para propietarios, inversores y ocupantes existen diferentes circunstancias para realizar mejoras en la edificación. Al evaluar estas circunstancias, un paso crítico involucra la  identificación del momento adecuado para realizar un análisis completo de la edificación. Dicho análisis puede resultar en mejoras complejas desde cambios en las fachadas, impermeabilización, cambio de ventanas, u otras que permitan añadir mejoras energéticas. Las mejoras simples son más flexibles en su aplicación. Al identificar el tipo de mejora se puede desglosar un plan de trabajo adecuado. Este plan de trabajo incluirá:

• Una evaluación energética de la edificación, lo que permite identificar donde están las mayores pérdidas o ganancias energéticas. En la envolvente (muros, ventanas, techo, piso), sistema eléctrico (iluminación y equipos), comportamiento de usuario (infiltraciones y picos de ganancia) u otros.

• Priorizar donde ocurren las pérdidas o ganancias energéticas, para determinar la alternativa que tenga mayor impacto. Como ejemplo, si las mayores pérdidas o ganancias vienen por ventanas, posibles alternativas incluyen: reducción de área de ventana, cambio de tipo de cristal, o uso de protección fija exterior.

• Realizar una evaluación económicamente, de la inversión con respecto a la reducción de costos en el tiempo.

Solo al analizar los aspectos anteriores, se puede llegar a dar una respuesta con respecto a cómo transformar una edificación tradicional.

Cualquier otra situación sería dar una opinión simple que podría no tener el impacto deseado. Sería como decir que para perder peso solo debe seguirse  una dieta, sin evaluar otros factores y circunstancias (ejercicio, estado físico, salud y tiempo).

“transformar una edificación es complejo pero no imposible”

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Según UN Habitat para el 2050, 70% de la población mundial vivirá en zonas urbanas, hoy en día es casi la mitad. Lo que nos lleva a preguntarnos —desde el punto de vista de preservación de nuestro planeta— sobre aspectos como: gestión de desechos sólidos; impacto a recursos hídricos y calidad atmosférica; gestiones de bajo carbono, económicas desde el punto de vista ambiental. Así como debemos reflexionar sobre cuáles son las adaptaciones necesarias en los sistemas de salud, educación, infraestructura y otros aspectos sociales, al tener una proporción mayor de personas viviendo en ciudades. Además de lo anterior, las decisiones deben seguir manteniendo una plataforma económica que siga generando empleos, así como la creación de valor en servicios entre el intercambio de bienes que ocurren cada día.

A raíz de estas preguntas y, adicionando situaciones específicas como el terremoto/tsunami del 2011, el gobierno de Japón ha desarrollado una iniciativa llamada Ciudades Futuras, con el objetivo de conceptualizar, formular e implementar proyectos que aborden de forma más efectiva las problemáticas asociadas al impacto que tienen nuestras ciudades.

En Octubre de 2013 fui seleccionado, como único representante de Chile, por la Agencia Internacional de Cooperación Japonesa (JICA) para participar en el seminario Ciudades Futuras, junto con otros 40 representantes gubernamentales y académicos de diferentes nacionalidades. El objetivo fue discutir y plantear posibles propuestas y líneas de acción en nuestros diferentes contextos geográficos en las temáticas de ciudades inteligentes, energía renovable y prevención de desastres. A su vez, conocer la experiencia de Japón en la aplicación de esta iniciativa en las 11 ciudades seleccionadas para comenzar.

La agenda fue bastante ajustada, desde la participación en la conferencia dictada por la OECD sobre Ciudades Verdes, y al  Tercer Foro de Ciudades Futuras, hasta visitas a casos de estudio como la población de Kitakyushu y su cambio de ciudad contaminada a polo de investigación y servicios con respecto a temas ambientales, esto nos permitió conocer el proceso de reconstrucción post tsunami durante las actividades desarrolladas en 11 días.

En esta ocasión, la experiencia más impresionante fue la visita a la ciudad de Higashi Matsushima donde más de 1000 personas murieron y 63% del pueblo estuvo inundado. Más allá de la intención de reconstruir la ciudad, la importancia radica en el modelo de gestión que se formuló, la capacidad público-privada para llevarlo a cabo y la pertinencia de una clara visión que respondiera a las interrogantes indicadas al principio del artículo.

El modelo de gestión buscó, paralelamente, generar empleo a una ciudad que lo perdió todo. Replantear el tejido urbano en su adaptación a situaciones de desastre, minimizar el impacto ambiental asociado a la destrucción y reconstrucción de la ciudad, manteniendo una viabilidad económica.

Durante el recorrido de la ciudad observamos como juntaban escombros según su materialidad: metales, madera, plásticos, etc. los cuales serían posteriormente reciclados. Uno de los objetivos es evitar tener que generar basura que sean botados en  vertederos debido a las limitaciones de espacio en Japón. Para esto cuentan con maquinaría que puede —por peso, tamaño, materialidad— separarlos. Existen escombros cuya separación deriva en procesos muy complejos, para estos casos esparcían en un terreno este material, subdividido en cuadrantes donde una cuadrilla de personas empezaban, metro por metro, a seleccionar y separar cada tipo de material. Algo inusual, ya que estamos acostumbrados a enviar todo “junto” a un vertedero.

Alguien del grupo pregunto si no era más económico y rápido enviar todo a un vertedero que tener personas haciendo dicha labor. La respuesta —clara con el enfoque de reconstrucción— fue que de esta forma se generaba empleo por los próximos seis años a personas que lo perdieron todo. Asimismo, el costo directo e indirecto de reciclar aportaba ahorros en los cientos de millones de dólares sobre la opción de enviar todo a un vertedero o incinerar los escombros.

Un modelo de gestión acorde con una intención de Ciudad Futura, que elabora soluciones aplicables a largo plazo en la calidad de sus habitantes y su medio. Algo, a veces, inexistente en nuestras ciudades latinoamericanas. Un buen ejemplo de acción posterior a desastres como tsunamis, terremotos o deslaves.

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¿Que es un Edificio Energía Neta Cero? (Zero-Net Energy Building)

Existen varias definiciones sobre el concepto de “Energía Neta Cero”, ya que puede hacer referencia al sitio, fuente de energía, costo de energía o emisiones generadas. Por lo que no todos los edificios bajo este concepto utilizan el mismo indicador.

Sin embargo, una de las definiciones lo describe como aquel donde el consumo de energía durante el año es relativamente igual a la cantidad de energía renovable que genera. Es decir que la energía que utiliza, para todas las funciones, proviene del propio edificio mediante fuentes de energía renovable. Los edificios energía neta cero son una evolución de diseños de arquitectura pasiva, en la cual la variable más importante es reducir el consumo de energía para acondicionar el ambiente interior y uso de energía renovable.

El diseño de este tipo de edificaciones cumple con varios de los puntos relacionados a una arquitectura sostenible en relación al consumo de energía, por ejemplo iluminación natural, ventilación natural, masa térmica, protección solar. Adicional a esto puede incluir mejoras en tecnología como ventanas de alta eficiencia, aislamiento térmico, iluminación de bajo consumo, pisos radiantes, acabados de baja absortividad, colectores solares, entre otros.

Demostrar que una edificación es energía neta cero requiere de simular y optimizar el desempeño y dimensionamiento de los sistemas durante su fase de diseño, y es imprescindible un proceso de evaluación y monitoreo constante durante su funcionamiento para verificar que el consumo de energía total proviene de energía en sitio renovable como fotovoltaica, eólica, hidrogeno, biocombustibles, colectores solares, entre otras fuentes de energía.

Su éxito en muchos países depende de cómo los entes gubernamentales promueven los incentivos y desarrollen regulaciones que reconozcan las ventajas de estas edificaciones, a fin de hacer más accesible las tecnologías necesarias de producción de energía renovable.

Aunque este tipo de edificios aporta a la reducción de emisiones generadas durante el uso de la edificación, no necesariamente se pueden considerar edificaciones sostenibles, si no integran otras características como le reducción del consumo de agua, o gestión de materiales. No obstante según los casos de estudio, las edificaciones  de energía cero tienden a tener una huella ecológica mucho menor a edificaciones convencionales y edificios “verdes” que utilizan energía proveniente de combustible fósil.

Cuantitativamente los edificios energía cero tienen un consumo de energía menor a 70 kWh/m² año donde la energía para este consumo proviene de fuentes renovables, considerablemente menor al convencional que puede estar en el rango de 200 a 300 kWh/m² año. Entre los ejemplos[1] de este tipo de edificación se destacan:

• IDeAs Z2 Design Facility. 100% de su energía proviene de paneles fotovoltaicos, transformando la sede de un banco de los años 60 de concreto en el primer edificio comercial en los EEUU que energía neta cero y cero emisiones de carbón. Aprovecha iluminación natural para reducir consumo eléctrico, reduce cargas eléctricas, y tiene piso radiante para calentar y enfriar junto a un GSHP, entre otros aspectos.

• Doyle Conservation Center. Durante el 2005  consumió 73 kWh/m², cercano a los 67 kWh/m² proyectados. Presenta controles de iluminación con fotosensores y ocupación, climatización basado en ocupación, altamente aislado con GSHP y generación eléctrica con PV.

Desde el 2009 han aumentado el número de edificaciones de energía neta cero, lo cual muestra una intención hacia un diseño del ambiente construido con un menor impacto sobre nuestro ecosistema, aportando beneficios como: optimización del consumo energético y promoción de tecnología de alta eficiencia, diversificación de fuentes de energía entre ellas las renovables, promover un aire más limpio, reducir los efectos del cambio climático, desarrollo económico de nuevas áreas al  impulsar nuevas metas al sector de la construcción y equipos de diseño.

[1] http://www.advancedbuildings.net/zero-net-energy-case-studies

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