Construcción Bioclimática el futuro inmediato

El boom de la arquitectura bioclimática es una realidad. Alrededor del mundo son cada vez más los que apuestan por esta tendencia. Más allá de sus beneficios medioambientales, su alcance comercial ha hecho de esta edificación la favorita de las constructoras.

  “La certificación LEED es sólo un checklist de buenas intenciones. Trasladar esta certificación estadunidense a México es algo que difícilmente garantiza un edificio ahorrador y sustentable”: David Morillón.

Itzel Liévanos / Bruno Martínez, fotografías.

En las últimas décadas, el auge de lo verde ha cobrado relevancia y ha sido la construcción una de las disciplinas que más adopciones ha hecho de esta tendencia. Así lo confirman los especialistas, quienes en el intento por compartir los beneficios comerciales de la sustentabilidad, aunado al interés por preservar su medioambiente, han formado una alianza para fomentar el desarrollo de una edificación en la que convergen diversas disciplinas.

Arquitectos, ingenieros, biólogos, entre otros profesionales son los responsables de esta nueva forma de construir, en la que desde la planificación y la concepción del proyecto participan todos sus actores. En este contexto, tal como confirman los entrevistados, el sector HVAC juega un papel fundamental, y la arquitectura bioclimática no podría concebirse sin el aporte de sus especialistas.

Reciclando conceptos
Los arquitectos coinciden que desde el origen del hombre el concepto bioclimático ya era empleado. El ser humano buscaba un refugio higiénico y confortable, y en este camino optaba por sitios secos, bien ventilados y correctamente orientados.

En este sentido, Fernando M. Tabernero, en su artículo “La arquitectura bioclimática y el cambio climático”, detalla que “desde entonces la arquitectura ha sido inextricablemente bioclimática. Incluso desde su nacimiento, hasta entrado el siglo XX”, época en la que, como resultado del desarrollo económico y la modernidad, se propició la construcción de inmuebles que se alejaron del simple cobijo y dieron más importancia a funciones representativas y simbólicas.

Según el documento, fue así como nació el nuevo estilo internacional, en el que ni las formas ni los materiales pertenecían al lugar en el que se construía. Además, los avances tecnológicos y mediáticos facilitaron no sólo el transporte de materiales de un continente a otro, sino simplificaron la difusión de las bondades de la nueva arquitectura.

Sin embargo, a raíz de la crisis energética mundial (en la década de 1970), aunado a la preocupación de la contaminación originada por la sociedad del consumo, es que se retoma el interés por la de edificación de carácter bioclimático, tal como indica el estudio Acercamiento a criterios arquitectónicos ambientales para comunidades aisladas en áreas naturales protegidas de Chiapas, de la arquitecta María López de Asiain, de la Universidad Politécnica de Cataluña.

Entonces, “la percepción del ambiente natural cambió. Por un lado, apareció la amenaza para el ser humano y la técnica, y, por otro, se vio con claridad que ésta última y la economía dependían de los ecosistemas. La cognición de que la economía estaba por destruir su propia base fue parcial; además, fue percibida como un shock, lo cual dio paso a la creencia de que se atravesaba por una crisis ambiental planetaria”, resaltan, en su artículo “Sustentabilidad, origen y significado”, los especialistas Angélika Kurz y Rogelio García Mora Pinto.

Es de esta forma que comienza a surgir una nueva terminología. Sustentabilidad y arquitectura bioclimática se expanden como elementos prioritarios tanto en las ciencias sociales como en las exactas. Décadas después, estos conceptos ya no sólo figuran en las mesas de estudio, sino se vuelven una realidad en la edificación.

Sin embargo, los términos aún son confusos y sigue sin comprenderse la diferencia entre arquitectura sustentable y bioclimática. Al respecto, Fátima Chavarría, socia del despacho arquitectónico Colectivo MX, explica que no hay diferencia como tal, pues para hacer arquitectura sustentable se debe integrar la bioclimática.

Mientras que “la sustentabilidad destaca más el uso tecnológico en la definición comercial, en la bioclimática se apuesta por la adaptación al medioambiente, la orientación, el asoleamiento, el aislamiento térmico y la ventilación”, afirma la arquitecta, quien, junto con su equipo de trabajo, ha desarrollado diversos proyectos que son “sustentables y bioclimáticos a la vez, pues buscan la unión de los tres conceptos: el ecológico, el económico y el social”.

Lo anterior también lo confirma el presidente de la Cámara Solar del Uruguay, quien durante una entrevista para la revista online Mimbrea precisó que “la arquitectura bioclimática tiene que servirse de otras disciplinas, como la incorporación de energía solar, sistemas de reciclado de residuos y un análisis de la producción de los elementos de la propia construcción, factores que en conjunto te llevan a un concepto mucho más amplio y difícil de explic ar que es la sostenibilidad”.

En este sentido, el arquitecto Raúl Huitrón Riquelme, director de BIOMAH Architects & Energy Consultants,  coincide en que la sustentabilidad es un término más influyente, pues, “además de la bioclimática, hace referencia a la aplicación de las energías renovables, procurando que el edificio funcione como un ecosistema, de tal forma que pueda llegar a un punto de equilibrio entre el consumo energético y dichas energías”.

Elementos de la arquitectura bioclimática

De esta forma, lograr la armonía entre los edificios y el medioambiente es la razón de ser de la arquitectura bioclimática, según el doctor del Instituto de Ingeniería de la UNAM, David Morillón Gálvez, quien, mediante su propuesta Arquitectura bioclimática para mejorar la habitabilidad de la vivienda de interés social en las diversas regiones del país, explica los aspectos que componen  esta rama de la arquitectura.

En primer lugar, señala David Morillón, es necesario contar con un estudio del bioclima, el cual consiste en analizar de forma integral la relación entre el clima y la comodidad térmica de los usuarios. Con éste, se obtendrá tanto el diagnóstico como las bases de diseño, en función de la actividad del ocupante.

Entonces, el diseño bioclimático buscará la calidad del aire interior mediante la renovación de aire, y el confort térmico, a través de los parámetros tanto de temperatura del aire como radiante, humedad, ventilación y velocidad del aire, entre otros factores.

Así, y de acuerdo con la ponencia, “Acercamiento a criterios arquitectónicos ambientales para comunidades aisladas en áreas naturales protegidas de Chiapas”, de la arquitecta María López de Asiain Alberich, los valores de temperatura y calidad de aire óptimos son los siguientes:

• Temperatura
El confort térmico está directamente relacionado con la temperatura del aire. Su valor medio recomendable oscila entre los 21° C en invierno y los 26° C en verano, aunque se admiten pequeñas fluctuaciones en función de la humedad del ambiente, la actividad y el tipo de usuario. También es importante la diferenciación entre temperatura húmeda y seca.

Tanto en verano como en invierno, la humedad absoluta del aire debería mantenerse entre 5 y 12 gramos de agua por 1 kg de aire seco para lograr un confort climático-térmico. En verano, se considera una humedad relativa entre el 40 y el 65 por ciento.

• Calidad del aire
La calidad del aire necesaria para la respiración y para evitar posibles olores se consigue mediante la renovación de éste (0.5 renovaciones/hora) que aumenta en función de la ocupación y la actividad. También se puede cuantificar a partir de los contaminantes interiores del edificio.

Diagrama bioclimático de Olgyay En la zona superior, en función de los factores exteriores, se tienen los valores de la velocidad del aire necesarios para que las condiciones sean similares a las del confort humano. En la parte inferior de la zona, se reflejan las temperaturas exteriores necesarias para alcanzar los niveles de confort, siempre y cuando los niveles de radiación solar sean los adecuados.

La ventilación de los locales permite reducir el contenido de humedad y aumentar la sensación de frescor en climas cálidos. El movimiento del aire modifica la sensación térmica (una velocidad del aire de 1m/s) puede producir una sensación térmica inferior de 2 o 3 grados. Sin embargo, existe un límite de velocidad (2.0 m/s) a partir del cual el movimiento del aire puede resultar molesto. Para ubicar con precisión la zona de confort existe el diagrama bioclimático de Olgyay,  de este modo, al tener claro el punto de confort se ubican también los distintos polígonos que definen las estrategias de diseño, al igual que las propiedades termofísicas de los materiales de construcción. Además la arquitectura bioclimática pone atención a los aspectos acústicos, lumínicos y constructivos. Del primero considera que un valor arriba de los 50 db puede resultar molesto, mientras que a partir de los 95-100 db podría ocasionar lesiones.

En cuanto al confort visual, están involucrados parámetros como la cantidad de luz, el color de ésta y el deslumbramiento. Y, con relación al aspecto constructivo, se deben conocer los materiales y sus características, pues mantienen una relación estrecha con las condiciones térmicas, dada su capacidad para absorber, trasmitir y acumular energía.

Entre otras consideraciones que María López de Asiain Alberich propone para un adecuado diseño bioclimático están:

• En latitudes de 32 a 56, el Sur del edificio recibe tres veces más radiación en invierno que los lados Este y Oeste; durante el Verano, éstos reciben mayor radiación que el muro Sur
• El intercambio de calor entre el edificio y el aire que lo rodea depende de la velocidad del aire
• El movimiento del aire facilita los intercambios por convección en función de la superficie de envoltura y de los intercambios producidos por la filtración y  la ventilación
• La calidad de las superficies sobre las que empuja el viento antes de llegar a un edificio afectará su temperatura; una corriente cálida se enfriará cuando pase por una superficie con agua debido a la evaporación; mientras que un viento que pase por encima de una superficie grande y negra se calentará
• La ubicación de unos edificios respecto de otros define un complejo campo de velocidades y presiones afectadas por las dimensiones, la forma y la distancia
• La circulación interior de aire en un edificio (capacidad de enfriamiento por ventilación natural) depende de la forma y las dimensiones de las aberturas
• Debido a que el aire caliente está más cercano al techo, las tomas y las salidas de aire que se sitúen a baja altura tendrán un efecto de enfriamiento limitado; mientras que las tomas de aire situadas a baja altura y las salidas de aire localizadas a gran altura en los muros serán especialmente eficientes

Alta tecnología bioclimática (Ver Recomendaciones)

Además de los puntos anteriores, en los últimos años, diversos despachos han optado por maximizar los alcances de la arquitectura bioclimática. Esto, a través de instrumentos activos y  plataformas que hacen factible la obtención de un modelado energético del edificio.

Raúl Huitrón Riquelme explica que la alta tecnología bioclimática ofrece una gran eficiencia porque implica el mejor modo de hacer las cosas. En ésta, los mejores sistemas son insertados dentro del proceso de diseño bioclimático con el objetivo de aumentar los resultados, pues “el diseño bioclimático está muy lejos de la alquimia, y no se puede bajar dramáticamente la temperatura en climas extremos por más bioclimático que sea el espacio”, precisa.

Incluso, para este arquitecto, el que el sistema elegido se emplee de una forma inteligente y con el apoyo  de energías renovables “significa que se está comenzando a cerrar el círculo, pues estamos preocupados por crear un edificio no sólo bien diseñado sino eficiente”.

En este sentido, el español Luis de Garrido, reconocido por sus diseños sustentables, considera que “el 90 por ciento de una auténtica arquitectura sostenible sólo son decisiones arquitectónicas. Es decir, consiste en la redisposición de los espacios y objetos arquitectónicos habituales y ya existentes, y en la buena toma de decisiones, sin coste adicional alguno. El otro 10 por ciento concierne a detalles constructivos, tecnologías y materiales especiales”, tal como expresó durante una entrevista concedida en 2010 a la Universidad Autónoma de Nuevo León.

Modelado energético
Es una plataforma que ayuda a comprobar y calcular cuál va a ser el consumo energético de todos los sistemas operativos del edificio. El resultado será arrojado en kW/hora, y considerará tanto periodos mensuales como anuales.

De esta forma, se podrá prever cuál va a ser el consumo energético en función de todas las consideraciones y aplicaciones como lo son el bioclimático, elección de materiales y de sistemas activos, así como la selección y aterrizaje de los sistemas de iluminación.  Se debe procurar que todos sean de alta eficiencia y que tengan un consumo racional.

En suma, un modelado energético permitirá interpretar cómo será el comportamiento energético del edificio, lo que posteriormente se relacionará con un edificio de referencia para averiguar los rangos de eficiencia entre un inmueble convencional y uno sustentable.

Costos
Sin embargo, ante una edificación tradicional, qué tanto se eleva el costo de una construcción bioclimática. En el caso de Colectivo MX, comenta Fátima, siempre intentan que no cueste más, pues “la propuesta bioclimática y sustentable debe incluirse desde la conceptualización del proyecto”.

En la República Mexicana, explica, se manejan  por regiones: el Centro del país por las condiciones ambientales de la zona no implica un sobrecosto; en cambio, los proyectos que hacemos muy al Norte o muy al Sur a veces se elevan un 5 por ciento, pero intentamos que no suceda”.

En este sentido, los entrevistados coinciden en que un edificio bien diseñado con criterios bioclimáticos no tiene por qué ser más caro que uno convencional. Incluso, expresa el ingeniero Jorge Diez de Bonilla, director Técnico del edificio CIHAC, “el bioclimático tiene ventajas de mantenimiento (principalmente en agua energía y calidad de vida)”.

Pues una vez terminada la construcción, la edificación brindará ahorros energéticos que van del 50 al 60 por ciento, y de agua alrededor del 20, según estadísticas publicadas en el portal Universo Arquitectura.

Lo que sí representa un incremento, apunta Raúl Huitrón, “es cuando comienzas a utilizar más tecnologías para obtener mayores resultados y cuando se persigue la sustentabilidad.  Por ejemplo, cuando se quiere tratar el agua o tener un sistema de compilación de basura para seccionarla, poder dirigirla y procesarla, así como cuando se desea sustituir un material aislante en la cubierta de azotea y se opta por un techo verde, obviamente tiene un costo”.

Un edificio sustentable, afirma Huitrón, “registra un incremento del 10 por ciento en adelante, que va ascendiendo según las condiciones climatológicas, la facilidad para tener localmente los materiales de construcción, los sistemas constructivos e, incluso, el tipo de mano de obra, pues si se va utilizar un sistema con una tecnología más sofisticada, debe existir la posibilidad de capacitar a los hacedores de las obras, plomeros, herreros, electricistas, etcétera”.

CENTRO DE RECURSOS AMBIENTALES
Ubicación: Valladolid, España
La edificación cuenta con 3 mil 500 metros cuadrados de construcción, con materiales reciclados y reciclables, como fibras de viruta de aserradero y fibra de celulosa. Este inmueble fue galardonado con el primer Premio de Edificabilidad Sostenible de Castilla y León, y recibió una calificación de 3.47 puntos por el Green Building Challenge.

Este centro bioclimático aprovecha la cobertura térmica del territorio al encontrarse semienterrado. Otra de las características sustentables del edifico es que en la zona del estacionamiento se recolecta el agua de lluvia que se utilizará posteriormente en el inmueble.

La climatización se realiza mediante energía solar térmica que es producida en colectores con tubos de alto vacío. Además, cuenta con una caldera de biomasa que se nutre de las piñas de un vivero ubicado en los alrededores.

CENTRO GERONTOLÓGICO TABASCO
        Ubicación: Villahermosa, Tabasco
Las premisas básicas para la construcción del inmueble ubicado en un predio de 8 mil metros cuadrados fueron la conservación del arbolado existente en el sitio, la optimización de ventilación natural, asoleamiento y precipitación, y la orientación de las edificaciones hacia los vientos dominantes.

Cuenta con una cámara plena, con la cual se genera el llamado efecto venturi que succiona de manera pasiva el aire caliente estratificado del interior de las habitaciones. Se evitó el uso de materiales y químicos con alta toxicidad, y se emplearon tuberías de polipropileno y polietileno de alta densidad en lugar de los tradicionales tubos de PVC y cobre.

La alberca del Centro usa sales para no clorar el agua. Además, cuenta con un sistema termosolar que permite un ahorro en gastos de calefacción de hasta un 70 por ciento.

CORPORATIVO BASF
        Ubicación: Ciudad de México
La edificación cuenta con una construcción aproximada de 5 mil m2, divididos en una planta de 1 mil 315 m2 y seis pisos de 942 m2.

A pesar de haber sido construido en el siglo pasado, fue remodelado y actualmente es un edificio altamente sustentable que ha reducido ampliamente el impacto de consumo de los recursos naturales.

Para su remodelación se utilizó el 95 por ciento de los muros, ventanas y pisos existentes, además, se redujo 30 por ciento su consumo energético. La iluminación natural es favorecida por la orientación de la fachada y es resguardada del asoleamiento por cristales de control solar tornasolados en azul.

PLANTA L´OREAL
        Ubicación: San Luis Potosí
La orientación, el estudio del juego volumétrico y la elección de los materiales de acabado permitieron concebir un edificio administrativo con un uso mínimo de equipos de aire acondicionado.

El diseño se basó en la creación de espacios de gran altura para maximizar el volumen de aire, así como la integración de ventanas operables y parasoles, con el objetivo de crear un confort térmico tanto en áreas abiertas como comunes. Los únicos sitios que cuentan con sistema de aire acondicionado son las salas de juntas y los baños.

Gracias al diseño arquitectónico, se pudieron reducir los costos de construcción en un 30 por ciento.  Además, la planta L´oreal está en proceso de certificación LEED Gold.

Panorama Nacional
En el caso de México, confirma David Morillón, desde finales de 1970 se tienen documentados algunos proyectos: el complejo suburbano en Tlaxcala edificado mediante criterios ecológicos fue uno de éstos; también sobresale la vivienda bioclimática de la Universidad de Guadalajara en 1980, y los prototipos del Infonavit en San Luis Potosí, La Paz y Chihuahua, a partir de los cuales se aceleró la creación de instituciones e iniciativas que apostaron por la concepción del diseño bioclimático.

La Universidad Autónoma Metropolitana, la UNAM, la Universidad de Baja California Sur y la de Colima fueron algunas de las primeras instituciones en sumar esta tendencia a sus planes de estudio. “Además de que a la largo del tiempo han sido quienes han generado conocimiento y lo han trasferido mediante la creación de prototipos”, afirma Morillón.

Incluso, la UNAM ha impulsado diversas acciones de normatividad, de tal forma que en la actualidad existen en el país algunas normas que consideran los elementos bioclimáticos: la NOM-008 de envolvente térmica para edificios no residenciales y la NOM-020 para aquellos de uso habitacional. Ambas integran aspectos como el sombreado, orientación adecuada y los materiales de acuerdo con sus características térmicas.

También está el Código de Salud y Vivienda, que posee un capítulo relativo a la edificación sustentable y dos apartados específicos que tratan de arquitectura bioclimática. Al respecto, el doctor David Morillón comenta que durante la realización del proyecto de código para la Comisión Nacional de Vivienda se hicieron recomendaciones bioclimáticas para cada región.

Y de publicación reciente está la NMX- AA-164-SCFI que indica los requerimientos ambientales mínimos para la edificación sustentable, la cual es  de aplicación voluntaria para todas las edificaciones dentro del territorio nacional, públicas o privadas, destinadas en su totalidad o en uso mixto a diferentes actividades de índole habitacional, comercial, de servicios o industrial, ya sean nuevas o existentes.

Sin embargo, pese a la generación de estas NOMS y NMXs, los especialistas coinciden en que la normalización en el país aún es incipiente, y resaltan que por tal razón el sector ha considerado las certificaciones extranjeras como una guía, pues, además de ofrecerles parámetros de construcción, adquieren una plusvalía.

Sobre todo, afirma Raúl Huitrón, “porque los edificios que tienen estas certificaciones están ofreciendo un referente a los consumidores, especialmente a los grandes corporativos que quieren rentar o adquirir un edificio. Así, están buscando que la empatía con su filosofía esté relacionada con el ahorro, los aspectos de la naturaleza, etcétera”.

Para David Morillón, “la certificación LEED es sólo un checklist de buenas intenciones, pues no considera la parte del clima específico del lugar. Además, trasladar esta certificación estadunidense a México, donde las condiciones climáticas son muy diferentes, es algo que difícilmente garantiza un edificio ahorrador y sustentable. Es simplemente mercadotécnica”.

Por otro lado y referente al lugar que ocupa México a nivel mundial en cuanto a la generación de arquitectura bioclimática, David Morillón asegura que si se toman en cuenta las acciones, programas y proyectos que se están desarrollando en el país, “estamos entre los primeros lugares no sólo de Latinoamérica sino del mundo. Porque Estados Unidos y Canadá lo que hacen es buscar la eficiencia en sus sistemas de climatización, que no necesariamente es bioclimática”.

En contraparte, Raúl Huitrón afirma que, a diferencia de México,  hay países que han tenido una preocupación añeja. Esto a pesar de que la arquitectura prehispánica poseía  tintes bioclimáticos. Según el arquitecto,  naciones como Brasil, China y Colombia llevan cierta ventaja, ya que no tuvieron tanto la influencia norteamericana. “A nosotros nos distrajo la moda de 1980, aquella de los edificios despreocupados por analizar –como se había hecho siempre– las condiciones del medioambiente”.

Sin embargo, el ingeniero Diez de Bonilla dice que a nivel habitacional México puede considerarse como puntero, y respecto del resto de las edificaciones compite razonablemente con Brasil, Argentina, Chile y Colombia. En este sentido Fátima percibe a los dos últimos como los países latinoamericanos que avanzan más fuerte en la tendencia bioclimática.

El conjunto residencial Dinastía del Sol fue diseñado a partir de principios bioclimáticos. Además, se utilizaron recursos de la región, así como tecnologías económicas y resistentes

Retos
Sobre los retos que enfrenta la concepción de la arquitectura bioclimática y sustentable en el país, el director del CIHAC considera que para progresar las autoridades deben hacer cumplir las NOM, incluso, detalla, deberían tomarse como un prerrequisito para la obtención de las licencias de construcción.

También se debe insistir en estímulos, subsidios y en la simplificación administrativa para llevar  acabo dichos proyectos. Pero ante todo, expresa, “deben generarse acciones gubernamentales congruentes con las políticas para un crecimiento urbano y de vivienda ordenados”.

Para Fátima Chavarría, más que tomar responsabilidad por el medioambiente, es necesario adquirir conciencia de la situación económica y social, pues “actualmente en México se preocupan mucho por no contaminar, por decir que son edificios verdes o inteligentes y lo último que les preocupa es que hagan una aportación social o que económicamente sea un flujo factible”.

Mientras que a nivel social, la fundadora de Colectivo MX expresa que aún estamos en pañales, e indica que falta mucha educación y sensibilización, sobre todo por parte de los asesores en aire acondicionado. “Debemos trabajar de forma integral desde el principio para poder evitar o disminuir el uso de equipos, aunque en ocasiones eso implica que a nivel comercial al contratista o al proveedor le vas a bajar su ganancia”.

En este sentido, el doctor David Morillón coincide en que el diseño bioclimático es multidisciplinario. Por ello, “los campos que lo comprenden deben trabajar en conjunto para que el desarrollo del edificio sea compatible con el usuario desde el punto de vista de la fisiología; adecuado, desde el punto de vista del funcionamiento como un sistema termodinámico, y respetuoso del medioambiente; además de que sea funcional y agradable”. Entonces, asegura Morillón, es una actividad que debe ser multidisciplinaria desde sus bases y su planificación”.

Opinión con la que coincide el arquitecto Huitrón, quien asegura que “tenemos que entender cuáles son las ingenierías de la arquitectura como parte integral de ésta. Incluso, esto ya se está logrando. Cada vez es más natural la transformación de la arquitectura hacia un término más escandaloso, lo más cercano a un sistema biológico”.

Y, según su experiencia, cada vez es más temprana la participación de los ingenieros HVAC en el proceso de diseño para determinar conjuntamente la selección de los materiales. Sobre todo para decidir si el edificio es o no candidato a ventilación natural, para averiguar si es posible eliminar el uso de aire acondicionado o incluso para contemplar la posibilidad de realizar un diseño híbrido.

Por ahora, asegura Raúl Huitrón, “se emplea el término bioclimático, sin embargo, el futuro es que se elimine este mote. Y, dadas las condiciones extremas tales como el cambio climático, la escasez de petróleo y el crecimiento urbano, en unos años, todas las construcciones serán bioclimáticas. Entonces, el futuro ya está, sencillamente se están afinando los  términos que serán inherentes a decir la palabra arquitectura en un futuro inmediato”.
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