Arquitectura sustentable: origen, principios, aplicaciones, materiales

La arquitectura sustentable es la aplicación de los principios del desarrollo sustentable al diseño, construcción y funcionamiento de edificaciones. La misma tiene como objetivos principales la búsqueda de la eficiencia energética y general bajo impacto ambiental.

Con la finalidad de lograr la sostenibilidad se consideran cinco factores (el ecosistema, la energía, la tipología de los materiales, los residuos y la movilidad). Por otra parte, se busca lograr la economía de los recursos y concebir el concebir el diseño en función del usuario.

Casa solar en Montreal (Canadá). Fuente: Benoit Rochon [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

Cuando se toman en cuenta estos factores y principios, se consigue una mayor eficiencia energética en todo el ciclo de vida de la edificación. Esta eficiencia se logra a nivel del diseño, construcción, ocupación y funcionamiento.

La arquitectura sustentable busca reducir el consumo de energías no renovables y maximizar el uso de energías renovables. En este sentido se promueve el uso de sistemas de energías limpias como la solar, la eólica, la geotérmica y la hidroeléctrica.

Asimismo, se busca alcanzar un uso eficiente del agua, empleando el agua de lluvia y reciclando las aguas grises. Por otra parte, es fundamental la relación con el entorno natural y por tanto es común utilizar techos verdes.

Otro aspecto importante es el manejo de los desechos fundamentado en la regla de las tres R de la ecología (reducción, reutilización y reciclaje). Además, la arquitectura sustentable hace énfasis en el uso de materiales provenientes de recursos naturales renovables o reciclados.

Actualmente son cada vez más comunes las construcciones que se diseñan, construyen y manejan con criterios de sostenibilidad. En este sentido existen organismos que otorgan certificaciones de edificios sustentables como la certificación LEED.

Entre algunos ejemplos de edificios sustentables se pueden mencionar la Torre Reforma (México), el edificio de Transoceánica (Chile), y la Cooperativa Arroyo Bonodal (España).

Origen

El concepto de arquitectura sustentable se fundamenta en el concepto de desarrollo sustentable promovido por el informe Brundtland (Primera Ministra de Noruega) en 1982.

Posteriormente, durante la 42a sesión de las Naciones Unidas (1987) el documento Nuestro futuro común incorporó el concepto de desarrollo sustentable.

De esta manera, el desarrollo sostenible se concibe como la capacidad de satisfacer las necesidades de la presente generación sin comprometer las necesidades de las futuras generaciones.

Durante 1993 la Unión Internacional de Arquitectos reconoció oficialmente el principio de sostenibilidad o sostenibilidad en la arquitectura. Luego en 1998 la Escuela de Arquitectura y Planeamiento Urbano de la Universidad de Míchigan propuso los principios de la Arquitectura Sustentable.

Posteriormente, en 2005 se realizó el Primer Seminario de Arquitectura Sustentable, Sostenible y Bioclimática en la ciudad de Montería (Colombia).

Principios de la arquitectura sustentable

Viviendas con paneles solares en Friburgo (Alemania). Fuente: Arnold Plesse [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

-Parte del desarrollo sustentable

La sostenibilidad en la arquitectura se fundamenta en los principios generales del desarrollo sustentable. Esta sustentabilidad parte de la necesidad de reducir el impacto negativo del proceso de construcción y de la edificación sobre el ambiente.

En este sentido, se ha estimado que las edificaciones consumen cerca del 60% de los materiales extraídos de la tierra. Además, son responsables directa o indirectamente de casi el 50% de las emisiones de CO2.

-Factores a considerar

Durante el Congreso de Chicago de 1993, la Unión Internacional de Arquitectos consideró que la sostenibilidad en la arquitectura debía considerar cinco factores. Estos son el ecosistema, las energías, la tipología de los materiales, los residuos y la movilidad.

-Principios de la arquitectura sustentable

Los factores de la arquitectura sustentable se asocian a tres principios establecidos en 1998 en la escuela de Arquitectura y Planeación Urbana de la Universidad de Michigan. Los mismos son:

Economía de recursos

Hace referencia a la aplicación de las tres R de la ecología (reducción, reutilización y reciclamiento de desechos). De esta manera se hace un uso eficiente de los recursos naturales utilizados en el edificio como la energía, agua y los materiales.

Ciclo de vida del diseño

Este principio genera una metodología para analizar los procesos de edificación y su impacto ambiental. La misma debe aplicarse desde la fase de pre-edificación (diseño del proyecto), pasando por el proceso de construcción y funcionamiento del edificio.

Por tanto, la sostenibilidad se debe manifestar en todas las etapas del ciclo de vida del edificio (diseño, construcción, operación, mantenimiento, y demolición).

Diseño en relación con el usuario

Los proyectos de arquitectura sustentable deben promover la interacción del ser humano y la Naturaleza. Para esto se toma en cuenta la preservación de las condiciones naturales en consonancia con el diseño urbano.

Además, se debe favorecer la calidad de vida del usuario por lo que la edificación debe pensarse en función de crear comunidades sostenibles. Por tanto, debe cumplir con los siguientes requerimientos:

  1.  Ser eficiente en el consumo de energía.
  2. Ser eficiente en el uso de otros recursos, especialmente el agua.
  3. Pensarse para formar comunidades sólidas y auto suficientes de uso mixto.
  4. Estar proyectadas para tener una larga vida útil.
  5. Proyectarse para garantizar la flexibilidad en estilo de vida y régimen de propiedad.
  6. Estar pensadas para maximizar el reciclaje.
  7. Ser saludables.
  8. Estar proyectadas para adaptarse a los principios ecológicos.

Aplicaciones

Reciclaje de desechos. Fuente: Jorge Czajkowski [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)]

La arquitectura sustentable se centra en lograr un hábitat urbano impulsando el bienestar social, seguridad, prosperidad económica y cohesión social en armonía con el ambiente. En este sentido su ámbito de aplicación principal son las edificaciones de habitabilidad sea para vivienda o trabajo.

Por tanto, la arquitectura sustentable aborda principalmente el diseño y construcción de edificios residenciales, edificaciones para empresas limpias y centros educativos o de salud.
En este contexto los principios de la sostenibilidad aplicados a la arquitectura se expresan en:

-Armonía con el ecosistema circundante y la biosfera en general

Se busca que tanto el proceso constructivo como el funcionamiento de la edificación deben causar el menor impacto negativo posible en el ambiente. Para esto, el edificio y su sistema de soporte (provisión de servicios, vías de comunicación) se deben integrar lo mejor posible al entorno natural.

En este sentido, es importante promover la vinculación con la naturaleza por lo que las áreas verdes (jardines, techos verdes) son relevantes en el diseño.

-Ahorro y eficiencia energética

La arquitectura sustentable busca reducir al máximo el consumo de energía e incluso lograr que el edificio produzca su propia energía.

Reducción del consumo energético

El foco se centra en los sistemas de climatización consumen gran cantidad de energía y así mitigar el impacto ambiental del edificio.

Para esto, se toma en cuenta el diseño, uso de materiales adecuados y orientación de la edificación. En este último caso, la orientación respecto al curso del sol en el cielo y el patrón de circulación de vientos son muy importantes.

En el caso de bajar la temperatura del edificio la ventilación es fundamental mientras que para la calefacción eficiente el aislamiento adecuado es importante. Por ejemplo pueden emplearse grandes ventanales para aprovechar la luz natural y calentar el edificio.

Sin embargo, el vidrio es un mal aislante térmico por lo que es necesario reducir las pérdidas de calor a través del cristal. Para esto, una alternativa es el uso de doble vidriado hermético.

Producción de energías alternativas

Otro aspecto que toma en cuenta la arquitectura sustentable es la incorporación, producción o aprovechamiento de energías alternativas (solar, eólica o geotérmica). Entre otras alternativas se puede aprovechar la energía solar para calentar el edificio, el agua o producir energía eléctrica mediante paneles solares.

La energía geotérmica (calor proveniente del interior de la tierra) también puede emplearse para la calefacción de la edificación. De igual forma, se pueden incorporar sistemas eólicos (energía generada por la fuerza del viento) para proveer energía eléctrica.

-Empleo de materiales renovables y de bajo impacto ambiental

El carácter sustentable de la arquitectura parte incluso del origen y formas de producción de los materiales empleados en la construcción. Por tanto, se debe descartar o disminuir el uso de materiales provenientes de combustibles fósiles como el plástico (salvo de reciclaje).

Por otra parte, la madera debe ser de plantación y no de afectación de los bosques naturales.

-Uso eficiente del agua

La arquitectura sustentable promueve un uso eficiente del agua tanto en la construcción como en el funcionamiento del edificio. Para esto existen diversas alternativas como la captación y almacenamiento del agua de lluvia.

Además, se puede realizar la purificación de aguas residuales mediante energía solar o instalar sistemas de reutilización de aguas grises.

-Arquitectura verde

Otro principio fundamental es la incorporación de la naturaleza al diseño por lo que se incluyen jardines interiores y exteriores así como techos verdes.

Entre las ventajas de incluir estos elementos está un aprovechamiento del agua de lluvia, mitigando su impacto sobre la estructura y la escorrentía.

De igual manera, las plantas purifican el aire, capturan el CO2 ambiental (mitigando el efecto invernadero) y contribuyen con la insonorización del edificio. Por otra parte, la interrelación estructura-plantas tiene un efecto estético y un impacto psicológico favorable.

-Producción y manejo de residuos

El manejo de residuos se toma en cuenta desde el proceso de construcción cuando se producen residuos de con un alto impacto ambiental. Por tanto, se busca hacer un uso eficiente de los materiales, generar menos residuos y reutilizar o reciclar los producidos.

Posteriormente, se debe tener un adecuado sistema de manejo de los residuos generados por sus habitantes. Entre otros aspectos, se puede incluir la clasificación de desechos con fines de reciclaje y reutilización producir compost con los desechos orgánicos para los jardines.

Materiales ecológicos para la construcción

Los materiales empleados en el diseño y construcción con un enfoque de la arquitectura sustentable deben tener poco impacto ambiental. Por tanto, se deben descartar materiales cuya obtención pueda generar daños al ambiente.

Por ejemplo, un edificio con interiores enchapados en madera proveniente de la deforestación de la Amazonía no puede considerarse sustentable o ecológico.

-Materiales tradicionales

Madera

La madera utilizada debe obtenerse de plantaciones y no de bosques naturales y debe contar con la adecuada certificación. Este material permite generar ambientes cálidos y agradables y es un recurso renovable que contribuye a disminuir el efecto invernadero.

Adobe o tierra cruda

Este material es de bajo impacto y de alta eficiencia energética y existen opciones mejoradas mediante innovaciones tecnológicas. De esta manera se puede obtener mezclas adecuadas para distintos usos.

-Materiales de reciclaje y biodegradables

Existen distintas opciones como botellas plásticas o de vidrio, cristales, desechos de cosechas, entre otros. Así, se han desarrollado paneles imitación de madera a partir de restos de cosecha de sorgo, caña de azúcar y trigo.

Igualmente, se construyen ladrillos muy resistentes con desechos de minería y azulejos a partir de cáscaras de coco. Asimismo, es posible construir paneles de diseño funcional con botellas de plástico PET para insonorizar ambientes.

Otra opción son paneles fabricados con material plástico de reciclaje que se incorporan a ladrillos para hacerlos más resistentes. De igual forma pueden reciclarse materiales de desechos de construcción o proveniente de demoliciones como puertas, tuberías, ventanas.

La mampostería triturada puede emplearse para contrapisos o en el recubrimiento de pozos. Por otra parte, se pueden emplear metales reciclados o pinturas biodegradables a base de proteína de leche, cal, arcilla y pigmentos minerales.

Azulejos

Los azulejos son piezas estructurales decorativas que se utilizan tanto para exteriores como interiores. Se pueden utilizar distintas alternativas de azulejos fabricados totalmente de vidrio reciclado como el Crush. Otros incorporan diversos desechos como restos de sanitarios, baldosas o polvo de granito.

Baldosas o recubrimiento de pisos

Existen diversos productos tipo adoquín, baldosas o parqué, elaborados con materiales reciclados. Por ejemplo, se pueden conseguir adoquines y parqué hechos de neumáticos y plástico reciclados combinados con otros elementos.

Bloques

Existen diversas propuestas de bloques que incorporan materiales reciclados como el Blox. Este material contiene un 65% celulosa procedente de papel reciclado o lodos de la industria papelera.

Paneles y tablones

Se pueden construir paneles a partir de aglomerar restos de cosechas o paja como el Panel Caf. Igualmente, es posible fabricarlos con fibra de madera aglutinada con resina (tableros DM) o con polietileno reciclado.

Ejemplos de edificios con arquitectura sustentable

Torre Reforma y Torre Mayor (Ciudad de México, México). Fuente: Carlos Valenzuela [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Hoy en día ya existen muchos ejemplos de edificaciones sustentables a nivel mundial, entre los cuales tenemos los siguientes ejemplos relevantes.

Torre Reforma (México)

Este edificio está ubicado en el Paseo Reforma en Ciudad de México y su construcción finalizó en 2016. Es uno de los edificios más altos de México con 246 m y posee un certificado internacional LEED que lo acredita como edificio sustentable.

Entre otros aspectos, durante la fase de construcción se tuvo la precaución de causar el menor impacto negativo a la comunidad de la zona. Para esto, en cada turno solo había 50 trabajadores y contaba con un sistema de riego para mitigar la generación de polvo.

Por otra parte, genera parte de la energía que consume mediante celdas solares y a un sistema de eólico ubicado en lo alto del edificio. Asimismo, se genera energía hidroeléctrica mediante pequeñas caídas de agua que permiten dar electricidad a maquinarias de los pisos inferiores.

Además, el edificio consume un 55% menos de agua que otros similares por el sistema de reciclaje de aguas grises (descargas de inodoros y duchas). Igualmente, cada cuatro pisos hay espacios ajardinados que crean un ambiente agradable y generan ahorro en acondicionar el aire.

Los jardines de la Torre Reforma son regados con agua de lluvia captada y almacenada para tal fin. Otra característica sustentable es que posee un sistema acondicionador de aire de alta eficiencia.

En cuanto al manejo de la luz se incluyen ventanales con doble vidrio que permiten una adecuada iluminación y garantizan mayor aislamiento. Además, cuenta con un sistema automático con sensores que apaga las luces en espacios no desocupados o donde la luz natural es suficiente.

Edificio Transoceánica (Chile)

Este edificio está ubicado en Vitacura (Santiago de Chile) y se terminó de construir en 2010. El mismo tiene una certificación internacional LEED como edificio sustentable porque incluye distintos sistemas de ahorro energético.

Así, cuenta con un sistema de generación de energía geotérmica para la climatización del edificio. Por otra parte, tiene incorporado un sistema de eficiencia energética que permite un ahorro de un 70% de energía respecto a un edificio tradicional.

Además, fue orientado para aprovechar la energía solar y garantizar vistas exteriores desde todos sus recintos. De igual manera todas sus fachadas fueron especialmente aisladas para evitar pérdidas o ganancias de calor no deseadas.

Edificio del Pixel (Australia)

Está ubicado en Melbourne (Australia), se terminó de construir en 2010 y se considera una construcción muy eficiente desde el punto de vista energético. En este edificio se genera la energía mediante diversos sistemas de energías renovables como la solar y eólica.

Por otra parte incluye sistemas de recolección de agua de lluvia, cubiertas verdes y manejo de desechos. Además, se ha estimado que su emisión neta de CO2 es cero.

Asimismo, el sistema de techo verde es regado con agua de lluvia previamente recolectada y produce alimentos. En cuanto al sistema de iluminación y ventilación se emplean sistemas naturales que son complementados con aislamiento térmico de cristales dobles en las ventanas.

Cooperativa Arroyo Bonodal, Tres Cantos (España)

Este es un complejo residencial de 80 viviendas ubicado en la localidad de Tres Cantos en Madrid, que obtuvo su certificado LEED en 2016. El mismo incluye una fachada ventilada con doble aislamiento y el aprovechamiento de energía geotérmica.

La energía geotérmica se obtiene a partir de un sistema de 47 pozos a 138 m de profundidad. Con este sistema se logra climatizar completamente el complejo, sin requerir ninguna fuente de energía proveniente de combustibles fósiles.

De esta manera, el manejo de la energía calórica producida permite enfriar la edificación en verano, calentarla en invierno y proveer agua caliente al sistema.

Referencias

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