Revalorizar algunos antiguos sistemas de construcción puede dar solución a los problemas actuales y crear edificios sostenibles sin emisiones de carbono.
Una publicación de Contract Workplaces
La pandemia de COVID-19 provocó cambios sin precedentes en el sector de la edificación a escala mundial: disminución de la demanda de construcción, cierre de los lugares de trabajo debido al confinamiento, alteración de las pautas laborales y el encarecimiento de la energía. Como resultado, experimentamos la mayor reducción de emisiones de CO2 de la última década. Pero, en 2021 la actividad del sector volvió los niveles previos a la pandemia en casi todas las grandes economías1.
De acuerdo con la Agencia Internacional de la Energía, una organización creada por la OCDE tras la crisis del petróleo de 1973, la operación de los edificios representa el 30% del consumo energético y el 26% de las emisiones globales, de las cuales, el 18% corresponde a la demanda de electricidad y acondicionamiento térmico. En 2022, el uso de energía del sector aumentó alrededor del 1%2. Estos número dejan claro que es necesario hacer cambios para disminuir las emisiones de carbono que están acelerando el cambio climático.
Porque lo cierto es que los fenómenos meteorológicos extremos, junto con las consecuencias que esto conlleva, ya no son cosa del futuro, están ocurriendo ahora y requieren una respuesta rápida mientras resolvemos los problemas de fondo del cambio climático. Uno de los retos más importantes a los que se debe enfrentar hoy la industria de la construcción es cómo evitar las temperaturas excesivas inducidas por el sobrecalentamiento de los edificios3.
La arquitectura, como hecho cultural, refleja los valores y la forma de vida de una época. Hoy en día, a semejanza de las grandes catedrales góticas y los palacios renacentistas del pasado, los edificios más representativos de nuestra civilización son los grandes complejos de oficinas revestidos por una fina piel vidriada como símbolo de modernidad. Están presentes en diferentes latitudes y climas alrededor del mundo ignorando las condiciones locales y por ello dependen del aire acondicionado y otros sistemas mecánicos para ser habitables.
El uso excesivo del vidrio en los diseños de fachada sin tener en cuenta las condiciones climáticas locales produce un aumento del efecto de isla de calor urbano debido a la reflexión de la radiación, incrementa el uso de la energía eléctrica para mantener la ventilación y el enfriamiento (con el consiguiente aumento los costos operativos) y contribuye con sus emisiones al fenómeno del calentamiento global.
Pero, a diferencia de la arquitectura del siglo XXI, la construcción vernácula es sensible al clima y refleja la cultura local. A lo largo del tiempo, los pueblos de todo el mundo han recurrido a técnicas ingeniosas y materiales extraídos de su entorno para levantar edificaciones compatibles con el medio ambiente, capaces de satisfacer las necesidades humanas en materia de confort térmico.
Teniendo en cuenta esta perspectiva, hoy se están comenzando a revalorizar algunos antiguos sistemas de construcción a partir de los cuales, y aplicando tecnologías contemporáneas, se puede dar solución a los problemas actuales y crear edificios sostenibles sin emisiones de carbono.
Cuando decimos que un edificio está diseñado para ser resiliente frente a los cambios climáticos, significa que la construcción puede responder tanto al aumento de las temperaturas como a la frecuencia y severidad de las olas de calor sin incrementar el consumo de energía y las emisiones de carbono gracias a la disminución de la demanda de refrigeración mecánica. De esta forma, se garantizan las condiciones térmicas del interior a fin de mantener las actividades de los ocupantes.
Para conseguir la resiliencia climática es necesario implementar medidas pasivas de acondicionamiento tendientes a restringir el sobrecalentamiento. La reducción de la relación entre muros y aberturas y la disminución de la ganancia de calor de la envolvente con la adición de sombreados fijos o mecánicos son algunas de las soluciones que pueden ayudar a acortar la cantidad de horas de exposición a la radiación solar.
Pero, mucho antes de que las fachadas de vidrio dominaran el paisaje de las ciudades contemporáneas, la arquitectura vernácula ya había dado respuesta a estas necesidades con prácticas de construcción probadas a lo largo de generaciones y utilizando materiales disponibles localmente. Estos edificios tradicionales no solo tienen un gran desempeño frente a los rigores del clima local, sino que se adecúan al medio ambiente sin perturbarlo.
Por ejemplo, los edificios tradicionales construidos en muchos países de Oriente Medio y el Golfo Pérsico (donde los valores medios de las temperaturas podrían superar los 50ºC en el transcurso del presente siglo) se caracterizan por tener muros de gran espesor realizados con materiales locales tales como la piedra caliza y el adobe.
Sin embargo, el vidrio no es de uso común en la arquitectura vernácula de esta región. Las habitaciones cuentan con ventanas cubiertas con celosías caladas que permiten que circule el aire y protegen los interiores de la radiación solar sin impedir la iluminación ni las vistas. Este elemento arquitectónico también fue distintivo en los edificios de la India entre los siglos XVI y XVIII (pensemos en el emblemático Taj Mahal) y se denomina “jaali”, término que en hindi significa red.
El jaali tradicional estaba cortado en mármol, piedra arenisca o madera con intrincados patrones geométricos ornamentales. Las perforaciones tienen una sección transversal en forma de embudo: la más grande orientada al exterior y la más pequeña al interior del edificio. Este curioso diseño convierte al jaali en una estrategia de refrigeración pasiva que proporciona un confort térmico significativo al reducir la temperatura interior.
La ciencia detrás de su capacidad de enfriamiento es el efecto Venturi: cuando el aire pasa a través de las pequeñas aberturas se comprime gradualmente, enfriándose antes de ingresar al interior(4). Esto se debe a que la temperatura del aire está directamente relacionada con la energía cinética de las moléculas de gas que lo componen. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (esto quiere decir, mayor temperatura), mayor volumen del gas. Y debido a la compresión que sufre el aire al atravesar los orificios, la temperatura de salida es menor a la de entrada.
Actualmente existen soluciones de acondicionamiento térmico basadas en la construcción vernácula que conjugan los conocimientos seculares con las posibilidades técnicas de hoy. Esto ha hecho posible la transformación del jaali tradicional en un elemento móvil, tal como ocurre en la fachada de las Torres Al-Bahr en Abu Dhabi, que se abre y se cierra de acuerdo con la radiación.
Se trata de una pantalla dinámica –una segunda piel– colocada por fuera del muro cortina del edificio, y al que rodea completamente, excepto en la fachada orientada al Norte, la de menor exposición. Está conformada por elementos modulares móviles programados para responder al movimiento solar a fin de reducir la radiación directa y mejorar la penetración de la luz. A medida que el Sol se desplaza, toda la pantalla se mueve en sincronía para brindar sombra. El edificio cuenta con una certificación LEED Silver.
Las pantallas perforadas son otra variante del jaali, con aberturas que pueden variar en cuanto a forma, tamaño, número y distribución dependiendo del material de construcción: metal, resinas compuestas, cerámica, ladrillo e incluso, hormigón. Pueden colocarse frente a cualquier abertura o cubrir completamente la fachada del edificio adaptándose a una gran variedad de diseños que incluyen una amplia gama de materiales, colores, patrones y transparencias. Esta flexibilidad brinda la libertad de personalizarlas según el uso y el propósito del edificio al mismo tiempo que ayudan a regular la ventilación y la temperatura interior mediante aberturas estratégicamente dimensionadas.
Dado que las pantallas perforadas, al igual que el jaali, son mecanismos de enfriamiento pasivos que mejoran el rendimiento térmico del edificio al limitar la exposición a la radiación solar, su implementación mejora la eficiencia energética y reduce los costos de operación al mismo tiempo que disminuye la huella de carbono y la emisión de gases de efecto invernadero.
Un ejemplo del uso pantalla perforada lo vemos en O14 Tower, una torre situada en Dubai en la que se ha usado un exoesqueleto de hormigón armado con perforaciones que envuelve el edificio. Este elemento es parte de la estructura principal y a la vez proyecta sombra sobre la fachada acristalada. Además, el hueco de 1m entre las dos pieles provoca un efecto de chimenea que contribuye a disipar el calor.
Las ventajas de estos sistemas desde el punto de vista del ahorro energético y la resiliencia climática de cara a los eventos extremos que se avecinan son evidentes, pero su mayor logro es la fusión de las nuevas tecnologías con la sabiduría de la tradición.
Referencias:
1 UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAMME (2022): “2022 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero‑emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector”.
2 https://www.iea.org/energy-system/buildings
3 PACHECO-TORGAL, F. & GRANQVIST, C. (2023): “Adapting the Built Environment for Climate Change”.
4 MENDI, V. (2020): “Use of Eco-Coolers in Indoor Cooling”.
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