Por Emmanuel Rivero Guzmán
La arquitectura sostenible busca crear espacios habitables que minimicen su impacto ambiental y maximicen la eficiencia energética a través de tecnologías innovadoras. Algo fundamental a fecha de hoy. Desde el diseño pasivo hasta la aplicación de materiales de baja energía incorporada, la demanda de edificaciones sostenibles está además impulsando la innovación tecnológica en la arquitectura.
Por su parte, estas nuevas tecnologías – junto con la combinación de estrategias tradicionales y soluciones innovadoras – están permitiendo la creación de edificaciones más eficientes, resistentes y respetuosas con el medio ambiente.
Diseño bioclimático
El diseño bioclimático es una estrategia fundamental en la arquitectura sostenible, ya que aprovecha las condiciones climáticas locales para optimizar el confort térmico y reducir el consumo energético. Esto se logra mediante la orientación de los edificios para aprovechar la luz solar, la ventilación natural, el uso de materiales de construcción con propiedades térmicas adecuadas, y la implementación de elementos como aleros y vegetación para proporcionar sombra y enfriamiento.
Además de la orientación y los elementos de sombreado, el diseño bioclimático también incorpora técnicas pasivas como el uso de materiales con alta capacidad de almacenamiento térmico. Hablamos por ejemplo de adobe o de hormigón, que ayudan a regular la temperatura interior al absorber y liberar calor gradualmente. Asimismo, la maximización de la eficiencia energética se logra mediante la optimización de la forma y la distribución de los espacios interiores para facilitar la circulación del aire y la entrada de luz natural, reduciendo así la necesidad de iluminación artificial y sistemas de climatización.
Otra característica clave de este diseño es la integración del edificio con su entorno natural, lo que incluye la preservación de áreas verdes y la creación de espacios al aire libre que fomenten la conexión con la naturaleza. Lo cual no solo contribuye a la reducción del impacto ambiental, sino que también mejora el bienestar de los ocupantes al proporcionar ambientes saludables y estimulantes.
Energía renovable
La integración de fuentes de energía renovable es otra base fundamental en la arquitectura sostenible. Paneles solares fotovoltaicos y térmicos, turbinas eólicas, sistemas de energía geotérmica, y tecnologías de biomasa, todos ellos permiten a los edificios generar su propia energía de manera limpia y sostenible, reduciendo su dependencia de fuentes de energía no renovables y disminuyendo las emisiones de carbono.
Además de la generación de energía, la integración de fuentes renovables también implica el almacenamiento y la gestión inteligente de la energía producida. Se están desarrollando sistemas de almacenamiento avanzados, como baterías de ion litio y sistemas de almacenamiento térmico, que permiten almacenar el exceso de energía generada durante los períodos de alta producción para su uso posterior, cuando la demanda es mayor o las condiciones climáticas no son favorables para la generación renovable.
La implementación de microrredes inteligentes es otra tendencia. Se trata de que los edificios pueden estar interconectados para compartir y distribuir energía de manera eficiente, creando así una red energética descentralizada y más resiliente. Estas microrredes pueden funcionar de manera autónoma o estar conectadas a la red eléctrica principal, proporcionando flexibilidad y redundancia en el suministro de energía.
Por poner un ejemplo, una instalación fotovoltaica de 84kw evita la emisión de 60.000 kg de co2 al año. En este sentido, de acuerdo a las palabras de José Luis Massana, CEO de Fischer Ibérica, “Tenemos que transitar a un modelo energético libre de emisiones y que nuestros procesos actuales usen técnicas más neutras, sin perder competitividad en un entorno de economía sostenible”.
Materiales sostenibles en la construcción
La elección de materiales de construcción sostenibles es esencial para reducir el impacto ambiental de los edificios. Esto incluye el uso de materiales reciclados o reciclables, como madera certificada por el FSC (Forest Stewardship Council), hormigón reciclado, y acero reciclado. Además, se promueve el uso de materiales de bajo contenido en VOC (compuestos orgánicos volátiles) para mejorar la calidad del aire interior y la salud de los ocupantes.
Paralelamente, la arquitectura sostenible también fomenta la utilización de materiales naturales y de bajo impacto ambiental. Volvemos a los dos ejemplos citados anteriormente:
El bambú, que es rápido de crecer, renovable y resistente, y que se puede utilizar en una variedad de aplicaciones estructurales y de acabado.
Y el uso de tierra cruda o adobe, ya que es abundante, local y tiene una baja huella de carbono. Además de proporcionar un excelente aislamiento térmico y acústico.
Asimismo, se están desarrollando materiales de construcción que combinan sostenibilidad con rendimiento técnico. Por ejemplo, se están utilizando cada vez más materiales compuestos de base biológica, como el bioplástico y el hormigón bioactivo, que utilizan recursos renovables en su producción y pueden ser biodegradables al final de su vida útil.
Porque como bien nos explicaba en una entrevista Francisca Puertas Maroto – Profesora de Investigación en el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) – «Detrás de un saco de cemento Portland o de un bloque de hormigón hay mucha investigación, tecnología e innovación». Todo ello para poder ofrecer una alternativa a los materiales convencionales basados en petróleo y ayudar a reducir la dependencia de recursos no renovables, mitigando de esta manera el impacto ambiental.
Además de considerar el origen y el ciclo de vida de los materiales, la arquitectura sostenible también se centra en la eficiencia en el uso de recursos y en la circularidad. Esto implica minimizar el desperdicio de materiales durante la construcción y la demolición de edificios, así como diseñar para la desmontabilidad y la reutilización de componentes en el futuro.
En definitiva, los materiales y la optimización de procesos son clave para combatir el calentamiento terrestre desde la construcción, ya que solo en la fase de construcción y cadena de suministro de materiales supone entre el 10 y el 20% de la huella de carbono que tendrá todo el edificio en sus años de existencia.
Sistemas de gestión inteligente
Estos sistemas permiten monitorear y controlar de manera eficiente el consumo de energía y recursos en los edificios. Mediante el uso de sensores, interruptores inteligentes, dispositivos conectados y algoritmos avanzados, los sistemas de gestión inteligente optimizan el funcionamiento de los equipos de iluminación, calefacción, refrigeración y ventilación, adaptándose a las necesidades específicas de cada espacio y maximizando la eficiencia energética.
Durante la etapa de diseño, los arquitectos y los ingenieros pueden integrar estos sistemas en el proceso de planificación para optimizar la eficiencia energética y el rendimiento ambiental del proyecto desde el principio. Y no solo eso: mediante la simulación y modelado computacional, se pueden evaluar diferentes estrategias de diseño y tecnologías para determinar la combinación más efectiva y económica de soluciones sostenibles.
Los sistemas de gestión inteligente pueden ser implementados para monitorear y controlar el uso de recursos y la calidad del ambiente interior en tiempo real. Por ejemplo, los sensores de calidad del aire pueden detectar la presencia de contaminantes y regular automáticamente la ventilación para mantener un ambiente interior saludable. De la misma manera, los sistemas de iluminación y climatización pueden ser ajustados según la ocupación y las condiciones climáticas, maximizando así la eficiencia energética y el confort de los ocupantes.
Además, estos sistemas pueden ofrecer la capacidad de retroalimentación en tiempo real sobre el rendimiento del edificio una vez que está habitado, lo que permite ajustes y mejoras continuas para optimizar su funcionamiento a lo largo del tiempo. Esto no solo mejora el rendimiento ambiental de los edificios, sino que también proporciona beneficios significativos en términos de eficiencia operativa, confort del usuario y sostenibilidad a largo plazo.
Diseño modular y prefabricado
El diseño modular y prefabricado lleva tiempo ganando terreno en la arquitectura sostenible gracias a su capacidad de reducir los residuos de construcción y además, el tiempo de construcción en sí. Estos sistemas permiten fabricar componentes de manera eficiente en entornos controlados, utilizando materiales sostenibles y tecnologías de construcción avanzadas. Además, facilitan la reutilización y la adaptabilidad de los edificios a lo largo del tiempo, por no hablar de un cambio de modelo productivo, que te permite, por poner un ejemplo, diseñar en Barcelona, construir en Bilbao y ensamblar en las Islas Mauricio, gracias a este tipo de construcción industrializada.
Este tipo de diseño ofrece tres grandes ventajas:
Al permitir la fabricación de componentes en entornos controlados, se garantiza una mayor precisión y calidad en la construcción. Es decir, se reducen los errores y los desperdicios durante el proceso de fabricación.
La estandarización de los componentes modulares facilita la optimización del uso de materiales y recursos. O lo que es lo mismo, contribuye a una construcción más eficiente y sostenible.
Además, tiene capacidad para facilitar la adaptación y la ampliación de los edificios en respuesta a las necesidades cambiantes de los ocupantes o las condiciones del entorno. Esto es porque los módulos prefabricados pueden ser fácilmente desmontados, reubicados o ampliados según sea necesario, lo que permite una mayor flexibilidad y longevidad de los edificios a lo largo de su ciclo de vida.
Si queremos ver un caso práctico de uso de diseño modular y prefabricado, tenemos entre muchos el de la green nest house, una casa de construcción modular y preindustrializada en madera, concebida bajo los principios de la economía circular pero sin perder de vista la excelencia en el diseño. O este edificio plurifamiliar de viviendas, que apuesta por una solución constructiva industrializada y sostenible.
Captura y reutilización del agua
La escasez de agua es una preocupación creciente, como bien podemos ir viendo en las noticias. Por lo que la implementación de sistemas que permiten su captura y reutilización es crucial en la arquitectura sostenible. Esto incluye la recolección de agua de lluvia, el tratamiento de aguas grises y la implementación de sistemas de riego eficientes, ya que todos ellos permiten reducir el consumo de agua potable.
Considerados desde las primeras etapas del proyecto, estos sistemas se pueden integrar en el diseño del edificio, teniendo en cuenta la ubicación estratégica de los dispositivos de captura de agua de lluvia, como canalones y cisternas, así como la planificación de sistemas de tratamiento y almacenamiento adecuados para garantizar la calidad del agua reutilizada.
Además de la reducción del consumo de agua potable, contribuyen significativamente a la mitigación de inundaciones urbanas y la recarga de acuíferos locales. Y es que, al capturar y almacenar el agua de lluvia en lugar de permitir que se escurra hacia los sistemas de drenaje pluvial, se reduce la carga en la infraestructura de alcantarillado y se promueve la recarga de los recursos hídricos subterráneos. Lo cual fortalece la resiliencia de los edificios y las comunidades ante eventos climáticos extremos y la variabilidad hidrológica.
Un ejemplo de resiliencia en este sentido, aunque con un enfoque algo diferente, son las ciudades esponja, un tipo de construcción de ingeniería ecológica que realiza la revegetación de superficies impermeables, techos verdes o humedales construidos. Y que gracias a la instalación de suelos porosos, filtran el agua, la recogen y la almacenan en cisternas subterráneas para su posterior reutilización.
Diseño pasivo o Passivhaus
Una de las prácticas por excelencia, el diseño pasivo, aprovecha los recursos naturales y las condiciones climáticas locales (el bioclima) para reducir la demanda energética de los edificios desde su concepción. La orientación adecuada, el uso de materiales con propiedades térmicas eficientes y la maximización de la luz natural son solo algunos de los elementos clave de esta estrategia.
En la fase de diseño y construcción de viviendas se plantea cómo aprovechar al máximo el diseño del edificio para optimizar la captura de energía solar. Lo cual se puede conseguir mediante la colocación estratégica de aberturas, como ventanas y tragaluces, para permitir la entrada de luz natural y calor en invierno; mientras se minimiza la ganancia solar en verano a través de elementos de sombreado y protección solar.
Además, el diseño passivhaus también enfatiza la importancia de la ventilación natural y el control térmico del edificio gracias a la incorporación de sistemas de ventilación cruzada, chimeneas solares y elementos de almacenamiento térmico, como paredes y suelos de alto calor específico. Gracias a todos estos elementos, se puede regular la temperatura interior de manera pasiva, reduciendo así la dependencia de sistemas mecánicos de calefacción y refrigeración.
De esta manera, no se solo reduce el consumo de energía y las emisiones de carbono asociadas, también mejora la calidad del aire interior y el confort térmico de los ocupantes de manera natural y sostenible.
