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Arquitectura Pura

¿Qué son las casas sustentables?

Las casas sustentables se enmarcan dentro de un nuevo concepto filosófico de la arquitectura como un motor de impulso en la conservación del planeta. Estos diseños de casas sustentables han demostrado que no tienen porqué sacrificar el confort en pro de la ecología.

Los arquitectos de casas sustentables han tenido el inmenso reto de diseñar y construir edificaciones cómodas, placenteras y prácticas para sus habitantes. Pero, al mismo tiempo, han desarrollado soluciones que optimizan el uso responsable de los recursos.

En el entendido que las casas sustentables son una solución a corto, mediano y largo plazo, su diseño ha sido uno de los trabajos más importantes en los últimos 20 años. Los diseños y los sistemas han tenido que cambiar en búsqueda de una solución inmediata.

El sistema de derroche en función a la estética y sin cuidado del medio ambiente, poco a poco va quedando atrás y va dando paso a nuevas realidades arquitectónicas. Su instrumento más tangible son las casas sustentables, una solución eficaz, eficiente y práctica.

Pero, para que las casas sustentables puedan ser llevadas del plano a la realidad, los arquitectos y constructores han tenido que adoptar nuevas técnicas y recursos. El uso de materiales sustentables y la incorporación de nuevas visiones, han sido muy útiles.

La perfección del uso de los recursos, el ahorro y la maximización de la energía, así como la reducción del despilfarro, son nuevos paradigmas de la arquitectura. Veamos pues, los sustentos filosóficos y prácticos que envuelven a las casas sustentables a nivel mundial.

Del mismo modo, veremos como paulatinamente en América Latina, este concepto ha ido ganando terreno para ir desplazando a los viejos sistemas constructivos. Los avances de este tipo de casas en México, Argentina, Chile o Colombia, son ejemplos de admirar. 

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¿Qué entendemos como casas sustentables?

Desde que el ser humano concibió a las viviendas como un elemento que iba mucho más allá del refugio, el concepto arquitectónico cambió. Desde hace siglos, las casas son el edificio donde más tiempo pasa la familia y donde se desarrolla a plenitud.

Del mismo modo, las casas son un tipo de inmueble con  un gran impacto en el medio ambiente, tanto en el espacio que ocupa como en la cantidad de recursos que consume. Por ende, los arquitectos han buscado diferentes ideas para convertir las casas en espacios que respeten el medio ambiente y los recursos naturales disponibles. La solución parece haber llegado con el diseño de casas sustentables.

El concepto arquitectónico de las casas sustentables se concibe como el de una vivienda altamente eficiente desde un punto de vista energético. Además, es una casa con un eficiente consumo de agua y que se integra de forma respetuosa con el entorno natural.

Se denomina como casas ecológicamente sustentables o casas sustentables por la interacción positiva que tienen con el entorno. Estas casas sustentables se valen de una serie de recursos que hacen posible su construcción y posterior desenvolvimiento. Estos recursos tanto constructivos como de desarrollo práctico.

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Tecnología aplicada a las casas sustentables

Las casas sustentables se caracterizan por aplicar la tecnología en elementos y procesos para reducir al máximo el consumo energético. En este sentido, se valen del uso de tecnologías que optimizan su funcionamiento, como:

  • Paneles solares y energía fotovoltaica que permiten aprovechar de una manera óptima la energía térmica y lumínica a través de placas fotovoltaicas orientadas en dirección al sol.
  • Diseño optimizado de forma adecuada para aprovechar en la  máxima medida,  la luz y el calor solar. Para ello, se valen del diseño de sistemas de cerramiento cristalino, ventanas amplias y que siguen el movimiento del sol en el día o la época del año.
  • Depósitos que permiten recoger el agua de lluvia y algunas casas sustentables cuentan con sistemas de tratamiento de aguas para su reutilización. Algunas casas usan el agua de lluvia como sistema de riego o sanitario con un menor consumo de agua potable.
  • Sistemas de calefacción que funcionan mediante la energía geotérmica obtenida del calor del suelo o con sistemas fotovoltaicos que calientan depósitos de agua en las casas.
  • Se desarrollan de tal forma que respetan el entorno en el que se emplazan con las mínimas transformaciones del paisaje y el mínimo impacto ecológico. 
  • No transforman el terreno por completo sino que se adaptan a la naturaleza y al ecosistema circundante. Con ello, permiten que se establezca una relación horizontal entre el ecosistema y las casas sustentables. 
  • Estos diseños permiten que las plantas, así como los animales puedan continuar su desarrollo en su entorno natural. La presencia de la casa no conlleva la interrupción o transformación negativa de su hábitat.
  • Adecuando  la arquitectura y la forma de la vivienda en relación al espacio disponible, la utilización de materiales con mínimo impacto en el entorno. Reducen, a su vez, el uso de materiales naturales como madera o piedra. Haciendo uso de materiales reciclados, minimizan el impacto y el consumo de los recursos naturales.

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Casas sustentables: Sistemas alternativos de energía

Existen diferentes tipos de energías renovables, aplicables en las casas sustentables que maximizan el beneficio y minimizan el consumo. Especialmente de las fuentes tradicionales de electricidad que se basan en energía fósil como el petróleo y sus derivados.

Es posible obtener energía eléctrica, lumínica y calorífica de muchas maneras y de múltiples fuentes ecológicamente más beneficiosas.

En estos casos,  solo hay que transformarla desde sus fuentes primarias a energía eléctrica. La naturaleza nos provee una serie de recursos en los que  podemos encontrar una enorme variedad de fuentes inagotables para extraer energía. 

En las casas sustentables, estas fuentes pueden provenir del viento, el agua corriente o el sol. Asimismo, existen energías que están probando su eficiencia como los gases combustibles provenientes de las compostas y otras fuentes.

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Energía solar

La energía solar es aquella que obtenemos directamente del sol, la energía solar puede provenir de la energía  fotovoltaica,  la más conocida. A partir de placas solares, se puede transformar la parte foto lumínica del sol en energía eléctrica.

Los sistemas de transformación absorben  la radiación solar y la transforman en electricidad, almacenándola en baterías o volcándose a la red eléctrica. De este modo se pueden obtener excedentes e implementar el autoconsumo eléctrico para las casas sustentables.

La energía solar termoeléctrica aprovecha el calor generado por el sol para calentar un fluido y generar vapor. Este vapor acciona turbinas que generan electricidad que es aprovechable en las casas.

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Energía eólica

La energía eólica es aquella que utiliza la fuerza del viento para generar  electricidad. A través de molinos de viento o aerogeneradores se organizan en parques eólicos privados o públicos en sitios con mayor incidencia del viento.. Estos sistemas están conectados a generadores que consiguen electricidad cuando el viento hace girar las aspas.

En algunas casas sustentables se instalan molinos de viento que pueden apoyar parte del consumo o incluso la totalidad del consumo de electricidad de una vivienda.

Las palas están conectadas a un rotor que a su vez está conectado a un eje colocado en un polo, este envía la energía de rotación a un generador eléctrico.  Este generador se vale del uso de imanes para producir cierto voltaje eléctrico y por tanto, produce energía eléctrica.

En las ciudades, existen parques eólicos que distribuyen la electricidad producida desde su centro de transformación hasta una estación de distribución. A esta estación se le suministra la energía producida y que distribuye hasta la demanda del usuario final.

Desventajas de la energía eólica

Sin viento, no hay energía

El viento no siempre  cumple con las necesidades de producción de electricidad y  especialmente en algunas unidades temporales más pequeñas. Los aerogeneradores o turbinas de viento funcionan con ráfagas de viento entre los 10 km/h y los 40 Km/h. Con velocidades de viento menores, no se produce energía suficiente y a velocidades  mayores existe un riesgo físico para la estructura.

Energía no almacenable

La electricidad producida por los aerogeneradores no se puede almacenar debe ser consumida de manera inmediata en cuanto se produce. Por este motivo, no se puede ofrecer los mismos beneficios que otros tipos de energía.

Afectan a las aves

Los molinos o generadores eólicos pueden tener un impacto negativo en la fauna, especialmente en las aves nocturnas. Las palas giratorias pueden moverse a gran velocidad y las aves no son capaces de reconocer visualmente las cuchillas a esta velocidad chocando contra ellos.

Biomasa

La energía eléctrica producida a partir de biomasa es un tipo de energía alterna que consiste en la combustión de algunos tipos de residuos orgánicos. Estos residuos pueden ser de origen animal o vegetal como algunos productos biodegradables como aserrín, cortezas de vegetales o frutas.

Los restos que se incluyen dentro del contenedor de materia orgánica pueden ser combustible para la producción de combustible. Aunque la energía de biomasa se puede producir en enormes centrales térmicas, sin embargo se pueden producir a nivel particular.

La ventaja de la biomasa es que sustituye el uso de carbón, que no es una fuente renovable y es ecológicamente negativa. 

Biogás

Similar a la biomasa, el biogás es una energía alternativa y mucho más sostenible que es producida por la biodegradación de materia orgánica. Los microorganismos actúan de forma anaeróbica, es decir, sin oxígeno produciendo dióxido de carbono y metano o butano gases combustibles. La degradación de la descomposición produce gases combustibles para producir energía eléctrica limpia y muy eficiente. 

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Casas sustentables: Aprovechamiento del agua pluvial

Uno de los sistemas más efectivos en el diseño y desarrollo de casas sustentables son los sistemas de recuperación de agua pluvial. Este sistema consiste en el filtrado del agua proveniente de la lluvia captada en una superficie dada. Por lo  general, se eligen los tejados o las azoteas almacenando esta agua en un depósito. El agua puede ser tratada y posteriormente distribuida a través de un circuito hidráulico dispuesto independiente de la red de agua potable.

Siendo el agua un recurso natural vital y que siempre es escaso en nuestro entorno. La instalación de estos sistema de recuperación del agua de lluvia, puede ahorrar un 50% del consumo de agua potable en las casas sustentables.

El agua de lluvia no es potable, pero aún así posee una gran calidad y contiene una gran concentración de nutrientes para el riego de jardines. Asimismo, el agua de lluvia es utilizable para muchos usos domésticos en las casas sustentables. 

Se puede sustituir al agua potable en muchos usos domésticos, se puede usar en lavadoras, lavavajillas, WC y grifos del jardín. Esto se puede hacer con una instalación muy sencilla y que es rápidamente amortizable.

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Sistemas de captación y almacenamiento del agua de lluvia

La recuperación de aguas de lluvia se puede usar en las cubiertas de las casas sustentables como captadores pluviales. El agua se recoge mediante canaletas y/o sumideros en un tejado o en una terraza, esta agua se conduce mediante bajantes y así almacenarse finalmente en un depósito.

Estos depósitos pueden estar enterrados en un jardín o situado en una superficie a menor altura, en cualquier espacio de la vivienda. En la entrada del depósito se puede colocar un filtro que puede eliminar suciedades y elementos no deseados, como hojas, insectos, piedras o ramas. 

Las dimensiones del depósito van en función de los usos de las casas sustentables, la superficie de la cubierta, además de los niveles  pluviométricos de la zona particular. El agua almacenada se impulsa y se distribuye mediante un circuito hidráulico que va independiente de la red de agua potable. 

Los consumos con agua pluvial se usan donde no se requiere agua potable como la lavadora, el WC, lavado de suelos, riego de jardines o usos no humanos. El agua de la lluvia es un sistema práctico, fácil y sobre todo barato para derivarlo hacia la casa.

Se necesita un mínimo de infraestructura y favorece el ahorro dentro del presupuesto familiar. Muchas legislaciones tienen normativas para el aprovechamiento de las aguas pluviales, para paliar las sequías y las perspectivas climatológicas a mediano y largo plazo.

Ventajas de la captación de aguas pluviales

  • Existe un ahorro progresivo e inmediato en la factura del agua, pues supone hasta un 80% del total de agua consumida en las casas sustentables.
  • Representa el uso de un recurso gratuito y ecológico.
  • Se contribuye a la sostenibilidad y la protección del medio ambiente
  • Se puede disponer de agua en los periodos de sequías o las épocas de restricciones y prohibiciones
  • La instalación de sistemas de recogida de agua es muy sencilla y los riesgos de averías son mínimos y requieren de bajo mantenimiento.
  • Se puede aprovechar el agua de lluvia en el lavado de la ropa, pues el agua de lluvia es más blanda que el agua del grifo. El agua más blanda permite un ahorro de hasta un 50% de detergentes.

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Casas sustentables: Suelos radiantes

En las casas sustentables, los suelos radiantes son sistemas de distribución de la calefacción mucho más eficientes, confortables, silenciosos y versátiles. Este tipo de emisores como los fancoils o los radiadores permiten ahorrar recursos y energía.

El suelo radiante es un sistema de calefacción y a su vez, se pueden usar como sistemas de refrigeración que permiten mantener la temperatura estable. Además de ser un sistema que permite reducir el consumo de energía permiten un ahorro económico que contribuye a la conservación del medio ambiente. 

Este sistema es energéticamente más eficiente y seguro pues al no tener varios centros de calor  favorece el confort equilibrado de las casas sustentables.

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Tipos de suelos radiantes

Calefacción mediante suelo radiante

Los tipos de calefacción por suelo radiante se adaptan de mejor manera a la energía solar térmica y con el menor consumo de energía. Es un sistema más saludable, y recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Climatización mediante suelo radiante

La instalación puede usarse para refrigerar en verano del mismo modo que el aire acondicionado. Instalando una bomba de calor se pueden generar calor en invierno y frío en verano.

Techo radiante

El techo radiante es uno de los sistemas más revolucionarios sistema de calefacción, pues es el más sostenible y eficiente. Se ha aplicado desde hace más de 50 años en países como Holanda o Alemania, especialmente en locales de techo elevado. Evita el problema de la estratificación y ahorra hasta un 46% de la energía frente a los sistemas tradicionales.

Techo radiante industrial

La calefacción en el techo puede resultar un tanto paradójica pues según la física, el aire caliente tiende a subir hacia el tejado. Este tipo de calefacción no usa aire para transmitir el calor, sino ondas de calor de larga frecuencia, un sistema sano y altamente eficiente.

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Casas sustentables: Aerotermia

La aerotermia es una forma de producir calor, frío y agua caliente sanitaria dentro de las casas sustentables con una bomba de calor de una manera muy eficiente. Combinado con un sistema de suelo radiante puede llegar a rendimientos de más de 5 kilovatios en calefacción y refrigeración por cada kilovatio consumido.

El sistema de aerotermia produce cada kilovatio que pagamos en la factura eléctrica en 5 kilovatios para calentar y/o enfriar la vivienda. Este es uno de los sistemas más eficientes para hacer más confortables las viviendas, es de las mejores inversiones en las casas sustentables.

La bomba de calor es la base de todos los sistemas de aire acondicionado pero también puede ajustarse para producir también calefacción.  Una bomba de calor eficiente puede usarse para producir toda la energía que necesita una casa.

La bomba de calor aerotérmica es un dispositivo de alta eficiencia energética que se diferencia de otros sistemas como las calderas.  La energía no se consume para producir el calor, sino para distribuir el calor de un lugar a otro. 

Por ello, cada unidad de energía consumida produce hasta 4 unidades de energía propia con una eficiencia de gran beneficio integral.

Hay diferentes tipos de aerotermias:

  • Aire – aire: intercambian el calor entre el aire de diferentes ambientes o desde el interior hacia el exterior de la casa y viceversa. Puede producir calefacción en invierno y aire acondicionado en verano.
  • Aerotermia Aire – agua: esta bomba de calor intercambia calor con un circuito hidráulico que produce calefacción a un sistema de radiadores o de suelo radiante. Este sistema también se usa para calentar el agua de la red potable doméstica.
  • Geotérmica: siguiendo los principios de la geotermia, se produce el intercambio de calor desde el subsuelo.

Casas sustentables: Techos verdes

En las casas sustentables un techo verde o una cubierta ajardinada en el techo de un edificio parcial o totalmente cubierto de vegetación. Esto se puede hacer en el suelo de los tejados o en un medio de cultivo apropiado con una capa impermeable. 

El techo verde incluye capas que funcionan para el drenaje y la irrigación del jardín pero a su vez, funciona como barrera para las raíces hacia el tejado. Los techos verdes se combinan con otros tipos de tecnologías verdes, como paneles solares fotovoltaicos o módulos fotovoltaicos. 

Los techos verdes se clasifican en intensivos, semi-intensivos o extensivos, de acuerdo a la profundidad del medio de cultivo o al grado de mantenimiento requerido. Los jardines requieren un espesor del suelo considerable para cultivos.

En algunos techos verdes se cultivan plantas grandes o césped tradicional, se consideran intensivos cuando demandan trabajo, irrigación, abono y  cuidados. Los techos extensivos, se diseñan con un mínimo de atención como desmalezar una vez al año o aplicar abonos de acción lenta para estimular el crecimiento plantar. 

Ejemplos de casas sustentables en México

En México, se han desarrollado las casas sustentables como un ejemplo para otros países del mundo. Dentro de la geografía mexicana, se pueden tomar como ejemplos de casas sustentables son:

  1. Biblioteca Vasconcelos, Ciudad de México
  2. Torre BBVA, Ciudad de México
  3. TuboHotel Tepoztlán, Morelos
  4. Infonavit: “La azotea verde más grande de Latinoamérica”, Ciudad de México
  5. Container City, Puebla
  6. Casas de Paja, Huixquilucan
  7. Torre Reforma, Ciudad de México
  8. Edificio Dos Patios, Ciudad de México
  9. Torre de GSI, Cancún
  10. Torre Virreyes, Ciudad de México

En México, se han construido más de 5000 casas sustentables que han  ahorrado más de 4 millones kilovatios hora y más de 3000 toneladas de CO2. Además, se han ahorrado más de 9,2 millones de dólares en construcción.

México lidera la construcción de casas sustentables en América Latina, con los mayores programas gubernamentales y privados en Latinoamérica. Sin embargo, otros países latinos han adoptado grandes proyectos de casas sustentables de grandes perspectivas. 

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