NANOTECNOLOGIA Y ARQUITECTURA

La obtención de nuevos, singulares y asombrosos materiales descubiertos a través de la nanotecnología, están modificando nuestra comprensión del mundo y nuestro futuro inmediato. La arquitectura también tendrá que utilizar estos materiales, para concebir el espacio que habitaremos en el siglo XXI.
En la historia de la arquitectura, los procedimientos constructivos y los materiales de construcción han determinado las características formales y funcionales resultantes de cada edificio. Los sistemas constructivos descubiertos y los materiales disponibles en cada región y época influyeron en las soluciones ofrecidas en cada tendencia o estilo. Los griegos hicieron del mármol blanco su material predilecto y crearon procesos constructivos para explotarlo. Los romanos necesitaron una rápida expansión de su cultura a lo largo de su imperio, e inventaron el concreto para producir múltiples templos rápidamente. Nuestro siglo se ha distinguido con creaciones arquitectónicas ideadas con materiales que en su mayor parte se han desarrollado y descubierto en los últimos doscientos años. En la actualidad, estos materiales han sido ya explotados al máximo mediante la creación de innumerables procedimientos edificatorios que fueron inventados por sus constructores y han permitido generar las formas singulares que distinguen a la arquitectura del siglo XXI.
Actualmente existen ciertas tecnologías novedosas que están moldeando definitivamente nuestra concepción del futuro probable de la humanidad, un futuro que afecta todas las áreas del conocimiento, incluido nuestro campo de trabajo: la arquitectura. Las tecnologías que afectan nuestra disciplina están íntimamente ligadas con el dominio de la materia que los científicos nos han proporcionado con sus descubrimientos. Las nuevas tecnologías permitirán a la arquitectura contar con increíbles herramientas y materiales para conseguir su fin causal en el próximo milenio.

Los alcances de la nanotecnología

Según la opinión general de la comunidad científica mundial, el surgimiento de la nanotecnología determinó un punto de inflección en el desarrollo tecnológico de la humanidad. Antes de la nanotecnología, el hombre ha sido capaz de crear herramientas y objetos bajo sistemas constructivos industrializados modificando porciones de materiales que contienen miles de millones de átomos. A esta tecnología se le ha llamado tecnología masiva, y nos ha permitido evolucionar desde las herramientas labradas de piedra hasta la creación de los microcircuitos integrados. La nanotecnología permitirá manejar átomos y moléculas con absoluta precisión para construir estructuras microscópicas con especificaciones atómicas sumamente complejas y caprichosas. Es por ello que a la nanotecnología se la conoce con el nombre de tecnología molecular.
Actualmente, y entendida como un conjunto de novedosas tecnologías, la nanotecnología es famosa fundamentalmente por dos de sus tendencias principales: la nanoestructuración de materiales y la creación de nanosistemas. Por un lado, la nanoestructuración es producto de investigaciones en los procesos industriales que han conducido a una serie de nuevos materiales cuyas propiedades y características básicas pueden ser prediseñadas antes de su creación. Los materiales resultantes han demostrado romper con nuestra comprensión general del comportamiento de los materiales convencionales. Por otro lado, los nanosistemas pretenden generar nanomáquinas que permitan realizar funciones de computación, fabricación, cirugía, exploración o protección, entre otras tantas metas fijadas. La idea principal de los nanosistemas es utilizar los átomos como componentes elementales de un gran rompecabezas cibernético. Para los arquitectos, ambas disciplinas ofrecen descubrimientos y conocimientos prácticos que podremos aprovechar inmediatamente en el siglo XXI para construir edificios habitables con materiales novedosos.
La nanotecnología es, sin lugar a dudas, de vital importancia para la investigación de materiales en el nivel mundial, por lo que, tanto en el presente como en el futuro, para la industria de la construcción se convierte en una tecnología fundamental.

Los materiales nanoestructurados.

Richard W. Siegel es uno de los pioneros mundiales en la investigación, fabricación y promoción de los materiales nanoestructurados. Físico con un doctorado en metalurgia, que le ha permitido profundizar en la investigación de nuevos procesos prácticos de fabricación de materiales. En el año 1985 comenzó su experimentación en el campo de la nanoestructuración dentro de las instalaciones del Laboratorio Nacional de Argonne. Debido al éxito que obtuvo en su trabajo, decidió explotar comercialmente sus descubrimientos con la creación de una empresa que llamó Nanophase Technologies Corporation, la cual es actualmente líder mundial en el campo de la industrialización y comercialización de los materiales nanoestructurados.
¿Qué diferencia existe entre un material común y uno nanoestructurado? Si comparamos dos pedazos de materiales con un volumen idéntico, por ejemplo, dos cubos sólidos de cobre de un centímetro cúbico, la diferencia estriba en que en el interior del pedazo de material común, sus moléculas están organizadas en granos con poblaciones típicas de miles de millones de átomos, cuya dimensión granular oscila entre micrómetros y milímetros de diámetro. En el pedazo del material nanoestructurado, los granos moleculares tienen un tamaño máximo de 100 nanómetros de diámetro y tienen poblaciones granulares menores a decenas de miles de átomos. Dicho de otra forma, los granos nanoestructurados son entre mil y cien veces más pequeños que los de un material común, y además, dentro del mismo volumen poseen el 0.001 por ciento de átomos. Lo anterior significa un ahorro increíble de materia dentro de cada pedazo de material nanoestructurado y, como consecuencia, una ligereza en peso que puede llegar a ser mil veces mayor que lo normal.
La explicación del éxito obtenido por Siegel radica en el descubrimiento de un proceso práctico y económico para crear materiales nanoestructurados en cantidades industriales, al cual ha llamado y patentado como Síntesis Física de Vapor. El proceso expone un material común a temperaturas superiores a su punto de fundición, propiciando una evaporación superficial de átomos -dentro de una atmósfera constituida por un gas especial- que son capturados en forma de cristales mediante un colector enfriado a bajas temperaturas. Los cristales restantes son retirados del tubo colector y prensados para moldear cualquier tipo de objeto. Lo más importante de este proceso es que mediante el control del ritmo de evaporación, la determinación del tipo correcto de gas y el manejo adecuado de su presión atmosférica, se puede modificar la resistencia a la fractura, la plasticidad, la elasticidad, el color, la transparencia, la resistencia a la corrosión, la reacción química, el comportamiento eléctrico y magnético, y la resistencia térmica y acústica de cualquier material nanoestructurado.

¿Qué tipos de materiales comunes son susceptibles de ser nanoestructurados mediante este proceso?

En realidad, todo tipo de sólido conocido puede ser aprovechado para crear estos nuevos materiales. Los cuatro grupos de sólidos presentes en la naturaleza, llamados metales, cerámicas, semiconductores y polímeros, están siendo tratados según este proceso, éstos son los materiales constructivos básicos utilizados en la arquitectura moderna.

¿Qué resultados importantes se han obtenido?

Existen actualmente metales cuya resistencia es cinco veces mayor que la de sus contrapartes naturales. Se encontraron cerámicas que nunca se fracturan, sólo de deforman. Hay materiales que cambian de color dependiendo del espectro de luz que se aplique a su superficie, y que se vuelven en algunos casos totalmente transparentes. Se han construido semiconductores 300 veces más eficientes que los utilizados en la electrónica convencional. Existen cerámicas que resisten altas temperaturas y atmósferas sumamente corrosivas. La empresa Nanophase Technologies Corporation fabrica y comercializa una línea de producción que abarca actualmente materiales abrasivos, catalizadores, cosméticos, magnéticos, pigmentos y recubrimientos, componentes electrónicos y cerámicas estructurales.

Arquitectura y nanotecnología ¿Qué podemos esperar?

Viendo el futuro con objetividad y esperanza podríamos concebir edificios cinco veces más altos, que soporten cargas cinco veces mayores, cuyas secciones estructurales fueran más esbeltas y que no se fracturaran ante un sismo.
Se puede imaginar edificios cuyas paredes y pisos cambiarían de color conforme la incidencia de la luz solar. Muros divisorios que fueran transparentes durante el día y opacos en la noche. Tal vez el cristal desaparecería al fin de las ventanas para ser sustituído por un metal o una cerámica transparente e irrompible.
La nanotecnología y la arquitectura son interdependientes y combinables. La nanotecnología ofrece soluciones prácticas y palpables a corto, mediano y largo plazo. La construcción del siglo XXI está en nuestras manos, en nuestra capacidad de asimilar y responder a los nuevos cambios mencionados. Busquemos especializarnos en la investigación de estos nuevos materiales y tratemos de aplicarlos. Vayamos a la vanguardia y no dejemos escapar esta oportunidad.

El COLOR en la ARQUITECTURA

La utilización del color es muy importante para lograr habitaciones más agradables desde el punto de vista del confort y térmico, para generar sensación de amplitud y efectos visuales en el usuario.
El color tiene influencia directa en las personas, por lo cual es muy importante poner especial atención en su elección.

Los colores están clasificados en grupos de cálidos – amarillos y rojos – y grupos de fríos – verdes y azules - . El fundamentos de ésta división radican en la sensación y experiencia humana, más que en una experiencia de tipo científica.

Al color lo percibimos como un tono, que tiene cualidades tonales: valor o claridad, tinte o matiz e intensidad. El valor es la intensidad luminosa del color, es la cantidad de luz que puede reflejar una superficie. El tinte implica las características cromáticas del color, es la sumatoria de superficies de onda que puede reflejar una superficie. La intensidad es el grado de pureza de tinte que puede reflejar una superficie, un color saturado es aquel que se manifiesta con todo su potencial cromático

Psicología del color

El amarillo es el color que se relaciona con el sol y significa luz radiante, alegría y estimulo. El rojo esta relacionado con el fuego y sugiere calor y excitación. El azul, color del cielo y el agua es serenidad, infinito y frialdad. El naranja, mezcla de amarillo y rojo, tiene las cualidades de estos, aunque en menor grado. El verde, color de los prados húmedos, es fresco, tranquilo y reconfortante. El violeta es madurez, y en un matiz claro expresa delicadeza. En estos seis colores básicos se comprenden toda la enorme variedad de matices que pueden ser obtenidos por las mezclas entre ellos y también por la de cada uno con blanco y negro. El blanco es pureza y candor ; el negro, tristeza y duelo; el gris, resignación.
Los colores que tienen una mayor potencia de excitación, son rojo y naranja, los mas tranquilos, los azules y verdes o violáceos. Los colores mas sedantes y confortables en decoración son los verdes, azules claros y violetas claros, los matices crema , marfil, beige, gamuza, y otros de cualidad cálida, son alegres, y tienen cierta acción estimulante, pero tanto unos como otros , deben ser usados en áreas amplias y adecuadamente.

Consejos para el Uso del color

Por ejemplo para lograr una sensación de frescura y amplitud es recomendable el uso de colores claros: diversas tonalidades de blanco, pasteles, arenosos.
Ahora, para dar un toque de vida se puede dejar que predominen los colores claros pero combinándolos con otros más fuertes.
Una buena elección para pintar una habitación sería el uso mayoritario de tonos claros, luego en menor proporción un color entre los cálidos y fríos, por ejemplo verde, azul, naranja, y para terminar apenas un toque de un color oscuro, como negro o marrón, para resaltar algún detalle o incorporar algún dibujo en el muro.
Para un espacio de trabajo en la casa o una oficina los colores recomendables son el blanco, el marfil, ya que éstos ayudan a aumentar la visibilidad en el espacio. Para una sala, comedor, cuartos, cocina, se recomiendan colores como crema, durazno, amarillo claro. También es muy importante la mayor iluminación posible del exterior, sobre todo si los ambientes son pequeños.

- La ambientación de los lugares de trabajo debe responder a normas que van mas allá de lo puramente decorativo, se debe proporcionar un ámbito que otorgue al trabajador una sensación de calma, facilitando la concentración en su tarea y estimulando su eficiencia y rendimiento en la misma.

- Para conseguir situaciones óptimas debes considerar la calidad de la luz -ya sea natural o artificial-, y la reflexión que esta otorga a las superficies coloreadas, evitando así los efectos de deslumbramiento.

- La máxima claridad se logra pintando el cielorraso de blanco. El área superior del ambiente debe tener una capacidad de reflexión del 50 al 60 %.

- El verde es un color muy utilizado en ambientes industriales, combinado con tonos azules. Sugiere tranquilidad, serenidad y brinda descanso visual a quienes trabajan en interiores.

- La temperatura del ambiente debe contrastarse visualmente para hacer mas confortable el lugar de trabajo, por lo tanto, si la temperatura es elevada debe optarse por los colores fríos, verde o azul, y si es baja deben elegirse tonalidades cálidas, durazno, marfil, crema.

- A su vez, puedes aumentar o disminuir visualmente las dimensiones con el empleo del color. Un color claro y único contribuirá a agrandarlas, en el caso opuesto, una altura excesiva se puede aminorar dividiendo los muros en sectores horizontales, pintando el superior con un color oscuro que puede continuar en el techo.

- En una casa habitación un dormitorio requiere colores suaves y de descanso con poco contraste, mientras que un salón de juego pueden utilizarse colores ricos y alegres.

CONCRETO TRASNLÚCIDO

La revolución del concreto…………

Los ingenieros civiles mexicanos, Joel Sosa Gutiérrez -de 26 años- y Sergio Omar Galván Cáceres -de 25 años- crearon en el 2005 este revolucionario cemento que tiene la capacidad de ser colado bajo el agua y ser 30 por ciento más liviano que el concreto hasta ahora conocido.
Es más estético que el concreto convencional, se utiliza de la misma manera y permite ahorrar materiales de acabado ( revoques, pinturas, etc)

Para su fabricación se utiliza cemento blanco, áridos finos y gruesos, fibras, agua y el aditivo cuya fórmula es secreta – llamado Ilum –

En este nuevo concreto se pueden incorporar luminarias, objetos, imágenes, ya que es traslúcido hasta los 2 m de grosor.
Sus componentes no se deterioran bajo el agua, por lo cual es una mejora para las construcciones en zonas costeras.

El aditivo -Ilum- es único en el mundo, ya que le confiere al concreto 15 veces más resistencia –4,500 kg/cm2- con nula absorción de agua, permite el paso de la luz, tiene un peso volumétrico 30 por ciento inferior al comercial y puede ser colado bajo el agua.

Si bien la diferencia de precio con el concreto tradicional es contrastante, el concreto translúcido tiene grandes ventajas, como ser más resistente y estético, permite un ahorro enorme de luz eléctrica al permitir el paso del 70 % de luz natural. También minimiza los costos de mantenimiento, ya que en condiciones normales, tiene una vida útil de 50 años.

Una de las desventajas es que las estructuras internas de la construcción quedan a la vista, pero se ha buscado la forma de que con un buen acabado, los hierros de las columnas y otros materiales, puedan ser agradables visualmente.

Los concretos tradicionales tienen una resistencia que va de los 250 a los 900 kg/cm2; en cambio el concreto traslucido, por ejemplo, puede alcanzar una resistencia de hasta 4500 kg/cm2 y el gris de 2500 kg/cm2

Este producto podría ser valioso para la construcción de edificios ecológicos, ya que posibilitaría la moderación del paso del calor. Ofrece ventajas ambientales como la reducción del uso de luz artificial, lo que permitiría una disminución en las emisiones de gases de efecto invernadero.

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ARQUITECTURA SUSTENTABLE

LA ARQUITECTURA DEL NUEVO MILENIO DEBE SER EL REFLEJO DE LA COMPLEJIDAD Y VARIEDAD DE LA SOCIEDAD CONTEMPORANEA.


ARQUITECTURA REPONSABLE

PROPUESTAS DE CARÁCTER SUSTENTABLE:

Instalaciones solares
Material LOW-E
Reciclaje del agua
Diseños bioclimáticos y eco-tecnológicos
Sistemas domóticos


INSTALACIONES SOLARES

La energía solar es la fuente principal de vida en la Tierra:

La energía solar es el origen de la mayoría de fuentes de energía renovables, tanto de la energía eólica, la hidroeléctrica, la biomasa, como de la energía solar propiamente dicha. La energía solar se puede aprovechar pasivamente (energía solar pasiva), es decir sin la utilización de ningún dispositivo o aparato intermedio, mediante la adecuada ubicación, diseño y orientación de los edificios, empleando correctamente las propiedades fisicoquímicas de los materiales y los elementos arquitectónicos de los mismos: aislamientos, tipo de cubiertas, protecciones, etc.
Mediante la aplicación de criterios de arquitectura bioclimática se puede reducir significativamente, e incluso eliminar, la necesidad de climatizar (calefacción y refrigeración) los edificios, así como la necesidad de iluminarlos durante el día.

También se puede aprovechar activamente (energía solar activa), captando energía térmica (calor) o generando electricidad. El aprovechamiento térmico de la energía solar para calentar agua (incluso para calefacción) es posible gracias a los captadores solares de agua; una instalación de 4 m2 de captadores y 300 litros de acumulación da agua caliente para toda una familia (en función de la localidad, consumo, hábitos, etc.), ahorra más de media tonelada de CO2 al año. Incluso, ampliando la superficie de colectores solares, se puede obtener energía para calefacción, distribuyéndola por suelo radiante. También hay captadores solares de aire (para calefacción), cocinas solares, plantas desalinizadoras solares, y otras aplicaciones térmicas.Por otro lado, se puede generar electricidad a partir de la energía solar térmica, mediante las llamadas centrales de torre o mediante colectores cilindro-parabólicos; en estas instalaciones se calienta un fluido, que transporta el calor y genera electricidad mediante una turbina y un alternador, o bien se acciona un motor gracias a un concentrador parabólico Y, por supuesto, la utilización de las células fotovoltaicas para el aprovechamiento eléctrico de la energía solar.

Energía Solar Térmica:

Las propiedades básicas de la captación térmica de la radiación solar son la absortancia, que debe ser alta, la transmitancia, que debe ser nula, y la reflectancia, cuyo valor debe ser bajo. La conversión fototérmica se puede clasificar en:
• Pasiva : se produce a temperaturas bajas, por encima de la ambiente, y no implica dispositivos especiales con partes móviles. Se emplea en la arquitectura, formando parte del concepto denominado "bioclimatismo".
• Activa : incorporan algún tipo de movimiento de un fluido, bien de forma natural o forzada, y se subdividen en función de la temperatura en:
Sistemas de baja temperatura , por debajo de 80ºC . El calentamiento del fluido, aire o agua, se consigue mediante el empleo de dispositivos denominados captadores solares planos, que pueden ser de varios tipos: de cubierta transparente, cuyo principio de funcionamiento es el llamado efecto invernadero; de tipo placa absorbedora, generalmente metálica y cubierta con pintura negra y deposición electrónica de características absorbentes, etc.
Sistemas de media temperatura , hasta 350ºC . En estos casos es necesario emplear elementos de concentración de la radiación, que, a su vez, incorporen algún tipo de dispositivo de seguimiento solar, de ahí que se clasifiquen en: sin movimiento, se trata de absorbedores tubulares sobre los que incide la radiación solar concentrada, y con movimiento en un eje o en dos ejes.
Sistemas de alta temperatura, por encima de 350ºC . En este caso se requiere el empleo de dispositivos que concentren la radiación solar en un punto. Los dos tipos más utilizados son el disco parabólico y los helióstatos.

Energía Solar Fotovoltaica:

Mediante células fotovoltaicas, la radiación solar se transforma directamente en electricidad, aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. El material base para la fabricación de las células fotovoltaicas es el silicio, que se obtiene a partir de la arena.Las células fotovoltaicas, por lo general de color negro o azul oscuro, se asocian en grupos y se protegen de la intemperie formando módulos fotovoltaicos. Los módulos fotovoltaicos tienen el aspecto de un vidrio de entre 0,5 y 1 m2 de superficie, del mismo color que las células; de hecho, a menudo los módulos se protegen con una lámina de vidrio.
Varios módulos fotovoltaicos, junto con los cables eléctricos que los unen y con los elementos de soporte y fijación propios de esta instalación, constituyen lo que se conoce como un generador fotovoltaico.La electricidad producida por un generador fotovoltaico es en corriente continua, y sus características instantáneas (intensidad y tensión) varían, respectivamente, con la irradiancia (intensidad energética) de la radiación solar que ilumina las células, y con la temperatura ambiente. Mediante diferentes equipos electrónicos, la electricidad generada con fuente solar o energía solar se puede transformar en corriente alterna, con las mismas características que la electricidad de la red convencional.
Básicamente, se distinguen dos tipos de aplicaciones de la energía solar fotovoltaica: los sistemas aislados y los sistemas conectados a red. En el primer caso, las posibilidades de aplicación son enormes: desde viviendas o equipamientos aislados y/o independientes, hasta centrales eléctricas rurales, telecomunicaciones, bombeo de agua, protección catódica, señalizaciones, equipos de sonido, sistemas de iluminación, ordenadores o teléfonos portátiles, cámaras, calculadoras, etc.Sin embargo, y valorando muy positivamente las posibilidades que ofrecen los sistemas aislados, sobre todo por su contribución a la solidaridad, consideramos que donde la energía solar fotovoltaica puede ofrecer un diferencial significativo en Europa (donde los niveles de electrificación son próximos al nivel de saturación) es en los sistemas conectados a la red. Una de las opciones de instalaciones en los edificios (tejado, terraza, fachada, etc.). De hecho, los paneles solares se pueden utilizar como material de construcción de manera que se diseñan y optimizan los edificios para aprovechar al máximo el rendimiento solar.

¿Qué ventajas tienen las instalaciones de energía solar fotovoltaica?La tecnología fotovoltaica convierte directamente la radiación procedente del Sol en electricidad. La energía que nos regala el Sol es limpia, renovable y tan abundante que la cantidad que recibe la Tierra en 30 minutos es equivalente a toda la energía eléctrica consumida por la humanidad en un año.Una instalación de tecnología fotovoltaica se caracteriza por su simplicidad, silencio, larga duración, requerir muy poco mantenimiento, una elevada fiabilidad. La recuperación del consumo energético realizado en la fabricación de los paneles se rentabiliza en 2-3 años de funcionamiento y no produce daños al medio ambiente


VIDRIO LOW-E

Características

Low -E es un cristal float revestido cuyo aspecto es prácticamente el mismo que el de un Float incoloro. Una de sus caras tiene aplicado un revestimiento de baja emisividad que permite que buena parte de la radiación solar de onda corta atraviese el vidrio , y refleja la mayor parte de la radiación de calor de onda larga que producen, entre otras fuentes, los sistemas de calefacción, conservándolo en el interior.
El coating de baja emisividad se aplica sobre el Float en caliente durante su fabricación.
Dado que es obtenido mediante un proceso pirolítico, puede ser templado, endurecido, curvado y laminado.

Propiedades

La capacidad de aislación térmica de un DVH manufacturado es un 35% mejor que cuando se emplea ambos paños de float usual. El valor K de transmitancia térmica para unidad es con una cámara de aire de 12 mm de ancho con Float normal es 2,8 W/m2K y con Float de baja emisividad el K es igual a 1,8 W/m2K.

LOW – E en invierno

Un DVH manufacturado con un vidrio Low-E conserva el 66% de la energía que se perdería a través de un simple vidriado. En términos económicos significa que la cantidad de calor de calefacción requerida para mantener el nivel de confort en un ambiente con aberturas vidriadas con DVH Low-E es solo la tercera del que se requeriría para compensar las perdidas de calor con un simple vidriado.

LOW – E en verano

Si bien el vidrio Low-E fue originalmente desarrollado para conservar energía en invierno, también contribuye a limitar, en verano, el ingreso de calor solar radiante a través de una unidad de DVH compuesta por un vidrio exterior incoloro. Combinado con un vidrio exterior de control solar disminuye casi hasta un 10 % del factor solar y el coeficiente de sombra de un DVH, contribuyendo a mantener mas frío el vidrio interior

Debido a normas de conservación de energía de cumplimiento obligatorio, el vidrio Low-E es en la actualidad el vidrio mas empleado en los EE.UU. Europa y Japón en la fabricación de componentes de DVH para construcciones residenciales y comerciales. Su capacidad de aislación supera a la de un triple vidriado hermético compuesto por tres vidrios y dos cámaras de aire.


AHORRO DE AGUA EN VIVIENDA

Según diferentes estudios, el consumo medio de agua por persona al día, en los países desarrollados, viene a ser el doble de lo necesario, siendo la ducha y la cisterna los elementos sanitarios domésticos que más gastan. Simplemente modificando un poco nuestra conducta podemos ahorrar agua, para así evitar tener el grifo abierto más de lo necesario, pero esto no parece ser suficiente, entonces ¿cómo ahorrar más agua?
Una primera medida sería utilizar perlizadores en todos nuestros grifos, que no son más que pequeños filtros que se enroscan y que consiguen reducir en más del 30% el consumo de agua. La vieja cisterna de casa también la podríamos cambiar por una con sistema de doble descarga o con flujo interrumpible.
Para una familia sería posible conseguir un ahorro de agua anual de hasta 90.000 litros, simplemente montando un sistema biológico-mecánico, y así reutilizar el agua en más necesidades del hogar que la cisterna. Este sistema de reciclado de agua lo que hace es limpiar la que procede de nuestro aseo personal (lavabo, ducha, baño) para que se pueda reutilizar en la lavadora, cisterna, riego, … todos aquellos usos que no necesitan agua potable. Este agua se limpia de forma constante y con una calidad acorde a la normativa europea para el uso higiénico, según estas cuatro fases:
1. Filtrado. Se retienen y expulsan los residuos más grandes, en una unidad que se limpia de forma automática.
2. Cámaras de reciclado. Unos bio cultivos actúan sobre la suciedad, bombeando el agua cada 3 horas.
3. Desagüe de los residuos.
4. Esterilización y almacenamiento. Este proceso se hace con una lámpara de rayos ultravioleta, para pasar luego todo el agua a un depósito de agua limpia


ARQUITECTURA BIOCLIMATICA

Cuando hablamos de arquitectura bioclimática no nos referimos a un tipo de arquitectura específico, con un diseño determinado y una estética identificable.
La arquitectura bioclimática es una filosofía aplicable a todo el concepto de arquitectura y lo que pretende es conseguir que los objetos resultantes de la misma se adecuen a su entorno desde los orígenes de su concepción. El elemento arquitectónico así diseñado se integrará en el lugar adaptándose física y climáticamente a su entorno; materiales, colores, soluciones constructivas, serán valorados también desde una perspectiva de ahorro de energía y de adaptación al medioambiente, y todo ello sin dejar de lado requerimientos estéticos, funcionales o de cualquier otra índole, a tener en cuenta en cualquier creación arquitectónica.
La arquitectura bioclimática será entonces un proceso continuo y cíclico, desde el inicio proyectual de su idea, su concreción física durante la obra y el transcurso de su vida útil siendo utilizado por sus usuarios.
De lo anterior se deduce que no existe un prototipo de vivienda bioclimática. Los modelos a seguir serán tan diversos como los que podamos plantear en una arquitectura convencional acorde al lugar y al medioambiente que imposibilita adoptar la misma solución con condiciones geográficas diferentes.

CONCEPTOS BIOCLIMÁTICOS BÁSICOS

Varios son los conceptos bioclimáticos básicos que nos permiten entender y aplicar las técnicas bioclimáticas.

CLIMA

El clima se puede definir como el conjunto de condiciones atmosféricas de carácter cíclico anual que caracterizan una zona o región.
Las condiciones atmosféricas a consideran para identificar un tipo de clima son: la temperatura del aire, la humedad relativa, la radiación solar recibida, la cantidad de precipitaciones y la dirección e intensidad del viento.
Se puede hacer una clasificación climática en tres grandes grupos o tipos de clima: cálidos, fríos y templados. Estas clasificaciones climáticas orientan sobre los parámetros ambientales de grandes áreas geográficas, pero es imprescindible analizar dentro de ellas el microclima del lugar que puede hacer variar las condiciones climáticas y en consecuencia de diseño del edificio.

CONFORT TERMICO

El confort térmico es una sensación neutra de la persona respecto a un ambiente térmico determinado. Según la norma ISO 7730 el confort térmico “es una condición mental en la que se expresa la satisfacción con el ambiente térmico”.

El confort térmico depende de varios parámetros globales externos, como la temperatura del aire, la velocidad del mismo y la humedad relativa, y otros específicos internos como la actividad física desarrollada, la cantidad de ropa o el metabolismo de cada individuo.
Para llegar a la sensación de confort, el balance global de perdidas y ganancias de calor debe ser nulo conservando de esta forma nuestra temperatura normal, es decir se alcanza el equilibrio térmico.

Parámetros de confort externos que interactúan entre sí para la consecución del confort térmico y que se encuentran representados en las Cartas bioclimáticas:
Temperatura del aire ambiente: entre 18 y 26 ºC
Temperatura radiante media superficies del local: entre 18 y 26 ºC
Velocidad den aire: entre 0 y 2 m/s
Humedad relativa: entre el 40 y el 65 %

MECANISMOS DE TRANSIMISON DE CALOR

El calor es una energía que se transmite de unos cuerpos a otros mediante tres tipos de mecanismos diferentes:
Conducción - La conducción es la manera de transferir calor desde una masa de temperatura más elevada a otra de temperatura inferior por contacto directo. El coeficiente de conducción de un material mide la capacidad del mismo para conducir el calor a través de la masa del mismo. Los materiales aislantes tienen un coeficiente de conducción pequeño por lo que su capacidad para conducir el calor es reducida, de ahí su utilidad.
Convección - La transmisión de calor por convección es un intercambio de calor entre el aire y una masa material que se encuentran a diferentes temperaturas. El transporte del calor se produce por movimientos naturales debidos a la diferencia de temperaturas, el aire caliente tiende a subir y el aire frío baja, o bien mediante mecanismos de convección forzada.
Radiación - Es un mecanismo de transmisión de calor en el que el intercambio se produce mediante la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas, por lo que no existe la necesidad de que exista un medio material para el transporte de la energía. El sol aporta energía exclusivamente por radiación.

INERCIA TERMICA

La inercia térmica es la capacidad que tiene la masa de conservar la energía térmica recibida e ir liberándola progresivamente, disminuyendo de esta forma la necesidad de aportación de climatización.
La inercia térmica o capacidad de almacenar energía de un material depende de su masa, su densidad y su calor específico. Edificios de gran inercia térmica tienen variaciones térmicas más estables ya que el calor acumulado durante el día se libera en el período nocturno, esto quiere decir que a mayor inercia térmica mayor estabilidad térmica.
La inercia térmica es un concepto clave en las técnicas bioclimáticas ya que la capacidad de acumulación térmica de las soluciones que conforman un elemento arquitectónico es básica para conseguir el adecuado nivel de confort y la continuidad en las instalaciones de climatización.
La inercia térmica conlleva dos fenómenos, uno de ellos es el de la amortiguación en la variación de las temperaturas y otro es el retardo de la temperatura interior respecto a la exterior.

TIPOS DE RADIACIÓN SOLAR

La radiación solar se puede manifestar de tres formas distintas dependiendo de cómo se recibe en los objetos:
Radiación directa: Es la que procede directamente del sol.
Radiación difusa: Es la que se recibe de la atmósfera debido a la dispersión de la radiación solar en la misma.
Radiación reflejada: Es la que se refleja en la superficie terrestre.
La superficies horizontales reciben más radiación difusa que reflejada y las superficies verticales más reflejada que difusa.

TRAYECTORIA SOLAR

La trayectoria solar es un concepto dependiente de la variabilidad del ángulo que forma el eje de rotación de la tierra, que no siempre es perpendicular, con el plano de su trayectoria de traslación con respecto al sol. La inclinación de este eje es lo que produce las estaciones del año, las variaciones en horas solares y el ángulo de la radiación solar .

AISLACIÓN TERMICA

El aislamiento térmico tiene como objetivo el dificultar las trasmisiones de calor del interior al exterior y viceversa para evitar las pérdidas de calor en períodos fríos y la ganancia del mismo en épocas cálidas.

PUENTE TERMICO

El puente térmico es una junta entre materiales de diferentes características que produce una discontinuidad en la capa aislante que puede producir pérdidas de calor.

VENTILACION NATURAL

La ventilación natural es un mecanismo utilizado en climas cálidos para eliminar el exceso de calor de los espacios interiores. Se consigue normalmente mediante aperturas en muros exteriores opuestos que contribuyen a la formación de corrientes de aire cruzadas. Para conseguir que la ventilación natural sea óptima los muros abiertos deberán estar orientados a la zona de viento dominante del entorno.
La ventilación, sin embargo debe realizarse de una manera controlada para que la pérdida de calor que produce sea admisible con la sensación de confort. Las juntas de las aperturas de muros para ventilar también deben ser tratadas para evitar las infiltraciones de aire sobre todo en momentos de mucho viento.

TECNICAS BIOCLIMATICAS

UBICACION

La ubicación sobre el terreno del elemento arquitectónico es un parámetro clave en su comportamiento climático. El análisis pormenorizado de las condiciones climáticas es imprescindible para valorar su influencia en las condiciones de confort. Estas condiciones climáticas deben ser analizadas tanto desde el punto de vista macroclimático como desde el microclimático.
Condiciones macroclimáticas: Son consecuencia de la zona del planeta donde nos situemos y dependientes de factores como la latitud, longitud y la región climática. Se encuentran definidas por medio de:
Temperaturas medias, máximas y mínimas en invierno o verano. Diurnas y nocturnas.
Régimen pluviométrico y grado de humedad.
Índice de radiación solar, insolación directa o difusa.
Dirección y velocidad media del viento dominante. Infiltraciones en invierno, aprovechamiento de corrientes de aire en verano.
Condiciones microclimáticas: Están influidas por los accidentes geográficos del entorno local inmediato y pueden contribuir en gran manera a la modificación de los factores macroclimáticos. Algunos ejemplos pueden ser:
Las elevaciones del terreno que pueden actuar como barreras protectoras del sol y del viento.
La cercanía de masas de agua que tienden a estabilizar las temperaturas y a aumentar la humedad ambiental.
La presencia de bosques o vegetación especial en el entorno próximo.
La presencia de edificaciones.
Las pendientes del terreno, etc.

AISLAMIENTO Y MASA TERMICA

El tipo de materiales, el grosor de los mismos y las soluciones de aislamiento aplicadas en los elementos constructivos de un edificio son cuestiones fundamentales a la hora de encontrar una solución bioclimática adecuada.
Hay que tener presente que a mayor masa térmica el comportamiento climático es más estable y el objetivo debe ser saber aprovechar este hecho para conseguir mediante una elección adecuada de materiales y soluciones constructivas que el ambiente interior sea agradable.
El aislamiento térmico contribuye a que la transmisión de calor desde el interior al exterior o viceversa sea más dificultosa. Normalmente está conformado con materiales de poca masa como espumas o plásticos, que deben ser colocados de manera eficiente para que se eviten en lo posible las pérdidas caloríficas generadas por las infiltraciones y los puentes térmicos.
La localización más adecuada térmicamente del aislamiento es en la parte exterior de la masa térmica, recubriendo los cerramientos, aunque esta ubicación no siempre resulta la más adecuada a nivel constructivo.

VENTILACIÓN

Los objetivos de la ventilación como mecanismo bioclimático son varios:
Cubrir la necesidad de renovación del aire interior.
Ayudar al confort térmico en períodos de calor.
Contribuir a la climatización.
Dependiendo de la forma en la que se produzca la ventilación podemos distinguir varios tipos:
Ventilación natural - La ventilación natural es la generada de forma espontánea mediante corrientes de aire producidas por el viento al abrir los huecos existentes en el cerramiento de los edificios. Para que la ventilación natural sea lo más eficaz posible las aperturas de huecos deberían localizarse en fachadas opuestas transversales a la dirección del viento dominante.
Ventilación forzada - La ventilación convectiva o forzada se basa en las diferencias de temperatura de las masas de aire. El aire caliente tiende a ascender y sustituye al aire frío generando corrientes de aire. Estas corrientes pueden ser provocadas mediante la apertura de huecos en la parte superior del edificio de manera que el aire caliente pueda salir al exterior.

APROVECHAMIENTO CLIMATICO DEL SUELO

La elevada inercia térmica del suelo puede ser aprovechada climáticamente mediante algunos mecanismos que se beneficien de la estabilidad de temperatura del mismo a cierta profundidad La temperatura del suelo suele ser menor que la temperatura exterior en verano, y mayor que la exterior en invierno.
El semienterramiento de alguna fachada, preferiblemente la fachada norte que suele ser la más fría, o tubos de aire enterrados a la mayor profundidad posible en el suelo para aprovechar la diferencia de temperatura y las corrientes de convección, son algunas de las posibilidades bioclimáticas del terreno.

TRATAMIENTO Y SELECCIÓN DE RESIDUOS

Para que un proyecto arquitectónico sea considerando bioclimáticamente adecuado es imprescindible realizar en el una gestión adecuada de los residuos que genera, disponer de un sistema separativo de aguas (grises y negras) y procurar dentro de lo posible potenciar el compostaje y la depuración.
Se planteará en la edificación una doble red de desagüe, de agua procedente exclusivamente de precipitaciones pluviales y de agua procedente de uso doméstico. El agua resultante de la acumulación de la lluvia puede ser reutilizada para riego o usos auxiliares dentro del propio edificio, o a nivel municipal si estos mecanismos de acumulación están urbanísticamente previstos. Los residuos líquidos domésticos irán directamente a la red de alcantarillado municipal.


OBRAS DE REFERENCIA:

· Estadio Olímpico Chino, de Herzog y de Meuron.
· Rascacielos Giratorios, de D. Fischer
· Villa Olímpica de Beijing
· Museo Akron, de Coop Himmelbleu
· Museo Nacional de Tokio, de Yoshio Taniguchi
· EEA Architecture, de Tadao Ando