Eficiencia energética en la construcción de edificios

El cambio climático se acentuó evidentemente en las últimas décadas, y la tendencia al calentamiento de la superficie de la Tierra es alarmante. Al mismo tiempo, el mundo está cada vez más urbanizado: ya desde 2007 más de la mitad de la población mundial vive en ciudades, y se espera que dicha cantidad aumente hasta el 60% para 2030. Además, en Argentina, el sector edilicio es responsable del el 37% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y del 40% del consumo energético de la matriz nacional y de este porcentaje, la climatización implica un importante valor, dada la alta demanda para refrigerar en verano y calefaccionar en invierno; de este modo, se convierte en un sector con un alto impacto ambiental.

Preocupado por esta temática, el equipo del Grupo de Hábitat de Sustentable y Sustentable (GHabSS) -dependiente del CONICET NOA Sur y de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la UNT-  estudia los cerramientos tradicionales y no tradicionales en zonas urbanas y rurales de valles y llanuras en las provincias de Tucumán y Santiago del Estero. Los cerramientos son las partes que rodean y cierran una construcción: paredes, ventanas y puertas. Protegen del frio, del calor, del ruido y de los elementos del exterior. La directora del grupo, la arquitecta Beatriz Garzón, investigadora del CONICET NOA Sur, advierte: “es indispensable fomentar la eficiencia energética y el confort térmico en la construcción de edificios, para disminuir el elevado impacto ambiental que el sector edilicio provoca”.  “Estos dos importantes conceptos deben tenerse en cuenta por diseñadores y constructores, ya que no debería ser posible concebir una arquitectura sin integrar conceptos de sostenibilidad”, añade Gabriela Giuliano, integrante de GHabSS e investigadora del CONICET NOA Sur.

El equipo de trabajo ha evaluado el comportamiento térmico y energético de distintos tipos de cerramientos en edificios de múltiples funciones, y detectó que en la mayoría de los casos no se cumplen las normativas nacionales e internacionales de calidad mínima para lograr el confort higrotérmico, esto es, la sensación subjetiva de bienestar físico y psicológico que se produce cuando las condiciones de temperatura, humedad, radiación y movimiento del aire son favorables a la actividad desarrollada. Por ello, también se busca que el sector edilicio cumpla con un nivel mínimo de eficiencia energética, es decir, aprovechar la energía de modo inteligente, buscando ahorrar y hacer un uso racional de recursos no renovables e incorporar los de fuentes renovables.

“Hemos medido, por ejemplo, transmitancia térmica, que es la cantidad de energía que se transfiere a través de los cerramientos, por la diferencia de temperatura, y que hace que un espacio pierda o gane calor, lo que nos permite calcular el ahorro de energía para climatización”, cuenta Giuliano.

”A partir de esos resultados proponemos soluciones alternativas de rehabilitación energética para muros, techos, carpintería y pisos; se busca aportar mayor calidad constructiva a las envolventes (elementos exteriores de un edificio que lo separan del entorno), para ahorrar energía y mejor el bienestar en los espacios interiores”, explica Garzón y ejemplifica: “en climas cálidos, para mejorar un muro simple y tradicional, se le incorpora aislamiento térmico en el exterior y una capa adicional de material resistente para protegerlo. Del mismo modo, si tenemos un techo que no está bien aislado o no tiene aislamiento en absoluto, podemos mejorarlo. Podemos agregarle materiales aislantes, para reducir la transferencia de calor y hacer que el interior del edificio sea más confortable”.

 Materiales de construcción y normas de calidad

“Las mamposterías -materiales que se utilizan para construir las paredes- edificadas con ladrillos tipo cerámicos macizos y huecos, son las más utilizadas en nuestro medio y se fabrican industrialmente. Estos son muy diferentes de las paredes hechas con materiales artesanales, como los adobes, que son bloques de barro secados al sol, y otros tipos de cerramientos como la quincha, que es una mezcla de barro y cañas, y la tierra alivianada encofrada”, explica por su parte Matías Ortega, también integrante del GHabSS y suma: “En cuanto a los techos o cubiertas de las casas, en los edificios con materiales industriales, se suelen utilizar techos livianos hechos de chapas de acero galvanizado con algún aislante. También están los techos más fuertes y pesados de hormigón armado. Sin embargo, en algunas áreas donde las personas auto-construyen sus propias casas, se utilizan materiales más tradicionales como la torta de barro, que es una mezcla de barro y paja, y también se usan estructuras de rollizos de madera y cañas para los techos”. En este sentido, los miembros del grupo remarcan que se han realizaron estudios comparativos del comportamiento térmico de edificios con envolventes de “construcción industrial”, versus los de “construcción ancestral”, y estos últimos tuvieron igual o mejores resultados que los primeros. Con ello, se ha demostrado que es viable y necesario volver a utilizar estos materiales como cerramiento, porque son ideales para el clima de Tucumán y Santiago del Estero, energéticamente eficientes, y, además al extraerse de la naturaleza sin mayor transformación y luego poder reutilizarse, suponen la disminución del impacto ambiental y, por ende, el cuidado del ambiente.

Por su parte, la becaria doctoral Amalita Fernández agrega: "El grupo ha examinado lo que se conoce como estrategias pasivas, las cuales se refieren a herramientas de diseño arquitectónico que aprovechan elementos naturales, como la energía solar para calentar edificios en invierno, y el viento, para ventilar y refrescar la estructura y los espacios internos en verano, optimizando así la eficiencia energética de los edificios". Además, añade: "Se han analizado y determinado las etiquetas de eficiencia energética de distintos edificios, siguiendo los requerimientos establecidos por las normativas nacionales, entre ellas la IRAM, que es un conjunto de estándares y normas técnicas que buscan garantizar la calidad de los materiales y el ambiente de construcción de los edificios. Esto se traduce en ventajas económicas, ya que los habitantes o propietarios de los edificios que cuenten con alta eficiencia energética podrán disminuir el uso de energía y, con ello, ahorrar dinero en acondicionamiento térmico".

“Estas investigaciones, y sus aplicaciones, permiten disminuir al mínimo el requerimiento de energía de fuentes no renovables para climatizar, aprovechando, recursos arquitectónicos y constructivos, como el viento para enfriar en verano y la radiación solar para calefaccionar espacios en invierno, optimizando el rendimiento energético”, destaca David Elsinger, becario dentro del GHabSS.

Tecnologías sustentables en edificios: energía solar y parasoles funcionales

El equipo de GHabSS plantea el uso de tecnologías sustentables en edificios, para aprovechar las energías renovables, que son aquellas que se obtienen de fuentes naturales o que se renuevan rápidamente, como ser la energía solar, la eólica (viento), la hidroeléctrica (ríos o embalses) y la geotérmica (calor interno de la tierra). Estas fuentes de energía son consideradas más limpias y sostenibles en comparación con los combustibles fósiles.

“Diseñamos sistemas fotovoltaicos -que transforman la energía solar en electricidad por medio de paneles solares- y sistemas de calentamiento solar de agua para ser implementados en edificios. Además, en la gran mayoría de los casos, aprovechamos e integramos las superficies de los sistemas para el sombreado de espacios, de ventanas, terrazas, estacionamientos o salones de usos múltiples, etc.  Esto tiene la finalidad de agregar valor cualitativo a la funcionalidad de los espacios. Es una doble ventaja: generamos energía y creamos áreas más cómodas y frescas para disfrutar.”, subraya Garzón. “Hemos verificado y aplicado estos métodos en diferentes diseños y construcciones para comunidades educativas, espacios sanitarios, lugares de trabajo y viviendas, tanto en zonas rurales como urbanas de las provincias de Tucumán y de Santiago del Estero –añade-. Por ejemplo, recientemente hemos propiciado, a través de un proyecto de investigación, la adquisición de un sistema fotovoltaico, y el equipo ha calculado y diseñado su instalación en la FAU UNT. Será el primero en su tipo en esta unidad académica y permitirá ahorrar energía convencional, ya que proveerá a varias cátedras de energía eléctrica aprovechando la energía solar.