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NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA
Víctor Fuentes Freixanet
El término tecnología puede entenderse de distintas formas. Generalmente se utiliza para
definir los procedimientos y aplicaciones prácticas de la ciencia, es decir para definir un
conjunto de técnicas aplicadas. Otras veces, para denominar una cierta manera de hacer
las cosas, en las que domina la máquina y las ingenierías, y en la cual el grado de
complejidad se considera como sinónimo de avance y vanguardia. Algunas otras, el
término tecnología se refiere al know how, es decir al conocimiento de como hacer las
cosas con un alto grado de eficiencia; aunque ésta es medida, generalmente en términos
productivos. Si acudimos al diccionario encontraremos como respuesta que la tecnología
se refiere al «conjunto de los instrumentos, procedimientos y métodos empleados en las
distintas ramas industriales».
Ciertamente la tecnología engloba todos estos aspectos, pero cuando nos referimos a las
tecnologías arquitectónicas debemos considerar además, las implicaciones y
consecuencias que tiene la aplicación de dichas técnicas en los ámbitos humano y
ambiental. De hecho una aplicación tecnológica puede ser exitosa en un lugar, bajo
condiciones ambientales y sociales particulares, y ser un fracaso en otro lugar con
características diferentes. De ahí que la tecnología debe ser apropiada a cada caso
específico. Esto parece claro si imaginamos que una casa enterrada de Tungkwan en
China, pudiera construirse en el desierto de Sonora, o una casa maya en Nueva York. En
el primer caso aunque las característica ambientales pudieran ser similares y la
construcción pudiera responder adecuadamente desde el punto de vista bioclimático, el
factor social y cultural de aceptación puede estar equivocado. En el segundo caso, además
del factor soco-cultural se presenta una inadecuada respuesta ambiental.
Desde luego esto no significa que toda la tecnología tenga que ser local. De hecho, el
desarrollo de la humanidad se ha dado en base a la amplia difusión del conocimiento,
técnico y científico. En la actualidad la comunicación que se tiene con todo el mundo a
través de las redes de computación, permite compartir información de una manera
prácticamente instantánea. En este sentido, las técnicas arquitectónicas también se están
difundiendo ampliamente. Muchas tecnologías pueden tener un amplio espectro de
aplicación, y en muchos casos éstas pueden ser «universales». Lo importante es que su
uso no sea irracional. Se deben analizar y evaluar las implicaciones sociales, culturales,
ambientales, etc. y establecer su pertinencia o no; en su caso adecuar y definir la forma de
utilización bajo condiciones distintas a aquellas que le dieron origen. En otras palabras, lo
importante es el «concepto», la idea y el porqué, y no solamente el resultado final.
La intención de este documento es presentar algunos de los avances tecnológicos de los
últimos años en materia de adecuación bioclimática de la arquitectura. Se expone la nueva
tecnología bioclimática que se está aplicando en distintas partes del mundo, a través de
algunos ejemplos particulares.
Se presentan las técnicas más novedosas de climatización pasiva, y de iluminación
natural, dando importancia a nuevos sistemas y materiales constructivos. Todo esto,
enfatizando los aspectos conceptuales de la arquitectura bioclimática más que solamente
una descripción técnica.
De manera genérica los temas abordados son:
•Conceptos Arquitectónicos:
•Conceptos de ventilación natural
•Cavidades ventiladas
•Conceptos de climatización natural
•Conceptos de iluminación natural
•Conducción de la luz natural
Nuevos Materiales:
•Aislamiento, conservación térmica e Iluminación
•Generación fotovoltaica
•Nuevas estructuras y cubiertas plásticas
Las técnicas y sistemas bioclimáticos tradicionales no son tratados, no por menosprecio u
olvido, por el contrario están siempre implícitos, como respaldo o soporte a los nuevos
avances tecnológicos, sabiendo que éstos, la mayoría de las veces, son complementarios
y no antagónicos. Queda al lector la tarea de hacer un análisis crítico de la validez de estos
nuevos sistemas y de lo que aquí se presenta.
Arquitectura Bioclimática
A mediados de los años sesentas (1963) los hermanos Olgyay proponen el término
«Diseño Bioclimático» tratando de enfatizar los vínculos y múltiples interrelaciones entre la
vida y el clima (factores naturales) en relación con el diseño, también exponen un método
a través del cual el diseño arquitectónico se desarrolla respondiendo a los requerimientos
climáticos específicos. Más adelante surgieron otras definiciones como diseño ambiental,
ecodiseño, diseño natural, biodiseño, etc. en realidad todos tratan de establecer la
importancia del diseño basado en la relación Hombre-Naturaleza-Arquitectura.
Sin embargo todos estos términos salen sobrando, ya que estos valores son intrínsecos a
la arquitectura al igual que muchos otros conceptos que no pueden desligarse de ella.
Estos términos fragmentan al concepto de arquitectura en áreas especializadas que
muchas veces suenan a una alta sofisticación que confunde a las personas. ¿Podríamos
concebir a la arquitectura desligada de la estructura? No. Del mismo modo los espacios no
pueden desligarse de su interacción con el ambiente que los rodea. Así como la estructura
da soporte a la arquitectura, el concepto «bioclimático» da soporte al bienestar y confort de
los usuarios y al uso energético eficiente de la edificación.
Es en este contexto que trabaja la ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA, cuyo principal
objetivo es el de armonizar los espacios y crear óptimas condiciones de confort y bienestar
para sus ocupantes. Crear espacios «habitables» que cumplan con una finalidad funcional
y expresiva y que sean física y psicológicamente adecuados; que propicien el desarrollo
integral del hombre y de sus actividades. Esto puede lograrse a través de un diseño lógico,
de sentido común, a través de conceptos arquitectónicos claros que consideren las
variables climáticas y ambientales en relación al hombre.
Pero la arquitectura bioclimática también atiende los problemas energéticos de la vivienda.
Hacer un uso eficiente de la energía y los recursos, tendiendo hacia la autosuficiencia de
las edificaciones es un punto importante a tratar.
A través del diseño adecuado de los espacios es posible, evitar o disminuir el uso de la
climatización artificial; así como aprovechar ampliamente la iluminación natural durante el
día. Adicionalmente existen varios equipos de tecnología solar que pueden ser utilizados
en las construcciones tales como equipos fotovoltaicos y aerogeneradores, lámparas y
luminarios eficientes etc. y calentadores solares de agua que puede reducir enormemente
los consumos de gas doméstico. Y desde luego que todas estas acciones energéticas
acarrearán beneficios de tipo económico para los usuarios.
Aplicando el diseño bioclimático, se ayuda también a preservar el medio ambiente,
integrando al hombre a un ecosistema mas equilibrado. En las construcciones es
necesario hacer un uso adecuado del agua, una adecuada disposición de deshechos
sólidos y tratamiento adecuado de aguas grises y negras. Se puede tener sistemas de
captación de agua pluvial utilizando las azoteas de los edificios. La arquitectura también
debe considerar los problemas de contaminación exterior e intramuros. Existen materiales
y substancias contaminantes que se utilizan dentro de las habitaciones que deben ser
evitados o tratados de manera especial. En otras palabras, la arquitectura debe diseñar
espacios ecológicamente concebidos que respondan integral y armónicamente a la acción
de los factores ambientales del lugar.
Algunos autores se refieren a la envolvente de los edificios, como la «piel constructiva» ya
que la construcción es, en cierta forma, una extensión de nosotros. La envolvente debe ser
diseñada como un agente dinámico que interactúe favorablemente entre el exterior e
interior y viceversa, es decir que debe actuar como un filtro selectivo biotérmico, acústico,
lumínico, etc. capaz de modificar favorablemente la acción de los elementos naturales,
admitiéndolos, rechazándolos y/o transformándolos cuando así se requiera.
El hombre es y debe ser el foco central de la arquitectura, los arquitectos debemos diseñar
para que los usuarios puedan desarrollar no sólo sus actividades de manera adecuada
sino también para que ellos mismos se puedan desarrollar integralmente. Los arquitectos
tenemos esta gran responsabilidad.
La arquitectura es mucho más que el simple espacio contenido por unos muros, es el
espacio capaz de sensibilizar al hombre que lo habita, es el espacio lleno de vivencias
surgidas por sus actividades pero también es el espacio que lo induce a la espiritualidad y
reflexión; a la introspección, serenidad y a la exaltación de los valores humanos. La
arquitectura es el espacio que permite al hombre encontrarse a sí mismo y a su realidad, la
arquitectura es el reflejo del ser, manifestado en un espacio.
Arquitectura Bioclimática Contemporánea
En la actualidad la arquitectura bioclimática en el mundo se está dando de manera amplia
tanto en edificios habitacionales y viviendas, como en edificios públicos. Dos aspectos son
abordados de manera importante: La climatización natural y la iluminación. En los
proyectos de vivienda son mas marcados los aspectos de climatización, incluyendo el
control solar, ventilación natural y uso de materiales. Mientras que en los edificios públicos,
adicionalmente, se hace mucho énfasis en la ventilación e iluminación naturales.
Desde luego, la arquitectura bioclimática considera el confort de manera global, y no
únicamente el aspecto de control térmico o el control del asoleamiento; que es lo más
notorio, o lo que la gente identifica más claramente del bioclimatismo. Los ejemplos que se
citan a continuación están clasificados por el elemento de énfasis al que se abocan, pero
evidentemente este elemento no es aislado del concepto integral.
El Viento como concepto de diseño
Richard Rogers es uno de los arquitectos que han tratado de utilizar la ventilación natural y
ventilación forzada de manera importante en sus proyectos. Un ejemplo de ello es su
edificio en Tokio «Torre Turbina». Su diseño es capaz de generar suficiente energía por sí
mismo. Pruebas en túnel de viento analizan las condiciones de los vientos urbanos locales.
El edificio muestra flexibilidad para aprovechar la variabilidad de los vientos de Tokio.
El concepto del edificio es muy similar a los malgafs o torres eólicas del Medio Oriente. El
edificio cuenta con captadores de viento, los cuales canalizan al aire a través de ductos
subterráneos a un intercambiador de calor por medio de agua fría. Este aire acondicionado
de manera natural, es inyectado a los distintos espacios y niveles del edificio.
Posteriormente, el aire caliente, generado en los espacios, es succionado por una gran
torre que aprovecha las diferencias térmicas por efecto Stack, las cuales son
incrementadas por captadores solares en la parte superior. Además de su diseño
aerodinámico, el edificio cuenta con una doble fachada ventilada que controla las posibles
ganancias solares directas.
Otro ejemplo de Richard Rogers es proyecto que realizó para el concurso de la Sede del
Edificio de Rentas Públicas del Interior en el Reino Unido. Este edificio tiene una forma
aerodinámica con el fin de acelerar los vientos dominantes. El edificio pretende captar los
vientos de sotavento y extraer el aire caliente por la parte superior de la cubierta, y así
ayudar al enfriamiento natural del edificio.
Otro edificio que aprovecha torres de extracción por efecto Stack es el Centro de Rentas
Públicas de Nottingham, en Gran Bretaña. Este edificio diseñado por Michael Hopkins,
hace un uso eficiente de la energía, además de varios dispositivos, por medio de la amplia
utilización de la iluminación natural y sistemas de ventilación naturales. El principio general
de ventilación se basa en crear corrientes de viento por medio de grandes torres de
succión, las cuales son aprovechadas también como las escaleras de los edificios.
El concepto y diseño del Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou en Nueva Caledonia en
Noumea, de Renzo Piano fue generado por la necesidad de maximizar la ventilación en un
clima húmedo. El proyecto aprovecha la topografía de terreno, la vegetación y la brisa de
la laguna para crear corrientes ascendentes de aire, que posteriormente son disipadas por
torres de extracción, con una forma muy distintiva, en la parte mas elevada del edificio, en
lo alto de la colina.
Cavidades ventiladas
Una tendencia para tratar de minimizar el impacto del medio ambiente sobre las
edificaciones es la utilización de una doble envolvente del edificio que funcione como un
elemento amortiguador o exclusa térmica. La cavidad ventilada es un recurso que está
usándose en muchos proyectos.
Recientemente el Centro de Promoción de Negocios en Disburgo, de Sir Norman Foster es
un edificio con sistemas sofisticados que utiliza el concepto de doble piel y cavidad
ventilada. La fachada plana exterior contiene finos sensores conectados a una
computadora que controla una persianas de aluminio perforado que aún cerrados
totalmente permiten la visibilidad hacia el exterior. detrás de éstos hay un doble vidrio
altamente aislado con relleno de argón. El edificio fue diseñado para conseguir las mejores
condiciones de confort utilizando sistemas artificiales. Cada habitación tiene controles
individuales computarizados que controlan la luz y la temperatura. A pesar de que el
edificio funciona con sistemas de acondicionamiento artificial del aire. los dispositivos de la
doble fachada hacen que la utilización de la energía sea altamente eficiente.
Uno de los problemas que presentaban los edificios altos era el de no poder ventilarse
naturalmente. sin embargo en la actualidad se han desarrollado dispositivos que permiten
la ventilación natural en grandes alturas. Esto ha sido un desarrollo muy importante ya que
estos edificios ya no dependen de la climatización artificial para su buen funcionamiento.
Tanto la Sede del Banco de Comercio de Frankfurt, como la Sede de ARAG en Güsseldorf
de Sir Norman Foster son una nueva generación de edificios (rascacielos) que no
dependen totalmente de la climatización artificial para proveer confort a sus ocupantes, ya
que aprovechan al máximo la ventilación e iluminación naturales.
En la Sede del Banco de Comercio, el concepto de ventilación se genera a partir de un
atrio central que funciona como extractor del aire caliente por efecto Stack. La ventilación
en las áreas de oficinas se logra de manera controlada por medio de una doble fachada
con control solar y aberturas diseñadas expresamente para controlar la velocidad y entrada
del viento, Esto se consigue por medio de distintas rejillas en la manguetería de ambos
acristalamientos, de tal forma que el espacio intermedio se convierte en una «cámara
plena» que surte de aire a los espacios interiores. El edificio cuenta con amplias zonas
jardinadas en el interior y en varios niveles del edificio, por lo que estas áreas incrementan
la frescura del aire interior.
La «fachada climática» de RWE en Essen, Alemania fue desarrollada por el arquitecto
Ingenhoven Overdiek. y muestra otro ejemplo de la utilización de dispositivos operables de
ventilación natural en edificios altos. Aunque el diseño es diferente, el concepto es el
mismo que el edificio de Norman Foster: elementos de captación en la manguetería de la
fachada exterior que introducen el aire a una cavidad ventilada, de tal forma que los
espacios interiores pueden ser ventilados de manera natural y controlada a pesar de las
grandes alturas del edificio.
El edificio de la sede DEBIS en Potsdamer Platz, Berlín. es un proyecto de Renzo Piano
que pretende ser un ejemplo de edificio con una alta respuesta ambiental. Sus 21 niveles
serán ventilados totalmente de manera natural a través de una doble fachada acristalada
con cavidad de aire, y dispositivos de control solar integrados y automatizados. El edificio
también maneja dispositivos de control de la iluminación natural y sistemas de uso
eficiente de la energía.
Conceptos de climatización natural
El Parque de Ciencia y Tecnología de Gelsenkirchen en Alemania, fue diseñado por el
grupo de arquitectos Kiessler + Partner. Este es un buen ejemplo para mostrar los
conceptos de climatización natural en climas con inviernos fríos donde es necesario
promover el calentamiento solar directo; y con veranos en donde es necesario promover el
control solar y la ventilación para disipar las ganancias térmicas del edificio.
Se trata de un gran edificio de 300 m de longitud orientado sobre el eje norte sur con
nueve pabellones en forma de peine. La fachada poniente es totalmente vidriada e
inclinada, formando un espacio corrido de triple altura. Por ello se favorecerán ganancias
solares directas, principalmente durante las tardes. El edificio funciona de distintas
maneras dependiendo las condiciones ambientales prevalecientes:
En Invierno.
Tanto la fachada este como oeste permiten la ganancia solar directa. El acristalamiento de
la fachada poniente se encuentra cerrado por lo que la ganancia directa es conservada en
el interior del edificio. El piso de la planta baja funciona como sistema de almacenamiento
térmico. En la azotea del edificio se cuenta con colectores solares que proveen
calentamiento adicional, en caso de ser necesario, por medio de radiadores dispuestos en
los tres niveles del conjunto, cerca de la fachada este.
En Verano durante el día.
El acristalamiento de la fachada oeste se abre en la parte superior e inferior permitiendo
una circulación constante de aire, aprovechando el cambio de densidad. El aire que se
introduce por la parte inferior entra fresco y húmedo debido al lago que se encuentra
colindante en el lado oeste del conjunto. El aire caliente del interior del edificio sale por la
parte superior ayudando al flujo de circulación. El acristalamiento es cubierto con una
superficie opaca que impide las ganancias solares directas.
La fachada este cuenta con dispositivos de control solar que impiden el asoleamiento en el
interior. las ventanas se abren para permitir la ventilación natural cruzada.
En Verano durante la noche.
El edificio se enfría por medio de ventilación natural cruzada y por efecto Stack. La cubierta
opaca de la fachada oeste es retirada para permitir el enfriamiento radiante.
Todos los movimiento de la fachada acristalada y la activación de dispositivos se hace de
manera electrónica.
Conceptos de iluminación natural
El Museo de Arte Kimbell en Texas fue construido en 1966 por Louis Kahn. Es una obra
maestra en el uso de la luz natural. Los reflectores ubicados debajo de las ranuras de las
bóvedas son de gran importancia en el concepto de iluminación. Kahn dijo acerca de su
diseño: «Estoy diseñando un museo de arte en Texas, donde la luz en las habitaciones
tendrá la luminosidad de la plata. El esquema de museo esta dado por una sucesión de
bóvedas cilíndricas, cada una formando una habitación con una angosta ranura en el
ápice, esto dará una sensación de confort al percibir la hora del día.» el concepto del
edificio es la luz. La luz entra a través de una ranura en el ápice de una bóveda (falsa),
ésta es recibida por una malla de aluminio que la refleja a la superficie pulida de concreto
de la bóveda. Esto crea un excelente control lumínico, necesario para las obras de arte y el
confort de los visitantes.
La idea de optimizar la relación entre la sombra y la luz conduce a nuevas formas. Los
grandes reflectores de concreto prefabricados de Renzo Piano desarrollados para la
Colección de Menil en Houston, Texas, muestra la belleza de las formas que pueden
conseguirse. Al igual que el museo Kimbel, en este edificio el concepto es la luz. Se trata
de un edificio con cubierta transparente y sistema de dispositivos de control lumínico tipo
persiana. que introducen la luz de manera uniforme dentro de los espacios. evitando el
asoleamiento directo. Este concepto, de una u otra manera es retomado por Renzo Piano
en muchas de sus obras posteriores, por ejemplo: la Galería Cy Twombly en Houston
Texas. donde coloca una suseción de techumbres translucidas que filtran de manera
excelente la iluminación natural controlando al mismo tiempo el asoleamiento.
El diseño de Thomas Herzog en el Centro de Congresos y Exhibiciones en Linz, Austria es
un ejemplo del uso de reflexión y neutralizaciones de sistemas de luz difusa. En realidad
se trata del concepto de persianas empleado por Piano, en la colección de Menil, pero
llevado a una micro-escala. Este sistema fue desarrollado en colaboración con Christian
Bartenbach los cuales han resumido la microgeometría de cada reflector. Los Micro
Prismas se pueden usar para reflejar o redireccionar la luz solar directa y sólo permitir el
paso de la luz difusa. Esta tecnología de primera generación ha progresado
suficientemente para permitir producir material extruido de placas microprismáticas de bajo
costo, las cuales se pueden usar tanto horizontal como verticalmente.
El centro de Congresos de Linz es un edificio con cubierta curva totalmente acristalada con
la utilización de las placas microprismáticas, de tal forma que se cuenta con una total
iluminación natural y un completo control solara al mismo tiempo.
Conducción de la luz natural
El Reichstag, en Berlín, será el nuevo parlamento alemán. Sir Norman Foster está
diseñando la reutilización de un edificio existente. El proyecto consiste en un innovador
concepto de utilización de la energía que culmina en un gran captador de luz natural en la
parte más alta del edificio. Se trata de un enorme domo que conduce la luz natural al
interior de la cámara del parlamento por medio de cientos de espejos que forman un cono
invertido. en este gran domo lumínico, también se integras sistemas de ventilación natural
y sistemas fotovoltaicos de generación eléctrica.. Se han realizado muchas simulaciones
por computadora y un modelo en escala 1:20 del domo y la cámara simulados bajo
condiciones reales.
El Banco de Hong Kong, diseñado por Norman Foster y Asociados muestra un atrio que
conduce luz natural a los niveles mas bajos del edificio. Esto se logra a través de
direccionar la luz del sol por medio de dos enormes reflectores. Un captador solar externo
formado por cientos de espejos que siguen el recorrido del sol por medio de
computadoras, refleja la luz natural hacia otro reflector cóncavo ubicado en la zona mas
alta del atrio el cual conduce a la luz dentro del espacio y por lo tanto a través del piso
vidriado. El croquis inicial de Foster muestra la idea de conducir la luz hacia el interior del
basamento.
Nuevos Materiales
Aislamiento y conservación térmica, e iluminación
Nuevas tecnologías para un buen desempeño térmico y lumínico.
En la actualidad se cuenta con buenos materiales aislantes como espumas de poliestireno
expandido, fibras minerales, materiales naturales como la madera, el corcho, paja, etc.
también muchos materiales pétreos que con cierto espesor son buenos en inercia térmica.
Pero ninguno de estos materiales permiten el paso de la luz.
Vidrios y Acristalamientos
El vidrio laminado y en combinación con otros materiales ha experimentado grandes
avances en su eficiencia térmica en los últimos 20 años Los distintos tipos de
acristalamientos se pueden comparar en la siguiente tabla:
Marca Tipo de cristal Coeficiente de transmisión «U» (W/m2°C)
Vitro1 Cristal flotado claro 4mm 5.93
Vitro2 Filtrasol 6mm 5.86
Vitro3 Filtrasol AP 6mm 4.32
Vitro4 Doble vidrio tipo «Duovent» filtrasol-claro 3.24
Vitro5 Doble vidrio tipo «Duovent» claro-claro: 3.12
Vitro6 Doble vidrio tipo «Duovent» filtrasol AP-claro: 2.69
K-Plus7 Doble vidrio con recubrimiento de baja emisividad 1.6
Climatop8 Doble vidrio con recubrimiento de baja emisividad y cavidad con gas xenon: 0.7
Iplus-3X9 Triple vidrio con recubrimiento de baja emisividad y cavidades con gas xenon:
0.4
Esto significa que la capacidad aislante de los vidrios y cristales ha mejorado 14.75 veces
en comparación con los vidrios sencillos.
Acristalamientos y control solar
Los microprismas o micropersianas «MicroSun»10 están formados por un doble
acristalamiento y una retícula de persianas diminutas que impiden el asoleamiento directo
en el rango deseado. Este dispositivo lumínico y de control solar, es utilizado
principalmente en superficies horizontales o inclinadas, ya que debido a su diseño, se
permite el paso de los rayos solares de manera directa (o difusa) en ciertos ángulos y son
bloqueados en otros, permitiéndose únicamente el paso de la radiación reflejada.
El diseño y construcción de todos los micro componentes se hace por medio de
computadora dependiendo de la orientación, disposición, rangos de control solar y
deflecciones de la luz que se desean, y de las características particulares del proyecto
arquitectónico. Los valores de aislamiento y trasmitancia son variables dependiendo del
diseño particular, sin embargo pueden obtenerse valores de conductividad k = 1.6 W/m2°C
Aislamientos térmicos transparentes o translúcidos
Los nuevos materiales translúcidos disponibles para el aislamiento térmico, incluyen
estructuras tipo panal, estructuras capilares, basogel granular aerogel, y tubos vidriados.
En general todos ellos están formados por un «sandwich» de dos capas vidriadas con
materiales capilares o tubulares dispuestos transversal o longitudinalmente; dichos
elementos forman pequeñas cámaras de aire, lo cual le da características aislantes. En su
mayoría, los materiales utilizados para formar los paneles interiores, son vidrios o
materiales plásticos que combinan buenas características aislantes térmicas y buena
trasmitancia de la radiación solar. Debido a ello, estos materiales pueden utilizarse como
dispositivos aislante o captadores de calor (tipo muro Trombe), y como dispositivos de
iluminación natural. Algunos de estos nuevos productos son:
HELIORAN11 es un panel formado por dos acristalamientos (tipo sandwich) con tubos de
vidrio dispuestos transversalmente. Se puede utilizar como sistema de iluminación natural
o como «Muro Solar».
KAPIPANE y KAPILUX12. Kapipane es un material formado por una estructura capilar de
finos tubos dispuestos en ángulo recto con respecto a la superficie del panel. el diámetro
de los tubos es aproximadamente de 3.5 mm. Las propiedades reflejantes de las paredes
de los tubos provocan una deflección de la luz que incide en ellos de tal forma que la luz
que pasa a través de el panes se convierte en luz difusa que entra a grandes
profundidades de la habitación.
Kapilux-H es un panel sellado de doble vidrio con Kapipane en el interior de la cavidad. El
valor de conductividad del panel completo es de k = 0.8 W/m2°C. Al igual que Kapipane,
se puede colocar como sistema de iluminación o como Muro Solar.
Fachada Solar SOLFAS13. SolFas es un panel con un sistema capilar interior. La
apariencia de este material es como formado por cientos de popotes pegados uno junto a
otro. El material de estos popotes es polymethylmetacrylat (PMMA), sustancia plástica con
una fina estructura tubular que posee dos características: deja pasar la luz y la trasforma
en calor.
El panel esta formado por una capa de vidrio al exterior y por una capa de material
absorbente (pelicolor) en el lado interior del local. Generalmente se coloca adosado a un
muro que servirá como elemento almacenador con alta inercia térmica.. Este dispositivo se
usa como Muro Solar únicamente.
Los productos de Aerogel, como el basogel, son pequeñas cuentas o cápsulas de material
aislante, hasta de 6 mm de diámetro, ellos se ubican entre dos hojas de vidrio.
Nuevos sistemas de paneles transparentes.
Existen nuevos materiales que se encuentran en etapas de investigación y no se
encuentran disponibles comercialmente. tal es el caso de materiales Electrocromáticos que
se opacan en pocos segundos ante la presencia de pequeñas corrientes eléctricas. Del
mismo modo se esta investigando con materiales Fotocromáticos, que responden a los
cambios de luz, o los paneles multicapas que responden al medio ambiente como
«camaleón». cambiando de color o opacidad.
Así mismo se están probando con nuevos paneles con gases o líquidos químicos que
ofrecen diversas ventajas aislantes, de almacenamiento de calor, trasmitancia o
cromáticas. Los estudios más recientes incluyen también la utilización de sustancias
orgánicas que se integran en el interior de los paneles.
Sistemas de Iluminación natural
HÜPPE FORM14 es un sistema de iluminación natural que consiste en dos dispositivos de
persiana dispuestos uno frente al otro. El dispositivo exterior está formado por una banda
transparente de prismas (material plástico perspex) que direccionan a los rayos solares
dependiendo del ángulo de incidencia. Pueden rechazarlo totalmente o desviarlo hacia el
segundo dispositivo de persiana. Éste segundo elemento consiste en una persiana de
hojas de aluminio parcialmente perforado que funciona como elemento antideslumbrante.
Otro importante dispositivo de iluminación natural, en este caso cenital, es SOLUMINAIRE15. se trata de un lucernario o tragaluz automatizado y con seguimiento solar,
que por medio de lentes y espejos, captan la mayor cantidad de luz natural posible
introduciéndola de manera difusa dentro de los locales con una máxima eficiencia y una
mínima ganancia de calor. A través de estos dispositivos pueden conseguirse ahorros
significativos en energía eléctrica mejorando al mismo tiempo la calidad de la luz dentro de
los espacios.
Generación fotovoltaica
Dentro de los llamados «Muros Solares» también se encuentran las fachadas o
techumbres fotovoltaicas. Paneles completos o parciales de celdas fotovoltaicas que
generan la electricidad utilizada por el edificio. Estos techos o muros fotovoltaicos ya se
encuentran comercialmente, una de las compañías que los fabrican es Sanyo en Japón.
Lo importante es que estos dispositivos de generación eléctrica, pueden, y de hecho ya se
están utilizando como elementos de diseño en fachadas y techumbres. Estas se pueden
encontrar en unidades mono o policristalinas, y de tipo amorfo, En la actualidad los
módulos fotovoltaicos son mas eficientes y pueden encontrarse en distintos colores de
acuerdo a los requerimientos de proyecto, estos pueden ser: negro, azul, violeta, verde,
café, gris claro u obscuro. Del mismo modo, los paneles están disponibles en distintas
medidas y formas, incluso ya se encuentran en forma de teja, para lograr una buena
integración a la techumbre. De tal forma, que únicamente cubriendo ciertos requisitos
técnicos de orientación e inclinación, estos módulos pueden ser utilizados con una nueva
visión de diseño de fachadas solares que no solamente cubran con su función técnica
utilitaria, sin también con cierto carácter estético y arquitectónico.
Uno de los problemas de la utilización de los generadores fotovoltaicos era el
almacenamiento, sin embargo ese problema ya ha sido resuelto con nuevos tipos de
baterías altamente eficientes, y con bancos de almacenamiento especialmente diseñados
para sistemas fotovoltaicos. Así mismo se cuenta con convertidores de corriente,
medidores, reguladores, y toda la tecnología necesaria para hacer a estos dispositivos
altamente confiables y con su empleo hacer un uso eficiente de la energía en las
edificaciones.
Nuevas estructuras y cubiertas plásticas
A mediados del presente siglo, Frei Otto y Buckminster Fuller, propusieron nuevas
estructuras con amplias posibilidades espaciales arquitectónicas y al mismo tiempo
ambientales. A partir de entonces, esta nueva tecnología ha sido poco utilizada pero se ha
mantenido latente. No obstante ha habido algunos ejemplos de gran importancia: como los
pabellones de Estados Unidos y Alemania en la Expo’67 de Montreal; El pabellon alemán
de Osaka’70 en Japón; y el estadio olimpico de Munich, Alemania en 1972.
En la actualidad, esta nueva tecnología constructiva esta retomando auge debido a las
nuevas posibilidades que se tienen con las nuevas estructuras ligeras y los materiales
plásticos que han surgido hoy en día. Estos nuevos materiales, tanto rígidos como flexibles
(membranas policarbolatos, etc.) ofrecen ciertas ventajas además de su ligereza: ofrecen
un buen comportamiento térmico ante el frío o el calor. Ofrecen tambien un amplio
espectro limínico desde totalmente opacos hasta los totalmente transparentes. Pueden ser
resistentes al fuego, a la luz y rayos UV. Pueden moldearse a cualquier forma, son
relativamente durables, pueden ser reemplazados con facilidad y tienen un bajo
mantenimiento.
Conclusiones
En el documento se ha mostrado una corriente internacional muy fuerte basada en un alto
desarrollo tecnológico que evidentemente tiene una proyección hacia el futuro muy
importante. Esta corriente bioclimática se entrelaza con la corriente llamada de «edificios
inteligentes» o de «alta tecnología». El uso amplio de dispositivos y controles
computarizados es uno de los caminos para lograr confort y eficiencia energética
totalmente válida en la época actual.
Las nuevas tecnologías y los nuevos materiales «selectivos» tendrán un fuerte despegue y
amplia utilización en los años venideros. Los materiales y sistemas que ofrecen la
tecnología y la industria ya están disponibles, pero quizá todavía no accesibles para
nosotros. Sin embargo es conveniente conocerla y considerar su aplicación, ya sea pasiva
o mixta, en los nuevos conceptos de una nueva arquitectura bioclimática para el próximo
siglo.
Por otro lado hay que mencionar que hay otra corriente más naturista de la arquitectura,
desde luego a más baja escala, que intenta integrar más a la arquitectura con la naturaleza
a través de sistemas pasivos, mas naturales y de bajo impacto. La organización armónica
de los espacios se consigue no sólo por medio de la energía solar sino de manera más
amplia se intenta manejar, además, otro tipo de energías naturales. Esta corriente
bioclimática se entrelaza con corrientes como las llamadas «ecológicas» o también la
llamada «Gaia».
Aunque existe cierta polarización entre lo altamente tecnológico y lo totalmente natural o
vernáculo, quizá el porvenir deba aprovechar lo positivo de ambas posturas. La
arquitectura debe hacer uso de los recursos disponibles para cumplir con sus objetivos de
proveer bienestar y confort, ser eficientes energéticamente y no impactar al medio
ambiente, y también, el de ampliar los beneficios a la mayor población posible. Los
Arquitectos tenemos esa responsabilidad.
Bibliografía
Cf. Sophia and Stefan Behing. Sol Power. Ed. Prestel, Munich, Germany, 1996.
Cf. Herzog, Thomas. Solar Energy in Architecture and Urban Planning. Ed. Prestel,
Munich, Germany, 1997.
Cf. Slessor Catherine. Eco-Tech, -Arquitectura high-tech y sostenibilidad-. Ed. Gustavo Gili
Barcelona, España 1997
Citas Bibliográficas
1 Vitro Vidrio Plano. - Vidrio Plano de México SA de CV.
2 ibíd. Vitro
3 ibíd. Vitro
4 ibíd. Vitro
5 ibíd. Vitro
6 ibíd. Vitro
7 Isolierglas K-PLUS. -Flachglas AG, Gelsenkirchen, Alemania.
8 Wärmedämmende Isolierverglasung CLIMATOP.- VEGLA Vereinigte Glaswerke GmbH.
Aachen, Alemania.
9 Superwarmglas Iplus 3X. -INTERPANE. Lauenförde, Alemania.
10 Micro-Sun Shielding Louvre, SIEMENS AG. Traunreut, Alemania
11 Helioran. Schott-Rohrglas GmbH. Bayreuth, Alemania.
12 Kapipane y Kapilux. Okalux Kapillarglas GmbH. Alemania.
13 SolFas. Ernst Schweizer AG. Hedingen, Alemania.
14 Hüppe Form GmbH. Oldenburg, Alemania.
15 So-Luminaire, San Diego California, U.S.A.
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