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¿Qué materiales mantienen los edificios frescos (sustituyendo al aire acondicionado)?

¿Qué materiales mantienen los edificios frescos (sustituyendo al aire acondicionado)?
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El aire acondicionado no es sólo costoso; también es enormemente perjudicial para el medio ambiente. Representando el 10% del consumo mundial de energía en la actualidad, sólo la refrigeración de espacios en 2016 fue responsable de 1045 toneladas métricas de emisiones de CO2. De hecho, se espera que este número aumente; la International Energy Agency estima que el enfriamiento mecánico alcanzará el 37% de la demanda total de energía del mundo para 2050.

'California Academy of Sciences' de Renzo Piano. Image © Tim Griffith 'Concrete House II' de A-cero. Image © Luis H. Segovia El 'Spa Querétaro' de Ambrosi I Etchegaray es un ejemplo contemporáneo de una fuente de agua centralizada y un patio. Image © Luis Gordoa Leura Lane de Cooper Scaife Architects, que cuenta con un techo de color reflectante y de color claro diseñado para la sombra del verano. Image © John Wilson + 10

Gráfico que muestra las emisiones de gases de efecto invernadero del enfriamiento mecánico. Image Cortesía de International Energy Agency
Gráfico que muestra las emisiones de gases de efecto invernadero del enfriamiento mecánico. Image Cortesía de International Energy Agency
Demanda de electricidad prevista para 2050. Image Cortesía de International Energy Agency
Demanda de electricidad prevista para 2050. Image Cortesía de International Energy Agency

Las unidades de aire acondicionado son particularmente dañinas porque dependen de un refrigerante llamado hidrofluorocarbono (HFC). Si bien el HFC sólo representa el 1% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero, también es miles de veces más potente que el dióxido de carbono.

Tendencias de emisión de hidrofluorocarbonos (HFC). Image Courtesy of the Climate and Clean Air Coalition
Tendencias de emisión de hidrofluorocarbonos (HFC). Image Courtesy of the Climate and Clean Air Coalition

Diseñar con materiales que enfríen naturalmente, puede ayudar a mitigar estos efectos ambientales al reducir la necesidad de aire acondicionado y enfriamiento de los espacios. A continuación, compilamos algunas soluciones materiales y estructurales para el enfriamiento pasivo que pueden ayudar a los diseñadores a regular las temperaturas de los edificios de manera eficiente energéticamente. 

Masa térmica y aislamiento

Los materiales densos como la piedra, el concreto y la tierra tienen una serie de propiedades que les permiten actuar como un buen aislamiento frente al calor. Estos incluyen una buena conductividad térmica (capacidad de volver a liberar el enfriamiento pasivo), retraso térmico (transmisión lenta de calor), baja reflectividad (menor redistribución de calor) y alta capacidad de calor volumétrico (capacidad elevada de almacenar calor). Cuando estos materiales se usan 'a granel', sus cualidades insulares se vuelven especialmente potentes, como podemos ver en la 'Casa Cueva' diseñada por Kapsimalis Architects en Santorini. Otro proyectos, como la 'Casa de Concreto II' de A-cero, se basan en gruesos muros de hormigón para lograr efectos similares.

'Summer Cave House' de Kapsimalis Architects en Santorini está construida en un acantilado, lo que le permite utilizar métodos de enfriamiento natural. Image © Vangelis Paterakis
'Summer Cave House' de Kapsimalis Architects en Santorini está construida en un acantilado, lo que le permite utilizar métodos de enfriamiento natural. Image © Vangelis Paterakis

Las casas más tradicionales pueden no utilizar materiales voluminosos, sino que dependen de un aislamiento térmico efectivo. Típicamente, la resistencia térmica del aislamiento se mide por lo que se llama el "Valor R". Cuanto mayor sea este valor, más resistente al calor es el material y más efectivo es un aislante. Materiales como el poliestireno, la espuma de poliuretano y la espuma fenólica son ejemplos de aislantes térmicos que tienen valores R fenomenalmente altos.

'Concrete House II' de A-cero. Image © Luis H. Segovia
'Concrete House II' de A-cero. Image © Luis H. Segovia

Materiales naturales

Además de sus gruesos muros de hormigón, la Casa de Concreto II de A-cero, y una multitud de diseños igualmente sensibles al calor, utilizan elementos naturales como techos verdes o muros con vegetación. Los techos verdes no sólo son estéticamente agradables, sino que también proporcionan sombra, eliminan el calor del aire y reducen la temperatura de los techos. Algunos ejemplos notables incluyen la California Academy of Sciences de Renzo Piano, la Escuela de Arte Nanyang de CPG, y la Villa Bio de Enric Ruiz-Geli.

'California Academy of Sciences' de Renzo Piano. Image © Tim Griffith
'California Academy of Sciences' de Renzo Piano. Image © Tim Griffith

La incorporación de agua en un edificio también puede enfriar una casa a través de la evaporación y el flujo de aire, dependiendo del clima. Esta metodología fue reconocida ya en los tiempos de los romanos, quienes habitualmente diseñaban sus hogares alrededor de un estanque de agua ubicado en el patio central.

El 'Spa Querétaro' de Ambrosi I Etchegaray es un ejemplo contemporáneo de una fuente de agua centralizada y un patio. Image © Luis Gordoa
El 'Spa Querétaro' de Ambrosi I Etchegaray es un ejemplo contemporáneo de una fuente de agua centralizada y un patio. Image © Luis Gordoa

Ventanas: orientación y materiales

Los techos verdes y la incorporación del agua pueden parecer un poco excesivas para los usuarios o diseñadores promedio, pero el enfriamiento pasivo también puede ser tan fácil como elegir el vidrio adecuado para las ventanas del edificio. Cuanto más bajo es el coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) del vidrio, menos calor transmite y más fresco es el interior del edificio. Estos beneficios se pueden aumentar con persianas externas, que evitan que la luz del sol pase directamente a través de las ventanas y, por lo tanto, reducen la cantidad de calor o resplandor que ingresa al interior. Incluso el posicionamiento de estas ventanas puede tener efectos de enfriamiento pasivo a través de la ventilación cruzada, o su alineación puede facilitar la circulación del aire. Ejemplos notables de ventilación cruzada incluyen las Shotgun Houses de Louisiana, las cuales minimizan las paredes interiores que podrían obstruir las corrientes horizontales.

Diagrama de cómo los diferentes tipos de ventanas interactúan con el calor y la luz. Image Cortesía de Efficient Windows Collaborative
Diagrama de cómo los diferentes tipos de ventanas interactúan con el calor y la luz. Image Cortesía de Efficient Windows Collaborative

Techos

Por último, los techos reflectantes de colores claros, otra alternativa a los techos verdes, pueden enfriar efectivamente los interiores al redirigir los rayos solares y disminuir la absorción de calor. Algunos ejemplos incluyen techos con revestimientos de láminas, tejas o pinturas reflectantes. Mientras los techos estándar (u oscuros) pueden alcanzar los 65 grados Celsius frente al calor intenso, los "techos frescos" pueden llegar a los 10°C.

Leura Lane de Cooper Scaife Architects, que cuenta con un techo de color reflectante y de color claro diseñado para la sombra del verano. Image © John Wilson
Leura Lane de Cooper Scaife Architects, que cuenta con un techo de color reflectante y de color claro diseñado para la sombra del verano. Image © John Wilson

Los techos altos y las cúpulas también pueden permitir que el calor existente se eleve y escape de las zonas habitables. Del mismo modo, los toldos y aleros pueden proteger los interiores de la luz solar y el resplandor. En conjunto, las consideraciones materiales y el diseño estructural van de la mano para crear alternativas efectivas al aire acondicionado y enfriamiento mecánico, disminuyendo el uso del HFC y sus perjudiciales emisiones de gases de efecto invernadero.

Sobre este autor/a
Cita: Cao, Lilly. "¿Qué materiales mantienen los edificios frescos (sustituyendo al aire acondicionado)?" [What Materials Keep Buildings Cool?] 31 ago 2019. ArchDaily Colombia. (Trad. Franco, José Tomás) Accedido el . <https://www.archdaily.co/co/923472/que-materiales-mantienen-los-edificios-frescos-y-sustituyen-al-aire-acondicionado> ISSN 0719-8914

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