Edición N° 427 - Noviembre 2018
La bioclimatización, un tema crucial en la arquitectura de hoy
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"Hay medidas de ahorro de energía que no tienen prácticamente ningún costo"
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El taller Geodiseño Bioclimático fue dictado en el marco de la maestría Sustentabilidad en diseño y construcción.
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El doctor Aníbal Figueroa Castrejon dictó el curso de Geodiseño bioclimático en la UC.
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"Cuesta lo mismo haciéndolas bien que haciéndolas mal"
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"Muchos arquitectos o constructores deciden dónde van las ventanas porque se ve bonito o porque lo vieron en algún lado"
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Programa de simulación 3D SUN-PATH utilizado en el taller de Geodiseño.
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Ener-Habitat, otro de los programas de simulación utilizado en el taller
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Participantes del taller Geodiseño bioclimático con el doctor Figueroa Castrejón
En el marco de la maestría Sustentabilidad en diseño y construcción, iniciada este año 2018, el Departamento de Arquitectura FCyT de la Universidad Católica Nuestra Señora de la Asunción, y con el Proyecto “Eficiencia Energética en zonas urbanas de clima cálido-húmedo” UC-Conacyt; organizó el taller Geodiseño bioclimático que fue dictado por el doctor Aníbal Figueroa Castrejon, docente de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco en Ciudad de México.
Mandu’a tuvo la oportunidad de conversar con el catedrático quien brindó detalles sobre lo que significa e implica el geodiseño bioclimático en la construcción.
“Me he dedicado durante los últimos 35 años al tema de la arquitectura bioclimática, la eficiencia energética y el confort ambiental. Desde hace 30 años contamos en Ciudad de México con un laboratorio que evalúa los edificios y la respuesta de los usuarios a las distintas condiciones tanto térmicas, como de iluminación, ventilación y radiación.
He trabajado con un excelente equipo de académicos, en temas de sustentabilidad y hemos tratado de aplicarlo en muchos campos. Iniciamos en la docencia cambios a los planes de estudio que ahora incluyen materias de sustentabilidad en las licenciaturas de arquitectura, urbanismo y diseño industrial. También elaboramos varios programas de posgrado, desde 1990 tenemos una especialización en diseño ambiental, y a partir de 1995 una maestría y un doctorado en diseño bioclimático. Asimismo, hemos hecho asesorías tanto a municipios, como instituciones federales y a empresas privadas para buscar mayor eficiencia en sus diseños”, dijo el doctor Figueroa Castrejon a modo de presentación.
¿En qué consistió el curso de Geodiseño bioclimático que dictó en la Universidad Católica?
- Fue un curso breve destinado a los alumnos de la maestría, con participación de algunos profesionales y estudiantes. Hemos trabajado durante cuatro días intensivos con el principal propósito de mostrarles algunas herramientas para poder tomar decisiones lo más razonadas posibles y sobre todo apoyadas con modelos de simulación que nos permitan obtener mejores resultados.
Lo primero que les mostré fueron algunos programas de climatología. Este enfoque de diseño eficiente que se ha estado extendiendo por todo el mundo se basa en entender, primero y antes que nada, el clima, cómo es, cuales son los cambios que presenta a lo largo del año, de los días, cuales son las variables más importantes. Todo el mundo piensa que el clima depende solo de la temperatura; en realidad depende de ella, pero también de la humedad, de la disponibilidad de viento, de la radiación, de la nubosidad, e incluso de nuestra percepción de la comodidad, a más de otros temas ambientales como el ruido o los niveles de iluminación que deben ser tomados en cuenta.
Ahora existen herramientas que nos permiten conocer con mucho mayor detalle y facilidad los datos del clima en el exterior sin necesidad de que lo estemos midiendo personalmente. Por ello es que lo primero que vimos fue una herramienta muy interesante que se llama Consultor de clima, que revisa los parámetros y ve cómo están con respecto a lo que podríamos necesitar para estar cómodos. Este programa nos da un análisis de los datos climatológicos y ayuda a obtener lo que nosotros llamamos estrategias de diseño, es decir qué es lo que se debe hacer en la construcción para evitar el consumo excesivo de energía o para reducirlo que es otra cosa también muy deseable. Por ejemplo, el clima en Asunción tiene veranos muy cálidos y muy húmedos por lo que hay momentos en los que el aire acondicionado es indispensable. Pero un edificio bien diseñado puede hacer que el consumo eléctrico de este aparato se reduzca hasta un 60 o 70 por ciento, así funcionará mucho menos tiempo y en algunas épocas del año no se requerirá. Con ello se consigue que el edificio sea eficiente y cómodo.
¿Por qué es importante esta rama?
- Creo que por muchas razones. El diseño bioclimático está vinculado básicamente a dos grupos de decisiones. El primero es que nosotros construimos edificios para estar cómodos y para estar sanos, es decir, para no mojarnos, no tener frío, para no tener calor. Desafortunadamente, con mucha frecuencia, los edificios que habitamos en lugar de hacer eso nos enferman. Por ejemplo, el uso intensivo de acondicionadores de aire que dirigen el aire frio hacia una persona pueden hacer que esta se enferme en lugar de estar cómoda. Entonces, es importante que las edificaciones nos ayuden a conservar la salud y desde luego, también la comodidad. Una persona que está cómoda es más productiva, disfruta más el tiempo, rinde mas en el trabajo, aprende mejor, por todo esto el tema de la comodidad es tan importante.
El segundo grupo, que no es nada despreciable, es que a nivel mundial cerca de una tercera parte de la energía que se genera se utiliza para climatizar los edificios, por lo que es muy importante construirlos más eficientes para que no usemos tanta energía en enfriar y calentar… que lo hagamos lo menos posible; esto redunda en una mayor eficiencia y un menor consumo de energía, obviamente también en un menor costo de operación y de mantenimiento. Lo que buscamos, por lo tanto, es un mejor desempeño de los seres humanos y de las construcciones. Esto es muy importante porque se puede ahorrar mucho dinero y mucha energía diseñando mejor.
¿Qué costo tiene implementar la arquitectura bioclimática?
- Creo que hay muchas opciones de costo beneficio. La arquitectura bioclimática puede darse en la vivienda, pero también se puede aplicar en todo tipo de edificaciones: industriales, oficinas, hospitales, escuelas. Todo tipo de construcción es sujeto de estos conceptos de bioclimática. ¿Qué costo tiene? Yo sostengo que el mejor enfoque para la arquitectura es fijarse en la mejor relación costo beneficio. Hay algunas medidas de eficiencia que no cuestan nada, literalmente cuestan lo mismo haciéndolas bien que haciéndolas mal. Cuesta lo mismo construir de una manera que de otra y esas medidas son las más importantes para aplicarlas de primera mano. Por ejemplo, la geometría de un edificio, qué forma va a tener y que orientación tendrán las ventanas con diferentes opciones. La misma abertura puede ponerse en distintos lugares de la fachada; el lugar donde se la pone es muy importante así como la altura donde se la coloca. Esto no representa ningún coste adicional porque normalmente ponemos ventanas en los edificios pero sí puede representar un cambio muy importante en su desempeño. Otro ejemplo muy interesante es la pintura, el color con la que se acaba una construcción. Generalmente no hay diferencia en el costo de un color a otro o hay una diferencia muy pequeña, pero puede haber una gran diferencia en el desempeño si lo pinto de un color oscuro o de uno claro, con un acabado liso o rugoso; sin embargo, es muy importante porque estas características determinan la capacidad de una fachada para absorber o rechazar el calor.Por eso es que hay medidas de ahorro de energía que no tienen prácticamente ningún costo.
Hay un segundo grupo de medidas que tiene un costo adicional, pero hay que hacer los análisis correspondientes para escoger aquellas particulares al proyecto en donde la inversión sea baja y el beneficio alto, es decir, que se amorticen en el menor tiempo posible.
Hay algunos elementos o dispositivos que incrementan 3 o 5 por ciento el costo total de la construcción, pero si adoptando esta medida puedo bajar el consumo de la electricidad e incrementar la comodidad en un 20 por ciento; ésta es muy rentable porque la inversión se va a hacer una vez, se amortizará en poco tiempo y el edificio durará muchos años en operación. No sé en el Paraguay cuanto sea el promedio de vida de una edificación, pero no sería raro encontrar una edificación de 50, 60 o 70 años de antigüedad que está todavía en uso. Por eso es que una inversión que se amortice en menos de diez años representa un ahorro neto en gastos de operación y mantenimiento.
Resumiendo, los edificios se usan por periodos de tiempo muy largos por lo que una inversión racional al principio de la edificación puede dar beneficios durante todo su tiempo de vida. La mala estrategia de ver solo el costo inicial, puede hacer que el costo de operación de la construcción sea muy alto durante toda la vida útil y se termine pagando 10, 20, 30 100 o 200 por ciento más porque los gastos de operación (energía, refacciones, mano de obra) son permanentes y siempre tienen una tendencia a la alza.
Además de la herramienta del clima, probamos otras herramientas muy interesantes y simples para el análisis de asoleamiento; el análisis de la trayectoria del sol en los edificios, que es muy importante. Y hoy en día es muy sencillo hacerlo con programas de dibujo tridimensional. Debemos saber cuándo conviene que las ventanas reciban sol y cuando deben permanecer en la sombra. Lo peor que se puede hacer es exponer una ventana al sol cuando la temperatura exterior está por encima del confort.
También vimos programas para ventilación natural. El análisis del flujo de aire producido por el viento y los cambios de temperatura tanto alrededor como dentro del edificio es una estrategia fundamental para disipar el calor y la humedad.
Revisamos programas para estudios de iluminación natural, dado que hay veces en que la misma ventana colocada en distintos lugares produce resultados diferentes en cuanto a la cantidad de luz natural disponible al interior, por lo que hay que saber cómo examinar y evaluar esos factores. También les mostré unas herramientas para analizar el desempeño de los sistemas constructivos. En este tema ocurren cosas curiosas, hay veces que usando los mismos materiales se pueden obtener distintos resultados dependiendo del orden que los pongamos, del espesor que usamos, de su orientación, etc. Hoy en día tenemos, afortunadamente, una serie de herramientas que nos permiten hacer pronósticos muy rápidos y sencillos.
De hecho, todas las herramientas que mostré en este curso son gratuitas, no se compran, simplemente se descargan de manera gratuita desde internet y se pueden usar libremente. Mi intención fue dar a todos los que asistieron herramientas que pudieran utilizar fácilmente, rápidamente, de manera gratuita, para racionalizar sus proyectos y tomar decisiones bien fundamentadas respecto al diseño.
¿Cuáles son las otras herramientas que ha mencionado?
- Un programa de consultor de viento que se llama Fluent o Flujo, es un programa de aerodinámica que permite analizar el viento de una forma relativamente sencilla. Prácticamente todos los diseños hoy en día se realizan a través de planos y modelos tridimensionales virtuales, entonces lo que se hace es simplemente tomar este modelo e importar al programa, se pega dentro y es posible simular las condiciones de la ventilación. Se puede emplear para medir tanto la velocidad como la presión del aire y con ello se puede decidir, por ejemplo, en donde me conviene poner el edificio, donde poner árboles para hacer barreras de árboles o canalizaciones de viento con los mismos árboles o con muros o con otros edificios; me permite también determinar la mejor ubicación de las áreas operables de las ventanas o donde voy a poner las ventilas (serie de ventanitas que se abren y se cierran horizontalmente y que permiten controlar la entrada del aire en una habitación) del edificio para conseguir una distribución eficiente del aire interior, de qué tamaño deben ser, me permite saber qué velocidad de viento va a haber de acuerdo a estas zonas de ventilación. En conclusión, me da mucha información que hoy la mayoría de los arquitectos resuelve de manera intuitiva; al diseñar una fachada piensa que sería muy bueno poner una ventila de un metro y la pone de ese tamaño, pero no hay una razón que les permita saber si eso es suficiente, si es mucho o es poco y esta herramienta le permite dimensionarlo.
Otra herramienta muy interesante es un programa que se llama Análisis de iluminación natural. Ésta también es muy sencilla y básicamente lo que me deja es cambiar las dimensiones de un espacio de un cuarto y poner una, dos o tres ventanas en esa habitación, luego cambiarlas de tamaño y su ubicación dentro de la habitación, mas grandes, mas chicas, más largas, mas altas, ponerlas hacia un lado, hacia otro y ver cómo juegan entre sí, cómo se combina la iluminación que entra por las ventanas, ya sea por una, por dos o por tres. Nuevamente es algo muy simple pero muy útil, porque pasa lo mismo que con la ventilación, hoy en día muchos de los arquitectos o constructores deciden dónde van las ventanas porque se ve bonito o porque lo vieron en algún lado; pero la racionalidad de dónde poner las aberturas para que iluminen bien, normalmente no se hace y este programa me permite saberlo con mucha precisión. A través de él puedo saber qué lugares van a estar bien iluminados, cuáles van estar deficientemente iluminados y cómo ajustar la distribución para que todos tengan la mejor luminosidad posible. Suena trivial pero es algo muy importante. En la mayoría de los espacios se podrán apagar las luces durante el día, como sucedía hace un siglo cuando no había luz eléctrica. Debería ser nuestro objetivo que todos los edificios públicos mantengan las luces apagadas durante el día y esa es la idea de este tipo de análisis.
Otro programa que hemos utilizado se llama Ener-habitat, este es un programa de simulación o de evaluación de sistemas constructivos en el que se puede ver qué le va a pasar a un muro si lo pongo hacia el este, el oeste, hacia el norte o hacia el sur, si lo pinto de un color o de otro, si aumento su espesor, si le pongo aislante o no, es decir, me permite evaluar y experimentar composiciones de muro muy rápido en lugar de hacer horas y horas de cálculo, aquí simplemente digo qué material, qué orientación y qué espesor y en diez segundos tengo la respuesta. La idea de este programa es que el arquitecto pueda comparar alternativas de materiales y sistemas constructivos. No todos los muros se van a comportar igual en todas las orientaciones, por lo que puedo tener mucha mayor racionalidad en qué tipo de muro me conviene para cada orientación. Por medio de este cálculo puedo saber si necesita aislante, a lo mejor no necesita en todas partes, o dónde es más efectivo y tendrá mejor resultado. Esto se puede hacer, nuevamente, de manera muy racional, vale decir, con datos y con medidas.
Otro de los que estuvimos utilizando fue el de visualización de sombras. Es una herramienta muy común, viene en casi todos los programas de dibujo pero muy pocos diseñadores lo usan como herramienta de diseño. En este clima de Asunción conviene mucho sombrear las ventanas, es decir, cuando se van a colocar las ventanas evitar que les pegue sol en directo exceptuando los días más fríos del invierno. Es perfectamente posible diseñar una ventana que se comporte así, que esté a la sombra todo el tiempo excepto en unos días de una época del año. Esta herramienta nos permite ver cómo hacemos para que esto suceda, qué orientación, qué volado, qué revestimiento debe tener la ventana para que se comporte así, que caliente el interior en épocas de frío pero mantenga fresco el espacio en épocas de calor. Esto ayudará, nuevamente, a que estemos más cómodos y a consumir menos energía.
¿Qué pudo apreciar de los alumnos que siguieron el taller?
- Me gustaron varias cosas. Lo primero es que había mucha variedad de alumnos, desde muy jóvenes que se ve que todavía están estudiando la carrera o recién egresados, a otros un poquito más maduros que claramente están iniciando su ejercicio profesional y están aprendiendo todos estos conceptos en el momento idóneo; y también me agradó mucho ver algunos alumnos ya más grandes que son, o parte del gobierno o profesores de la Universidad; creo que fue muy interesante por la variedad y no obstante esa variedad, todos mostraron interés y entusiasmo en el curso y eso me parece excelente.
Considerando la trayectoria que tiene en aula ¿hay algún cambio en la mentalidad de los alumnos de un tiempo a esta parte?
- Si. Yo creo que hay un cambio muy importante en la actitud. El hecho de que el taller tuviera 24 alumnos, un poco más de lo yo pensaba que íbamos a tener, demuestra que hay interés; y además los participantes asistieron todos los días y eran sesiones bien largas; entonces sí, creo que hay un cambio muy importante en cuanto al interés de aprender estos conceptos y en que hay una preocupación manifiesta en las preguntas de muchos de ellos de cómo hacemos para empezar a realizar acciones que efectivamente mejoren la situación actual, acciones que hagan que se puedan tener espacios mas cómodos y que se deje de desperdiciar la energía, que finalmente se paga mensualmente. Yo creo que hay un cambio de actitud y querían saber cómo cambiar. Les dije que esta aproximación en un tiempo corto sirve muy bien para darles unas herramientas básicas y obviamente ellos tienen que continuar estudiando las otras materias de los programas de maestría o de cualquier otro programa para terminar de informarse correctamente y realmente alcanzar un cambio.
¿Usted vino especialmente para impartir el taller?
- Es la segunda vez que estoy en el Paraguay. Vine hace dos años aproximadamente también por invitación del Departamento de Arquitectura de la Universidad Católica y en aquella ocasión con profesores argentinos de la Universidad de Buenos Aires con quienes dimos una serie de conferencias tanto aquí como en Encarnación. Supongo que resultado de aquellas charlas es la invitación a este curso que tiene una estructura diferente, es mas para capacitar, el otro era para informar, y confío en que podamos mantener un contacto mediante el cual vayamos apoyándonos mutuamente en una mejor capacitación y más participación.
Yo creo que son temas muy importantes que, además, en este siglo 21 están en el discurso político, en el discurso económico, en las políticas mundiales y el verdadero reto para los países latinoamericanos (incluyendo México y también Paraguay) es cómo volvemos reales, cómo los aterrizamos a nuestra realidad económica, a nuestra realidad social, a nuestros temas tecnológicos, a nuestra situación de accesibilidad, estos conceptos; y creo que en ese sentido el reto es muy grande, hay mucho que hacer y siempre he dicho que hay que conversar, mostrar los casos de éxito y luego hay que construir casos de éxito para que todo el mundo vaya viendo que sí se puede, que no es más caro, que nos conviene a todos: a las autoridades, a los arquitectos y a los clientes. Ojalá que el curso haya sido exitoso, creo que hubo mucho entusiasmo. Yo me voy contento del Paraguay, espero regresar en algún otro momento. Y sobre todo que cuando lo haga pueda ver a alguno de los que asistieron ahora, aplicando esto en construcciones en el país, es lo que me gustaría.
Perfil
Aníbal Figueroa Castrejon nace en la Ciudad de México. Es arquitecto por la Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco (premio al mejor estudiante de arquitectura UAM 1980).
En 1983, obtiene la maestría en Diseño arquitectónico en la Universidad de Texas en Austin y en 1985 y como becario de la OEA, la maestría en Estudios energéticos en la misma Universidad. En el 2003 logra el doctorado en Ciencias por la Universidad La Salle, México.
Es profesor de la UAM desde 1979 siendo nombrado profesor titular C en 1992.
Ha promovido y desarrollado los planes y programas de estudios de la especialización en Diseño ambiental (1990) y la especialización, maestría y doctorado en Diseño (1995) y la maestría y doctorado en Diseño bioclimático (2015) para la UAM Azcapotzalco.
Estableció -como iniciador- la Red académica arquitectura bioclimática de Promep-México.
Ha coordinado, junto con el doctor Carl Stenitz y la arquitecta Gloria Castorena, el proyecto académico Futuros alternativos para el desarrollo sustentable entre la UAM y la Universidad de Harvard, el cual ganó el premio a la investigación 2010.
Posee numerosas publicaciones y trabajos particulares y asociados.
Ha sido coordinador del posgrado en Diseño ambiental, de la Línea de arquitectura bioclimática, del programa de posgrado en Diseño, y coordinador divisional de investigación y director de Cyad Azcapotzalco (División de ciencias y artes para el diseño).
Fue gerente de proyecto en la oficina del arquitecto Ricardo Legorreta (1980-82). De1982 a la fecha ha participado en proyectos arquitectónicos -tanto de modo individual como asociado- habiendo edificado oficinas, laboratorios, talleres, casas habitación, monumentos, jardines y proyectos urbanos.
Programas de simulación
Enlaces de las herramientas que permiten tomar decisiones lo más razonadas posibles a la hora de diseñar una obra.
http://www.energy-design-tools.aud.ucla.edu/climate-consultant/request-climate-consultant.php
https://www.autodesk.mx/education/free-software/flow-design
