Vivir en el futuro: hacia una arquitectura sostenible para el medioambiente
El reto de la descarbonización y la lucha contra el cambio climático no pueden separarse de una profunda transformación del sector de la construcción.
De hecho, según las Naciones Unidas, el sector de la construcción aporta más del 34 % de la demanda mundial de energía y el 37 % de las emisiones de CO2 vinculadas al consumo de energía. Cifras que marcaron un récord histórico en 2021, último año para el que existen estadísticas oficiales: en términos absolutos, 10 gigatoneladas de CO2 en un año, un 2 % más que los niveles anteriores a la pandemia.
La buena noticia, sin embargo, es que la inversión en construcción sostenible también va en aumento: 237 000 millones de dólares para eficiencia energética en edificios en 2021, un 16 % más que el año anterior, según la ONU.
Pero para cumplir los objetivos mundiales y descarbonizar significativamente el sector para 2050, hará falta mucho más, y el tema de la arquitectura y la construcción sostenibles está llamado a desempeñar un papel central en la transición ecológica.
De la vivienda primitiva al diseño sostenible: la evolución de la arquitectura
La arquitectura sostenible es, en cierto modo, una vuelta a los orígenes. Desde que los seres humanos empezaron a construir casas, tuvieron que resolver los problemas que milenios después encontramos en la base de la búsqueda moderna de la sostenibilidad en los edificios.
En primer lugar, tenían que hacer el mejor uso posible de los materiales «kilómetro cero» disponibles en la zona donde vivían: inicialmente, madera, juncos y otros materiales derivados de plantas; más adelante, piedra, arcilla (simple o en forma de ladrillo), mármol.
El diseño de la casa se basaba en fenómenos naturales para gestionar la luz, la ventilación y el calor, manteniendo este último en la medida de lo posible dentro de la casa (en climas fríos) o liberándolo al exterior (en climas cálidos).
Pensemos en las torres de viento de las tradiciones arquitectónicas india, persa, árabe y norafricana: estructuras verticales con aberturas para el paso del aire que aprovechan las diferencias de presión entre el exterior y el interior y la tendencia natural del aire caliente para ir hacia arriba, lo que permite extraer el calor de la vivienda y liberarlo al exterior, a menudo con la ayuda de depósitos de agua subterráneos que contribuyen a enfriar y humidificar el aire del interior.
O la «Mashrabiya», elemento típico de la arquitectura tradicional árabe, una ventana con un intrincado entramado que permite tanto la sombra como la ventilación, bloqueando la luz solar directa y dejando pasar la luz difusa y el aire.
En los climas fríos, los conocidos iglús, construidos durante siglos por los esquimales, son un excelente ejemplo de arquitectura sostenible. Los bloques de hielo, compactados unos contra otros y dispuestos de forma circular para formar una especie de cúpula, retienen el calor de forma muy eficiente, creando una diferencia de temperatura con el exterior de varias decenas de grados, mientras que una abertura en la parte superior deja salir el aire caliente, ralentizando la fusión del propio hielo.
Incluso en climas menos extremos, como el mediterráneo y el centroeuropeo, donde se desarrollaron la civilización romana y el cristianismo, las opciones constructivas se han orientado durante siglos a gestionar eficazmente los intercambios de calor entre el interior y el exterior: gruesos muros de piedra y ladrillo para aislar térmicamente los espacios interiores, cimientos para aislarlos del suelo, ventanas orientadas, preferentemente, hacia el sur para recibir la luz del sol, aberturas en varios lados para garantizar la ventilación.
Fue con la construcción masiva, a partir del siglo XIX, cuando la arquitectura se alejó de la sostenibilidad. Es necesario construir mucho, rápido y en poco espacio, para hacer frente al crecimiento de la población urbana y a la necesidad de proporcionar viviendas a los trabajadores de las fábricas que se trasladan en masa desde el campo. Los edificios crecieron en altura y se generalizó el uso del hormigón armado, un material de una solidez estructural y una trabajabilidad sin parangón, pero con un fuerte impacto medioambiental. La necesidad de construir edificios rápidamente para hacer frente a la urbanización lleva a economizar precisamente en los factores que permitirían una mayor eficiencia energética (grosor de las paredes, sistemas de ventilación).
Hasta que en la segunda mitad del siglo XX, con el aumento de la conciencia medioambiental, algunos grandes arquitectos empezaron a invertir el rumbo. Frank Lloyd Wright está considerado uno de los padres fundadores de la arquitectura «verde», porque su obra se esforzaba por minimizar el impacto medioambiental de los edificios, reconciliándolos con el entorno mediante el uso extensivo de materiales que pueden encontrarse cerca del lugar de construcción en vez de transportarlos desde grandes distancias. En 1989, Instituto Americano de Arquitectos (AIA, por sus siglas en inglés) colaboró con la Agencia de Protección del Medioambiente de Estados Unidos para definir nuevas directrices para la arquitectura y la construcción, y en la década de 1990 grandes arquitectos como Renzo Piano, Norman Foster y Frank Gehry situaron cada vez más la sostenibilidad en el centro de sus proyectos.
Diseñar y construir con impacto cero
La sostenibilidad de una casa o de un complejo edilicio es el resultado de un proceso que comienza desde su ubicación, y estudia todas sus fases hasta su desmantelamiento. La elección del lugar para un nuevo edificio es fundamental, ya que el nuevo elemento arquitectónico deberá coexistir con el entorno preexistente y, por tanto, tener el menor impacto posible. En el contexto urbano, es fundamental la proximidad/presencia de transportes públicos y espacios verdes, para que sean respetados y no privados de su identidad, teniendo un valor multifuncional como espacio público, tanto residencial como comercial, para minimizar los desplazamientos por medios privados.
Otros elementos fundamentales para construir en modo sostenible son un buen aislamiento térmico, la ventilación y el aprovechamiento de la iluminación natural que, combinados con conocimiento de causa, permiten reducir considerablemente el consumo de energía, mientras que una buena ventilación interior, además de controlar la temperatura, contribuye a proteger la salud de quienes viven en el edificio.
Para que una vivienda sea realmente sostenible es importante considerar, siempre que sea posible:
- la producción de energía a partir de fuentes renovables para su alimentación, como paneles fotovoltaicos o energía microeólica, en lo posible integrados con un sistema de almacenamiento de la energía producida, así como de estaciones de carga para vehículos eléctricos y aparcamientos para bicicletas para integrar el edificio en la movilidad sostenible;
- o sistemas de calefacción o refrigeración con paneles solares térmicos en lugar de la llamada geotermia de baja entalpía;
- por último, es importante la utilización de materiales recuperados y reciclados o con bajo impacto medioambiental, junto a un uso responsable de componentes que no liberen partículas tóxicas.
Los materiales ecológicos más utilizados
Estos son algunos de los materiales más utilizados en la arquitectura sostenible:
- la madera recuperada,
- la madera procedente de bosques gestionados de forma sostenible,
- los ladrillos reciclados,
- el acero reciclado.
Pero hay muchos otros materiales naturales que pueden tener distintos usos: el bambú, por ejemplo, es un recurso rápidamente renovable que puede utilizarse para diversas aplicaciones, como suelos, elementos estructurales y revestimientos. La paja, puede utilizarse como material aislante natural en paredes por sus excelentes propiedades aislantes. El corcho, por sus propiedades aislantes y fonoabsorbentes, es muy adecuado para suelos y paredes.
También es importante utilizar métodos de construcción alternativos menos «contaminantes» como, por ejemplo, la tierra sin cocer y el hormigón de cáñamo, que sustituyen a los materiales tradicionales para la construcción y el aislamiento térmico de las paredes.
Muy populares en la arquitectura sostenible son los techos verdes: gracias al uso de plantas y césped, solucionan la escorrentía del agua de lluvia, aíslan térmicamente el edificio y ayudan a mejorar la calidad del aire.
Junto al redescubrimiento de materiales tradicionales, la innovación tecnológica es clave para crear otros completamente nuevos, con prestaciones comparables a los actuales materiales industriales pero con una huella ecológica mucho menor:
- cementos, colas y adhesivos fabricados a partir de residuos agrícolas y alimentarios, que favorecen las fuentes de kilómetro cero o casi cero;
- bioplásticos que utilizan biomasa en lugar de petróleo como materia prima;
- materiales nanoestructurados con propiedades térmicas especiales, que aumentan la eficiencia energética de paredes y tejados;
- hasta la llamada madera transparente, una madera que tras un tratamiento químico especial, sin uso de contaminantes, y la exposición a la luz solar, adquiere la capacidad de dejar pasar hasta el 90 % de la luz solar y que –si los experimentos actuales siguen llegando a la producción industrial– podría sustituir al vidrio y al plástico en muchas aplicaciones de construcción.
Edificios sostenibles que baten récords
Los grandes arquitectos de las últimas décadas se han esforzado por construir, en todo el mundo, edificios que sean adalides de la sostenibilidad.
- Es el caso de la torre Bank of America de Nueva York, el primer edificio en recibir la certificación Platino del consorcio LEED, el principal organismo mundial de certificación de la sostenibilidad de los edificios. La torre, de 366 metros de altura, incluye un tejado de vidrio aislante que limita la pérdida de calor, un sistema de recolección de agua de lluvia, una turbina eólica y muchos otros elementos que la hacen sostenible.
- El Cube, en Berlín, es un edificio de oficinas en forma de cubo cerca de la estación central, que se inauguró en febrero de 2020. Tiene una fachada de cristal orientada hacia el interior con pliegues y arrugas a lo largo de la superficie, y casi toda su energía procede de la radiación solar. Los cristales de las ventanas están revestidos para reducir el calor en el interior del edificio, que tiene un «cerebro digital central» con un sistema de autoaprendizaje que adapta la configuración energética del edificio a lo largo del tiempo en función del comportamiento de sus usuarios.
- En la India, el Sohrabji Godrej Green Business Centre de Hyderabad, es un complejo de oficinas, laboratorios de investigación y aulas cubierto en un 60 % por techos vegetales y, el resto, por paneles fotovoltaicos que proporcionan alrededor del 20 % de las necesidades energéticas de todo el complejo. Además, las aguas residuales se recuperan mediante depuradoras dentro del propio complejo y se recirculan.
- La Mansión Sun-Moon en Dezhou (China), es uno de los mayores rascacielos solares del mundo. Tiene un techo en forma de abanico con más de 5000 paneles solares y forma parte del «Valle Solar» de la ciudad, una zona en la que viven más de 500 000 personas y donde el 98 % de la energía procede de paneles solares colocados estratégicamente. En comparación con rascacielos similares en China, se calcula que el edificio ahorrará 2,5 toneladas de carbón, 6,6 millones de kWh de electricidad y más de 8,6 toneladas de emisiones tóxicas.
- En Italia, podemos mencionar el Bosco Verticale de Milán, diseñado por Stefano Boeri y formado por dos rascacielos de 80 y 112 metros, adornados con 480 árboles grandes y 300 más pequeños. Todo un ejemplo de bioarquitectura, en el que coexisten elementos tecnológicos y mecánicos con organismos biológicos que filtran la luz y modifican el microclima.
La energía fotovoltaica en la construcción sostenible: un ejemplo desde Chile
Como hemos visto, la sostenibilidad de los edificios pasa decisivamente por el diseño, la elección del lugar, los materiales y las opciones de construcción.
Pero cualquier edificio, sobre todo si es un gran complejo residencial o de oficinas, consumirá, inevitablemente, mucha energía: la solución ideal es dotarlo de tecnologías para la producción de energía in situ, preferiblemente a partir de fuentes renovables.
Los paneles fotovoltaicos son una solución ideal que puede integrarse en la estructura del edificio, como demuestra el proyecto realizado en Santiago de Chile por la empresa Sencorp, en colaboración con Enel X. Se trata del primer rascacielos de Sudamérica con una fachada completamente cubierta de paneles fotovoltaicos.
«Para diseñar y desarrollar este edificio, nos inspiramos en dos cosas fundamentales», explica el director de I+D de Sencorp, Alfonso Barroilhet. «La primera es la sostenibilidad y la segunda, el arte. La inspiración viene del arte cinético, el arte geométrico, que genera volúmenes que cambian según el punto de vista, creando una especie de vibración en la fachada. Por tanto, queríamos crear algo que fuera claramente diferente del pasado y que tuviera características especiales asociadas, sobre todo, a la sostenibilidad».
Los paneles que revisten el edificio tienen una capacidad total de más de 138 kWh, en grado de producir energía tanto para las necesidades del edificio como para la recarga de vehículos eléctricos, evitando la emisión de más de 190 toneladas de CO2 al año. El proyecto ganó el «Premio a la Acción por el Clima» del Green Building Council de Chile, y fue galardonado como el edificio más futurista del país.
La casa inteligente: hacia un futuro eco-friendly
El proyecto chileno es un recordatorio de que las nuevas tecnologías desempeñarán un papel clave en el futuro de la construcción. La integración de paneles fotovoltaicos en los edificios aumenta constantemente gracias a los nuevos materiales y técnicas de construcción.
Además, el desarrollo de tecnologías digitales para la smart grid permite que cada edificio sea a la vez productor y consumidor de electricidad. Incluso en su interior, las viviendas sostenibles serán cada vez más «inteligentes», estarán conectadas en red, controladas a distancia por medio de aplicaciones y equipadas con sistemas informáticos que supervisarán y controlarán sus funciones, quizá aprendiendo con el tiempo a adaptarse a las necesidades de quienes las habitan. Ya existen termostatos inteligentes que almacenan las preferencias de los usuarios y ajustan el aire acondicionado en consecuencia, o sistemas de iluminación inteligentes que apagan automáticamente las luces cuando las habitaciones están desocupadas.
En un futuro próximo, todos los edificios estarán diseñados según la filosofía de la Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés), es decir, equipados con sensores, software y conectividad para intercambiar datos entre sí y permitir una gestión cada vez más eficiente de los espacios que habitamos. Gracias al desarrollo de la inteligencia artificial, estos datos serán utilizados por sistemas de aprendizaje automático capaces de predecir y regular el uso de la energía basándose en modelos estadísticos.
Por un lado, la digitalización y la innovación tecnológica; por otro, el redescubrimiento de prácticas y materiales de un pasado preindustrial en el que el respeto por la naturaleza y la eficiencia eran opciones obligadas. Del encuentro de estos dos elementos puede surgir una nueva fase en la historia de la arquitectura, que sitúe en el centro la sostenibilidad, la protección del medioambiente y la calidad de vida.