Según la ONU, más de 7.000 fenómenos meteorológicos extremos se han registrado desde el año 2000. Solo en 2020, los incendios forestales arrasaron Australia y la costa oeste de los Estados Unidos; Siberia registró un récord de altas temperaturas, alcanzando los 38 grados Celsius antes que Dallas o Houston; y a nivel mundial, septiembre pasado fue el mes más caluroso registrado en el mundo. Mientras los efectos de la crisis climática se manifiestan de formas cada vez más alarmantes, es deber de la industria de la construcción –actualmente responsable del 39% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero–, hacer su parte al comprometerse con un cambio genuino y radical en su acercamiento a la sosteniblidad.
Uno de los aspectos más desafiantes de este cambio será satisfacer las crecientes demandas de enfriamiento de una manera ecológica. El enfriamiento es innatamente más difícil que el calentamiento: cualquier forma de energía puede convertirse en calor, y nuestros cuerpos y máquinas generan calor de forma natural incluso en ausencia de sistemas de calefacción activos. El enfriamiento no se beneficia igualmente de la generación espontánea, lo que a menudo hace que su implementación sea más difícil, más costosa o menos eficiente. El calentamiento global y sus efectos tangibles solo exacerban esta realidad, intensificando una demanda acelerada de sistemas de refrigeración artificial. En su forma actual, muchos de estos sistemas requieren grandes cantidades de electricidad y dependen en gran medida de los combustibles fósiles para funcionar. El sector de la construcción debe encontrar maneras de satisfacer la creciente demanda de refrigeración, eludiendo simultáneamente estos efectos insostenibles.
Afortunadamente, ya existen muchas soluciones. Los arquitectos e ingenieros deben contribuir a este esfuerzo global al usarlos y adaptarlos a las construcciones nuevas y existentes. A continuación, enumeramos una serie de estas estrategias, soluciones y productos que ayudan a enfriar los interiores arquitectónicos de manera ecológica.
A grandes rasgos, las soluciones de enfriamiento se pueden dividir en dos categorías: pasivas y activas. La refrigeración pasiva se refiere a estrategias que regulan la ganancia y disipación de calor con poco o ningún consumo energético. Estas estrategias generalmente se facilitan a través de efectos ambientales naturales y diseños arquitectónicos pasivos en lugar de sistemas mecánicos activos. Dentro de la refrigeración pasiva, los arquitectos pueden utilizar técnicas preventivas o técnicas de disipación de calor: el primero evita la ganancia de calor a través del diseño o aislamiento del sitio y del edificio; este último disipa el calor una vez que ya se ha acumulado, ya sea mediante ventilación, enfriamiento evaporativo u otras opciones similares. ArchDaily ha cubierto algunas de estas estrategias en el pasado, enfocándose específicamente en materiales propicios para la refrigeración pasiva y técnicas naturales como la ventilación cruzada.
Para diseñar efectivamente una casa pasiva, los diseñadores deben considerar una matriz compleja de condiciones interrelacionadas, que van desde la orientación hasta la ubicación de las ventanas y el sombreado externo. La casa pasiva de Darmstadt Kranichstein es un ejemplo útil de sistemas de refrigeración pasivos en funcionamiento. En un análisis de Passipedia, The Passive House Resource, cada una de las condiciones de refrigeración pasiva mencionadas anteriormente y sus efectos sobre la temperatura ambiente promedio se investigan con mucho detalle. Simplemente inclinando las ventanas y facilitando así el flujo de aire, "se logra un clima interior excelente" y puede ser incluso más exitoso para regular las temperaturas que los sistemas de ventilación mecánica, dependiendo del contexto. Asimismo, los balcones o los aleros pueden disminuir significativamente la frecuencia de los eventos de sobrecalentamiento. Como reconoce la propia Passipedia, cada una de estas valoraciones depende en gran medida del clima, la época del año y los detalles de cada sistema o elemento arquitectónico: por ejemplo, los voladizos que son demasiado grandes pueden aumentar la demanda anual de calefacción de manera significativa, incluso si disminuyen la probabilidad de sobrecalentamiento en verano. La orientación personifica la cuestión del contexto: en el verano, en el hemisferio norte, una orientación norte disminuye las frecuencias de sobrecalentamiento; en otras épocas del año, sin embargo, aumenta la demanda por calefacción. Lo contrario es más o menos cierto en el hemisferio sur. Al norte del ecuador, una orientación sur generalmente se considera ideal, pero climas y ubicaciones específicas pueden afectar este axioma drásticamente. El caso de estudio reconoce algunas de estas limitaciones y sigue siendo un manual útil para presentar las estrategias de refrigeración pasiva en las regiones del norte.
Para ayudar a sintetizar estas consideraciones dispares, Isover Multi-Comfort House delinea una serie de principios de diseño útiles. Específicamente para el enfriamiento, su folleto sobre climas cálidos enumera cinco estrategias pasivas principales: 1) diseñar edificios compactos y de orientación favorable; 2) aislamiento térmico y envolvente hermética; 3) ventanas energéticamente eficientes que combinan vidrio de control solar y/o cortinas exteriores; 4) sistemas de ventilación con recuperación de calor y 5) ventilación natural nocturna. También menciona que las cargas de calor internas, como los electrodomésticos, los sistemas de calefacción, los sistemas de agua domésticos, las unidades de tratamiento de aire y otros similares, también necesitan un aislamiento térmico adecuado para mantenerse frescos. El folleto ofrece pautas específicas que abordan los requisitos que proporcionan herramientas precisas de medición. Por ejemplo, el aislamiento exterior debe alcanzar un valor U promedio de 0.15-0.45 W/(m^2K), y las ventanas deben tener un coeficiente de ganancia de calor solar por debajo del 40%. Las estrategias sugeridas también suelen ser muy específicas, incluida una explicación meticulosa de cómo evitar los puentes térmicos a través de dibujos e intervenciones estructurales. Para acceder al resto de estas pautas con más detalle, los diseñadores pueden consultar el manual aquí.
Varios productos cumplen estos criterios. Un ejemplo es el COOL-LITE SKN de Saint-Gobain, un tipo de vidrio de control solar que proporciona simultáneamente una alta transmisión de la luz del día y un buen rendimiento energético, entregando al mismo tiempo una estética 'neutral'. En particular, COOL-LITE SKN 183 (II) proporciona los mayores ingresos de luz natural sin comprometer el rendimiento energético, ofreciendo un 75% de transmisión de luz con aislamiento térmico, así como alta transparencia y baja reflexión.
Adamás, los arquitectos también pueden combinar soluciones de refrigeración pasiva con sistemas mecánicos activos, utilizando este último como complemento del primero según sea necesario y, por lo tanto, reduciendo el uso de energía y las emisiones. Cuando estos sistemas mecánicos son a su vez conscientes del medio ambiente, los beneficios aumentan aún más. Recientemente, el pasado mes de abril, la empresa termoeléctrica Phononic lanzó su nueva plataforma de enfriamiento Oacis, una tecnología de semiconductores que transfiere energía térmica sin el uso de refrigerantes nocivos para el medio ambiente (el estándar actual en sistemas HVAC). Aunque el producto es todavía nuevo, tiene el potencial de transformar el enfriamiento activo y desplazar la norma del aire acondicionado insostenible.
Otro producto notable es Climaver, un conducto de aire acondicionado aislado que proporciona aire fresco sin sacrificar la protección térmica o el control del ruido. Usando lana de vidrio para reducir las pérdidas térmicas a lo largo de los conductos, y diseñado para minimizar las fugas de aire, este producto es recomendado en el manual de Isover Multi-Comfort House para optimizar la ventilación y el aire acondicionado de la manera más eficiente posible.
A medida que las temperaturas globales continúan aumentando y los fenómenos meteorológicos extremos ponen de relieve el creciente problema del sobrecalentamiento, el enfriamiento activo pasivo y consciente del medio ambiente tiene el potencial de adaptarse a estos efectos negativos y reducir las condiciones que los originaron. Esta doble necesidad hace que la reforma de los estándares de refrigeración de la industria sea uno de los desafíos más abrumadores para los arquitectos de hoy. Con estas estrategias, soluciones y productos, los diseñadores podrían comenzar a abordar estos problemas, allanando el camino para una reforma industrial generalizada sobre cómo enfocamos el enfriamiento arquitectónico del futuro.
Editor's Note: This article was originally published on October 15, 2020 and updated on February 08, 2021.
