La búsqueda de una vivienda que minimice el impacto sobre el medio ambiente y ayude a crear un desarrollo sostenible que no agote al planeta, sino que genere los recursos que emplea para conseguir un hábitat sano y saludable en perfecta armonía con su medio circundante conduce directamente al diseño ideal de la casa ecológica. Por esta razón, no se puede hablar de LA vivienda ecológica, sino de tantas viviendas ecológicas como condiciones climáticas y habitantes de las mismas existan.

Estrategias de diseño para una casa ecológica

Las casas ecológicas deben servirse en su diseño y construcción de las posibilidades y las ventajas que el medioambiente les ofrece, estas estrategias vienen determinadas por los siguientes parámetros principales:

  • Orientación de la vivienda
  • Control del sol
  • Control del viento
  • Máxima calidad de vistas

Si bien es cierto que en cada situación particular habrá algunos elementos predominantes sobre otros.

A continuación, aparecen someramente descritos unos cuantos prototipos de casa en el contexto de su entorno. Las características generales de todos los diseños no se mencionan, sólo se enuncian aquellos elementos que les confieren sus singularidad, y sirven para dejar constancia de que lo que en principio podría suponer un grave inconveniente, con la tecnología adecuada y la realización de un diseño inteligente se puede convertir en una ventaja estratégica. Tenga en cuenta que estas estrategias están dadas en función de la orientación de las viviendas en el hemisferio norte, por lo que si la vivienda va a estar ubicada en el hemisferio sur, deberá realizar las converiones necesarias.

  • En una región donde sople un viento con una componente direccional predominante de noreste; en este caso, un buen diseño puede constar de techos abovedados que emergiendo del terreno se dirijan al suroeste, gracias a esta a configuración el viento noreste no encontrará obstáculos a su paso. La forma más conveniente para una vivienda en este lugar es la aerodinámica, que permita un flujo laminar similar al que tienen las alas de los aviones. Este diseño puede hacer uso de una turbina eólica para suministrar electricidad, y de entradas de aire para ventilación y refrigeración.
  • En una región donde soplen los vientos alisios se pueden emplear éstos para producir energía, y ara refrescar la casa en forma de ventilación natural controlada.
  • En una zona volcánica, una buena propuesta para construir los edificios consiste en utilizar piedras volcánicas y las cenizas existentes en la zona. Una de las fachadas puede estar recubierta de células fotovoltaicas que sirvan para el abastecimiento energético primario, el agua caliente se puede obtener por un sistema diseñado de captación térmica.
  • En una región muy soleada, de entornos áridos y desérticos, la vivienda debe orientarse de modo que quede protegida del sol de poniente, y al mismo tiempo recoja el sol de levante. Los colectores solares servirán para proporcionar el agua caliente y los paneles fotovoltaicos para generar energía eléctrica. Los muros se pueden construir con lajas basálticas que se utilizan como elemento de almacenamiento de calor en días fríos y de protección del sol en días cálidos.
  • En una zona depauperada se puede construir una vivienda de bajo coste con materiales reciclables y reciclados. El diseño se puede desarrollar según los métodos más adecuados del entorno para minimizar el impacto ambiental y las técnicas de construcción deben ser dinámicas y ligeras.
  • Una casa en una región de vientos de componente variable tiene que ubicarse de manera que quede protegida del azote de los vientos y al mismo tiempo que use los vientos para generar energía. La casa debe organizarse con la parte posterior orientada hacia el sol de poniente.
  • En una casa situada en una región de tipo desértico se deben dar soluciones que permitan mantener frescas y aireadas las distintas dependencias.
  • En una zona caracterizada por un fuerte viento de una componente determinada, hay que crear frescos patios interiores abrigados del viento, y hacer un sistema de regulación de la humedad que sea independiente de la dirección, intensidad y limpieza del aire exterior.

La filosofía esencial que anima todas estas construcciones a pesar de la grandes diferencias que pueden establecerse entre unas y otras es la de que la vivienda debe ser ante todo un lugar agradable y armonioso que integre al individuo con el entorno. Las normas que rigen la construcción de una casa ecológica precisan la comprensión del medio para lograr la integración máxima posible de la una en el seno del otro.

Principios básicos de la construcción ecológica

Si bien la estrategia principal de construcción de una casa ecológica está directamente ligada a las condiciones climáticas, y por tanto al aprovechamiento energético más conveniente para cada situación concreta, existen toda una serie de normas complementarias que deben ser tenidas en cuenta para completar el diseño de la manera más conveniente.

Elección del emplazamiento adecuado. Un buen emplazamiento para una vivienda es aquel que se halla alejado de las zonas industriales de elevada contaminación atmosférica debido a industrias u otros focos especialmente activos, o que tiene un elevado nivel de ruido, como vías férreas o aeropuertos, y se encuentra alejado de las líneas de alta tensión, además no debe tener en las proximidades transformadores sectoriales.

Abundancia de plantas tanto de interior como de exterior. La abundancia de vegetación tanto en el exterior como en el interior de la vivienda permite disminuir los efectos de la contaminación atmosférica, y contribuye al mantenimiento del equilibrio térmico y del grado de humedad correcto. Además un buen entorno, con paisajes relajantes y buenas vistas es un elemento esencial para la salud.

Diseño bioclimático adecuado y correcta orientación solar. El diseño de la vivienda con una buena orientación solar sirve para regular los cambios climáticos y de temperatura, y mantiene un ambiente adecuado sin aumentar los gastos energéticos, al mismo tiempo que se consigue que el aire se renueve correctamente. Hay que tener cuidado con las posibles barreras solares que a simple vista pueden pasar desapercibidas, por ejemplo, topográficas, vegetales, etc.

Selección de materiales de construcción naturales y ecológicos. Como materiales de construcción, son convenientes los más naturales; por ejemplo, los ladrillos cerámicos, la piedra, la madera, las fibras vegetales, el adobe y los morteros con abundante cal. Es necesario no usar los más tóxicos y los radiactivos, que producen gases o electricidad estática, entre ellos cabe señalar los plásticos, las superficies lacadas y las fibras sintéticas.

Obtención de pinturas naturales o al menos no tóxicas. Las pinturas al silicato son las más sanas, esto se debe a que son totalmente minerales, resisten al fuego o a la contaminación, son lavables y no tóxicas, y permiten que las paredes respiren.

Elección de mobiliario y de decoración interior en madera. Las maderas de la decoración interior y el mobiliario se pueden tratar con aceites y barnices ecológicos, y pueden acabarse con cera y esencias aromáticas. Hay que evitar maderas con aglomerados y formaldehídos.

Diseñar una correcta ventilación de la vivienda. La ventilación correcta permite evitar problemas de acumulación de gases tóxicos dentro de la vivienda.

Eliminación de la contaminación eléctrica producida por líneas y transformadores. La contaminación eléctrica es la que producen las líneas eléctricas y los transformadores próximos a las viviendas. No es recomendable guardar aparatos eléctricos ni electrodomésticos en las proximidades de los lugares de reposo.

Orientación adecuada de las cabeceras de las camas en los dormitorios. Las orientaciones de la cama más recomendables son hacia el Norte magnético para dormir relajados o hacia el Este para recuperar fuerzas.

Ahorro energético: electricidad, gas, agua, etc. El ahorro energético en todos sus aspectos es necesario para construir una casa sana tanto para sus moradores como para el entorno. Ahorrar no significa pasar necesidad o estrechez, sino hacer un uso racional y no derrochar innecesariamente por haber desarrollado hábitos y costumbres inadecuados a la situación.

La energía como elemento determinante de la casa ecológica

La energía solar es una energía de gran calidad, desde el punto de vista energético, cuyo impacto ecológico es bastante pequeño, además resulta inagotable a escala humana. Pero no está exenta de inconvenientes, especialmente en lo que se refiere a su aprovechamiento, debido a que llega a la Tierra de manera bastante dispersa, y además está sometida a los ciclos noche-día y estacionales invierno-verano. La energía solar se puede aprovechar o captar por dos vías diferentes: vía térmica (aprovechamiento del calor) y vía fotónica (es la forma directa de captación de energía).

  • Captación térmica de la energía solar. En este caso, la energía solar es interceptada por una superficie absorbente que la degrada y como consecuencia aparece un efecto térmico. Esto puede lograrse de forma “pasiva” -en la que no se utilizan elementos mecánicos-, o de forma “activa” -empleando algún elemento mecánico-.
  • Captación fotónica de la energía solar. En este caso, la radiación solar se recoge directmente, convirtiendo la propia energía de los fotones en energía fotovoltaica (conversión de luz en electricidad).

La Energía Solar Pasiva

Desde el punto de vista arquitectónico, la energía solar pasiva también llamada bioclimática es muy interesante, su utilización se basa en las características de los materiales que se emplean en su construcción y en el uso de los fenómenos naturales de circulación de aire. Los sistemas pasivos de captación térmica se construyen sobre la estructura del edificio, en consecuencia tienen la misma vida que los edificios.

La arquitectura solar pasiva está condicionada por los siguientes factores principales:

  • ganancia solar
  • almacenamiento de energía
  • distribución del calor
  • iluminación natural.

Para ello se suelen instalar elementos calefactores, como acristalamientos: que son sistemas que convenientemente orientados captan la energía solar y retienen el calor por efecto invernadero, asimismo llevan ventanas y muros colectores para captar energía, todos estos elementos suelen estar orientados hacia el sur (hemisferio norte) y presentan la pared de orientación norte aislada. El calor de los muros y de los techos que forman la masa térmica, o parte de la casa cuya finalidad es almacenar la energía solar captada, se transfiere al interior de la casa, la masa térmica forma parte de los elementos estructurales de la construcción.

La refrigeración se obtiene evitando la ganancia de calor, con alerones, toldos y persianas. Se extrae también calor de noche (radiación hacia el cielo con una cubierta térmica móvil, enfriamiento por evaporación o ventilación inducida).

La iluminación natural se consigue por reflejos: la luz indirecta se dirige hacia paneles reflectantes. En el interior, la luz difusa se aprovecha con pinturas claras o blancas.

El efecto en el medio ambiente de esta forma de aprovechamiento de la energía solar es nulo, ya que no se produce ningún impacto ni sobre la atmósfera, ni sobre el suelo; tampoco se producen otro tipo de efectos, como ruido, alteraciones de ecosistemas, efectos paisajísticos particulares, etc. Debido a que aprovecha el clima del lugar (con los elementos citados: energía solar recibida, temperatura, dirección del viento, etc.) y la vegetación propia del medio.

Los elementos estructurales

1. El muro Trombe

El principal inconveniente de la captación de energía solar por medio de una superficie absorbente interpuesta directamente entre el interior y el exterior es la dependencia total del número de horas de Sol, y este hecho unido al incontrolado proceso de acumulación en suelos y paredes puede provocar la distribución irregular del calor a lo largo del día. Para mitigar este problema, se idearon los sistemas de captación indirecta de energía.

En este tipo de sistemas, la captación se realiza a través de un elemento que actúa como acumulador de calor. Desde este elemento, el calor se transmite al interior por conducción y por convección, por lo que genera un retraso en la transmisión del calor y un amortiguamiento en la oscilación de las temperaturas debido a la inercia térmica del terreno.

Uno de los principales elementos de captación solar pasiva es el muro Trombe, que debe su nombre a la persona que lo desarrolló, Félix Trombequien inició las investigaciones de este sistema junto con Jacques Michel en Francia en 1957.

Cómo funciona un muro Trombe

La apariencia externa del sistema es la de una vidriera asociada a la pared de los revestimientos de la casa, que permanecen sin aislar y están pintados de color oscuro.

El principio básico del funcionamiento de este sistema practicamente es el mismo que el de un invernadero. Una pared típica de Trombe (examinada desde dentro hacia afuera) consiste en una gruesa pared de albañilería, casi siempre de hormigón, cubierta de un material oscuro absorbente de calor, cuyas funciones principales son la captación y la acumulación de la energía aportada por la radiación solar. La pared Trombe casi siempre está orientada al sur; y enfrentada a esta pared una capa de vidrio (doble o sencilla) que forma la cara exterior del conjunto.

El cristal se sitúa separado de 3 a 6 centímetros del muro para crear una pequeña cámara de aire. El calor que atraviesa el cristal y la cámara de aire es absorbido por la superficie oscura, guardado en la pared y transportado hacia el interior de la habitación por convección y radiación, calentando la estancia convenientemente.

Este sistema se puede hacer cíclico y así el aire que poco a poco se va enfriando en la habitación pasa de nuevo, completando un circuito, a través de la pared a la pequeña cámara de aire donde es, de nuevo, calentado y continua circulando por lo que de nuevo pasa a la habitación donde poco a poco se enfría.

2. Los colectores

El aprovechamiento térmico de carácter doméstico (en general, en cualquier casa, aunque no sea “excesivamente” ecológica) se consigue principalmente mediante unos dispositivos llamados colectores, que son los encargados de recoger de la mejor manera posible la radiación solar térmica.

Los colectores pueden tener formas distintas y funcionar atendiendo a uno de los dos sistemas siguientes:

  • Los colectores de tubo de vacío: son unas cámaras cilíndricas de vidrio, por cuyo interior circula un “fluido caloportador”, los fluidos cloportadores tienen la propiedad de aprovechar tanto la radiación directa como la difusa (reflejada en las partículas reflectantes que hay en la atmósfera, como nubes o vapor de agua) e incrementan la temperatura del circuito central donde se produce el aprovechamiento térmico.
  • Los colectores planos: son una especie de caja térmica convenientemente aislada en cuya parte superior se encuentra un vidrio (simple o doble, sengún los casos), cuya finalidad es captar la radiación directa dejándola pasar a unos tubos similares a los serpentines de la calefacción por los cuales circula (por diferentes sistemas) el líquido caloportador. El sistema se refuerza pintándolo con una clase de pintura especialmente preparada para captar la parte de las ondas solares más efectivas en la transmisión del calor.

3. Los acumuladores

Los sistemas de acumulación son necesarios siempre que se trabaja con procesos que dependen de la desigual distribución temporal de la obtención del recurso de que se trate (electricidad, luz, agua, etc.), estos dispositivos almacenan dicho recurso en los momentos en que su obtención es más abundante y los descargan cuando se necesitan para el consumo. Los acumuladores son pues imprescindibles en estos sistemas, ya que se trata no sólo de captar el máximo de energía posible, sino de tenerla disponible en el momento en que se produce su consumo. Normalmente el horario de captación y el de uso no coinciden. Por esta razón, resulta evidente la necesidad de disponer de un sistema de acumulación del calor capturado.

Disponiendo de unos acumuladores de calidad y con las dimensiones correctas se puede usar este sistema tanto para el consumo de agua caliente como de calefacción.

La Energía Solar Activa

Para desarrollar la energía solar activa se requiere una tecnología más compleja. Su fundamento es la captación de la radiación por medio de un dispositivo llamado “colector”. La tecnología que se precisa para un sistema en el que simplemente se pretenda calentar agua está formada por los siguientes elementos: un sistema colector, formado por una superficie negra que capta la luz solar, un circuito por donde circula el fluido, una cubierta transparente, aislamiento térmico y una caja protectora; un sistema de almacenamiento, formado por unos dispositivos para almacenar el agua caliente procedente de los paneles para su posterior uso; un sistema de distribución, formado por una red de distribución de tuberías, válvulas y otros accesorios cuya finalidad es transportar el agua caliente desde el sistema colector al de almacenamiento y de ahí a los puntos de uso.

Energía solar fotovoltaica

La energía de las partículas que forman la luz (fotones) se puede aprovechar para producir electricidad, según un proceso conocido con el nombre de efecto fotovoltaico. En sentido estricto, la energía fotovoltaica no necesariamente está relacionada con la casa ecológica, sino que presenta un
abanico mucho más amplio de posibilidades de uso. Gran parte de su interés reside en los casos en que la demanda de suministro eléctrico a pesar de ser reducida resulta difícil de atender, porque el punto de recogida se halla a gran distancia de la red de distribución.

Desde el punto de vista medioambiental, el efecto que causa este tipo de energía es el mismo que el que produce la energía solar térmica, es decir bastante bajo. Su aplicación en el ámbito doméstico está ligada preferentemente a la electrificación en el sector rural, en la industria, en la agricultura y en algún tipo de aplicaciones puntuales, como calefacción de piscinas.

Principales Ventajas de la Energía Solar Fotovoltaica

La energía fotovoltaica es una energía bastante limpia con la que se puede disfrutar de autonomía durante bastantes años, en algunos casos cuando hay una fracción sobrante de la energía eléctrica que se produce, ésta se vende a las compañías eléctricas. Como este tipo de instalaciones requieren muy pocos gastos de mantenimiento, en zonas alejadas de la red eléctrica, una instalación de energía solar fotovoltaica es más económica que un grupo electrógeno. Con respecto al impacto ambiental, es decir la contaminación, los residuos y los ruidos casi siempre resulta más rentable.

Hay que tener en cuenta que para calentar agua y para la calefacción general de la casa son más eficientes los colectores térmicos que los paneles solares fotovoltaicos, por eso es conveniente completar una instalación solar con colectores.

El Reciclaje y las Casas Ecológicas

Una casa ecológica no se acaba cuando se termina su construcción. La idea de casa ecológica es una idea dinámica y lleva asociado a ella una filosofía de respeto al entorno que involucra activamente a sus moradores. En este sentido un aspecto muy importante para el desarrollo y buen funcionamiento de una casa ecológica es la correcta utilización y aplicación de la idea de reciclaje.

La ya anticuada idea de “usar, tirar y volver a comprar” que se impuso décadas atrás es incompatible con la filosofía asociada a la vivencia de una verdadera casa ecológica.

El concepto “basura” se queda pequeño en este contexto y en su sustitución aparece uno nuevo de “residuos sólidos urbanos“. Esta nueva presentación del concepto, que en realidad lo amplia, ayuda a los individuos a acostumbrarse a ser selectivos y a separar los elementos constituvos de sus desechos; por ejemplo: papel, cartón, vidrio, plástico y metal son valiosas materias primas secundarias y, por tanto, deben separarse y depositarse en diferentes contenedores.

La materia orgánica (restos de comida en general) debe separarse de los tipos de desechos denominados materia prima secundaria, y formar “compost” que es la materia que fermenta y sirve para regenerar los suelos.

Primeros pasos para la construcción de una casa ecológica

Antes de lanzarse a fondo a construir una casa ecológica en un lugar determinado conviene realizar unos estudios que serán aquellos sobre los que se fundamente el posterior diseño del proyecto.

Las principales variables que siempre hay que tener en cuenta y que, por tanto, conviene analizar con sumo cuidado son las siguientes: climáticas, por ejemplo, es muy interesante conocer las variación de las temperaturas medias registradas en todo el año, así como el valor de la temperatura máxima del verano y la temperatura mínima del invierno. No es lo mismo proyectar una casa ecológica en una región donde el rango de temperaturas ambientales podría denominarse de condiciones “confortables” que proyectarla en un lugar con ciertas condiciones climáticas desfavorables. Es útil conocer el grado de humedad relativa media, las precipitaciones anuales, los vientos predominantes, etc. Todos estos elementos servirán para dictar las pautas de construcción de los sistemas energéticos. Así como para optimizar la luz natural. Otra variable importante que se debe considerar es la concerniente al terreno, por lo que también es muy recomendable realizar un reconocimiento geológico del territorio, analizando todos los aspectos implicados en el mismo: estudio hídrico, posibles fallas geológicas, etc. La vegetación propia del lugar es un elemento digno de tener en cuenta a la hora de efectuar el diseño.

Por último, pero no menos importante, un factor imprescindible es la actitud de sus habitantes. Los moradores de una casa ecológica seguramente aspiran a encontrarse en armonía con su entorno natural y desarrollan con cuidado todas las tareas con el máximo respeto hacia su medio.

LA CASA ECOLOGICA*. Aspectos a tener en cuenta para construir una casa amigable con el medio ambiente y auto sostenible. Construcción sostenible

Fuente: Basado en un documento de Rosa María Herrera, “Casas inteligentes vs casas ecológicas”.

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