VIVIENDAS Y ENERGÍA EN TIEMPOS DE CRISIS El caso de la región Nordeste. CÁTEDRA ESTRUCTURAS II Facultad de Arquitectura y Urbanismo UNNE Prof. Titular: Arq. Guillermo JACOBO Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

DESARROLLO SUSTENTABLE “Es aquel que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades” (concepto del desarrollo sustentable de la World Comission on Environment and Development, 1987:1) Taos, E.U. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

La arquitectura contribuye significativamente en los impactos negativos producidos en el entorno natural, debido a que la vida cotidiana se desarrolla alrededor del medio construido, el cual está conformado principalmente por edificios e infraestructura. “Granja solar” Desierto de Arizona Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Mayor generación de residuos Contaminación A medida que las ciudades incrementan su población, mayor cantidad de recursos se destinan para satisfacer sus demandas, incrementándose: El consumo de energía De agua potable Mayor generación de residuos Contaminación Edificio corporativo: Renzo Piano Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

En la arquitectura sustentable se difunden una serie de características, las cuales están agrupadas en: Reducción del gasto energético Aprovechamiento del clima para el confort térmico, lumínico, acústico, etc. Incorporación de tecnologías alternativas para la generación de energía Captación y reciclaje de agua Reutilización, revitalización y reciclaje de edificios Respeto por el usuario y el sitio El empleo de materiales provenientes de fuentes menos contaminantes Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Problemáticas actuales: escasez de recursos energéticos, Y cambio climático debido al calentamiento global. En ambas, la construcción del hábitat tiene incidencia significativa. 1/3 de la demanda nacional de energía primaria es para la climatización de edificios Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Sector RESIDENCIAL: representa el 21% del consumo nacional de energía del país (el 3º en importancia luego de la industria y el transporte). Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Los principales centros urbanos del NEA se incluyen en la zona bioambiental “Ib” (IRAM 11603). CONTEXTO Clima muy cálido (con valores estivales de temperatura máxima superiores a 34ºC y valores medios superiores a 26ºC). Situaciones críticas de consumo de energía para acondicionamiento ambiental de los edificios durante casi seis meses al año. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

1°: climatización electromecánica Consumo energético total residencial en el NEA: 1°: climatización electromecánica Nordeste Argentino Arq. Herminia Alías

Consumo eléctrico para climatización es el de mayor impacto. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

“La crisis energética es un tema preocupante en Argentina: las redes de distribución no soportan el crecimiento de la demanda. Los técnicos señalan que el punto más débil es la generación de electricidad. “Arriba de los 18.000 MW, se encienden luces de alarma, porque las usinas pueden ofrecer poco más que eso”. (http://edant.clarin.com/diario/2008/02/06/index_ei.html)

Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) El Plan de Ahorro oficial lanzado en diciembre de 2007, si bien constituyó un reconocimiento (y un intento) oficial de que había que poner un techo al crecimiento de la demanda, no contempló medidas estructurales que atacaran el problema a nivel medular, sino que buscó fomentar medidas “paliativas”: en el rubro de climatización e iluminación, por ejemplo, no se apuntó a disminuir la demanda a través de cuestiones relacionadas al diseño de los edificios. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) El plan se sustenta en una serie de iniciativas de corto y mediano plazo, de las cuales las primeras en instrumentarse fueron la modificación del huso horario y el reemplazo masivo de los focos comunes por lámparas de bajo consumo. Además, para los edificios públicos se resolvió regular el uso de los equipos de aire acondicionados en 24ºC, apagar los equipos eléctricos después de las 18 y eliminar las luces ornamentales. Por su parte, con los municipios se acordó la sustitución de las luminarias de la vía pública y la instalación de sensores para detectar pérdidas de energía (http://edant.clarin.com/diario/2008/02/06/index_ei.html.) Arq. Herminia Alías Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina

Principales resultados. Diagnóstico Las condiciones higrotérmicas de las diversas tipologías edilicias estudiadas, configuran un panorama de consumo energético intensivo para el rubro de climatización. Existen, desde hace casi cuarenta años, normas nacionales que buscan regular la calidad térmica edilicia, pero que al no estar avaladas por leyes y códigos de edificación provinciales, no son de cumplimiento obligatorio. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Ley Provincial (Bs. As.) 13059/03 y su Decreto reglamentario 1030/10: 1º Antecedente en el país de aval, mediante una LEY, de la aplicación de normas de habitabilidad en la construcción: Ley Provincial (Bs. As.) 13059/03 y su Decreto reglamentario 1030/10: Establece la obligatoriedad de implementar en todas las construcciones públicas (efectuadas por el Instituto Provincial de la Vivienda y otros organismos competentes) o privadas, de viviendas, edificios o industrias que se realicen en el territorio de la provincia de Buenos Aires, el cumplimiento obligatorio de las normas IRAM que regulan las pérdidas energéticas y la contaminación ambiental. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías Arq. Herminia M. ALÍAS

Reglamentos y Normas involucradas Establece las condiciones de acondicionamiento térmico exigibles en la construcción de los edificios, para contribuir a una mejor calidad de vida de la población y a la disminución del impacto ambiental a través del uso racional de la energía. Reglamentos y Normas involucradas Reglamento 1030 (de 2010) de la ley bonaerense 13059: Norma IRAM 11549/02: Vocabulario. Norma IRAM 11601/02: Métodos de cálculo. Propiedades térmicas de los componentes y elementos de construcción en régimen estacionario. Norma IRAM 11603/12: Clasificación bioambiental de la República Argentina. Norma IRAM 11604/00: Verificación de sus condiciones higrotérmicas. Ahorro de energía en calefacción. Coeficiente volumétrico G de pérdidas de calor. Cálculo y valores límites. Norma IRAM 11605/96/02/04: Condiciones de habitabilidad en edificios. Valores máximos de transmitancia térmica en cerramientos opacos. Norma IRAM 11625/00/02: Verificación de sus condiciones higrotérmicas. Verificación del riesgo de condensación de vapor de agua superficial e intersticial en los paños centrales de muros exteriores, pisos y techos de edificios en general. Norma IRAM 11630/00/02: Verificación de sus condiciones higrotérmicas. Verificación del riesgo de condensación de vapor de agua superficial e intersticial en puntos singulares de muros exteriores, pisos y techos de edificios en general. Norma IRAM 11507-1 y 11507-4. Carpintería de obra. Ventanas exteriores. Requisitos básicos y clasificación. Aislamiento térmico.

Aislamiento térmico de edificios Todo edificio tiene una cáscara o envolvente (paredes, techo y pisos) que lo limita con el medio exterior y que condiciona climáticamente su interior, que para su habitabilidad, requiere una temperatura de confort, que se puede garantizar mediante una adecuada aislación. Mantener un adecuado nivel de confort térmico en un edificio requiere asumir un cierto consumo energético, variable según el clima del lugar. Pero ese consumo debe ser racional, mediante el diseño de envolventes que garanticen suficientes condiciones de aislamiento, para lograr un más eficaz rendimiento. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

“Evaluación térmico-energética de equipamientos habitacionales sociales en las ciudades de Corrientes y Resistencia”. “Estructuras II-FAU-UNNE”. Director: arq. Guillermo JACOBO OBJETIVO Analizar diseños tecnológico–constructivos de viviendas sociales construidas en los principales centros urbanos del NEA, y la incidencia de dichos diseños en el desempeño térmico-energético y ambiental de las viviendas, para plantear soluciones optimizadas en los proyectos de futuros emprendimientos. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina

DESARROLLO: Se ha relevado información técnica de cincuenta (50) prototipos de viviendas de producción estatal, construidas en diferentes ciudades de las provincias de Corrientes y Chaco, mediante programas oficiales habitacionales. Como Unidades de Análisis (UA) se definieron quince viviendas, que constituyen tipologías constructivas representativas de las viviendas relevadas.

Se confeccionaron fichas - síntesis por cada vivienda relevada, complementadas con fichas – encuestas a sus ocupantes.

RESULTADOS: Soluciones constructivas predominantes: Muros exteriores: ladrillos comunes macizos (e=15 y 20cm.) revocados ladrillos cerámicos huecos (e=12 y 18 cm.) Techos: chapas galvanizadas y cielorrasos de placas casos aislados de tejas cerámicas No se verifica incorporación de aislantes térmicos en muros En cubiertas sólo se registra en el 40% de los casos relevados. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Verificación de la envolvente de las UA mediante normativa de habitabilidad del IRAM : En función de la verificación de los muros exteriores y techos de las viviendas definidas como UA mediante los procedimientos estipulados en las Normas IRAM 11601/96 – 11605/96 – 11625/00 – 11630/00, se advirtió en general un bajo nivel de habitabilidad higrotérmica. Los valores obtenidos de transmitancias térmicas “K”, son muy altos, lo que sitúa a los componentes analizados en un nivel “C” (mínimo aceptable), cuando no fuera de toda categoría por ser demasiado altos. Sólo en casos aislados se presentan niveles “B” (medios). Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Monitoreo experimental de comportamiento térmico: Se efectuaron mediciones in situ en una muestra de viviendas : R3 (“Los Troncos”) - Resistencia, Chaco R15 (“Santa Inés 2”) - Resistencia, Chaco C1 (“250 viviendas”) - Corrientes, Capital Estuvieron en condiciones de uso normal durante el monitoreo (viviendas habitadas). Las variables medidas durante el monitoreo (en intervalos de 30 minutos) fueron: Temperatura ambiente exterior a la sombra Temp. de bulbo seco de los locales HR de los locales Radiación solar total sobre superficie horizontal

Ejemplo de resultados monitoreados en una vivienda de la muestra: Evolución de temperaturas interiores medidas en la vivienda R15, entre el 14/03 y el 20/03. Ejemplo de resultados monitoreados en una vivienda de la muestra: Franja de confort Período de monitoreo: Marzo: desde el 14 hasta el 20 Julio: desde el 08 hasta el 15 Dichos período registraron días de temperaturas típicas de verano de esta zona cálido-húmeda, así como temperaturas de invierno moderado.. Franja de confort considerada: Entre 18°C y 29°C: rango de bienestar psicofísico (franja de temperaturas dentro de la cual no se hace imperativo el uso de climatización artificial en Resistencia y Corrientes) para la zona de clima muy cálido húmedo. Evolución de temperaturas interiores medidas en la vivienda R15, entre el 08/07 y el 15/07. Franja de confort Resultados y Tendencias : Marzo: Las temperaturas registradas en los locales de las viviendas se hallan, el 95% de los días registrados, entre 2,5°C y 7°C por encima del límite máximo definido (29°C). Julio: El 70% del tiempo las temperaturas internas registradas se encuentran dentro del rango de confort definido, para solamente descender por debajo de los 18°C a partir del día 13/07.

Períodos de disconfort, en porcentajes de tiempo mensuales. A través de la simulación con software específico se obtuvieron los porcentajes de tiempo durante los cuales, para cada mes del año, las temperaturas interiores de la muestra de viviendas se encuentran fuera de la banda de confort definida. Se registró, en promedio, predominio del disconfort “calor” (de octubre a abril, con picos del 40% de tiempo en diciembre y enero) por sobre el disconfort “frío” (de mayo a septiembre, con picos en julio). Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Diagnóstico En la concepción de las viviendas, en general, se evalúa predominantemente sólo el costo de construcción sin considerar lo que demandará la vivienda para su funcionamiento. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

CRITERIOS DE MEJORAMIENTO A partir de los resultados obtenidos, surgieron algunas pautas o premisas para optimizar el diseño de las viviendas analizadas: utilizar mayor aislación (resistencia) o masa térmica (capacitancia) en los componentes de la envolvente proteger los paramentos exteriores mediante galerías o aleros crear entretechos ventilados posibilitar ventilación natural cruzada utilizar colores claros en los paramentos externos utilizar pisos externos no reflejantes Aumentar el uso de vegetación externa (sombreamiento) Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

CRITERIOS DE MEJORAMIENTO Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina

Recomendaciones generales de diseño para la zona I (muy cálida) a) colores claros en paredes exteriores y techos; b) gran aislación térmica en los techos y en las paredes orientadas al este y al oeste; c) el eje mayor de la vivienda, preferentemente, orientado al Este-Oeste. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

Recomendaciones generales de diseño para la zona I (muy cálida) d) proteger las superficies de la incidencia de la radiación solar. Para las ventanas, si es posible, no orientarlas al Este o al Oeste, y minimizar su superficie.

Recomendaciones generales de diseño para la zona I (muy cálida) e) un diseño que permita la ventilación cruzada del edificio, dada la influencia benéfica del movimiento sensible del aire, para disminuir la falta de confort higrotérmico. Aprovechar los vientos dominantes y la creación de zonas de alta y baja presión que aumenten la circulación de aire. f) si bien en esta zona el invierno reviste limitada importancia, se deja a criterio del proyectista las condiciones de diseño que se deben adoptar.

CRITERIOS DE MEJORAMIENTO Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

CRITERIOS DE MEJORAMIENTO Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina

Desempeño higrotérmico de componentes constructivos INFLUENCIA DE LA NATURALEZA DEL MATERIAL Variables fundamentales: DENSIDAD – COEF. DE CONDUCTIVIDAD – PERMEABILIDAD – PERMEANCIA – NATURALEZA QUÍMICA 1-Ladrillos comunes macizos 2-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 3-Cámara de aire 1- 4-Pintura siliconada 3-Fibra de vidrio 3-Poliestireno expandido No se produce condensación superficial ni intersticial (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) Se produce condensación entre la plancha de fibra de vidrio y la mamp. de ladr. comunes. Debería colocarse barrera de vapor del lado más caliente de la fibra de vidrio: entre ésta y el azotado No se produce condensación superficial ni intersticial Arq. Herminia Alías

Desempeño higrotérmico de componentes constructivos INFLUENCIA DE LA NATURALEZA DEL MATERIAL Para el ejemplo considerado, en sus tres variantes, al rellenar la cámara de aire con poliestireno expandido –EPS- se logra una gran mejora del rendimiento térmico del muro (el valor de K disminuye -a igualdad de espesor- a menos de la mitad del valor de K del mismo muro sin el relleno) debido a que, con la colocación del poliestireno, se suprime la transmisión de calor por radiación de una hoja a la otra, como también el transporte de calor por la convección del aire dentro de la cámara. El relleno de la cámara con fibra de vidrio no resulta, para este caso, satisfactorio desde el punto de vista de las condensaciones intersticiales. La gran diferencia con el poliestireno expandido es que, a igualdad de espesor y de coeficiente de conductividad térmica “l”, presenta una permeabilidad al vapor de agua mucho mayor. RESULTA IMPRESCINDIBLE UN ADECUADO CONOCIMIENTO DE LAS CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ANTES DE TOMAR DECISIONES DE DISEÑO. Arq. Herminia Alías

Desempeño higrotérmico de componentes constructivos INFLUENCIA DE LA disposición de los materiales Variables fundamentales en el riesgo de condensaciones: COEF. DE ABSORCIÓN DE LOS MAT. AL EXTERIOR - PERMEABILIDAD – PERMEANCIA 1-Ladr. comunes 2-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 + hidróf. 3-Ladr. cerámicos huecos 8x18x25 4-Revoque grueso fratazado M.A.R. 1-Revoque grueso fratazado M.A.R. 2-Ladr. cerámicos huecos 8x18x25 3-Azotado hidrófugo M.C.I. 1:3 + hidróf. 4-Ladr. comunes Se produce condensación entre el ladrillo hueco y el azotado hidrófugo (verificación efectuada según IRAM 11.625/91) No se produce condensación superficial ni intersticial Arq. Herminia Alías

REDUCCIÓN DE CONSUMO ENERGÉTICO Se obtuvo, en la situación mejorada propuesta, una reducción del consumo eléctrico del orden del 25%, respecto a la situación real relevada de las viviendas analizadas. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

REFLEXIONES Paradigmáticamente, se trataría de un diseño en el que el costo de construcción esté correlacionado al costo de uso y mantenimiento durante la vida útil de la vivienda. Por supuesto que este enfoque demanda un esfuerzo conceptualizador, cuando no de un cambio en la mentalidad, de todos los involucrados en la concreción del hábitat. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina Arq. Herminia Alías

La Construcción sustentable de edificios mejora el medio ambiente. Arq. Herminia Alías Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina

MUCHAS GRACIAS!! Herminia ALÍAS heralias2001@yahoo.com.ar Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Resistencia – Chaco - Argentina