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miércoles, 2 de julio de 2008

Clima Urbano

Clima urbano

El clima urbano refiere a las condiciones del clima en áreas urbanas diferentes del entorno rural, y es atribuido al desarrollo urbano. La urbanización, además de múltiples, entrelazados y complejos cambios, ejerce tremendas modificaciones irreversibles (al menos mitigables económicamente) en el paisaje rural previo, y desarrolla cambios en la atmósfera colindante.

La población en aumento en el mundo se concentra más y más en áreas urbanas de megalópolis (Calcuta, Pekín, Shangai, Ciudad de México, Nueva York, San Pablo). Las zonas urbanas (además industrializadas) tienen fuertes cambios en las propiedades del suelo superficial. Las superficies naturales de praderas, bosques, campos, se convierten en superficies de piedra, hormigón, asfalto, metal, ladrillos. Ésto afecta al balance del calor, del agua, al agua superficial, provoca en primer término cambios de las temperaturas atmosféricas, lluvias y nubosidad.

Temperatura

Isla de calor

El área urbana desarrolla un significativo calentamiento frente a su entorno rural (y posiblemente suburbano), particularmente de noche y en calma. Al ir creciendo la población, de villa a ciudad, se produce un incremento más o menos proporcional en las temperaturas (que son más bienvenidas en invierno que en verano). La EPA afirma: "en días calurosos de verano, el aire urbano puede ser de 1 a 6 ºC más caliente que las áreas suburbanas y rurales." No debe confundirse con el calentamiento global. Se ha producido el fenómeno de efecto "isla de calor urbana".

Cuando la población supera los 200.000 hab., el proceso se amplifica, y deberían tomarse más medidas mitigadoras del efecto isla de calor: forestación y reforestación de centros de manzana, de calles y plazas; ampliar la relación "espacio verde/hab."; realizar "pavimento articulado" para crear microespacios verdes entre las junturas; fomentar la "construcción inteligente" de edificios (mayor aislamiento exterior-interior, colores blancos, pantallas antisol).

Lluvias

Las ciudades absorben mucha menos agua de lluvia por m² que las áreas rurales, cuando todo se pavimenta, y no quedan resquicios para absorber agua. Esta situación se agrava notablemente en paisajes de colinas, desarrollando el agua que no percola, velocidades erosivas destructoras. Es indispensable desarrollar programas preventivos de minimización de riesgos de microinundaciones localizadas, durante las horas de pesadas lluvias normales (por ej. 50 mm/30 min durante 2 h). En ciudades muy grandes (+ de 1.000.000 de hab.) se incluye el uso de reservorios de agua de lluvia y mejores sistemas de drenaje. A veces se desarrollan dos sistemas de desagües: de agua de lluvia, y de aguas servidas (aguas negras, alcantarillado), para reducir riesgos de contaminación entre ambas aguas cuando se saturan los sistemas por lluvia extrema.

Vegetación. Fenología

La estación de crecimiento en ciudades costeras del este de EE.UU. es quince días más larga que en las vecinas áreas rurales. Ésto es atribuido a las mayores temperaturas desarrolladas por el acumulador de calor (clima).

Errores ambientales

El "Efecto de Isla de Calor Urbano" es una conocida fuente de error en las determinaciones de la termometría de una región. Este efecto causado por la tendencia que tienen el concreto, caminos y edificios para calentarse a elevadas temperaturas durante el día; acumulando calor y liberándolo lentamente calor en la noche, dando por resultado mayores Tº diurnas y nocturnas, de las existentes en el área rural cercana. El efecto aumenta de acuerdo al tamaño del área urbana. Como las ciudades y pueblos crecen a lo largo del tiempo, también crece el aumento de la temperatura al ritmo del crecimiento urbano. Esto da la falsa impresión de un calentamiento de largo plazo. El mismo efecto es también evidente en los aeropuertos debido a la enorme extensión de sus pistas de despegue, de carreteo lateral, motores a reacción en calentamiento previo al despegue, y edificios de las terminales (con albedo bajo).

Termometría en Estaciones Meteorológicas

Como consecuencia del oasis artificial por las mayores Tº, los termómetros reflejan esa mayor Tº frente a las áreas suburbanas y rurales. Y, no se han desarrollado lamentablemente, estudios para "quitar" matemáticamente, la deriva en los valores termométricos desarrollados en estas condiciones artificiales urbanas. La conurbación ha agravado notablemente este fenómeno, y lo que era ámbito rural donde se establecieron la inmensa mayoría de las estaciones meteorológicas con los años y el desarrollo urbanístico, los registros de Tº están aumentados por esta situación artificial, que no afecta el entorno rural, y que no refleja las condiciones climáticas reales (pero si el clima urbano y suburbano).

En Australia, el Centro Nacional del Clima (NCC) ha identificado a 100 estaciones australianas como estaciones de referencia climática definidas como:
Una estación climatológica, cuya información se usa con el propósito de determinar tendencias climáticas; requiriendo de largos períodos (no menores a 30 años) de registros homogéneos, en donde se espera que los cambios ambientales antrópicos son, o se esperan que permanezcan, reducidos al mínimo. De manera ideal, los registros deberían ser de una largo suficiente para permitir la identificación de cambios seculares del clima.

Correcciones

La vasta mayoría de las lecturas termométricas se toman en ciudades y pueblos en crecimiento, es inevitable la infiltración de un calentamiento de largo plazo en las temperaturas promediadas. Es una infiltración que se debe intentar corregir, con un ajuste por población.

En el registro de la ciudad de Nueva Delhi, India, 8 millones de hab. Los ajustes se limitan a 0,2 ºC a lo largo de 70 años, una corrección inadecuada para semejante crecimiento y desarrollo en área de la ciudad. De manera irónica, Nueva Delhi muestra un enfriamiento hasta 1999, sin importar cuál sea la versión del registro que uno prefiera aceptar.

La Estación Meteorológica de Alice Springs, centro de Australia (estación estratégica) tendría 18.000 hab. Sin embargo, el censo de 1991 muestra que Alice tiene 25.585, y sigue creciendo. La posibilidad de errores de procesamiento al hacer ajustes por urbanización es muy serio. Alice Springs es el único sitio bien mantenido que "cubre" una vasta área en el centro de Australia. Al usar una cifra antigua desactualizada para la población resulta en un ajuste de urbanización inadecuado que afecta al clima percibido en Alice Springs.

DTu-r(max) = 1,42 log10 (POP)-2.09, o "Fórmula Para Calcular Efecto de Calor Urbano", Australian Meteorological Magazine, (v.50, 2001, 1-13): 'Características de las Islas de Calor Urbano en las ciudades del sudeste de Australia'. Torok et al. La fórmula es el resultado de un estudio sobre la magnitud de los efectos de las islas de calor en cuatro pequeñas ciudades en el Sudeste de Australia y establece una regla general para la estimación de las islas de calor en tales poblados a partir de datos locales.

Climatizacion

La climatización consiste en crear unas condiciones de temperatura, humedad y limpieza del aire adecuadas para la comodidad dentro de los edificios.

Dentro de la climatización se distinguen la calefacción, o climatización de invierno, y la refrigeración o climatización de verano.

La climatización puede ser natural o artificial.

Pero el confort térmico, vital para el bienestar, está sujeto a tres factores:

El factor humano. La manera de vestir, el nivel de actividad y el tiempo durante el cual las personas permanecen en la misma situación, influye sobre la comodidad térmica.

El espacio La temperatura de radiación y la temperatura ambiental.

El aire. Su temperatura, su velocidad y su humedad.

Entre estos factores, el humano es lo más imprevisible. Por otra parte, los otros factores pueden ser controlados con el objetivo de ofrecer una sensación de bienestar.

El cambio de la manera de construir los edificios, los métodos de trabajo, y los niveles de ocupación han creado nuevos parámetros a los que los diseñadores ahora deben prestar atención. Los edificios modernos producen, hoy día, muchas más cargas térmicas que hace 50 años, por varios motivos:

La radiación solar. Con el desarrollo de los nuevos edificios, las nuevas técnicas han favorecido el empleo del cristal y el incremento térmico es considerable cuando la radiación solar los atraviesa.

La ocupación. El número de inquilinos aumenta constantemente en los edificios, generando cada uno 120 W de carga térmica.

La ofimática. Ordenadores, impresoras, y fotocopiadoras, son una parte integral de las oficinas modernas y generan cargas térmicas importantes.

La iluminación. Muchos Grandes Almacenes modernos pueden calentarse gracias únicamente a su sistema de iluminación, obteniendo un promedio de 15 a 25 W/m², y al calor producido por los usuarios. Esta situación es bastante frecuente en Europa.

La ventilación. La introducción de aire exterior en el edificio puede modificar la temperatura interna de éste, lo cual puede suponer un problema cuando el aire exterior está a 30°C.

Todas estas cargas térmicas deberían ser dominadas y compensadas si uno desea obtener un ambiente confortable. El único medio de asegurarse esta comodidad es el aire acondicionado.

Los principios del aire acondicionado se basan en transporte de calor de un punto a otro, y el medio generalmente usado para este movimiento de calor es el refrigerante.


Modo de refrigeración

El refrigente cruza las unidades internas para absorber el exceso de calor presente en el equipo. Pasa entonces al estado gaseoso y es transportado hacia la unidad exterior a través de estrechos tubos de cobre para descargar el calor acumulado en la atmósfera. El refrigerante de esta menera se hace otra vez líquido y es enviado a la unidad interna para comenzar otra vez el mismo ciclo, continuando todo esto, hasta la obtención de la temperatura deseada.

Modo calefacción

Los climatizadores denominados reversible sí permiten, de un modo adicional, hacer el ciclo antes indicado, pero para el proceso de calentamiento. Un climatizador reversible extrae el calor 'libre" del exterior y lo transfiere hacia el interior. Este principio sigue trabajando en días muy fríos con las temperaturas exteriores de -5 °C, -10 °C y hasta-15°C, según el tipo de climatizador usado. Por consiguiente, el climatizador reversible constituye un sistema de calefacción separado y permite calentarse y refrescarse con la misma unidad reduciendo los gastos de energía durante todo el año. ola

Climatización en los centros de trabajo

Exterior de un sistema de aire acondicionado moderno (unidad dividida o tipo "split").
Exterior de un sistema de aire acondicionado moderno (unidad dividida o tipo "split").

Las condiciones de trabajo climáticas son la temperatura y la humedad en las que se desarrolla un trabajo. El trabajo físico genera calor en el cuerpo. Para regularlo, el organismo humano posee un sistema que permite mantener una temperatura corporal constante en torno a los 37 ºC. La regulación térmica y sensación de confort térmico depende del calor producido por el cuerpo y de los intercambios con el medio ambiente. Todo ello está en función de:

* Temperatura del ambiente.
* Humedad del ambiente.
* Actividad física que se desarrolle.
* Clase de vestimenta.

Unas malas condiciones termohigrométricas pueden ocasionar efectos negativos en la salud que variarán en función de las características de cada persona y su capacidad de aclimatación, así podemos encontrar resfriados, congelación, deshidratación, golpes de calor y aumento de la fatiga, lo que puede incidir en la aparición de accidentes.

Las condiciones ambientales de los lugares de trabajo, en concreto la temperatura del aire, la radiación, la humedad y la velocidad del aire, junto con la "intensidad" o nivel de actividad del trabajo y la ropa que se lleve, pueden originar situaciones de riesgo para la salud de los trabajadores, que se conocen como estrés térmico, bien por calor o por frío.
Se puede producir riesgo de estrés térmico por calor en ambientes con temperatura del aire alta (zonas de clima caluroso, verano), radiación térmica elevada (fundiciones, acerías, fábricas de ladrillos y de cerámica, plantas de cemento, hornos, panaderías, etc.), altos niveles de humedad (minas, lavanderías, fábricas de conservas, etc.), en lugares donde se realiza una actividad intensa o donde es necesario llevar prendas de protección que impiden la evaporación del sudor.
Guía técnica sobre condiciones ambientales en los lugares de trabajo

En caso de la realización de tareas en el exterior hay que contemplar también otros factores climáticos como la exposición al sol, capaz de causar cáncer de piel.

Desarrollo Sostenible

El término desarrollo sostenible, perdurable o sustentable se aplica al desarrollo socio-económico y fue formalizado por primera vez en el documento conocido como Informe Brundtland (1987), fruto de los trabajos de la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas, creada en Asamblea de las Naciones Unidas en 1983. Dicha definición se asumiría en el Principio 3.º de la Declaración de Río (1992):
Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus propias necesidades. Meets the needs of the present generation without compromising the ability of future generations to meet their own needs.
Informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (Comisión Brundtland): Nuestro Futuro Común

El ámbito del desarrollo sostenible puede dividirse conceptualmente en tres partes: ambiental, económica y social. Se considera el aspecto social por la relación entre el bienestar social con el medio ambiente y la bonanza económica.

Deben satisfacerse las necesidades de la sociedad como alimentación, ropa, vivienda y trabajo, pues si la pobreza es habitual, el mundo estará encaminado a catástrofes de varios tipos, incluidas las ecológicas. Asimismo, el desarrollo y el bienestar social, están limitados por el nivel tecnológico, los recursos del medio ambiente y la capacidad del medio ambiente para absorber los efectos de la actividad humana.

Ante esta situación, se plantea la posibilidad de mejorar la tecnología y la organización social de forma que el medio ambiente pueda recuperarse al mismo ritmo que es afectado por la actividad humana.


* 1 Historia
* 2 Ámbito de aplicación y definiciones
* 3 Crítica en el uso del término
* 4 Preocupación por un desarrollo sostenible
o 4.1 El medio ambiente pasado por alto en el siglo XIX
o 4.2 Un desarrollo económico y social respetuoso con el medio ambiente
o 4.3 Justificación del desarrollo sostenible
* 5 Campos de aplicación
o 5.1 Agricultura
o 5.2 Actividades productivas y de servicios
* 6 Condiciones para el desarrollo sostenible
* 7 Referencias
* 8 Véase también
* 9 Enlaces externos

Historia

* 1968 - Creación del Club de Roma, que reúne personalidades que ocupan puestos relativamente importantes en sus respectivos países y que busca la promoción de un crecimiento económico estable y sostenible de la humanidad. El Club de Roma tiene, entre sus miembros a importantes científicos (algunos premios Nobel), economistas, políticos, jefes de estado, e incluso asociaciones internacionales.

* 1972 - El Club de Roma publica el informe Los límites del crecimiento, preparado a petición suya por un equipo de investigadores de Instituto Tecnológico de Massachusetts. En este informe se presentan los resultados de las simulaciones por ordenador de la evolución de la población humana sobre la base de la explotación de los recursos naturales, con proyecciones hasta el año 2100. Demuestra que debido a la búsqueda del crecimiento económico durante el siglo XXI se produce una drástica reducción de la población a causa de la contaminación, la pérdida de tierras cultivables y la escasez de recursos energéticos.

* 16 de junio de 1972 - Conferencia sobre Medio Humano de las Naciones Unidas (Estocolmo). Es la primera Cumbre de la Tierra. Se manifiesta por primera vez a nivel mundial la preocupación por la problemática ambiental global.

* 1980 - La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) publicó un informe titulado Estrategia Mundial para la Conservación de la Naturaleza y de los Recursos Naturales,donde se identifican los principales elementos en la destrucción del hábitat: pobreza, presión poblacional, inequidad social y términos de intercambio del comercio.

* 1981 - Informe Global 2000 realizado por el Consejo de Calidad MedioAmbiental de Estados Unidos. Concluye que la biodiversidad es un factor crítico para el adecuado funcionamiento del planeta, que se debilita por la extinción de especies.

* 1982 - Carta Mundial de la ONU para la Naturaleza. Adopta el principio de respeto a toda forma de vida y llama a un entendimiento entre la dependencia humana de los recursos naturales y el control de su explotación.

* 1982 - Creación del Instituto de Recursos Mundiales (WRI) en EEUU con el objetivo de encauzar a la sociedad humana hacia formas de vida que protejan el medio ambiente de la Tierra y su capacidad de satisfacer las necesidades y aspiraciones de las generaciones presentes y futuras.

* 1984 - Primera reunión de la Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo, creada por la Asamblea General de la ONU en 1983, para establecer una agenda global para el cambio.

* 1987 - Informe Brundtland Nuestro Futuro Común, elaborado por la Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo en el que, se formaliza por primera vez el concepto de desarrollo sostenible.

* Del 3 al 14 de junio de 1992 - Se celebra la Conferencia de la ONU sobre Medio Ambiente y Desarrollo (Segunda "Cumbre de la Tierra") en Río de Janeiro, donde nace la Agenda 21, se aprueban el Convenio sobre el Cambio Climático, el Convenio sobre la Diversidad Biológica (Declaración de Río) y la Declaración de Principios Relativos a los Bosques. Se empieza a dar amplia publicidad del término desarrollo sostenible al público en general. Se modifica la definición original del Informe Brundtland, centrada en la preservación del medio ambiente y el consumo prudente de los recursos naturales no renovables, hacia la idea de "tres pilares" que deben conciliarse en una perspectiva de desarrollo sostenible: el progreso económico, la justicia social y la preservación del medio ambiente.

* 1993 - V Programa de Acción en Materia de Medio Ambiente de la Unión Europea: Hacia un desarrollo sostenible. Presentación de la nueva estrategia comunitaria en materia de medio ambiente y de las acciones que deben emprenderse para lograr un desarrollo sostenible, correspondientes al período 1992-2000.

* 27 de mayo de 1994 - Primera Conferencia de Ciudades Europeas Sostenibles. Aalborg (Dinamarca). Carta de Aalborg'

* 8 de octubre de 1996 - Segunda Conferencia de Ciudades Europeas Sostenibles. El Plan de actuación de Lisboa: de la Carta a la acción

* 2000 - Tercera Conferencia de Ciudades Europeas Sostenibles. La Declaración de Hannover de los líderes municipales en el umbral del siglo XXI

* 2001 - VI Programa de Acción en Materia de Medio Ambiente de la Unión Europea. Medio ambiente 2010: el futuro en nuestras manos. Definir las prioridades y objetivos de la política medioambiental de la Comunidad hasta y después de 2010 y detallar las medidas a adoptar para contribuir a la aplicación de la estrategia de la Unión Europea en materia de desarrollo sostenible.

* Del 26 de agosto al 4 de septiembre de 2002 - Conferencia Mundial sobre Desarrollo Sostenible ("Río+10", Cumbre de Johannesburgo), en Johannesburgo, donde se reafirmó el desarrollo sostenible como el elemento central de la Agenda Internacional y se dio un nuevo ímpetu a la acción global para la lucha contra la pobreza y la protección del medio ambiente. Se reunieron más de un centenar de jefes de Estado, varias decenas de miles de representantes de gobiernos, organizaciones no gubernamentales e importantes empresas para ratificar un tratado de adoptar una posición relativa a la conservación de los recursos naturales y la biodiversidad.

* febrero de 2004. La séptima reunión ministerial de la Conferencia sobre la Diversidad Biológica concluyó con la Declaración de Kuala Lumpur, que ha creado descontento entre las naciones pobres y que no satisface por completo a las ricas.La Declaración de Kuala Lumpur deja gran insatisfacción entre los países. Según algunas delegaciones, el texto final no establece un compromiso claro por parte de los estados industrializados para financiar los planes de conservación de la biodiversidad.

* 2004 - Conferencia Aalborg + 10 - Inspiración para el futuro. Llamamiento a todos los gobiernos locales y regionales europeos para que se unan en la firma de los Compromisos de Aalborg y para que formen parte de la Campaña Europea de Ciudades y Pueblos Sostenibles.

* 2005 - Entrada en vigor del Protocolo de Kioto sobre la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

* 11 de enero de 2006 - Comunicación de la Comisión al Consejo y al Parlamento Europeo sobre una Estrategia temática para el medio ambiente urbano. Es una de las siete estrategias del Sexto Programa de Acción en materia de Medio Ambiente de la Unión Europea, elaborada con el objetivo de contribuir a una mejor calidad de vida mediante un enfoque integrado centrado en las zonas urbanas y de hacer posible un alto nivel de calidad de vida y bienestar social para los ciudadanos proporcionando un medio ambiente en el que los niveles de contaminación no tengan efectos perjudiciales sobre la salud humana y el medio ambiente y fomentando un desarrollo urbano sostenible.

* 2007 - Cumbre de Bali que busca redefinir el Protocolo de Kioto y adecuarlo a las nuevas necesidades respecto al cambio climático. En esta cumbre intervienen los Ministros de Medio Ambiente de casi todos los países del mundo aunque Estados Unidos de Norte América y China (principales emisores y contaminantes del planeta) se niegan a suscribir compromisos.

Ámbito de aplicación y definiciones

El desarrollo sostenible no se centra exclusivamente en las cuestiones ambientales. En términos más generales, las políticas de desarrollo sostenible afectan a tres áreas: económica, ambiental y social. En apoyo a esto, varios textos de las Naciones Unidas, incluyendo el Documento Final de la Cumbre Mundial de 2005, se refieren a los tres componentes del desarrollo sostenible, que son el desarrollo económico, el desarrollo social y la protección del medio ambiente, como "pilares interdependientes que se refuerzan mutuamente".

La Declaración Universal sobre la Diversidad Cultural (UNESCO, 2001) profundiza aún más en el concepto al afirmar que "... la diversidad cultural es tan necesaria para el género humano como la diversidad biológica para los organismos vivos"; Se convierte en "una de las raíces del desarrollo entendido no sólo en términos de crecimiento económico, sino también como un medio para lograr un balance más satisfactorio intelectual, afectivo, moral y espiritual". En esta visión, la diversidad cultural es el cuarto ámbito de la política de desarrollo sostenible.

El "desarrollo verde" generalmente es diferenciado del desarrollo sostenible en que el desarrollo verde puede ser visto en el sentido de dar prioridad a lo que algunos pueden considerar "sostenibilidad ambiental" sobre la "sostenibilidad económica y cultural". Sin embargo, el enfoque del "desarrollo verde" puede pretender objetivos a largo plazo inalcanzables Por ejemplo, una planta de tratamiento de última tecnología con gastos de mantenimiento sumamente altos no puede ser sostenible en las regiones del mundo con menos recursos financieros. Una planta de última tecnología "respetuosa con el medio ambiente" con altos gastos de operación es menos sostenible que una planta rudimentaria , incluso si es más eficaz desde un punto de vista ambiental. Algunas investigaciones parten de esta definición para argumentar que el medio ambiente es una combinación de naturaleza y cultura. El sitio "Desarrollo sostenible en un mundo diverso" trabaja en esta dirección integrando capacidades multidisciplinarias e interpretando la diversidad cultural como un elemento clave de una nueva estrategia para el desarrollo sostenible.

Crítica en el uso del término

El término "desarrollo sostenible" se encuentra en numerosos discursos políticos, pero su aplicación es muy diversa y en ocasiones perversa.

Las ideologías liberales hacen énfasis en la posibilidad de compatibilizar el crecimiento económico con la preservación ambiental mediante el aumento de la productividad (producir más, consumiendo menos recursos y generando menos residuos) y con la equidad social para la mejora general de las condiciones de vida (lo que no siempre es inmediato).

Algunas ideologías ecologistas más radicales hacen énfasis en las opciones de crecimiento cero y aplicación estricta del principio de precaución, que consiste en dejar de realizar determinadas actividades productivas mientras no se demuestre que no son dañinas. Otros ecologistas defienden el decrecimiento económico.

El ecosocialismo argumenta que el capitalismo, al estar basado en el crecimiento y la acumulación constante de bienes incrementando el ritmo de crecimiento, es ecológicamente insostenible.

No obstante, el desarrollo económico no es necesariamente (según autores como Herman Daly) sinónimo de crecimiento económico ni de desarrollo humano. Aún así, cualquier medida relativa a las actividades productivas no sólo tiene efectos negativos o positivos sobre el medio ambiente y la economía de las empresas, sino que también influye en el empleo y el tejido social.

Preocupación por un desarrollo sostenible

El medio ambiente pasado por alto en el siglo XIX

Históricamente, la forma de pensar que dio lugar a la Revolución Industrial del siglo XIX introdujo criterios esencialmente de crecimiento económico. Estos criterios se pueden encontrar en el cálculo del Producto Nacional Bruto, que se remonta a la década de 1930.

Las correcciones se hicieron en la segunda mitad del siglo XIX en el ámbito social, con la aparición de las organización sin ánimo de lucro y el sindicalismo. El término "económico y social" forma parte del vocabulario.

Pero los países desarrollados (o países del Norte) se dieron cuenta en los años 1970 que su prosperidad se basa en el uso intensivo de recursos naturales finitos, y que, por consiguiente, además de las cuestiones económicas y sociales, un tercer aspecto estaba descuidado: el medio ambiente. Por ejemplo, la huella ecológica mundial excedió la capacidad "biológica" de la Tierra para reponerse a mediados de los años 1970.

Para algunos analistas el modelo de desarrollo industrial no es sostenible en términos medioambientales, lo que no permite un "desarrollo", que pueda durar. Los puntos críticos son el agotamiento de los recursos naturales (como las materias primas y los combustibles fósiles), la destrucción y fragmentación de los ecosistemas, la pérdida de diversidad biológica, lo que reduce la capacidad de resistencia del planeta.

El desarrollo (industrial, agrícola, urbano) genera contaminaciones inmediatas y pospuestas (por ejemplo, la lluvia ácida y los gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático y a la explotación excesiva de los recursos naturales, o la deforestación de la selva tropical). Esto provoca una pérdida inestimable de diversidad biológica en términos de extinción (y por lo tanto irreversibles) de las especies de plantas o animales. Esta evolución provoca un agotamiento de los combustibles fósiles y de las materias primas que hace inminente el pico del petróleo) y acercarnos a el agotamiento de muchos recursos naturales vitales.

Al problema de la viabilidad se añade un problema de equidad: los pobres son los que más sufren la crisis ecológica y climática, y se teme que el deseo legítimo de crecimiento en los países subdesarrollados hacia un estado de prosperidad similar, basado en principios equivalentes, implique una degradación aún más importante y acelerado por la biosfera. Si todas las naciones del mundo adoptaran el modo de vida americano (que consume casi la cuarta parte de los recursos de la Tierra para el 7% de la población) se necesitarían de cinco a seis planetas como la Tierra para abastecerlas. Y si todos los habitantes del planeta vivieran con el mismo nivel de vida que la media de Francia, se necesitarían al menos tres planetas como la Tierra.

Además, los desastres industriales de los últimos treinta años (de Chernóbil, Seveso, Bhopal, Exxon Valdez, etc.) han llamado la atención a la opinión pública y a asociaciones como WWF, Amigos de la Tierra o Greenpeace.

Un desarrollo económico y social respetuoso con el medio ambiente

El objetivo del desarrollo sostenible es definir proyectos viables y reconciliar los aspectos económico, social, y ambiental de las actividades humanas; "tres pilares" que deben tenerse en cuenta por parte de las comunidades, tanto empresas como personas:

* Económico: funcionamiento financiero "clásico", pero también capacidad para contribuir al desarrollo económico en el ámbito de creación de empresas de todos los niveles;

* Social: consecuencias sociales de la actividad de la empresa en todos los niveles: los trabajadores (condiciones de trabajo, nivel salarial, etc), los proveedores, los clientes, las comunidades locales y la sociedad en general, necesidades humanas basicas;

* Ambiental: compatibilidad entre la actividad social de la empresa y la preservación de la biodiversidad y de los ecosistemas. Incluye un análisis de los impactos del desarrollo social de las empresas y de sus productos en términos de flujos, consumo de recursos difícil o lentamente renovables, así como en términos de generación de residuos y emisiones... Este último pilar es necesario para que los otros dos sean estables.

Justificación del desarrollo sostenible

La justificación del desarrollo sostenible proviene tanto del hecho de tener unos recursos naturales limitados (nutrientes en el suelo, agua potable, minerales, etc.), susceptibles de agotarse, como del hecho de que una creciente actividad económica sin más criterio que el económico produce, tanto a escala local como planetaria, graves problemas medioambientales que pueden llegar a ser irreversibles.

Campos de aplicación

El desarrollo sostenible se refiere a la totalidad de las actividades humanas. Sin embargo, los retos de la sostenibilidad, son diferentes para cada tipo de sector económico.

Agricultura

Para aumentar la producción en agricultura, se puede hacer mediante puesta en regadío, uso de fertilizantes, agricultura intensiva, etc. Pero cada una de esas posibles acciones tiene un coste:

* Puesta en regadío: el agua es un recurso limitado. Al obtener agua de acuíferos (pozos), se debe hacer de forma sostenible. Pare ello se deben conocer las reservas, cantidad y calidad susceptible de explotar en el espacio y en el tiempo, tasa de recarga, lugares hidro-geológicamente más convenientes de explotación, construcción de perforaciones, etc. y que se asegure una correcta gestión y protección del acuífero a nivel legal e institucional. Con los ríos hay que cuidar además dejar suficiente agua para no afectar la fauna y flora ribereña (el llamado caudal ecológico), amén de entrar en competencia directa con otros usos entre los que se encuentra el consumo humano.

* Abonos y fertilizantes: aumentan la producción, pero una parte de sus sustancias se disuelve con el agua de lluvia o de riego, formando (lixiviados) que pueden acumularse en acuíferos y resultar por tanto contaminados (p. ej. por altas concentraciones de nitrógeno o de fosfatos, que favorecen la eutrofización). Idéntico caso es el de los plaguicidas con el agravante de haberse demostrado el uso intensivo de plagicidas bioacumulables y no biodegradables en épocas anteriores, como en el caso del DDT, que fue utilizado con intensidad en el siglo XX como insecticida pero, tras una campaña mundial que alegaba que éste compuesto se acumulaba en las cadenas tróficas y ante el peligro de contaminación de los alimentos, se prohibió su uso.

* Agricultura intensiva: aumenta la producción al introducir mayor número de plantas por metro cuadrado de una especie especialmente adaptada, posibilidad que ofrecen las máquinas empleadas, pero también consume mayor cantidad de nutrientes del suelo (que se retiran con la cosecha y no vuelven al suelo), por lo que hay que programar una rotación de cultivos (diferentes cultivos consumen los nutrientes del suelo en diferentes proporciones y en diferentes estratos y pueden complementarse) y barbechos para limitar la proliferación de parásitos. También entran en juego otros factores, como preservar la variedad genética de las especies (biodiversidad) ya que no se sabe qué especies afrontarán mejor los problemas que surjan en el futuro.

El tema de la alimentación humana no es catastrofista en sí mismo, tal como predecía Malthus en su Ensayo sobre el principio de la población. Desarrollada la tecnología de la alimentación, la penuria de la población no depende de la escasez de recursos, sino de la organización de estos recursos.

En términos generales, hay dos tipos de valoraciones sobre el deterioro ambiental: mediante indicadores que cuantifican (medición física) el impacto del desarrollo en el medio ambiente, y mediante actitudes y opiniones cualitativas (medición sociológica).

Es necesario determinar si el programa elegido es aplicable en el contexto internacional, es decir, si puede aplicarse a cada país en donde se ha propuesto, teniendo en cuenta su tanto su viabilidad tecnico-económica como la posibilidad de desarrollarlo dentro del entorno cultural.

Actividades productivas y de servicios

Otro ejemplo son las herramientas de implementación de desarrollo sostenible en la producción y los servicios, como puede ser el conjunto de actividades denominadas Producción Más Limpia. Dicho concepto parte del principio de sostenibilidad de las actividades humanas requeridas para suplir necesidades básicas y suplementarias (calidad de vida), incorporando elementos como mínimas emisiones, buenas prácticas de producción y operación, manejo adecuado y aprovechamiento del subproducto y el residuo, disminución en el consumo de insumos, etc. De esta forma, se observa que el desarrollo sostenible no es por sí mismo un elemento sociológico, sino que debe hacer parte de un tejido en el cual la producción, la economía, el bienestar y el ambiente juegan siempre del mismo lado. Este concepto de desarrollo sostenible, se enfoca desde el lado de la oferta ambiental, bajo la óptica de obtener rendimientos firmes. Es decir, una productividad básica, de acuerdo a la capacidad que pueden suministrar los ecosistemas. Otra dimensión del concepto es que el contexto desde donde se enfoca el desarrollo tiende a ser diferente en los países latinoamericanos, parte de un ámbito nacional a uno global, que se asienta en interrelaciones globales y de naturaleza local. La evolución del pensamiento sobre el desarrollo, en términos históricos, se ha dado en el marco de luchas sociales, a través de la pugna entre el capitalismo y el socialismo, entre la clase obrera y el capital y el pensamiento humano y las fuerzas de la naturaleza. A lo largo de las últimas siete décadas del siglo XX, y parte de esta primera década del siglo XXI, el concepto de desarrollo se ha expandido y enriquecido, pero también se ha fragmentado, puesto que se va tomando de él aspectos de acuerdo a la gravedad que confronten los países en su diagnóstico ambiental, sin ser asumido como una orientación universal de cuidado del medio ambiente, algo que no se tiene en cuenta

Condiciones para el desarrollo sostenible

Los límites de los recursos naturales sugieren tres reglas básicas en relación con los ritmos de desarrollo sostenibles.

1. Ningún recurso renovable deberá utilizarse a un ritmo superior al de su generación.
2. Ningún contaminante deberá producirse a un ritmo superior al que pueda ser reciclado, neutralizado o absorbido por el medio ambiente.
3. Ningún recurso no renovable deberá aprovecharse a mayor velocidad de la necesaria para sustituirlo por un recurso renovable utilizado de manera sostenible.

Según algunos autores, estas tres reglas están forzosamente supeditadas a la inexistencia de un crecimiento demográfico.

Casa Pasiva

Casa pasiva

Parámetros climáticos básicos para el diseño de una casa pasiva.
Parámetros climáticos básicos para el diseño de una casa pasiva.

Pautas diseño pasivo básicas para casas de montaña y casas del desierto.
Pautas diseño pasivo básicas para casas de montaña y casas del desierto.


La casa pasiva o casa solar pasiva es un concepto que se popularizó en las escuelas de arquitectura, a principios de 1980, al ser publicado el libro La Casa Pasiva. Clima y ahorro energético por el Instituto de Arquitectura de Estados Unidos (The American Institute of Architects.

Su origen

Esta obra fue originalmente encargada por el 'Departamento de Energía' a fin de difundir entre la comunidad de arquitectos de este país un modo diferente de concebir una vivienda teniendo en cuenta cuatro factores principales: temperatura, soleamiento, humedad y viento.

Para esto se dividió a los Estados Unidos en 16 tipos climáticos y se dieron ejemplos gráficos de pautas de diseño pasivo a seguir para lograr una 'casa pasiva'.

Un ejemplo simple se da en las primeras páginas donde para una casa de montaña se recomienda abrirla al sol del mediodía y cerrarla al viento frío; mientras para una casa del desierto se recomienda protegerla del sol, el calor, y generar adecuada ventilación. Para esto se propone una metodología simple llamada diseño pasivo:

* El clima y confort de su casa
* Como definir su clima
o Condición climática básica
o Inconvenientes climáticos
o Ventajas climáticas
* ¿Cuál es su condición climática básica?
* Ventajas e inconvenientes
* ¿Cuál es su clima?
* ¿Cómo diseñaría usted para este clima?

El problema principal que se suscitó a lo largo del mundo es que si la condición primaria de la metodología de diseño de la casa pasiva se apoya en el clima, y esta es una condición propia de cada sitio donde se desee construir, no siempre se encontraba el método adecuado a seguir. Por otra parte, los ejemplos remiten a la casa tradicional americana en cada zona de Estados Unidos que no siempre se encuentran en otros países.

Clima y confort

Todo edificio se construye con el fin de cobijar y protegernos del ambiente exterior creando un clima interior. Cuando las condiciones del exterior impiden el confort del espacio interior se recurre a sistemas de calefacción o refrigeración.

Entre las medidas más eficaces se encuentra el ahorro de energía mediante el uso de aislamiento térmico. Pero la conservación de energía implica aislarnos del exterior, el diseño pasivo busca abrir el edificio al exterior de manera tal que pueda conseguirse un acondicionamiento natural.

Ejemplos de casas solares pasivas en Argentina. La casa solar de Mendoza.
Ejemplos de casas solares pasivas en Argentina. La Casa Solar de Mendoza.


Así el clima donde se va a localizar el edificio se define por la temperatura, los niveles de humedad, la velocidad y dirección de los vientos y el soleamiento del sitio. Entonces las condiciones climáticas pueden constituir un inconveniente o una ventaja para un adecuado rendimiento energético de la casa. Se aplican entonces conceptos simples de la vida cotidiana como:

* si hace demasiado frío para sentirnos confortables, entonces, nos abrigamos = aislamiento térmico
* si es un día ventoso y tenemos frío buscamos algún objeto para protegernos y volver al confort = protección eólica
* si hace demasiado calor y estamos al sol, buscamos la sombra = protección solar
* si hace calor, aún a la sombra, buscamos la brisa para refrescarnos = ventilación
* si hace calor y el aire está muy seco, buscamos algún sótano umbrío y fresco = masa térmica

La pregunta que debemos hacernos es: si, naturalmente, ante condiciones climáticas cambiantes instintivamente tenemos soluciones ¿porqué nuestras casas no se conciben o diseñan del mismo modo?

Casa de montaña

Entonces una casa de montaña localizada en un sitio donde hace mucho frío y hay mucho viento lo que deberíamos hacer es buscar una ladera soleada y protegida del viento, incorporar aislamiento térmico a techos, muros y ventanas; ubicar las ventanas hacia el sol del mediodía preferentemente; construir de tal modo que haya la menor cantidad de rendijas por donde penetre el aire frío y disipe el calor del interior.

Casa del desierto

Una casa del desierto debería cerrarse a las altas temperaturas y el candente sol del exterior. Por otra parte, dado que la variación de temperatura entre el día y la noche es alto, por falta de humedad en el aire, debemos hacer uso de la masa térmica construyendo gruesos muros con materiales del lugar. Es necesario aprovechar la baja temperatura nocturna para enfriar la masa del edificio mediante aberturas ubicadas estratégicamente que permitan la ventilación.

La base de todo diseño ambientalmente conciente que se pretenda eficaz es una respuesta adecuada a los inconvenientes y a las ventajas del clima del lugar. Si esto no es tenido en cuenta deberemos acudir a sistemas mecánicos de acondicionamiento térmico, con el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes.

Sistemas solares pasivos

Los sistemas solares pasivos se utilizan, principalmente, para captar y acumular el calor proveniente de la energía solar. Se los llama pasivos ya que no se utilizan otros dispositivos electromecánicos para recircular el calor. Esto sucede por principios físicos básicos como la conducción, radiación y convección del calor.

* Ganancia directa: es el sistema más sencillo e implica la captación de la energía del sol por superficies vidriadas, que son dimensionadas para cada orientación y en función de las necesidades de calor del edificio o local a climatizar.

* Muro de acumulación no ventilado: también conocido como muro trombe, que es un muro construido con piedra, ladrillos, hormigón o incluso agua, pintado de negro o color muy oscuro por la cara exterior. Para mejorar la captación se aprovecha una propiedad del vidrio que es generar efecto invernadero, por el cual la luz visible ingresa y al tocar el muro lo calienta, emitiendo radiación infrarroja, la cual no puede atravesar el vidrio. Por este motivo se eleva la temperatura de la superficie oscura y de la cámara de aire existente entre el muro y el vidrio.

* Muro de acumulación ventilado: similar al anterior pero que incorpora orificios en la parte superior e inferior para facilitar el intercambio de calor entre el muro y el ambiente mediante convección.

* Invernadero adosado: en este caso al muro que da al mediodía se le incorpora un espacio vidriado, que puede ser habitable, mejorando la captación de calor durante el día, reduciendo las pérdidas de calor hacia al exterior.

* Techo de acumulación de calor: en ciertas latitudes es posible usar la superficie del techo para captar y acumular la energía del sol. También conocidos como estanques solares requieren de complejos dispositivos móviles para evitar que se escape el calor durante la noche.

* Captación solar y acumulación calor: es un sistema más complejo y permite combinar la ganancia directa por ventanas con colectores solares de aire o agua caliente para acumularlo debajo del piso. Luego, de modo similar al muro acumulador ventilado, se lleva el calor al ambiente interior. Adecuadamente dimensionado permite acumular calor para más de siete días.

* En casi todos los casos se los puede utilizar como sistemas de refrescamiento pasivo invirtiendo el sentido de funcionamiento.

martes, 1 de julio de 2008

Edificio energéticamente eficiente

Un edificio energéticamente eficiente es aquel que minimiza el uso de las energías convencionales (en particular la energía no renovable), a fin de ahorrar y hacer un uso racional de la energía. Dado que eficiencia energética surge del cociente entre la energía útil o utilizada por un sistema y la energía total utilizada

\textstyle{\eta=\textstyle{E_\mathrm{util}\over E_\mathrm{total}}}

es necesario establecer un criterio para definir la energía total utilizada. También se la denomina rendimiento energético. En la medida que el consumo de energía por unidad de producto producido o de servicio prestado sea cada vez menor, aumenta la eficiencia energética. Tanto la tecnología disponible, como los hábitos responsables, hacen posible un menor consumo de energía, mejorando la competitividad de las empresas y la calidad de vida personal.

Estrategias para lograr eficiencia energética

Esto se consigue mediante una serie de estrategias:

  • aislamiento térmico en la envolvente (muros, techos y ventanas)
  • reducción de las pérdidas de calor por infiltración en invierno
  • adecuada orientación del edificio
  • permitir la entrada del sol en invierno
    • evitar sombras arrojadas por otros edificios
  • evitar el ingreso del sol en verano
    • diseñar protecciones solares (fijas, móviles, naturales)
  • utilizar sistemas de calefacción y aire acondicionado eficientes (etiquetado energético)
  • en azoteas como regla duplicar el espesor del aislamiento térmico y buscar incorporar elementos que den sombra.
  • utilizar iluminación eficiente mediante el uso de lámparas de bajo consumo.
Esquema indicando las diferencias entre un edificio "no eficiente" (izquierda) y un edificio "eficiente" en cuanto al uso de energía. (reproducción digital de un original de Elías Rosenfeld)
Esquema indicando las diferencias entre un edificio "no eficiente" (izquierda) y un edificio "eficiente" en cuanto al uso de energía. (reproducción digital de un original de Elías Rosenfeld)

Sobre normas y códigos de eficiencia energética

En los años ´70 cuando ocurrió la primer gran crisis del petróleo la mayoría de los países desarrollados establecieron un control de la eficiencia energética edilicia en particular en países como Suecia, Alemania, Inglaterra, Francia. Estos además implementaron políticas activas para el ahorro de energía en edificios.

Otros países con clima más moderado y no tan energo-dependientes como España e Italia establecieron normas de calidad térmica edilicia con estándares bastante más bajos.

Entre los países de Latinoamérica la Argentina creó las primeras normas a principios de los ´70 y con bastante posterioridad siguieron Chile, México y Brasil.

sábado, 31 de mayo de 2008

Arquitectura Bioclimática

La arquitectura bioclimática consiste en el diseño de edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climáticas, aprovechando los recursos disponibles (sol, vegetación, lluvia, vientos) para disminuir los impactos ambientales, intentando reducir los consumos de energía.

Una vivienda bioclimática puede conseguir un gran ahorro e incluso llegar a ser sostenible en su totalidad. Aunque el coste de construcción puede ser mayor, puede ser rentable, ya que el incremento de la vivienda se compensa con la disminución de los recibos de energía.

El hecho de que la construcción hoy en día no tenga en cuenta los aspectos bioclimáticos, se une al poco respeto por el ambiente que inunda a los países desarrollados y en vías de desarrollo, que no ponen los suficientes medios para frenar el desastre ecológico que dejamos a nuestro paso.

A pesar de que parece un concepto nuevo, se lleva utilizando tradicionalmente desde antiguo; un ejemplo de ello son las casas encaladas en Andalucía o los tejados orientados al sur en el hemisferio Norte, con objeto de aprovechar la inclinación del sol.
Tabla de contenidos
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* 1 Adaptación a la temperatura
o 1.1 Orientación
o 1.2 Efecto invernadero
o 1.3 Aislamiento térmico
o 1.4 Ventilación cruzada
* 2 Integración de energías renovables
* 3 Véase también
* 4 Enlaces externos
o 4.1 Barrios y ciudades bioclimáticas

Adaptación a la temperatura

Es quizá en este punto donde es más común incidir cuando se habla de arquitectura bioclimática. Lo más habitual, es aprovechar al máximo la energía térmica del sol cuando el clima es frío, por ejemplo para calefacción y agua caliente sanitaria. Aprovechar el efecto invernadero de los cristales. Tener las mínimas pérdidas de calor (buen aislamiento térmico) si hay algún elemento calefactor.

Cuando el clima es cálido lo tradicional es hacer muros más anchos, y tener el tejado y la fachada de la casa con colores claros. Poner toldos y cristales especiales como doble cristal y tener buena ventilación son otras soluciones. En el caso de usar algún sistema de refrigeración, aislar la vivienda. Contar delante de una vivienda con un gran árbol de hoja caduca que tape el sol en verano y en invierno lo permita también sería una solucion

Orientación

* Con una orientación de los huecos acristalados al sur en el Hemisferio Norte, o al norte en el Hemisferio Sur, esto es, hacia el ecuador, se capta más radiación solar en invierno y menos en verano, aunque para las zonas más cálidas (con temperaturas promedio superiores a los 25°C) es sustancialmente más conveniente colocar los acristalamientos en el sentido opuesto, esto es, dándole la espalda al Ecuador; de esta forma en el Verano, la cara acristalada sólo será irradiada por el Sol en los primeros instantes del alba y en los últimos momentos del ocaso, y en el Invierno el Sol nunca bañará esta fachada, reduciendo el flujo calorífico al mínimo y permitiendo utilizar conceptos de diseño arquitectónico propios del uso del cristal.

Efecto invernadero

* Las ventanas protegidas mediante persianas, alargadas en sentido vertical y situadas en la cara interior del muro, dejan entrar menos radiación solar en verano, evitando el efecto invernadero.
* Por el contrario, este efecto es beneficioso en lugares fríos o durante el invierno, por eso, tradicionalmente, en lugares fríos las ventanas son más grandes que en los cálidos, están situadas en la cara exterior del muro y suelen tener miradores acristalados, para potenciar el efecto invernadero.

Aislamiento térmico

* Los muros gruesos retardan las variaciones de temperatura, debido a su Inercia térmica.
* Un buen aislamiento térmico evita, en el invierno, la pérdida de calor por su protección con el exterior, y en verano la entrada de calor.

Ventilación cruzada

* La diferencia de temperatura y presión entre dos estancias con orientaciones opuestas, genera una corriente de aire que facilita la ventilación.
* Una buena ventilación es muy útil en climas cálidos, sin refrigeración mecánica, para mantener un adecuado confort higrotérmico.

Integración de energías renovables

Mediante la integración de fuentes de energía renovable, es posible que todo el consumo sea de generación propia y no contaminante. En este caso, hablamos de "edificios 0 emisiones". Puede llegarse incluso a generar más energía de la consumida -que podría ser vendida a la red-, en cuyo caso hablamos de "edificios energía plus". Las fuentes más empleadas son la energía solar fotovoltaica, la energía solar térmica e incluso la energía geotérmica.

domingo, 2 de marzo de 2008

Arquitectura Sostenible

Arquitectura sostenible

Una arquitectura sostenible, respetuosa con el entorno debe considerar cinco factores: el ecosistema sobre el que se asienta, los sistemas energéticos que fomenten el ahorro, los materiales de construcción, el reciclaje, la reutilización del residuo y la movilidad

Una sociedad sostenible no es posible sin la complicidad de los arquitectos. No se trata de una cuestión baladí. Según el Worldwatch Institute de Washington, los edificios consumen el 60% de los materiales extraídos de la tierra y su utilización, junto a la actividad constructiva, está en el origen de la mitad de las emisiones de CO2 vertidas a la atmósfera.

Los estudios no dejan lugar a dudas: los residuos procedentes de la construcción están alcanzando grandes proporciones; a principios de esta década se calculó que en Europa existía una media de 1,6 kg por habitante y día. Además, algunos de los materiales utilizados contienen importantes cantidades de halones y CFC (los causantes directos de la destrucción de la capa de ozono), y el 30% de las construcciones nuevas o rehabilitadas, según el citado Worldwatch Institute, padecen el síndrome del edificio enfermo: provocan molestias y dolencias, a veces crónicas, en sus usuarios o sus moradores.

A principios de una década marcada por los problemas ambientales, y con unos datos que involucran decididamente su función, los arquitectos reconocieron oficialmente el principio de sostenibilidad en 1993, durante el congreso celebrado por la Unión Internacional de
Arquitectos (UIA) en Chicago. Lo definieron como una pauta de progreso y adquirieron el compromiso de situarlo "social y ambientalmente como una parte esencial de nuestra práctica y de nuestras responsabilidades profesionales".

Para los arquitectos medioambientalistas, la declaración de Chicago se ha convertido en el único documento serio que los profesionales tienen sobre la cuestión. Lo malo, según Albert de Pablo, arquitecto y urbanista, "es que la declaración de Chicago casi no se lee".

Abanico de conceptos

De todas formas, cada vez resulta más usual la utilización de términos como arquitectura bioclimática, urbanismo sostenible, ecociudades, espacios permaculturales o bioconstrucción. Toda una retahíla de conceptos que, si bien en algunos casos pueden entenderse como sinónimos, definen un registro muy amplio de conceptos que abarcan desde la preocupación por la composición de los materiales hasta verdaderos proyectos alternativos de organización socioeconómica con evidentes implicaciones políticas y filosóficas.

Pero sí existe un consenso generalizado en que para aplicar los principios de la sostenibilidad en arquitectura deben considerarse cinco factores: el ecosistema, las energías, la tipología de los materiales, los residuos y la movilidad. De todos ellos, el que entraña mayores dificultades y, a la vez, resulta fundamental, según Tjeerd Delstra, director del Instituto Internacional para el Entorno Urbano de Delft, es la gestión del ecosistema, que se refiere a los usos del suelo y al urbanismo. También se trata del ámbito con más problemas, dadas sus mayores implicaciones socioeconómicas, y es el que está más enquistado.

martes, 12 de febrero de 2008

Energía Renovable

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:

* El Sol: energía solar.
* El viento: energía eólica.
* Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica.
* Los mares y océanos: energía mareomotriz.
* El calor de la Tierra: energía geotérmica.
* Las olas: energía undimotriz.

Las contaminantes se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiésel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos.

Las energías de fuentes renovables contaminantes tienen el mismo problema que la energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y a menudo son aún más contaminantes puesto que la combustión no es tan limpia, emitiendo hollines y otras partículas sólidas. Sin embargo se encuadran dentro de las energías renovables porque el dióxido de carbono emitido ha sido previamente absorbido al transformarse en materia orgánica mediante fotosíntesis.

También se puede obtener energía a partir de los residuos sólidos urbanos, que también es contaminante.

Evolución histórica

Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello.

Con el invento de la máquina de vapor por James Watt, se van abandonando estas formas de aprovechamiento, por considerarse inestables en el tiempo y caprichosas y se utilizan cada vez más los motores térmicos y eléctricos, en una época en que el todavía relativamente escaso consumo, no hacía prever un agotamiento de las fuentes, ni otros problemas ambientales que más tarde se presentaron.

Hacia la década de años 1970 las energías renovables se consideraron una alternativa a las energías tradicionales, tanto por su disponibilidad presente y futura garantizada (a diferencia de los combustibles fósiles que precisan miles de años para su formación) como por su menor impacto ambiental en el caso de las energías limpias, y por esta razón fueron llamadas energías alternativas. Actualmente muchas de estas energías son una realidad, no una alternativa, por lo que el nombre de alternativas ya no debe emplearse.

Según la Comisión Nacional de Energía española, la venta anual de energía del Régimen Especial se ha multiplicado por más de 10 en España, a la vez que sus precios se han rebajado un 11 %.

En España las energías renovables supusieron en el año 2005 un 5,9% del total de energía primaria, un 1,2% es eólica, un 1,1% hidroeléctrica, un 2,9 biomasa y el 0,7% otras. La energía eólica es la que más crece.

Las fuentes de energía

No renovables

Los combustibles fósiles son recursos no renovables: no podemos reponer lo que gastamos. En algún momento, se acabarán, y tal vez sea necesario disponer de millones de años de evolución similar para contar nuevamente con ellos. Son aquellas cuyas reserva son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear, el petróleo, el gas natural y el carbón

Energía fósil

Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón), líquida (petróleo) o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de años y que se han fosilizado formando carbón o hidrocarburos. En el caso del carbón se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno, de forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía. La energía fósil se saca de la explotación del petróleo, el gas o el carbón. Estos residuos – hidrocarburos - proceden de la descomposición de organismos vivos durante eras geológicas, por acción de la temperatura, la presión y determinadas bacterias. Al contrario de las energías renovables, la producción de energía fósil se va gastando conforme se agotan las reservas del planeta. La energía más utilizada en el mundo es la energía fósil. Si se considera todo lo que está en juego, es de suma importancia medir con exactitud las reservas de combustibles fósiles del planeta. Se distinguen las “reservas identificadas” aunque no estén explotadas, y las “reservas probables”, que se podrían descubrir con las tecnologías futuras. Según los cálculos, el planeta puede suministrar energía durante 40 años más (si sólo se utiliza el petróleo) y más de 200 (si se sigue utilizando el carbón). Hay alternativas actualmente en estudio: la energía fisil –nuclear y no renovable, las energías renovables, las pilas de hidrógeno o la fusión nuclear.

Energía nuclear

El núcleo atómico de elementos pesados como el uranio, puede ser desintegrado (fisión nuclear) y liberar energía radiante y cinética. Las centrales termonucleares aprovechan esta energía para producir electricidad mediante turbinas de vapor de agua. se obtiene al romper los átomos de minerales radiactivos en reacciones en cadena que se producen en el interior de un reactor nuclear.

Una consecuencia de la actividad de producción de este tipo de energía, son los residuos nucleares, que pueden tardar miles de años en desaparecer.

Renovables

Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y temporales (no renovables). En principio, las fuentes permanentes son las que tienen origen solar, de hecho, se sabe que el Sol permanecerá por más tiempo que la Tierra. Aun así, el concepto de renovabilidad depende de la escala de tiempo que se utilice y del ritmo de uso de los recursos.

Así, los combustibles fósiles se consideran fuentes no renovables ya que la tasa de utilización es muy superior al ritmo de formación del propio recurso.

Energía hidráulica

La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico. En España se utiliza un 15 % de esta energía para producir electricidad.

Biomasa

La formación de biomasa a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.

Energía solar

Estos colectores solares parabólicos concentran la radiación solar aumentando temperatura en el receptor.
Estos colectores solares parabólicos concentran la radiación solar aumentando temperatura en el receptor.
Los paneles fotovoltaicos convierten directamente la energía luminosa en energía eléctrica.
Los paneles fotovoltaicos convierten directamente la energía luminosa en energía eléctrica.

Artículo principal: Energía solar

La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.

Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí en cuanto a su tecnología. Así mismo, en las centrales térmicas solares se utiliza la energía térmica de los colectores solares para generar electricidad.

Se distinguen dos componentes en la radiación solar: la radiación directa y la radiación difusa. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiación directa como la radiación difusa son aprovechables.

Se puede diferenciar entre receptores activos y pasivos en que los primeros utilizan mecanismos para orientar el sistema receptor hacia el Sol y captar mejor la radiación directa.

Energía eólica

La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire.

El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Éolo o Eolo, dios de los vientos en la mitología griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde.

La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al (gradiente de presión).

Energía geotérmica

Parte del calor interno de la Tierra (5.000 ºC) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar. La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que destacan el gradiente geotérmico y el calor radiogénico. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra"; y de thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

Energía mareomotriz

Central eléctrica mareomotriz en el estuario del río Rance, al noroeste de Francia.
Central eléctrica mareomotriz en el estuario del río Rance, al noroeste de Francia.

La energía mareomotriz se debe a las fuerzas gravitatorias entre la Luna, la Tierra y el Sol, que originan las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa entre estos tres astros. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse en lugares estratégicos como golfos, bahías o estuarios utilizando turbinas hidráulicas que se interponen en el movimiento natural de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable.

La energía mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable en tanto que la fuente de energía primaria no se agota por su explotación, y es limpia, ya que en la transformación energética no se producen subproductos contaminantes durante la fase de explotación. Sin embargo, la relación entre la cantidad de energía que se puede obtener con los medios actuales y el coste económico y el impacto ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferación notable de este tipo de energía.

Otras formas de extraer energía del mar son la energía undimotriz, que es la energía producida por el movimiento de las olas; y la energía debida al gradiente térmico oceánico, que marca una diferencia de temperaturas entre la superficie y las aguas profundas del océano.

Ventajas e inconvenientes de la energía renovable

Energías ecológicas

Las fuentes de energía renovables son distintas a las de combustibles fósiles o centrales nucleares debido a su diversidad y abundancia. Se considera que el Sol abastecerá estas fuentes de energía (radiación solar, viento, lluvia, etc.) durante los próximos cuatro mil millones de años. La primera ventaja de una cierta cantidad de fuentes de energía renovables es que no producen gases de efecto invernadero ni otras emisiones, contrariamente a lo que ocurre con los combustibles, sean fósiles o renovables. Algunas fuentes renovables no emiten dióxido de carbono adicional, salvo los necesarios para su construcción y funcionamiento, y no presentan ningún riesgo suplementario, tales como el riesgo nuclear.

No obstante, algunos sistemas de energía renovable generan problemas ecológicos particulares. Así pues, los primeros aerogeneradores eran peligrosos para los pájaros, pues sus aspas giraban muy deprisa, mientras que las centrales hidroeléctricas pueden crear obstáculos a la emigración de ciertos peces, un problema serio en muchos ríos del mundo (en los del noroeste de Norteamérica que desembocan en el Océano Pacífico, se redujo la población de salmones drásticamente).

Naturaleza difusa
Batería de paneles solares.

Un problema inherente a las energías renovables es su naturaleza difusa, con la excepción de la energía geotérmica la cual, sin embargo, sólo es accesible donde la corteza terrestre es fina, como las fuentes calientes y los géiseres.

Puesto que ciertas fuentes de energía renovable proporcionan una energía de una intensidad relativamente baja, distribuida sobre grandes superficies, son necesarias nuevos tipos de "centrales" para convertirlas en fuentes utilizables. Para 1.000 kWh de electricidad, consumo anual per cápita en los países occidentales, al propietario de una vivienda ubicada en una zona nublada de Europa debe instalar ocho metros cuadrados de paneles fotovoltaicos (suponiendo un rendimiento energético medio del 12,5%).

Sin embargo, con cuatro metros cuadrados de colector solar térmico, un hogar puede obtener gran parte de la energía necesaria para el agua caliente sanitaria aunque, debido al aprovechamiento de la simultaneidad, los edificios de pisos pueden conseguir los mismos rendimientos con menor superficie de colectores y, lo que es más importante, con mucha menor inversión por vivienda.

Irregularidad

La producción de energía eléctrica permanente exige fuentes de alimentación fiables o medios de almacenamiento (sistemas hidráulicos de almacenamiento por bomba, baterías, futuras pilas de combustible de hidrógeno, etc.). Así pues, debido al elevado coste del almacenamiento de la energía, un pequeño sistema autónomo resulta raramente económico, excepto en situaciones aisladas, cuando la conexión a la red de energía implica costes más elevados.

Fuentes renovables contaminantes

En lo que se refiere a la biomasa, es cierto que almacena activamente el carbono del dióxido de carbono, formando su masa con él y crece mientras libera el oxígeno de nuevo, al quemarse vuelve a combinar el carbono con el oxígeno, formando de nuevo dióxido de carbono. Teóricamente el ciclo cerrado arrojaría un saldo nulo de emisiones de dióxido de carbono, al quedar las emisiones fruto de la combustión fijadas en la nueva biomasa. En la práctica, se emplea energía contaminante en la siembra, en la recolección y la transformación, por lo que el balance es negativo.

Por otro lado, también la biomasa no es realmente inagotable, aun siendo renovable. Su uso solamente puede hacerse en casos limitados. Existen dudas sobre la capacidad de la agricultura para proporcionar las cantidades de masa vegetal necesaria si esta fuente se populariza, lo que se está demostrando con el aumento de los precios de los cereales debido a su aprovechamiento para la producción de biocombustibles. Por otro lado, todos los biocombustibles producen mayor cantidad de dióxido de carbono por unidad de energía producida que los equivalentes fósiles.

La energía geotérmica no solo se encuentra muy restringida geográficamente sino que algunas de sus fuentes son consideradas contaminantes. Esto debido a que la extracción de agua subterránea a alta temperatura genera el arrastre a la superficie de sales y minerales no deseados y tóxicos. La principal planta geotérmica se encuentra en la Toscana, cerca de la ciudad de Pisa y es llamada Central Geotérmica de Larderello. Una imagen de la central en la parte central de un valle y la visión de kilómetros de cañerías de un metro de diámetro que van hacia la central térmica muestran el impacto paisajístico que genera.

En Argentina la principal central fue construida en la localidad de Copahue y en la actualidad se encuentra fuera de funcionamiento la generación eléctrica. El surgente se utiliza para calefacción distrital, calefacción de calles y aceras y baños termales.

Diversidad geográfica

La diversidad geográfica de los recursos es también significativa. Algunos países y regiones disponen de recursos sensiblemente mejores que otros, en particular en el sector de la energía renovable. Algunos países disponen de recursos importantes cerca de los centros principales de viviendas donde la demanda de electricidad es importante. La utilización de tales recursos a gran escala necesita, sin embargo, inversiones considerables en las redes de transformación y distribución, así como en la propia producción.

Administración de las redes eléctricas

Si la producción de energía eléctrica a partir de fuentes renovables se generalizase, los sistemas de distribución y transformación no serían ya los grandes distribuidores de energía eléctrica, pero funcionarían para equilibrar localmente las necesidades de electricidad de las pequeñas comunidades. Los que tienen energía en excedente venderían a los sectores deficitarios, es decir, la explotación de la red debería pasar de una "gestión pasiva" donde se conectan algunos generadores y el sistema es impulsado para obtener la electricidad "descendiente" hacia el consumidor, a una gestión "activa", donde se distribuyen algunos generadores en la red, debiendo supervisar constantemente las entradas y salidas para garantizar el equilibrio local del sistema. Eso exigiría cambios importantes en la forma de administrar las redes.

Sin embargo, el uso a pequeña escala de energías renovables, que a menudo puede producirse "in situ", disminuye la necesidad de disponer de sistemas de distribución de electricidad. Los sistemas corrientes, raramente rentables económicamente, revelaron que un hogar medio que disponga de un sistema solar con almacenamiento de energía, y paneles de un tamaño suficiente, sólo tiene que recurrir a fuentes de electricidad exteriores algunas horas por semana. Por lo tanto, los que abogan por la energía renovable piensan que los sistemas de distribución de electricidad deberían ser menos importantes y más fáciles de controlar.

La integración en el paisaje
Aerogeneradores.

Un inconveniente evidente de las energías renovables es su impacto visual en el ambiente local. Algunas personas odian la estética de los generadores eólicos y mencionan la conservación de la naturaleza cuando hablan de las grandes instalaciones solares eléctricas fuera de las ciudades. Sin embargo, todo el mundo encuentra encanto en la vista de los "viejos molinos a viento" que, en su tiempo, eran una muestra bien visible de la técnica disponible.

Otros intentan utilizar estas tecnologías de una manera eficaz y satisfactoria estéticamente: los paneles solares fijos pueden duplicar las barreras anti-ruido a lo largo de las autopistas, hay techos disponibles y podrían incluso ser sustituidos completamente por captadores solares, células fotovoltaicas amorfas que pueden emplearse para teñir las ventanas y producir energía, etc.

Las fuentes de energía renovables en la actualidad
Central hidroeléctrica.

Representan un 20% del consumo mundial de electricidad, siendo el 90% de origen hidráulico. El resto es muy marginal: biomasa 5,5%, geotérmica 1,5%, eólica 0,5% y solar 0,05%.

Alrededor de un 80% de las necesidades de energía en las sociedades industriales occidentales se centran en torno a la industria, la calefacción, la climatización de los edificios y el transporte (coches, trenes, aviones). Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones a gran escala de la energía renovable se concentra en la producción de electricidad.

En España, las renovables fueron responsables del 19,8 % de la producción eléctrica. La generación de electricidad con energías renovables superó en el año 2007 a la de origen nuclear.

Producción de energía

Greenpeace presentó un informe en el que sostiene que la utilización de energías renovables para producir el 100% de la energía es técnicamente viable y económicamente asumible, por lo que, según la organización ecologista, lo único que falta para que en España se dejen a un lado las energías sucias, es voluntad política. Para lograrlo, son necesarios dos desarrollos paralelos: de las energías renovables y de la eficiencia energética (eliminación del consumo superfluo).