A la sustentabilidad por las ecotecnologías

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Décimo Sexta Edición Diciembre 2016
Actualizado: Thursday, December 29, 2016 - 19:49
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ARTÍCULO

 

Invernadero Hidropónico. Epcot Center, Disney World Orlando, Florida. Foto por Manuel Martínez

 

 

El presente artículo pretende establecer una guía donde se presentan los antecedentes y cuestionamientos en referencia a las problemáticas del deterioro del entorno hoy en día con dirección a la sustentabilidad.

 

Las universidades juegan un gran papel en este tema pues en ellas se forman recursos humanos que deberán dar respuestas inteligentes y bien sustentadas en el conocimiento, a los problemas que se presentan ante los recursos no renovables y la utilización de las energías alternativas.

 

Durante la convención de Johannesburgo se definió al desarrollo sustentable:

Un desarrollo sustentable consiste en un sistema socialmente justo, ecológicamente respetuoso y económicamente realizable. Lográndose gracias al estudio adecuado de la energía, que a través de las eco tecnologías se pueda obtener su transformación, almacenamiento y aplicación, así como el uso, ahorro y conservación del agua. (Plan de Implementación de Johannesburgo 2002)

En este artículo veo al mundo sustentable entendido primeramente como el mantenimiento de la integridad funcional de la ecósfera para resistir a las presiones inducidas por el ser humano.

 

El desarrollo sustentable consta de tres aspectos el social, el económico y el ambiental y   que cuando estos tres aspectos funcionen como socios iguales, estaremos obteniendo la verdadera sustentabilidad; ahora podríamos hablar de una primera definición de sustentabilidad que sería:

 

En un sistema que socialmente alcance  niveles satisfactorios de las necesidades humanas en los  aspectos  materiales, culturales y morales. Que ecológicamente sea   responsable con la utilización de los recursos naturales y del manejo de la propia vida, y   por   último económicamente estudiada para asignar los recursos suficientes que cumplan con las   necesidades humanas y mantengan un equilibrio entre la naturaleza y el medio   artificial creado por   el hombre en el presente y el futuro (Sylvan y Bennett,1994, p.35). (IMAGEN 1)

 

Esquema de uso, ahorro y conservación de agua

 

Un desarrollo sustentable consiste en un desarrollo socialmente justo, ecológicamente respetuoso y económicamente  realizable.  Lográndose gracias al estudio  adecuado de la energía su transformación, almacenamiento y aplicación, así como el uso, ahorro y conservación del agua.

¿Cómo lo lograremos?

Conociendo y utilizando adecuadamente los dos elementos que podrían salvarnos: LA ENERGÍA Y EL AGUA.

Tanto el AGUA como la ENERGIA, son básicos en el desarrollo de la sustentabilidad, pero en esta ocasión solo hablaré de la Energía.

Empezaré pues, por abordar el tema de la Energía, a la cual le doy el significado de fuerza, vitalidad, poder, movimiento y dinamismo.

El universo está formado por dos partes la energía y la materia, la materia es la sustancia que podemos tocar y modelar, mientras que la energía es el motor que le da dinamismo a esta materia; la energía es invisible e intocable, solo podemos imaginarla en nuestra mente.

Desde los primeros conocimientos de física que se nos imparten en la escuela, queda aclarado que, la energía es la potencia que abraza al universo siempre en movimiento.  Para conocer un poco más de la energía debería entrar en el estudio de la misma, para lo cual requeriría escribir otro gran y no poco interesante artículo, pero por el momento solo mencionaré superficialmente sus conceptos básicos que son el trabajo, la potencia, el rendimiento, la eficiencia y sus unidades.

Por otra parte tenemos que saber cómo encontrar a la energía, primeramente clasificándola en sus dos formas, la cinética  y la potencial.

La energía cinética es la energía desarrollada por los cuerpos, partículas u objetos en movimiento. Para que un cuerpo se mueva es necesario aplicarle una fuerza.  Esta energía se manifiesta en energía eléctrica, radiante, térmica, en objetos que se desplazan y la energía sonora.

 

Esquema de gestión de la energía y auditoria de energía.

 

La energía potencial, que es la energía de los cuerpos en reposo, y que depende de la posición que ocupan.  Es consecuencia directa de la ley de la gravedad.  Esta energía se manifiesta en energía química, mecánica, almacenada, nuclear y gravitacional.

La energía potencial al entrar en reacción o en movimiento, gracias a una fuerza o a la misma gravedad, se transforma en energía cinética, se almacena, se utiliza y finalmente se transforma en calor.  Con lo que queda confirmada la teoría de Einstein, “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. De este proceso se presenta el calentamiento global.  Causa y efecto del mal uso de las energías.

Aunque este artículo pretende ser del interés de todas las disciplinas, al estar escrito por un arquitecto, y en la facultar de arquitectura, la mayoría de los ejemplos los presento con esta inclinación. Basándonos en lo explicado de la energía, tenemos que estar conscientes de que todos los edificios deben de utilizar la energía de manera correcta, aplicándola en sus sistemas operativos, en su construcción, en su mantenimiento y reutilización, tratando de mantener el confort, con bajos costos energéticos y mejorando al medio ambiente (Minke 2012).  Actualmente ya todas los reglamentos tratan de que estos principios se cumplan, por ejemplo para obtener un contrato de compañía Federal de Electricidad, se requiere un certificado de eficiencia energética.  Para ello se supervisa el proyecto y la construcción del edificio y se expide el correspondiente certificado.  Las certificaciones del edificio se dan en diferentes rubros y por diferentes dependencias como SEDUVI, LEED, BEEM, ONE PLANET, HOLCIM, etc.

Ahora bien quiero aclarar que la energía ahí está en diferentes formas pero, tenemos que detectarla o sea saber las fuentes de la energía, para así saber qué y cómo se pueden obtener los beneficios alternativos y no sólo los conocidos de fuentes finitas.

Fuentes de energías finitas o no renovables, son aquellas cuya tasa de generación es mucho menor que su tasa de consumo, o sea son insuficientes, además de que producen residuos dañinos para el medio ambiente en su extracción, transformación y uso. Podemos citar al petróleo, el gas natural, el propano, el carbón y el uranio.

Fuentes de energía renovables, se caracterizan por ser abundantes son poco dañinas o nada para el medio ambiente, se aprovechan por medio de las eco tecnologías (Gauzin - Muller, 2002). Podemos citar a la biomasa, hidráulica, solar,  geotérmica, nuclear y eólica.

Mucho se habla de las energías alternativas, pero que se entiende por este concepto, puedo decir que son fuentes de energía no conectadas a la red eléctrica, o al servicio público.  Estas energías suelen ser las energías llamadas energías renovables, como el sol, el agua, el viento, el calor de la tierra y las originadas por la descomposición de materia orgánica.

Las fuentes no renovables son las que suministran al mundo de hoy el combustible para sus sistemas operativos. El problema no es que se terminen los recursos que hasta hoy se han utilizado, sino que estos combustibles están acabando con el medio ambiente, como el efecto invernadero, el calentamiento global, la extinción de especies, incluso ya afectan de manera conocida y desconocida al hombre, este hombre que ha utilizado energía en exceso para satisfacer sus necesidades reales o creadas. Por tal motivo se ha provocado un trastorno en el sistema ambiental social y económico de nuestro planeta y para remediarlo debemos restaurar este equilibrio (Reporte Brundtland 1987).

A continuación voy a explicar brevemente tres puntos que considero importantes para lograr la sustentabilidad.

El primero es el Control o Captura de la energía, implica la posesión de una fuente de energía o la habilidad para usarla.  Como ejemplo tenemos a un vegetal que  capta y controla la radiación solar, por parte de su propio organismo, no daña a su entorno en esta función; al mismo tiempo construye el hombre una compañía petrolera que capta y controla la extracción del petróleo, y a partir de este momento empieza a alterar al medio que lo rodea; de una manera responsable el hombre también construye un calentador solar, capta y controla la radiación solar, solo dañó al medio ambiente en la parte proporcional que toca a la construcción del calentador.

En este rubro explicaré más adelante el tema con el que intitulé este artículo que es: “a la sustentabilidad por las eco tecnologías”.

Puedo plantear a las eco tecnologías como las ingenierías que el hombre ha desarrollado a través del tiempo, para aprovechar eficientemente las energías alternativas, y subsanar sus necesidades sin trastornar al medio ambiente. Las hay muy elaboradas y monumentales como las hidroeléctricas o muy sencillas y prácticas como la bicicleta.

El segundo punto es la Conversión de la Energía, es cambiar la energía de una forma a otra al procesar materiales mediante diferentes tecnologías apropiadas:

La radiación solar en la naturaleza es convertida a carbohidratos por la fotosíntesis, en un principio, esto solo era alimento para otros seres vivos, y resguardo para otros, el hombre además de estos dos beneficios también con su evolución, la usó para obtener leña, ya en sí, ésta era un combustible, pero sigue evolucionando y a la leña la convierte en carbón, que alimentará a las máquinas de vapor por medio de la combustión.

La primera parte proporcionaba un equilibrio en el planeta, la segunda, transformaba al medio y con la tercera inició el problema actual de la contaminación, se desarrolla  durante la Revolución Industrial, y nunca ha parado.

Hoy podemos utilizar la misma radiación solar, captándola por los páneles fotovoltáicos, transformándola proporciona electricidad. Esta es una ecotecnología, creada por el hombre y que al igual que la naturaleza utiliza de manera natural la radiación solar,  para su propio provecho sin alterar al medio ambiente. “Solo mediante el uso de tecnologías más inteligentes, un mayor respeto por los recursos naturales y el paso de la explotación de recursos no renovables a las prácticas renovables y autosuficientes podrá hacerse frente a esta presión” (Eduuard y Hyett, 2005)

El tercer y último punto es el almacenamiento, que es la preservación de la energía en forma específica; la radiación solar es almacenada en los combustibles fósiles, que serán convertidos en petróleo y otros combustibles, el ser humano crea las pilas para almacenar energía eléctrica (Lechner 2014).  Este punto es tan importante como los dos anteriores, ya que de esta manera los excedentes no se desperdician, se utilizan en el momento adecuado y en un futuro podremos aprovechar a las energías limpias obtenidas con mayor eficiencia.

El mundo se ha concientizado del agotamiento de los recursos naturales, sobre todo de los recursos no renovables, pues observa guerras, desajustes sociales, económicos y ambientales debido al petróleo, los países valen por sus yacimientos. Ya no quiere seguir en este círculo vicioso y poco a poco está buscando una menor dependencia de este tipo de recurso, desarrolla las eco tecnologías para captar, transformar y almacenar los recursos renovables y poder obtener la satisfacción de sus necesidades, se está empezando a valorar estos puntos.

Es importante la capacitación teórica y técnica de los profesionales de la construcción, así como de todas las disciplinas, como recursos humanos de desarrollo, para la utilización de las energías alternativas de una manera pasiva, activa y mixta.

Existen muchas razones por las que se usan o no las eco tecnologías, sería de suma importancia desarrollar estas razone, pero me desviaría por el momento de mi objetivo que es la de mostrar la utilización de las eco tecnologías para aprovechar las energías limpias.

Cada vez con más frecuencia se construyen edificios autosustentables, en el rubro energético, pero comúnmente es muy difícil que una vivienda se desconecte totalmente de los servicios públicos, llámese luz, agua, drenaje, gas, etc., debido al grado de confort al que estamos acostumbrados. Se puede  tratar de reducir el consumo de energía que impacten al medio, y se puede hacer poco a poco. 

Como inicio los arquitectos debemos proyectar construcciones ecológicas y bioclimáticas, utilizando a las energías limpias de manera pasiva, utilizando la morfología del edificio, activa con el uso de ecotecotécnicas, para suministrar nuestra energía o mixtas usando nuestro propio suministro y complementarlo con las redes públicas (Bynum, Issa y Olbina; 2013). 

Quiero explicar a continuación una metodología para escoger y utilizar una técnica ecológica, sin importar cuál sea la fuente de nuestra energía o que utilidad obtendremos de ella. Esta metodología ha sido utilizada por décadas en el Reino Unido, España y otros países europeos, así lo corrobora la publicación hecha por Allan y Gill Bridgewater (2009), en su libro ENERGIAS ALTERNATIVAS en el que me he basado.

Hay 6 pasos a seguir:

FUNDAMENTOS.

Son los principios en los que se basa el uso de cada eco tecnología, en este inciso se ven las razones por las cuales es recomendable escoger una determinada técnica que transformará una determinada energía limpia, para obtener una energía útil (Froehlich, Findlater y Landay; 2010).

Se debe tener claro qué tipo de servicio se obtendrá de esta energía, se habla de las ventajas y las desventajas de lo elegido. Es conocer realmente la fuente de energía que escogimos, el sol, el agua, el viento, el calor de la tierra o el gas que proviene de desperdicios orgánico etc. Analizar  al objeto técnico que vamos a usar, cómo usarlo, cómo obtenerlo, si lo hacemos o lo compramos.

 

¿CUÁNTA POTENCIA OBTENDRÉ?

En este punto debemos analizar cuánta energía necesita mi sistema operativo, y lo hacemos por medio de una gestoría energética o una auditoría energética, a continuación tenemos que analizar si la ecotecnología que escogí me satisface mis necesidades y si es la energía adecuada por rendimiento, rentabilidad y eficiencia. Es necesario panificar cuidadosamente las instalaciones, porque todo sistema basado en fuentes alternativas de energía serán una mezcla de diversas cosas. -

La pregunta en este punto sería ¿qué aparatos puedo alimentar con esto?

“No hay ningún sistema de energía alternativa que pueda satisfacer todas las necesidades de una vivienda moderna, …” (Bigwater y Gill, 2009)

 

ESCENARIO.

Es el emplazamiento en que se encuentra nuestro edificio, y lo determinan el conjunto de circunstancias que rodean al lugar.  Tenemos tres escenarios a estudiar y son: el Urbano, el rural y el aislado.

Cada uno plantea diferentes desafíos a resolver, con la comunidad y el medio ambiente que nos rodea.

 

SITIO.

El sitio lo es todo. Es el lugar en que se colocará la ecotecnología, es muy importante porque, el sitio que decidamos tendrá que responder a los estudios realizados durante todo el proceso de elección, como la orientación, la morfología del edificio, su estructura, funcionamiento, etc, además, deberá combinarse con los diferentes elementos que se utilizan para captar las demás energías, ya que un edifico puede ser sustentable en todos sus sistemas o en parte, por eso debe plantearse su colocación desde el anteproyecto.

 

ALMACENAJE.

El almacenamiento de la energía, ya transformada, es costoso e indispensable para el buen aprovechamiento de la energía en su uso final.

Es importante porque, cuando se toman decisiones sobre el sitio y espacio del almacenamiento se debe pensar en la seguridad del usuario, el espacio disponible, la cercanía con las instalaciones, etc., no debe de olvidarse que, lo que se almacena en ocasiones ya aes un combustible y por lo tanto es de alto riesgo su manejo.

 

IMPLEMENTACIÓN DE PROYECTO.

En este punto se desarrollan todos los planos técnicos, con especificaciones claras, de todas las tecnologías que vamos a utilizar.

Una buena implementación del proyecto ahorra mucho dinero en la colocación de una ecotecnología.

 

COSTOS.

Este es un punto que no deberíamos incluir en esta metodología, ya que el objetivo es que el edificio sea realmente sustentable sin importar el costo, pero el usuario mira su dinero y tenemos que demostrarle que lo que está invirtiendo tendrá una rentabilidad tal que le convendrá utilizarlo, y debemos hacerle un cálculo energético con respeto a un rendimiento de los sistemas operativos y  su costo.

“Un costo balanceado sería aquel, cuyas especificaciones, tanto gráficas como escritas definieran sin lugar a duda qué es lo que se desea construir y que dichas especificaciones permitan cuantificar, lo más exactamente posible los volúmenes de conceptos que se pretenden hacer intervenir, así como sus características detalladas, y finalmente conocidos el QUE y el CUANTO, se puede proceder a analizar el procedimiento constructivo y obtener el costo parcial de cada uno de dichos procesos”.3

En un estudio del tipo que hemos, brevemente realizado, siempre quedan muchos temas a desarrollar, yo pretendo que con éste, el lector se interese por el tema y tome conciencia de su propia forma de vida, pudiendo empezar a ser sustentable gracias a las ecotecnologías (Suarez, 2005)

 

Invernadero Hidropónico. Epcot Center, Disney World Orlando, Florida. Foto por Manuel Martínez.

 

Bibliografia

Aguilar Lubose Carolyn, Delgadollo Castillo Carlos. (2011). Diseño y Construcción Sostenible. Ciudad de México: Universidad Iberoamericana.
Bridgewater Allan y Gill. (2009). Energías Alternativas. Madrid: Paraninfo.
Bynum Patrick; Issa Raja R.A; y Olbina Svetlana. (2013). Building Information Modeling Support of Sustainable Design and Construction. Journal of Construction Engineering and Management, 139, 24-34.
Eduuard, Brian y Hyett, Paul. (2005). “Guia Basica de la Sostenibilidad. Barcelona: Editorial Gustavo Gili.
Hernandez Pezzi, Carlos. (2010). Un Vitruvio ecológico Principios y práctica del proyecto arquitectónico sostenible. Barcelona: Editorial Gustavo Gili.
Gauzin-Muller, Dominique; Favet, Nicolas. (2002). Sustainable Architecture and Urbanism: Design, Construction, Examples. Basel, Berlin y Boston: Birkhäuser- Publishers for Achitecture.
Hernandez Moreno Silverio. (2015). Vida Util en el Diseño Sustentable de Edificios. Ciudad de México: Editorial Trillas.
Lechner, Norbert. (2015). Heating, Cooling, Lighting: Sustainable Design Methods for Architects. New Jersey: John Willey and Sons.
Minke, Gernot. (2012). . Buildign with Earth: Design and Technology of a Sustainable Achitecture. Basel, Berlin y Boston: . Birkhäuser- Publishers for Achitecture.