La acumulación de calor en las azoteas de los grandes edificios es un problema que hace trabajar de más a los sistemas de climatización, pero se puede combatir con ayuda de las techumbres sustentables, las cuales absorben la temperatura y ayudan a disminuir el gasto energético de los equipos HVAC
Danahé San Juan
En las azoteas de los edificios de las grandes ciudades suele ocurrir un fenómeno denominado isla de calor. Ésta se caracteriza por la elevación de la temperatura del aire en un área citadina, con respecto a las zonas rurales. Se le considera un cambio climático o regional y tiene su origen en la drástica transformación causada por la construcción de edificaciones y la pavimentación de las urbes. Aunada a esta alteración, “el clima urbano es el resultado del efecto de la radiación que reciben las superficies de la ciudad y que se disipa en la atmósfera. Esto último sucede a través de mecanismos de calentamiento del aire, de evapotranspiración de la vegetación y todo aquel calor almacenado en el tejido urbano”, escribe Víctor Barradas, investigador del Laboratorio de Ecofisiología Tropical del Instituto de Ecología de la UNAM en su artículo La isla de calor urbana. Cabe destacar que la mayoría de los materiales de construcción no cambian sus propiedades térmicas; por tanto, la cantidad de energía que almacenan es constante, afirma el académico.
Techos azul, blanco y verde
Evitar o reducir este fenómeno es posible con ayuda de la instalación de techos verdes, azules o blancos, en los edificios. Sin embargo, para lograr que los sistemas sean realmente eficientes se debe poner mucha atención en el alto desempeño de la envolvente en el techo, ya que en muchas ocasiones los constructores o edificadores no consideran estos elementos y centran su atención en los acabados.
Actualmente, el mayor enfoque a estos temas se ha dado en países extranjeros, por lo que en México “hay mucho que trabajar con los diseñadores locales y mexicanos para que conozcan estos sistemas. Lo que nos falta son estándares y normas en muchos aspectos, así como guías de diseño. Hay que hacer labor con las diferentes organizaciones, colegios de arquitectos, gobiernos, etcétera, para que desarrollen estos primeros requerimientos en seguridad y desempeño de los sistemas y se pueda educar a los usuarios, dueños, desarrolladores y constructores en cómo instalarlos”, detalla a Mundo HVAC&R, Antai Ramos, directora general de Shelter Materials & Systems, quien cuenta con 10 años de experiencia en el ramo de la construcción y las techumbres sustentables.
Los techos azules se diseñan específicamente para proyectos de construcción nueva, con el objetivo de retener un mínimo de tres pulgadas de agua en un evento de lluvia, en lugares donde la retención del agua pluvial es una problemática. Ésta es retenida y se libera poco a poco hacia el sistema de drenaje de una forma más lenta, por lo que es de vital importancia contar con materiales en la techumbre que no se vean afectados por la acumulación del líquido, explica la especialista. Asimismo, el diseño de la techura debe considerar las cargas de agua por pulgada y metro cuadrado. También, en vez de tener un área de drenaje, se pueden tener tres, en las cuales se distribuyan la cargas.
Los techos blancos consisten en una membrana unicapa de color blanco, principalmente, o de recubrimientos reflectivos adicionales aplicables sobre un impermeabilizante tradicional. Su acabado tiene un alto índice de efectividad y emisividad, además de que están certificados por diferentes asociaciones, como el Green Building Council.
Los techos verdes son una gran oportunidad, pero también representan un gran reto, debido a que consisten en un espacio parcial o totalmente cubierto por vegetación. Antai Ramos asevera que este sistema de techo tiene una extensión impermeabilizada, después una barrera repelente a la raíz, seguida de un sistema de drenaje filtrante, un medio de cultivo especial ligero y finalmente, las plantas que también pueden ser modulares.
Otro de los beneficios se debe a la absorción pluvial que llevan a cabo las plantas, de la cual una parte es devuelta a la atmósfera. Con esto se contribuye a no enviar grandes volúmenes al drenaje. Asimismo, las plantas facilitan el filtrado de contaminantes en el agua y la moderación de la temperatura.
Su auge se dio después de los años 70 en Europa, donde se colocaron más de 10 millones de metros cuadrados. Además, han tenido muy buena aceptación en Estados Unidos, en donde los principales beneficios que se obtuvieron fueron un manejo más eficiente de la energía y las aguas pluviales.
Entre las utilidades más importantes que ofrecen este tipo de techumbres se encuentran:
- Ahorro de energía
- Mejora de los procesos de enfriamiento y calefacción para la edificación, gracias a que las techumbres estabilizan la temperatura
- Ayuda a mantener la membrana impermeable, al protegerla de la intemperie
- Representa una oportunidad para tener un espacio que se aproveche estéticamente y con naturaleza viva
- Favorece el aislamiento acústico, pues al tener una capa de cultivo se reduce la transmisión de decibeles
- Mejora la calidad del aire, ya que facilita la captura de partículas y contaminantes en el aire
- Moderación del efecto del calor
Es muy importante que cuando se tenga un proyecto de azotea verde, se prepare al equipo HVAC para convivir, o bien, para impermeabilizar las bases de los dispositivos o los diferentes sistemas que hay en el techo, de tal forma que la continuidad de la membrana impermeable no se vea interrumpida, una medida que evitará problemas de humedad en las terminaciones. Tampoco se debe colocar la naturación justo debajo de los aires acondicionados, pues siempre hay que dejar un margen para que tengan un espacio.
“Hemos visto que las temperaturas en un techo sin ningún sistema de azotea verde pueden subir hasta los 80 ºC, y cuando se tiene un techo verde, un sistema reflectivo o aislado esas temperaturas llegan a los 27 o 28 ºC. Entonces, se tiene una reducción muy importante en la temperatura y, por lo tanto, los equipos de aire acondicionado trabajan mucho menos”, explica Antai Ramos.
Así pues, es primordial contar con envolventes eficientes para que existan menos ganancias y pérdidas de calor, de tal forma que las cargas térmicas en sistemas HVAC sean mínimas, funcionen menos y, en consecuencia, se logre un ahorro de consumo energético.
Los sistemas aislados, de techo verde o sistemas reflectivos ofrecen una reducción en su consumo energético en el uso de los equipos de climatización, ya que ayudan a estabilizar los picos de temperatura en la construcción. “Con los aislamientos térmicos, los techos verdes y las membranas reflectivas, los edificios van a tener una menor ganancia térmica, por lo que los aires acondicionados van a trabajar menos y tener menor carga y tonelaje. Eso es un ahorro directo para el dueño del edificio”, comenta la directora de Shelter Materials & Systems.
Combatiendo el cambio climático
Las azoteas sustentables son un arma para luchar contra el cambio climático, explica Antai Ramos, dado que los elementos de vegetación disminuyen las temperaturas y al ser entes vivos pueden compensar un poco la destrucción del medioambiente. Las azoteas verdes reducen significativamente el efecto isla de calor en zonas urbanas, debido a que absorben el calor de las superficies. Los beneficios son temperaturas agradables y superficies verdes, además de que disminuyen el consumo de energía para enfriar edificios.
Al adaptar un sistema de techado sustentable en un inmueble, la directora general de Shelter Materials & Systems recomienda considerar los siguientes aspectos:
- Pendientes apropiadas para el techo. Requisito del sistema definido en ANSI / SPRI-VF-1
- Diseño de cargas. Es necesario verificar que la estructura soporte la carga del sistema de techado, así como el ensamble, el sistema de riego, la capacidad de retención de agua y otros componentes o equipos, como los HVAC, que se instalen en esa área
- Impacto en las instalaciones de drenaje
- Acceso al personal de mantenimiento
- Protección de la membrana impermeabilizante
- Construcción de los puntos de drenaje
- Cargas de viento
- Construcción en zonas pavimentadas
Sobre los estándares de diseño para viento, Antai Ramos afirma que es fundamental tomar en cuenta “los elementos de viento en las diferentes zonas urbanas, por la altura de los edificios. De acuerdo con los estándares de diseño, los techos con vegetación no son recomendables en zonas donde el viento exceda los 224 kilómetros por hora de velocidad, pero se puede diseñar un techo verde con ciertas características para fijar componentes especiales. También hay que tomar en cuenta la altura del edificio, si hay aberturas o compuertas grandes, la presión, los requisitos del impermeable, la terminación de la membrana, el peso extra, etcétera”.
Los sistemas de techumbre sustentable funcionan muy bien, siempre y cuando el diseño se haga con consciencia e ingeniería, destaca la directora Ramos. Por tanto, se debe impulsar a los propietarios de las edificaciones a que conozcan estas opciones de techumbre, para exigir sistemas perfectamente diseñados y sustentables que garanticen el ahorro energético y la reducción de la temperatura, sin que se presenten problemas posteriores. Para ello, se requiere de un diseño que se adecue a las necesidades y requerimientos de la edificación, a fin de lograr un mejor desempeño y eficiencia en climatización.
