PRÓTESIS BIOCLIMÁTICAS PARA REHABILITAR LA VIVIENDA SOCIAL. por L. Agurto; F. Tapia; D. López

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“Algún día la poesía será escrita por todos”
Lautréamont

Introducción

La adaptación a nivel local, del concepto de sustentabilidad urbana, es un reto imperioso. Hoy en día, existen necesidades impostergables en el ámbito de rehabilitación de vivienda social y su entorno, haciendo indispensable el desarrollo de estrategias enfocadas a una perspectiva multidimensional, conducentes a reducir grados de vulnerabilidad medioambiental y energética.

El ahorro energético en la vivienda, y más aún la de carácter social, es catalogado como una urgencia. Esto, porque el impacto ambiental y económico de los grandes consumos energéticos en nuestro parque edificado, genera un problema crítico, sobre todo por el gasto que significa para las familias más vulnerables, ya que se proveen de energía generando contaminación en las ciudades en invierno, producto del alto consumo de leña que utilizan para la calefacción. Se observa que la severidad climática de nuestras ciudades, es constituida como la principal determinante de esta situación y es porque el parque construido no está respondiendo correctamente a las condiciones climáticas, afectando gravemente al confort interior. Esto se debe principalmente a la falta de adaptación de los envolventes de los edificios por la diversidad de contextos microclimáticos.

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Fig. 1: A la izquierda, combustible usado para calefacción en viviendas a nivel nacional. Fuente: Comisión Nacional de energía 2012. A la derecha, gráfico de Distribución en porcentajes del Consumo de Energía residencial total País para el año 2010. Fuente: Encuesta realizada por el Centro de desarrollo tecnológico de la cámara Chilena de la construcción.

Problemática de la Vivienda Social en Chile. Climas diversos, patrones comunes, problemáticas similares.

A pesar de la resonante inclusión de Chile a la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE), todavía existe, en todo el país, un enorme parque de viviendas sociales que no están bien adaptadas al entorno climático donde se emplazan. Esto manifiesta la desigualdad del acceso a una vivienda de calidad. Problemas graves de habitabilidad son constatados, como la gran cantidad de horas de disconfort térmico para los usuarios y nulos criterios de ahorro energético en su diseño y orientación, que originan ingentes necesidades de energía para acondicionar térmicamente estas viviendas, lo que genera altos índices de vulnerabilidad energética y es a la vez un dividendo energético de por vida para las familias [2]. Esta evidencia es reafirmada mediante el análisis de resultados de diversas simulaciones térmicas de viviendas sociales. Las razones de esta problemática son múltiples, que se explican por los bajos estándares de las normativas y requerimientos, pero sobre todo por la falta de desarrollo de diseños de vivienda adaptadas a los diferentes contextos microclimáticos regionales del país.

Fig. 2.-Gráfico de las temperaturas resultantes para la vivienda tipología Villa Shangrilá III, orientación de fachada principal al Norte. Archivo de clima generado a partir de datos del Ingeniero Agrónomo, magister en Ingeniería Agrícola Walter Valdivia, docente de la carrera de Ingeniería Agrícola UdeC, Chillán. Simulación programa Design Builder, versión 3.1.0.036. Elaboración Grupo Prótesis.

Por medio de una metodología de “Investigación vía diseño”, en el primer año del proyecto, se elaboraron paralelamente a la indagación general, subtemas que permitieron analizar un gran número de casos y experiencias en materia de vivienda social, tanto a nivel país, como específicamente en la región. Complementado con diversas fuentes bibliográficas, se rescatan tres patrones comunes los que se repiten como características del diseño que se ha venido realizando durante las últimas cuatro décadas, de esta manera, en las políticas de viviendas de interés social chilena, se resume la problemática expuesta:

a) La desconexión desde perspectivas espaciales y materiales con los ambientes circundantes, tanto a nivel de conjunto como del objeto construido.
b) Recintos de bajo costo construidos con criterios de confort medioambiental muy básicos, insuficientes superficies de vanos para captación solar pasiva. A lo que se suma el uso de pieles de una resistencia térmica inferior a la necesaria, con aislamiento insuficiente y presencia de materias primas expuestas en las paredes exteriores.
c) La ausencia de cualquier tipo de filtro intermedio, o soporte, que dé la posibilidad de brindar cierta adaptabilidad medioambiental o reconfigurabilidad espacial considerando posibles respuestas del usuario ante la variabilidad.

Si bien se ha avanzado en los últimos 15 años, desde el punto de vista de la normativa térmica, fijando condiciones básicas como niveles de aislamiento diferenciado por zonas climáticas, aún es una tarea pendiente que se genere un diseño con las adaptaciones adecuadas en las envolventes, mediante la integración de sistemas pasivos, propios de la arquitectura bioclimática.

PRÓTESIS BIOCLIMÁTICAS

Prótesis [3].
1. f. Med. Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de él.
2. f. Extensión artificial que reemplaza o provee una parte del cuerpo que falta por diversas razones
3. f. Aparato o dispositivo destinado a esta reparación.

Prótesis Bioclimáticas
Se entiende como un dispositivo modular de carácter transicional. Esto significa que va anexado a una vivienda, con el fin de suplir funciones de las que éste carezca. Tales como: problemas de confort térmico, ventilación, iluminación, entre otros.[4]

El término “prótesis bioclimáticas” nace como respuesta a la urgente necesidad de solucionar problemas identificados en las múltiples deficiencias que convergen en la vivienda social. De esta manera, se busca crear un elemento modular de ahorro de energía pasivo, que aporte al mejoramiento del confort interior de las viviendas existentes, como también disminuir su consumo energético que se relaciona directamente con el bolsillo de los habitantes.

Las prótesis proponen desarrollar una adaptabilidad en la arquitectura, integrándose a lo que existe, acomodándose de manera no invasiva a las viviendas, con el objetivo de generar mejoras en términos bioclimáticos. Así, éstas responden de manera eficiente, dependiendo de las variables que correspondan a los contextos medioambientales de sus respectivas diferencias y singularidades microclimáticas. Tales como: radiación solar, temperaturas, ventilación natural y humedades de cada lugar.

Al ordenar teóricamente el concepto de prótesis, surge la clasificación de patología que les da origen, es decir, que para cada problema ambiental existe una solución bioclimática. De esta manera se infieren tres tipologías:

1. PRÓTESIS CONTRA EL FRÍO; son dispositivos para calefaccionar e integran elementos de captación solar y/o de acumulación de calor, utilizando la radiación solar como recurso para captar y almacenar su energía con ayuda de masa térmica. Y posteriormente su liberación en forma de calor, ésta se distribuye por convección en el interior de la vivienda.

2. PRÓTESIS CONTRA EL CALOR; son elementos para proteger de la radiación solar y/o temperatura del aire, que por las condiciones materiales de la vivienda social, afectan directamente el confort interior. Para ello, las técnicas básicas son las de “ventilación y tratamiento del aire” y las de “protección a la radiación”, puede traducirse en dispositivos pasivos para ayudar a la ventilación natural, como en pieles reconfigurables para aislar la temperatura o generar sombra en los puntos críticos de la vivienda.

3. PRÓTESIS PARA LA ILUMINACIÓN NATURAL; son los que se implementan para favorecer la penetración de la luz solar, de manera directa o difusa, para lograr un mejoramiento de la iluminación de espacios interiores, sin tener que acudir preferentemente al alumbrado eléctrico.

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Fig. 3_ Ejemplo de modularidad y progresividad de los componentes.- inserción y combinación de dos tipologías de prótesis en módulo genérico.- Elaboración: Grupo Prótesis.

LA REINTERPRETACIÓN LOCAL: PRÓTESIS
El Rescate de Estrategias Espontáneas de Adaptación.

Se habla de “rescate”, porque desde la observación y estudio en terreno, realizados por estudiantes a modo de subtema de la investigación general, se pudo vislumbrar que las personas autoconstruían sus propias soluciones bioclimáticas de manera espontánea, siguiendo variados patrones evolutivos entre sí. Dicho esto, se toman los casos de análisis, clasificándolos de acuerdo a las estrategias que la gente utiliza para solucionar problemas bioclimáticos y/o espaciales, para luego reinterpretarlos concorde a las necesidades que se evidencian. [5]

El área de estudio se concentra en la Región del Bío Bío, donde se escogen dos sectores con características climáticas claramente diferenciadas: una ciudad en zona costera, en la cual se toma como caso de estudio de Arauco y una ciudad en el interior del territorio, representada por la ciudad de Chillán.

Las diferencias climáticas de ambas ciudades, hacen suponer que debiese existir un tratamiento distinto para diseñar viviendas, con el objetivo de generar adaptaciones desde la fase de proyecto. Sin embargo, en este estudio, se puede constatar que las viviendas poseen idénticos parámetros de diseño, independiente a las características del clima y el entorno en que se encuentran construidas. Esto se debe principalmente a que las dos áreas de estudio pertenecen a la misma zona climática, según la Reglamentación Térmica, donde ambas aparecen clasificadas en el sector número cuatro, y se rigen por los mismos parámetros en la normativa. [6]

De acuerdo a esto, la aparición de adaptaciones autoconstruidas, tienen distintas características, debido a la diferencia climática de cada ciudad. La forma de tratar los espacios intermedios resultan interesantes, ya que se logra detectar una nueva tipología, considerándose de gran relevancia para el desarrollo del proyecto, este es el caso de la costa, donde el patrón de adaptabilidad espontánea que más se repite, es la Chiflonera. [7]

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Fig. 4.-Adaptaciones Espontáneas. El trabajo de campo en ambas zonas elegidas para estos tres años de proyecto. Zona Costera, ciudad de Arauco, se han descubierto elementos interesantes denominados Chifloneras, las que actúan como una doble piel o una exclusa siendo un espacio intermedio previo al acceso. Abajo, en zona Interior, en Chillán, se observan adaptaciones espontáneas como sombreamientos generados en el espacio intermedio de las viviendas. Su impacto es determinante sobre este ámbito transicional interior exterior. Elaboración: Grupo Prótesis.

Así es como se define qué tipo de prótesis se diseñan, ya que es precisamente el registro de estos patrones de adaptación los que permiten la detección de soluciones más eficientes y viables para cada zona, dando paso a la reinterpretación de las adecuaciones para la creación de la prótesis, que toma lo mejor de los elementos locales, siendo un módulo eficaz que ha sido comprobado mediante simulaciones computacionales.

Las prótesis, en esencia, se diseñan para ser fácilmente adicionables y reversibles, para que respondan a las necesidades del ambiente. Según estos conceptos se desarrolla en profundidad tres tipologías, que al complementarse con el análisis teórico previo al estudio en terreno, se clasifican en dos estrategias:

1. Prótesis contra el frío: INVERNADEROS

Un problema recurrente en las viviendas sociales, sobre todo en invierno debido a las malas condiciones de aislación térmica que éstas poseen. Se han registrado casos de adaptaciones autoconstruidas de invernaderos en el área de estudio de Chillán. Para su nuevo diseño se han considerado dos tipos de invernaderos, uno llamado “Invernadero Habitable”, y el otro “Invernadero Caja”. Ambos diseños buscan captar, almacenar y redistribuir la radiación solar al interior de la vivienda, instalándose en alguna ventana de la vivienda.

La diferencia entre estos dos diseños es que el Invernadero Habitable, adiciona espacialidad a la vivienda, mientras que el Invernadero Caja, funciona como un muro trombe. Donde la masa térmica ocupada es el agua, siendo un recurso altamente efectivo. Si bien, una casa podría tener ambos invernaderos, su uso dependerá del espacio disponible que exista, entre otras variables.

2. Prótesis contra las infiltraciones: CHIFLONERA

Esta adaptación es apreciada en casos de viviendas sociales en zonas costeras, ya que los elementos del clima, tales como el viento y la lluvia, suelen provocar problemas evidentes de infiltración de aire, en aquellas que no cuentan con buena aislación. Esto trae consigo no sólo el mayor gasto energético al tratar de calefaccionar las viviendas, sino también problemas más evidentes, como la infiltración de aguas lluvias.

Para poder resolver esto, las personas generan protecciones ante las puertas con elementos reciclados, lo que proporciona una solución que puede ser mejorable. De esta manera, el rediseño de la adaptación contempla el uso de la prefabricación como método constructivo, la modulación de los elementos para evitar pérdidas de material y ahorrar costos, además de la adición de funciones, tales como espacios para secar ropa, o alimentos.

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Fig. 5.-Esquema Invernadero Caja. Se explica la construcción, componentes, materialidad y los conceptos utilizados en el proceso de reinterpretación e ideas de diseño. Elaboración: Grupo Prótesis.

 

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Fig. 6.-Esquema Chiflonera. Se explica el proceso de diseño y la búsqueda de elementos, conceptos, sistemas constructivos y materiales para su reinterpretación y mejoramiento. Elaboración: Grupo Prótesis.

Conclusiones

Dado a la evidente deuda habitacional que hoy existe en Chile, es importante hacer una reflexión sobre la real aplicación y utilidad del saber de la arquitectura y el conocimiento académico en la búsqueda de soluciones a las problemáticas de nuestro país, ya que existe la imperiosa necesidad de resolver problemas que están a la vista, y que día a día son resueltos por los residentes según sus capacidades y recursos, sin lograr resultados realmente eficientes. En consecuencia es necesario, entender la arquitectura como un poderoso instrumento de cambio social, que puede mejorar la calidad de vida de las personas.

Como arquitectos, es importante ser un aporte positivo para el desarrollo del país, sobre todo en combatir la gran brecha habitacional existente, que impacta fuertemente al sector más vulnerable. De esta manera, podemos dar paso para hablar de ciudades sostenibles, siendo conscientes de que una gran parte de la población urbana vive en condiciones de fragilidad. A nuestro juicio, hoy es necesario reformular a nivel país las formas de gestión de éstas políticas que vinculan al mundo empresarial como principal encargado de su diseño y aplicación. Así como también, dar más protagonismo al mundo público creando constructoras dependientes de los municipios u otras formas de gestión pública local, incluso derivando en figuras de autoconstrucción asistida.

Por otro lado, los usuarios y su rol no deben quedar constreñidos a ser receptor de ayuda y su papel debería ser activo. Por ende, habría que explorar alternativas en que los ciudadanos asuman su rol como tales y tomen poco a poco su posición como los determinantes en estas soluciones que no necesariamente deben venir dados por intermediarios privados ni instituciones. Más allá de este punto de vista, estamos en una situación en que se acumulan muchísimos metros cuadrados de viviendas por reparar y reacondicionar, por lo que estas políticas rehabilitadoras en viviendas construidas con financiamiento estatal, deben ser impulsadas con las nociones de ciclo de vida detrás, teniendo como análisis objetivo la durabilidad de las distintas tipologías de vivienda y de los respectivos paquetes constructivos que se han ido favoreciendo con las diversas políticas y normativas.

El proyecto propone por primera vez en Chile, materializar soluciones bioclimáticas apropiadas para cada contexto y ponerlas en valor acercándolas a la gente, generando un atlas progresivo de estrategias. Para luego transformarlas en elementos a prefabricar mediante tecnologías de fácil acceso que permitan su autoconstrucción.

Estas adaptaciones ambientales harán posible la adaptabilidad de acuerdo a los variados contextos microclimáticos de nuestro país, las que aportarán un mayor confort a la vivienda o edificio existente o de nueva construcción, disminuyendo además el sobrecosto económico que supone para el usuario el consumo energético durante toda su vida útil, reduciendo también el enorme costo medioambiental que trae consigo el uso de combustibles tanto fósiles como biomasa para climatización.

El mayor aporte de este proyecto creemos que es colocar un resultado en la mano de quienes tienen muy poco, para facilitar la autoconstrucción de estas adaptaciones, pensado bajo una lógica low-cost y low-tech.

Este esfuerzo de investigación derivado de una tesis doctoral financiada por CONICYT[8], propone poner la investigación mediante diseño (Research by design) como una estrategia al servicio de los más desposeídos, al servicio de los que día a día deben evaluar entre comer o calefaccionar su vivienda, siendo parte de un sistema que todavía no les da una mano para poder vivir en condiciones dignas.

 

El trabajo aquí presentado es un resumen de un año de trabajo colectivo del Grupo Prótesis Bioclimáticas, a cada uno de sus integrantes y a todas las personas que han colaborado con esta investigación, muchísimas gracias.

[1] Agurto, Leonardo tesis. Micro urbanismo bioclimático: el espacio intermedio y sus posibilidades de apropiación y adaptabilidad medioambiental como factor determinante en el habitar colectivo.

[2] Ministerio de Energía, basado en el Balance nacional de energía 2011. “La urgente necesidad de un plan nacional de acción para la eficiencia energética en Chile”. Reporte GIZ para el programa Chile Sustentable. Santiago 2011. Chile.

[3] DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAÑOLA – RAE – Vigésima segunda edición.

[4] Agurto, Leonardo; et al (2014) artículo “Low cost, low tech: experimental bioclimatic prosthesis for social architecture in the south of Chile. New strategies for incremental refurbishment for social housing in different contexts from BioBio Region – Chile”, EnergyForum, Bressanone, Italia.

[5] López, Daniela (2015), seminario “Diagnóstico Bioclimático de adaptaciones espontáneas en la vivienda social. Casos de estudio en la Provincia de Ñuble”, Universidad de Concepción, Concepción, Chile.

[6] Bustamante, Waldo; et al (2009), artículo “Guía de diseño para la eficiencia energética en la vivienda social.”, MINVU, Santiago de Chile.

[7] Tapia, Francisca (2015), seminario “La Chiflonera como patrón local de adaptación medioambiental de la vivienda social de Lota.”, Universidad de Concepción, Concepción, Chile.

[8] Esta idea parte de un capítulo de una tesis doctoral en Energías renovables y Eficiencia Energética realizada por el arquitecto Investigador Leonardo Agurto Venegas en la Universidad de Zaragoza y el Instituto CIRCE(Centro de Investigación de Recursos y Consumos energéticos), gracias al financiamiento del programa Becas Chile de la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología (CONICYT-Chile). Con la idea de desarrollar en concreto estas ideas, se crea el Colectivo de Investigación llamado Prótesis Bioclimáticas, encabezado por Pedro Orellana, Adelqui Fissore, Jimmy Ulloa, Jorge Bizama, Francisca Tapia, Daniela López, Fernando Palma y Sergio Oviedo. Hoy el grupo supera las 10 personas relacionadas mediante diversas disciplinas entre Chile, España y Bélgica. Y cuenta con un grupo multidisciplinario de diseñadores industriales, arquitectos e ingenieros. Web: www.protesisbioclimaticas.cl.