Urbanismo Ecológico. Volumen 6 E-Book

• Herausgeber: Editorial Gustavo Gili S.L.
• Kategorie: Geisteswissenschaft
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2015

Seitenzahl: 112

Beschreibung

Las ciudades consumen recursos, pero ¿podrán en algún momento producir más de lo que consumen y generar una abundancia de energía, alimentos, dinero y riqueza? Demasiado a menudo se cita que más de la mitad de la población mundial vive en ciudades, pero cabe añadir que estas consumen más de tres cuartas partes de la energía mundial. Si las ciudades aspiran a ser más productivas, es imprescindible superar la idea de que la energía no se produce en ellas y de que sus industrias auxiliares se encuentran también lejos. Los jardines verticales de Patrick Blanc son una provocación que invita a cuestionarnos si la producción vertical de alimentos puede integrarse en la ciudad. El trabajo de Sheila Kennedy, de KVA MATx, insinúa un futuro en el que los edificios pueden producir electricidad y, en consecuencia, necesitar menos infraestructura. La ZEDFactory de Bill Dunster es un ejemplo de cómo los principios de comisariado y productividad pueden integrarse en el desarrollo a una escala más urbana, mientras que Kongjian Yu muestra cómo la producción de alimentos en sí no es incompatible con el ocio. Ecociudad Logroño y la ecotorre La Tour Vivante son ejemplos de paisajes híbridos. Las ideas de productividad dentro de la ciudad se expresan en su forma más extrema y productiva en la múltiple estratificación de paisajes y edificios.

Leseprobe

PRODUCIR

Las ciudades consumen recursos, pero ¿podrán en algún momento producir más de lo que consumen y generar una abundancia de energía, alimentos, dinero y riqueza? Demasiado a menudo se cita que más de la mitad de la población mundial vive en ciudades, pero cabe añadir que estas consumen más de tres cuartas partes de la energía mundial. Si las ciudades aspiran a ser más productivas, es imprescindible superar la idea de que la energía no se produce en ellas y de que sus industrias auxiliares se encuentran también lejos. Los jardines verticales de Patrick Blanc son una provocación que invita a cuestionarnos si la producción vertical de alimentos puede integrarse en la ciudad. El trabajo de Sheila Kennedy, de KVA MATx, insinúa un futuro en el que los edificios pueden producir electricidad y, en consecuencia, necesitar menos infraestructura. La ZEDFactory de Bill Dunster es un ejemplo de cómo los principios de comisariado y productividad pueden integrarse en el desarrollo a una escala más urbana, mientras que Kongjian Yu muestra cómo la producción de alimentos en sí no es incompatible con el ocio. Ecociudad Logroño y la ecotorre La Tour Vivanteson ejemplos de paisajes híbridos. Las ideas de productividad dentro de la ciudad se expresan en su forma más extrema y productiva en la múltiple estratificación de paisajes y edificios.

Sub, supra e infraestructuras energéticas

D. Michelle Addington

Parque undimotriz

Pelamis Wave Power Ltd.

Showroompara CR Land Guanganmen Green Technology

Vector Architects

Aux fermes, citoyens!

Dorothée Imbert

Local River:unidad de almacenaje doméstico para peces y verduras

Mathieu Lehanneur, con Anthony van den Bossche

Soft Cities

KVA MATx

ZEDFactory

Bill Dunster

Ecociudad Logroño

MVRDV

La revolución del pie grande

Kongjian Yu

La Tour Vivante, ecotorre

soa architectes

PRODUCIR

PRODUCIR

Sub, supra e infraestructuras energéticas

D. Michelle Addington

Si el “edificio de consumo energético cero” fue el grito de guerra del diseño ecológico de finales del siglo xx, el “desarrollo carbo-noneutral” es el mantra de la actual generación de diseñadores ecológicos. Desde el plan sostenible para Londres defendido por el exalcalde Ken Livingston hasta la iniciativa de la ciudad de Masdar, actualmente en vías de construcción, el plan general “sostenible” a gran escala parte de reconocer que los factores de tensión medioambiental de los sistemas ecológicos, sociológi-cos, políticos y económicos no pueden examinarse, ni mucho menos resolverse, a escala de un edificio. No obstante, muchas de esas mismas debilidades que resultan del examen de los sis-temas a esa pequeña escala siguen estando presentes a escala de la ciudad. Los sistemas, y los sistemas de base energética en par-ticular, no pueden escalarse de un modo geométrico ni tienen límites claros. De hecho, incluso si se aísla un sistema del resto, las múltiples escalas y fronteras seguirían teniendo un peso importante en él. Este ensayo se centrará en un único sistema –la producción y el abastecimiento de energía– para sugerir los tipos de fronteras “funcionales” que pueden conducir a un planea-miento ecológico más eficaz.

Tradicionalmente la planificación de grandes urbanizaciones de nueva planta se ha abordado como si se tratara de una “parce-la”. La parcela consta del terreno y de los edificios y puede acce-der a una infraestructura energética mayor o producir su propia energía. Muchos de los planes más importantes recurren a esta última estrategia, y a menudo incluyen nuevas formas de pro-ducción de electricidad, generalmente mediante fuentes renova-bles, que pueden a su vez revenderse a la red regional, el llamado método plug-in,cuya premisa es que la distribución eléctrica pueda dividirse en paquetes autónomos que funcionen de mane-ra independiente y que sean capaces de sumarse a otros siste-mas regionales. Y aunque la parcelación de la producción de energía permite la instalación gradual de nuevas fuentes renova-bles, no sucede lo mismo en el caso de tener enormes pérdidas. Los sistemas conectados a la red se rigen por una mayor opera-ción de la misma, no por las exigencias energéticas locales de las respectivas parcelas.

La planificación eficiente de las nuevas urbanizaciones requiere un plan exhaustivo para la producción, distribución y consumo de energía a diversas escalas espaciales y mediante múltiples sistemas. La mayor parte de las estrategias de planifi-

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cación parceladas tratan los sistemas energéticos como si pudie-ran caer dentro de un único sistema espacial de corriente alter-na. Sin embargo, muchos recursos renovables, en especial aquellos que son fácilmente divisibles en instalaciones peque-ñas (como los paneles fotovoltaicos o las células de combustible) generan corriente directa. Al volver a conectar estos sistemas a la red de corriente alterna, su eficiencia se reduce hasta un 25 %. Peor aún, muchas de las instalaciones de los edificios funcionan de un modo mucho más eficaz con corriente directa, pero como solo se dispone de corriente alterna, pierden eficiencia. Las pér-didas de eficiencia a ambos niveles son extremadamente perju-diciales para el equilibro de los sistemas pequeños, de modo que es necesario instalar mayor número de equipos generadores. Además de los problemas obvios de su adquisición, instalación y puesta en marcha, el gran tamaño y la concentración de los siste-mas productores de electricidad de baja eficiencia tienen un fuerte impacto no solo en el microclima local, sino también para el albedo a escala regional. La diminución resultante del albedo aumenta el efecto de los gases de invernadero en el cambio cli-mático, aun cuando las fuentes de energía renovables puedan ser de por sí carbononeutrales.

La planificación de las nuevas grandes urbanizaciones nos ofrece la oportunidad única de investigar los siguientes cinco temas:

1. Trazado exérgico de la producción eléctrica

El mayor consumo de combustibles fósiles se produce en la generación de corriente eléctrica alterna, y el mayor consumidor de electricidad es el sector de la construcción. La corriente alter-na es el estándar de abastecimiento y puede considerarse como el “donante universal” de todas las necesidades energéticas. Ahora bien, por más equivalentes que puedan ser las cantidades de distintas formas de energía, esto no se traduce necesariamen-

La producción y el consumo de energía no pueden equilibrarse o examinarse dentro de los límites de un edificio. Los sistemas de producción se optimizan y funcionan a escalas mucho mayores, y la corriente alterna opera solo en la mayor de estas. Los puntos de consumo tienen una jerarquía de interrelaciones que deben ajustarse a cada nivel.

EDIFICIO SUBTERRÁNEO

EDIFICIO SOBRE EL NIVEL DEL SUELO

Corriente alterna

Corriente directa

Baja temperatura geotérmica

Toma a tierra

Solar (térmica no concentrada)

Tipo de consumo (trazado exérgico)

(Des)acoplamiento del suministro/consumo

Distribución de fuente

“Minado” térmico

Cantidad de consumo

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te en una calidad equivalente; 100 Wh de electricidad tienen la misma cantidad de energía que 100 Wh de calor, pero la electrici-dad es energía de mayor calidad, tiene una mayor variedad de usos y es capaz de someterse a más conversiones antes de alcan-zar su forma final de calor. Pero como no podemos disponer de electricidad de una forma natural, concentrar energía de baja intensidad para producirla se traducirá en grandes pérdidas, de modo que los 100 Wh de electricidad conllevan una gran deuda energética, incluso previa al consumo, mientras que el calor, del que sí puede disponerse de forma natural, no conlleva pérdida alguna. Existen tres tipos de necesidades energéticas en los edi-ficios: 1) la energía eléctrica para corriente e iluminación; 2) la energía mecánica para motores, compresores y equipos rotato-rios; y 3) la energía térmica para la climatización y agua caliente. Como no disponemos de medios fácilmente reproducibles para generar directamente energía mecánica a pequeña escala, toda la energía suministrada para cubrir las necesidades mecánicas de un edificio debe partir de la electricidad, dejándonos tan solo con un par de suministros: el eléctrico y el térmico. Los princi-pios de la exergía nos llevarían a adaptar las formas de suminis-tro energético a los tipos de energía requeridos, evitando así el uso de la electricidad para cubrir necesidades térmicas. Más aún, la producción de energía eléctrica cuenta también con varios niveles exérgicos que dependen del modo de producción: el hidroeléctrico conlleva las pérdidas más bajas y el fotovoltai-co las más altas. Si consideramos las pérdidas reales que implica el desajuste entre las distintas formas y calidades energéticas, tendremos una idea más precisa de las consecuencias que las deudas energéticas implican en nuestros edificios.

2. Sistemas de corriente directa y consumidores

Como ya hemos visto, cualquiera de las fuentes de energía renova-ble a pequeña escala, entre las que se incluyen las células de com-

Información correlativa térmica y del uso de tierras para Atlanta según las mediciones del satélite Landsat

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bustibles y los paneles fotovoltaicos, generan corriente directa; conectarlas a la red de corriente alterna produce una pérdida energética de hasta un 25 %. Aun así, todos los equipos digitales funcionan con corriente directa. Además, el mayor crecimiento de la tecnología de iluminación se está produciendo en el campo de los diodos emisores, que también funcionan con corriente directa. La conversión de corriente alterna en corriente directa puede suponer otro 10 % de pérdidas. En consecuencia, no solo se produ-ce una importante pérdida de energía al reconfigurar los equipos digitales para que funcionen con una infraestructura eléctrica estándar de un edificio, sino que la ineficacia adicional de la reconversión eleva la cantidad de calor interno, ya de por sí alta, que el equipo eléctrico genera. Y esto, a su vez, implica otras con-secuencias, como que la electrónica de semiconductores pierda eficiencia al subir la temperatura ambiente. Como resultado, se crea un círculo vicioso en el que se libera aún más calor residual al

Radiación térmica media a lo largo de la costa este de Estados Unidos según las predicciones del Land Information System de la NASA para el 11 de junio de 2011

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Sub, supra e infraestructuras energéticas

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entorno, es decir, se reduce aún más la eficiencia y aumentan las cargas de climatización. A medida que construimos y expandimos las infraestructuras, los sistemas eléctricos separados nos permi-tirían adaptar mejor la producción al uso de la energía. Los siste-mas distribuidos permitirían una corriente alterna autónoma y sistemas de abastecimiento de corriente directa no solo mucho más eficientes, gracias a una mayor compatibilidad exérgica, sino también más fiables debido a su menor escala.

3. Escalado óptimo de los sistemas energéticos

Las escalas espaciales para los distintos sistemas de suministro eléctrico determinan sus eficiencias operativas. Como regla general, cuanto mayor sea la calidad de la energía, más eficiente será para concentrar (centralizar) su producción y eliminar pasos repetidos, cada uno de los cuales libera un excedente de calor. La corriente eléctrica alterna, la energía de mayor calidad, se distribuye más eficazmente desde grandes instalaciones que desde instalaciones pequeñas. A medida que las tecnologías mejoran, vemos cómo empieza a reducirse la escala óptima de un nuevo sistema, aunque siga manteniéndose a la escala regional. La corriente eléctrica directa producida por células de combusti-bles o paneles fotovoltaicos –y no desde la corriente alterna– se optimiza solo a escalas muy pequeñas. Aun así, ambos sistemas operan a escalas que no guardan relación con la de un edificio, incluso en los casos donde los equipos generadores puedan ubi-carse dentro del solar de un edificio o un grupo de edificios.

A diferencia de los sistemas eléctricos que no requieren guar-dar relación con el lugar, la energía geotérmica y la energía tér-mica solar de baja temperatura sí que guardan relación con él. Sin embargo, existen lugares que vienen determinados por pro-cesos naturales que no siempre coinciden con los de una propie-dad. La geotermia de baja temperatura tampoco es un recurso infinito, y debe utilizarse cuidadosamente en lo que se refiere a sus índices de reabastecimiento y su impacto en las estructuras subterráneas. La energía térmica solar es la única fuente que se encuentra dentro de los límites de un edificio; aunque su efecti-vidad, eficiencia y rentabilidad pueden mejorarse ligeramente agrupando los sistemas de captación y compartiendo las bom-bas y el almacenaje, todavía es un modo de suministro optimiza-ble fácilmente a escala de la mayor parte de proyectos edilicios. Lo más cercano hoy a una solución ideal es utilizar suministros de baja intensidad para el abastecimiento de una necesidad de la misma intensidad, sobre todo para el agua caliente sanitaria. Este también es un tipo de sistema que tiene implicaciones directas para los procesos de proyecto.

4. Disipación de calor

Dado que las cargas eléctricas y lumínicas han pasado a ser las mayores ganancias internas de calor en los edificios, debemos

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reconsiderar los métodos adecuados para disipar este exceso de calor. Los sistemas convencionales de climatización dependen de la absorción entálpica del aire en circulación para disipar el calor, diluyendo y distribuyendo las ganancias caloríficas por todo el edificio. En lugar de pensar en el edificio como un volu-men homogéneo que libera calor al entorno en invierno y lo gana en verano, deberíamos imaginarlo como un ensamblaje de fuen-tes y de disipadores de calor. Las fuentes de calor abundan en los edificios: equipos eléctricos (luminarias incluidas), cuerpos humanos, procesos de combustión en cocinas o calefacciones, el uso del agua caliente, la energía solar transmitida por las super-ficies transparentes y las masas térmicas que absorben el calor de diversas fuentes. Los disipadores de calor son menos preva-lentes, pero incluyen superficies exteriores más frías en contacto con el edificio,