Resumen: T-016

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El Vidrio en la Construcción y su aplicación en Equipamientos Urbanos de la Región NEA, según Principios de Arquitectura Bioclimática

Boutet, María Laura - Jacobo, Guillermo José

Cátedra “Estructuras II” - Facultad de Arquitectura y Urbanismo - Universidad Nacional del Nordeste Avenida Las Heras Nº 727 - (3500) - Resistencia - Provincia del Chaco, República Argentina E-Mail: lauraboutet@arq.unne.edu.ar - gjjacobo@arq.unne.edu.ar

Introducción

La presente investigación responde al conocimiento de la situación actual en la Región NEA, que se caracteriza por la producción de hechos arquitectónicos totalmente opuestos a los principios bioclimáticos y al bienestar higrotérmico de los usuarios. El equipamiento urbano, incluyendo edificios públicos e institucionales, se ve afectado: a) por un diseño que no contempla el uso racional de la energía, utilizándose equipos de acondicionamiento mecánico,

lo que redunda en el elevado consumo energético, generando en ocasiones un despropósito en las inversiones públicas;

b) por el desconocimiento de los comportamientos reales de los materiales frente a la acción del clima de la Región, siendo el vidrio uno de los protagonistas;

c) por la implementación de prototipos uniformados, concebidos a partir de cuestiones cuantitativas (política electoralista, economía de obra, bajos costos empresariales, etc.) y no en cuestiones cualitativas referentes a la calidad de vida humana. Se ejecutan envolventes constructivas herméticas, pues se descarta de antemano que éstas tengan capacidad protectora ante las cargas climáticas externas.

Por otra parte, con el aumento excesivo del costo de las energías no renovables (petróleo, gas, carbón, electricidad, etc.), nos encontramos ante la necesidad de reactivar el uso de las energías renovables, tales como la solar, la geotérmica y la biomasa. Naturalmente, la más importante es la energía solar, y con el correcto tratamiento de los componentes arquitectónicos y los materiales, en este caso, el vidrio, se puede optimizar el aprovechamiento de la misma, reduciendo los daños al medio natural y humano. Con este trabajo se prende brindar un aporte a partir del reconocimiento del uso y aplicación del vidrio en equipamiento urbano, en distintas escalas de estudio, internacional, nacional, regional, hasta focalizar en casos acotados de Resistencia y Corrientes, principal nodo urbano de la Región NEA, como una alternativa de resolución tecnológica – estructural. Los primeros resultados de este trabajo han sido transferidos a la comunidad universitaria, de la siguiente manera: • Publicación: “El vidrio en la Construcción y su Aplicación en Equipamiento Urbano de Interés Social en la Región

NEA, según Principios de Arquitectura Bioclimática”, ejecutada en el 2004 en la cátedra “Estructuras II”, publicada en la Biblioteca Roberto Champion de la FAU–UNNE, Resistencia, Chaco, Diciembre 2004.

• Ponencia presentada en la “Reunión Anual de Docentes e Investigadores del Área de la Tecnología y Disciplinas Afines. ATyDA 2005”, con el tema “Aplicación de Lineamientos sobre el Uso del Vidrio en Equipamiento Urbano de Interés Social de la Región NEA, en la Cátedra Estructuras II. FAU – UNNE”, FAU-UNNE. Resistencia, Chaco, Argentina, 15-17 de junio de 2005.

Materiales y Métodos Para el desarrollo de la investigación se parte de la información extraída de fuentes especializadas sobre los ejes temáticos que conforman la Etapa Cognoscitiva, bibliografía técnica, trabajos de investigación publicados, normativa vigente, herramientas informáticas y además se consultó a fabricantes y proveedores nacionales y locales. Esta información se sistematiza en fichajes y catálogos, conformando un Marco Teórico Conceptual, que sirve de base a la siguiente etapa, de Operacionalización. Se puntualiza la investigación en ejemplos de equipamientos urbanos singulares (edificios públicos o institucionales) de las ciudades de Resistencia y Corrientes en los que se aplica el vidrio como elemento constitutivo de la envolvente: a) Sede del Banco de la Provincia del Chaco (1971) en Resistencia; b) Sede del Banco de la Provincia de Corrientes (1971), donde actualmente funciona el Poder Judicial. Para comprender la génesis y funcionamiento de ambos objetos arquitectónicos, se ha realizado un análisis integral de cada uno, haciendo hincapié en las condiciones de confort, protección climática y manejo energético. Se ha efectuado la recopilación de documentación técnica proveniente de bibliografía específica y de las reparticiones públicas correspondientes, entrevistas a informantes calificados pertenecientes al Servicio Técnico del Banco del Chaco y la Dirección de Arquitectura del Poder Judicial, Corrientes, y relevamiento fotográfico y físico – sensible. Una vez concluidos los estudios necesarios, se formularán lineamientos y recomendaciones sobre la correcta aplicación del vidrio en la construcción, detallando técnicas factibles de ser extrapoladas al NEA. Discusión de Resultados

A partir del estudio sobre el origen y evolución del vidrio la historia de la arquitectura, se ha verificado la importancia del empleo de este material, acentuándose el aspecto simbólico de su relación con la luz, la transparencia como metáfora de lo espiritual y lo inmaterial. En el siglo XIX, pasó a expresar un espíritu optimista que cree en la razón, la tecnología y el progreso que subyace en la arquitectura racionalista, convirtiéndose, en el siglo XX, en el material idóneo para simbolizar la transparencia de las instituciones democráticas. Partiendo de este contexto, se profundiza en

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Sucursal de Charata. Chaco. Sucursal de San Bernardo. Chaco. Sucursal de Santa Silvina.

Chaco.

los aspectos tecnológicos del vidrio como material de construcción, como sistema estructural y la relación del mismo con el confort higrotérmico. Las cada vez mayores exigencias de la construcción con vidrio, han obligado a desarrollar diferentes respuestas técnicas que solucionasen problemas como: la radiación solar con entrada masiva de luz y calor, el efecto invernadero, la falta de aislamiento térmico y acústico, los reflejos, la transparencia verdosa, las dimensiones máximas de fabricación y la resistencia mecánica. El creciente uso del vidrio en la Arquitectura presenta nuevos retos en el diseño estructural para garantizar el éxito de construcciones singulares, como los sistemas de fijación puntual, frentes integrales, piel de vidrio, con sus ventajas de liviandad, rapidez de ejecución y concepto modular. Por otra parte, los sistemas constructivos vigentes para la materialización de los edificios en la región NEA, en los que el vidrio se combina con otros materiales de la envolvente perimetral: Hº Aº, metales, madera, mamposterías varias, generan muchas veces importantes problemas de fracturas por choque térmico, ausencia o ineficacia de juntas de dilatación, puentes térmicos en sus uniones con la carpintería, generando sensaciones de disconfort en las zonas cercanas a las aberturas, condensaciones intersticiales y/o superficiales, las cuales son potenciales orígenes de deficiencias o patologías constructivas. Los diseñadores debieron adaptar las soluciones a los avances de la técnica, que hicieron posible la nueva arquitectura de vidrio, hasta llegar a lo que se conoce como edificios inteligentes. Se han concretado, según los casos, acristalamiento simple, doble vidriado hermético (DVH), construcciones multicapa o conceptos globales de fachada, en una amplia gama de soluciones como: variar la composición del vidrio, agregar elementos entre capas, incluir sistemas activos o pasivos de control del sol y del calor, o combinar varios de estos recursos. La mayoría de estas soluciones, que permiten un notable ahorro energético, no se verifica en la Región NEA por su elevado costo, pero serían ampliamente beneficiosas. Estudiando el impacto que producen todas las operaciones a que se debe someter a la materia prima del vidrio para su uso en la construcción, se aborda el “Análisis del Ciclo de Vida del Vidrio” (ACV), evaluando los procesos desde su producción, distribución, uso, mantenimiento, conservación y recuperación a través de la reutilización o reciclaje, para incorporarse a un nuevo ciclo; las entradas (recursos, energía) y las salidas (emisiones, productos, residuos), en el marco de la Norma IRAM-ISO 14.040. Dicha norma, reconoce que el ACV está todavía en una etapa temprana de su desarrollo, lo cual ha sido una dificultad hallada en el proceso de investigación. No obstante, con la información extraída de bibliografía específica, los procedimientos del programa informático “Sima Pro 5.0” (Metodología Eco-Indicator ’99.) y de acuerdo a la metodología que establecen las Normas IRAM 14.040, se ha realizado un esbozo del ACV del vidrio plano. La producción de vidrio supone un elevado gasto de energía (los hornos de fundición trabajan a 1500 ºC promedio) y la explotación de recursos no renovables para obtener las materias primas (silicio y óxidos metálicos). Sin embargo, cabe destacar su fácil reciclabilidad (100%), por lo que si su uso es por esta vía, se atenúa el efecto medioambiental negativo, permitiendo concretar los conceptos bioclimáticos en las obras de arquitectura. Se ha detectado que el mayor impacto ambiental que genera el uso del vidrio en la construcción, es el “consumo energético en la edificación arquitectónica”, donde sea necesaria la iluminación interior para algún tipo de actividad productiva (económica, cultural, educativa, etc.), como así también la climatización (calefacción, refrigeración, ventilación, etc.) de los espacios interiores, totalizando el 75% de consumo energético. Esto se debe a su reacción a la energía radiante. El vidrio funciona como una especie de válvula: deja pasar la radiación solar pero impide, al menos parcialmente, la salida de la radiación reflejada. El problema más importante es evitar que el vidrio se comporte negativamente como “un gran disipador de energía calórica”. Actualmente se pueden controlar los comportamientos como si fueran “pieles activas”, asimilables a la “piel humana”, interactuando con el medio ambiente inmediato. Se puede mencionar el “efecto chimenea” (principio del Muro Trombe), el sistema de doble piel, la ventilación inducida, la incorporación de elementos físicos o químicos de control de la iluminación, inclusión interior de jardines (sistemas de microclimas). En otras palabras, se puede mejorar el funcionamiento de la fachada en lugar de estatizarla, combinando estos sistemas activos con disposiciones de diseño bioclimático y tecnológicas pasivas (no contaminantes en todo sus ciclos de vida, con materiales naturales renovables y materiales industriales reciclables), alcanzando verdaderas arquitecturas inteligentes. A partir de la indagación de obras optimizadas energéticamente a nivel internacional, se puede realizar un análisis pormenorizado de los errores arquitectónicos en nuestra región, seleccionando como casos de estudio la Sede del Banco de la Provincia del Chaco (1971, Arqs. Antonini, Schön, Zemborain & Asociados), en Resistencia y sucursales del interior del Chaco y la Sede del Banco de la Provincia de Corrientes (1971, Arqs. Solsona, Manteola, Sanchéz Gomez, Viñoly), actualmente el “Poder Judicial”, ambos ejecutados por medio de concursos nacionales de arquitectura, obteniendo los primeros premios. A través de un Concurso Nacional para el Banco del Chaco se buscó encauzar a los participantes con ciertas pautas de diseño: condiciones de la zona, orientación del terreno e implantación del mismo dentro de la trama urbana, estudiando cuidadosamente los tratamientos de frentes y techos para no recargar los sistemas de confort ambiental activos interiores. Los proyectos ganadores correspondientes a las tipologías del interior del Chaco, presentan como factor

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Sede del Banco de la Provincia del Chaco. Resistencia.

Fachada vidriada del Banco del Chaco y

estructura de parasoles.

Fotos fachada Este y Sur Sede

Poder Judicial. Corrientes.

común la incorporación de una “recova-calle peatonal” de fuerte connotación urbana, un gran espacio de transición entre el interior y el exterior. Este espacio aireado que también incorpora el verde, sirve de verdadero colchón térmico permitiendo a la planta operativa bancaria ser absolutamente vidriada, con largas y atractivas visuales sobre la plaza central. También se utiliza el recurso de doble techo con cámara de aire intermedia. Comparando las sucursales del interior con la Sede Central del Banco del Chaco, se puede observar que la idea original de la recova como espacio de integración cultural y protección climática, no se concreta plenamente, utilizándose solo para circulación vertical. El edificio de 11.500 m2 se halla protegido de la acción solar por la caja exterior independizada de los planos vidriados en tres de sus fachadas, constituida por la estructura perimetral de hormigón y un parasolado metálico. En la parte superior, un sobretecho de losetas de hormigón completa la protección exterior contra la radiación solar. Las condiciones de confort se hallan reguladas por el sistema de acondicionamiento central por conductos, habiéndose ubicado en el perímetro de las plantas tipo, equipos individuales complementarios. En las tres primeras plantas correspondientes al Banco, no hay posibilidades de ventilación natural, ante cualquier eventualidad de desperfectos en las instalaciones, ya que el cerramiento vidriado es hermético, mientras que en las plantas superiores, pertenecientes al Poder Legislativo, existe ventilación natural perimetral a través de aberturas en los paños vidriados a nivel de zócalo tipo banderola, aunque se detecta una distribución inapropiada de las oficinas, en la parte central de los pisos, sin acceso a dicha ventilación. Cada cuadro de la carpintería está compuesto por dos paños de vidrio templado (10 mm) vinculados con adhesivo siliconado que ha perdido su vida útil, detectándose filtraciones en varios sectores, lo que hace evidente los problemas de impermeabilización y por consiguiente, de aislación térmica. La sede Central del Banco del Chaco no puede considerarse una obra de arquitectura sustentable, pues si bien se ha tenido la intención de utilizar una tecnología de protección climática, ha sido implementada deficientemente, produciéndose un gran consumo energético, lo cual genera altos gastos para mantener el edificio en funcionamiento. Tal es así que en verano, parte del sistema de aire acondicionado sigue funcionando incluso los fines de semana, para poder mantener el edificio en condiciones de temperatura y confort agradables, siendo el consumo energético de 203.640 Kw/h en febrero, mientras que en invierno es de 98.400 Kw/h en el mes de agosto. De esta manera infringe o contradice los principios de sostenibilidad, fundamentalmente en el aspecto económico. El caso del Banco de Corrientes (1970), desde 1998sede del Poder Judicial, es aún más crítico, ya que fue proyectado sin la estructura de parasoles externa, bajo las condiciones climáticas de la ciudad de Buenos Aires. La solución volumétrica responde al programa arquitectónico, pero no a la situación del sitio geográfico de implantación (cálido-húmedo). Esto se verificó antes de su inauguración al hacerse el ensayo general de los equipos electromecánicos de acondicionamiento ambiental, los cuales no podían alcanzar el confort interior, por lo que se debió construir la estructura de parasoles perimetral sobre el volumen acristalado, adosada a la estructura del edificio, para lo cual hubo que reforzar las bases. Al finalizar la década de 1990 se debió incorporar equipos electromecánicos individuales de acondicionamiento ambiental sobre una de las fachadas, pues los equipos centrales no satisfacían correctamente la demanda interna de acondicionamiento ambiental: En lugar de mejorar la capacidad aislante del edificio se decidió consumir más energía!!!. La instalación de climatización del edificio posee una capacidad de 1.524.000 Fg.hs. Las unidades complementarias instaladas desde la refuncionalización del inmueble, alcanzan a una capacidad equivalente al 30,50 % adicional a la instalación central. El consumo energético en los meses picos de verano e invierno ronda en valores similares a los del Banco del Chaco, siendo de 150.000 Kw/h a 200.000 Kw/h en enero y de 100.000 Kw/h en agosto. La zona de transición (0.71 m) entre la fachada de vidrio y la estructura de parasoles funciona como un neutralizante parcial de la pérdida de calor (ó frío) del vidrio que se produce por transmisión. Al posicionarse las tablillas a más de 45° favorece la circulación vertical del aire (por convección). Sin embargo, debido a necesidades de iluminación natural, se cambia de posición los parasoles para obtener mayor iluminación natural, perdiendo de esta manera el efecto

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Fotos desde el interior del cuerpo vidriado con y sin

parasoles. A la izquierda, detalle de equipos compactos

entre fachada vidriada y parasoles.

aislante. A diferencia del Banco del Chaco existen paños fijos y hojas de abrir o vasculantes en todos los pisos, aunque se recomienda mantenerlas cerradas porque el edificio está concebido para trabajar presurizado, en especial al poseer todas las paredes del área central y frente sur vidriadas, con un microclima creado artificialmente. Si existen ventanales abiertos la fuga del aire frío desequilibra el sistema, no alcanzando la planta una temperatura confortable. Además, se abren las pocas ventanas existentes, otra muestra de falta de concientización y cuidado de los usuarios del edificio. Aprovechando el desmonte de los parasoles que se está realizando actualmente para obras de limpieza y pintura, el personal del Poder Judicial pidió que se dejen definitivamente sectores sin los mismos, para lograr una mayor iluminación natural, lo que va en detrimento de la aislación térmica. Se está efectuando también el masillado de los vidrios ya que se producían filtraciones por lluvias, al haberse resecado los burletes de los marcos, lo cual evidencia además puentes térmicos en el contacto entre el vidrio y la carpintería. El sistema utilizado para cerramiento en el área gerencial (fachada sur), es novedoso en la región. Está constituido por carpintería de doble vidriado con dos paños de vidrio laminado tonalizado de 8mm de espesor cada uno, con una cámara de aire, en cuyo interior se dispone un sistema de persianas de accionamiento interno (tipo venecianas). El error está en la orientación de dicho sistema al Sur, al igual que las demás fachadas vidriadas situadas en orientaciones plenas, recibiendo las radiaciones del Este y Oeste. Conclusiones

Se ha detectado que la adecuación ecológica de los edificios construidos en nuestra zona nunca fue considerada, y hasta se duda que se tenga conocimiento del mismo por parte de los profesionales e instituciones actuantes. Este factor se introduce en el mejor de los casos en instancias posteriores del diseño, disimulando las falencias ecológicas de los proyectos, teniendo que recurrir a la colocación de dispositivos de protección solar o aumentar el consumo energético para climatización interior, y ni aún así responden satisfactoriamente a las condiciones de confort. El desarrollo tecnológico de los sistemas activos de acondicionamiento ambiental (electromecánicos), debido a los bajos costes de los combustibles antes de 1970, además de las tendencias arquitectónicas imperantes, como el “Estilo Internacional”, la “Arquitectura Pop” (Archigram), la “Arquitectura de Sistemas”, el “Metabolismo japonés”, derivó en una arquitectura indiferenciada, repetitiva en cualquier situación geográfica - cultural. Claro está que los arquitectos de esta época buscaron manifestar el progreso, a través de la modernización, adoptando una arquitectura internacionalmente reconocida como progresista, pero totalmente fuera de contexto, arquitectura como futuro que niega el presente, la realidad socio - cultural y las referencias históricas. Consecuentemente se produce el impacto de la obra sobre el entorno, o la existencia autónoma de la misma en relación a la imagen urbana tradicional. A causa de todas estas negligencias, el ambiente reclama a los arquitectos una nueva postura comprometida con las cuestiones ambientales. Tanto los diseñadores (arquitectos e ingenieros), los constructores y los usuarios (la población mundial) actúan e interactúan sobre los factores básicos del hábitat humano, teniendo una responsabilidad especial con respecto al mismo, pues según el diseño arquitectónico, la tecnología de construcción adoptada y los materiales de construcción elegidos, depende el comportamiento energético de la edificación arquitectónica en su tiempo de vida útil. Con una correcta utilización del vidrio, aprovechando sus propiedades específicas y aplicando las técnicas constructivas procedentes, según principios de arquitectura bioclimática adecuados a las condiciones climáticas de la Región NEA, se alcanzarán los rangos de confort, reduciendo a su vez el consumo energético, optimizando así la inversión pública en equipamiento urbano de interés social. Bibliografía Consultada

ALÍAS, Herminia María & JACOBO, Guillermo José, Situación Higrotérmica Energética y Ambiental de la Construcción Arquitectónica en la Región Nordeste Argentina, MOGLIA Ediciones SRL, Corrientes, Argentina. ISBN Nº 987-43-7744-5. 2004. ALÍAS Herminia María & JACOBO, Guillermo José & PILAR de ZALAZAR Claudia Alejandra, Calidad Térmica Edilicia: Algunos factores constitutivos, condicionantes y determinantes del problema higrotérmico en las construcciones. Publicación didáctica de la cátedra "Construcciones II" de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo-UNNE, Biblioteca Técnica “Arq. Roberto Champion” de la FAU-UNNE, Resistencia, Chaco, Argentina, 2000. BOUTET, María Laura & JACOBO, Guillermo José, El Vidrio en la Construcción y su Aplicación en Equipamientos Urbanos de Interés Social en la Región NEA, según Principios de Arquitectura Bioclimática, publicación didáctica de la cátedra “Estructuras II” de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo-UNNE, Biblioteca Técnica “Arq. Roberto Champion” de la FAU-UNNE, Resistencia, Chaco, Argentina, 2004.- JACOBO, Guillermo José, “Arquitectura del Siglo XX para el Siglo XXI” – Moglia Ediciones SRL, Corrientes, Argentina. ISBN Nº987-43-8689-4. 2004. JACOBO, Guillermo José, Hábitat humano, medio ambiente y energía. Análisis de consumo energético con valoración ecológico-toxicológica de rubros constructivos para obras de arquitectura en el Nordeste de Argentina, Ediciones Moglia SRL, Corrientes, Argentina, ISBN Nº 987-43-6784-9. 2003.