Soluciones basadas en la naturaleza en las escuelas: Una forma verde de adaptar los edificios al cambio climático en Solana de los Barros, Extremadura (España)

Solana de los Barros es un municipio de la provincia de Badajoz, perteneciente a Extremadura, una de las diecisiete comunidades autónomas de España.

Sobre la base de los modelos climáticos desarrollados por el IPCC e incluidos en los Escenarios Regionalizados de Cambio Climático para Extremadura, se espera que las temperaturas medias máximas y mínimas en esta región aumenten aproximadamente 4 °C a finales del^siglo XXI (escenario de altas emisiones - A2). Teniendo en cuenta que en los meses más calurosos la temperatura puede alcanzar los 35°C, es de gran importancia tomar medidas para contrarrestar el aumento térmico que se puede experimentar dentro de los edificios. Además, se ha observado una disminución en los días fríos y un aumento en los días calurosos. Si esta tendencia continúa, se espera un aumento de las olas de calor. Teniendo en cuenta el mismo escenario, se espera que las precipitaciones anuales disminuyan ligeramente a finales del^siglo XXI, y se espera que el porcentaje final sea un 20% más bajo que en la actualidad.

Se espera que los edificios escolares se enfrenten a múltiples desafíos en las próximas décadas, pidiendo una renovación completa y una mejor consideración de las medidas de aislamiento para garantizar la salud y el bienestar de los estudiantes y el personal escolar.

Desde la perspectiva del cambio climático, la gestión del agua de escorrentía representa un desafío adicional, que conduce a un aumento en el costo del tratamiento de aguas residuales para las alcantarillas y una disminución en el agua disponible en los acuíferos.

Junto con el cambio climático, como ya se reconoció desde la Evaluación de Ecosistemas del Milenio 2011, en los últimos 50 años España ha experimentado un proceso acelerado y sin precedentes de alteraciones como consecuencia de la insostenibilidad del modelo de desarrollo económico predominante y el estilo de vida asociado a él. Se han promovido cambios drásticos en el uso de la tierra, que actualmente son el principal impulsor directo del deterioro de los ecosistemas y la pérdida de biodiversidad en el país.

El objetivo general de la NbS implementada es contribuir a aumentar la resiliencia de los edificios utilizados para la educación en la región de Extremadura a los períodos cada vez más frecuentes de escasez de calor y agua causados por el cambio climático en los países del sur de Europa, mejorando el bienestar de los estudiantes y el personal que trabaja en este tipo de edificios.

Para lograr este objetivo general, este estudio de caso persigue una serie de objetivos específicos:

1. Mejorar el conocimiento de NbS a nivel de edificio.
2. Análisis de la relación coste-beneficio de las NbS como herramientas de adaptación al cambio climático.
3. Promover acciones de gobernanza para mejorar la transferibilidad de las soluciones implementadas facilitando su inclusión en la normativa local, regional y nacional.
4. Transferir y replicar los prototipos de NbS implementados y probados en este estudio de caso, a través de iniciativas de desarrollo de capacidades para personal especializado.

Varias NbS fueron diseñadas, implementadas y probadas en una escuela primaria en Solana de los Barros (Badajoz, Extremadura, España), como parte del proyecto myBUILDINGisGREEN LIFE.

Las medidas aplicadas pueden clasificarse en cuatro categorías principales: techos verdes, fachadas verdes, ventilación y desarrollo de áreas al aire libre.

En primer lugar, se han implementado techos verdes en el edificio de la escuela. Los techos verdes son una opción prometedora para reducir la temperatura en los edificios al tiempo que aumentan la biodiversidad local, hacen que el entorno de vida sea más agradable y brindan la opción de una experiencia de aprendizaje directo sobre la adaptación al cambio climático para los estudiantes.

El edificio piloto probó tres tipos de techos verdes con una variedad de más de 25 especies de plantas nativas. La primera solución fue un techo verde extenso (mBiGCUVE 1), mientras que la segunda solución fue un techo con una cámara de aire interior ubicada entre el techo y el sustrato de vegetación (mBiGCUVE 2). Se probó para retener temperaturas más altas, al tiempo que mejoraba los niveles de humedad y, por lo tanto, reducía las demandas de riego auxiliar. La tercera solución incluyó un sustrato más sostenible (mBiG-SUS) que permite una mejor filtración del agua de lluvia. La principal sostenibilidad de este sustrato radica en el hecho de que está compuesto por áridos reciclados para la realización del drenaje del techo. Dos de estos techos verdes reutilizan el exceso de agua por gravedad para que esté disponible para el riego.

La segunda categoría de NbS son las fachadas verdes. El sistema de fachadas verdes implementado incluye un sistema de maceteros colocados en estructuras metálicas paralelas y perpendiculares a las fachadas de los edificios. Incluye plantas trepadoras que protegen la fachada de la luz solar. También hay un sistema de toldo vertical con sustrato mineral para el crecimiento vertical de la vegetación. Incluye plantas para riego hidropónico que incorpora nutrientes al sistema y permite su crecimiento en el sustrato mineral. En un pasillo interno del edificio, se ha instalado un jardín vertical interior con una amplia variedad de especies de plantas para mantener niveles adecuados de humedad y contener las altas temperaturas experimentadas en esta sala. Este sistema requiere mantenimiento y poda continuos para evitar la caída de la pared debido al sobrepeso.

A continuación, se incluyó un sistema de ventilación en el edificio, que permite que el aire fresco circule en la escuela durante las horas de la noche y la mañana (9:30-10:00 / 12:30-13:00). El sistema de ventilación natural inducida se creó programando el cierre y apertura automáticos de cinco ventanas. Esta medida enfría el ambiente y reduce las concentraciones interiores de CO2 y favorece la reoxigenación dentro de las aulas.

Otras intervenciones se llevaron a cabo en el patio de recreo de la escuela. Además de plantar árboles para el sombreado natural, se han implementado varias medidas como:

• Pérgola Vegetada: incluye un sistema de macetero montado en estructuras metálicas similares a la descrita para la fachada verde, pero sin anclaje a las fachadas de los edificios. Incluye plantas trepadoras de hoja caduca.
• Pavimentación porosa: Superficies permeables que mejoran la infiltración del agua de lluvia, reduciendo la escorrentía en el sistema de alcantarillado. Este tipo de pavimento también permite el crecimiento de vegetación natural.
• Estructuras de madera para sombreado de áreas recreativas: estas estructuras están ubicadas en parques infantiles con una alta tasa de ocupación por parte de los alumnos. Fueron diseñados en colaboración con la comunidad educativa del edificio piloto.

Con el fin de medir el impacto de las soluciones implementadas en el edificio piloto, se ha desarrollado un plan de seguimiento y se han llevado a cabo las mediciones. Como las NbS requieren mucho tiempo antes de que todos los efectos sean medibles, el esquema de monitoreo continuará después del final del proyecto, hasta la primavera de 2028. Este esquema de monitoreo a largo plazo se ha incluido en el Plan After-LIFE del proyecto myBUILDINGisGREEN LIFE, que está disponible en la sección de resultados del sitio web del proyecto. Se estableció un marco de 22 indicadores para medir: a) cambio de temperatura (temperatura interior y en la envolvente del edificio, temperatura exterior y humedad, y ahorro estimado de energía y calefacción); b) gestión del agua (ahorro estimado relacionado con el consumo de agua y ahorro en la gestión del agua de lluvia); c) gestión de zonas verdes (aumento de la biodiversidad vegetal y animal y número de especies de plantas autóctonas recuperadas adecuadas para su integración en zonas verdes); d) calidad del aire interior y reducción del ruido (niveles de concentración de CO₂ dentro de las aulas, niveles de reducción del ruido desde el exterior y niveles de contaminación mediante la instalación de especies bioindicadoras y la formación en su observación); e) regeneración urbana (eficiencia energética y aumento del área verde (superficie y porcentaje)); f) gobernanza y participación (percepción ciudadana de la naturaleza urbana, número de políticas educativas y planes estratégicos para la adaptación al cambio climático que incluyen NbS y procesos participativos abiertos); g) cohesión social (número de acuerdos con las partes interesadas para posibles actividades de reproducción); h) salud y bienestar públicos (reducción del número de ausencias de los alumnos y de las bajas por enfermedad de los profesores) e i) oportunidades económicas y de empleo (número de puestos de trabajo creados, creación de nuevas cualificaciones en empresas autónomas y relacionadas con las NbS en la zona y reducción del absentismo del personal escolar). Puede encontrar más información sobre el plan de seguimiento en un vídeo específico de la formación en línea creada en el marco del proyecto myBUILDINGisGREEN LIFE.

La implementación de la NbS fue coordinada por la autoridad local, la Diputación Provincial de Badajoz, y llevada a cabo por una empresa privada que fue adjudicataria del proyecto. Ha contado con el apoyo de expertos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en temas técnicos de edificación y de selección y mantenimiento de plantas. La Fundación CARTIF, con sede en Valladolid (España), fue uno de los principales socios técnicos durante el diseño, la implementación y las pruebas de la NbS.

Estas organizaciones contaron con el apoyo de las autoridades locales que participaron en los proyectos de construcción y del personal escolar en el que se aplicaron las NbS. Facilitaron la recopilación de datos sobre el consumo de electricidad, energía o agua, ausencias de estudiantes y profesores, etc., y asistieron a las campañas de muestreo siguiendo las indicaciones de los expertos del CARTIF y del CSIC.

La implementación de la NbS necesitó la participación activa de la comunidad educativa de la escuela primaria para apoyar su diseño, la implementación del sistema de monitoreo y la promoción de las actividades organizadas en el edificio piloto. Hubo algunos talleres participativos con los estudiantes, sus padres y el personal de la escuela para diseñar el NbS de los patios de recreo de acuerdo con sus necesidades reales. Los estudiantes de esta escuela también participaron en algunas iniciativas de recopilación de datos a través de clases prácticas dirigidas por sus profesores de ciencias. Se aprovecharon las oportunidades para difundir la importancia de las NbS en la adaptación de los edificios al cambio climático a las familias y vecinos de los estudiantes.

Entre los eventos de difusión, se organizaron tres exposiciones para mostrar las soluciones implementadas a la comunidad educativa y a los habitantes del entorno. Casi 100 personas asistieron a esos eventos. También se organizaron una conferencia en Badajoz, un congreso en Madrid y dos mesas redondas en línea, con una asistencia total de más de 400 personas. Además, se publicaron más de 100 noticias en diversos medios de comunicación y se intercambió información con diversas plataformas de conocimiento sobre adaptación al clima a nivel nacional e internacional.

Finalmente, se realizaron dos cursos presenciales sobre techos verdes y fachadas verdes y un curso en línea sobre la experiencia adquirida durante la implementación de la NbS en la escuela, con una asistencia total de más de 250 personas.

Los factores que favorecieron el éxito de las acciones de adaptación fueron la fructífera colaboración creada entre los socios del proyecto y la comunidad escolar. Este entorno colaborativo permitió diseñar soluciones a medida, abordando las necesidades reales de los estudiantes y el personal escolar. Esto también permitió recopilar datos útiles para supervisar los resultados de la adaptación. La composición de los socios del proyecto, que reúne diferentes capacidades y conocimientos especializados, también fue crucial para diseñar y supervisar adecuadamente las medidas seleccionadas. El programa de seguimiento, que mostró resultados alentadores, también fue un factor de éxito. Se pueden utilizar para replicar las soluciones probadas en otras escuelas y edificios.

Muchas autoridades locales, regionales y nacionales participaron en el estudio del potencial de transferibilidad de las soluciones diseñadas y probadas. Estas instituciones proporcionaron asesoramiento sobre varios aspectos clave, tales como: (i) incorporar NbS en el Catálogo de Soluciones de Construcción del Código Técnico Nacional de Edificación de las ciudades, (ii) diseñar regulaciones municipales y regionales e incentivos fiscales para fomentar el uso de este tipo de soluciones, y (iii) averiguar formas de certificar edificios con NbS bajo estándares de sostenibilidad en edificios. Tras el proceso de consulta, se firmaron declaraciones de interés con 8 municipios de la provincia de Badajoz (España) para promover el uso de NbS para la adaptación al cambio climático en los edificios públicos de estos municipios. Se obtuvo una carta de apoyo del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana confirmando el interés en el proyecto y ofreciendo asesoramiento para la futura inclusión de la NbS del proyecto en el Código Técnico de la Edificación.

Este edificio escolar renovado se ha convertido en una referencia en la región de Extremadura para la construcción sostenible a seguir en el futuro. El interés por su mantenimiento (proporcionado por la Diputación Foral de Badajoz y el municipio de Solana de los Barros) es muy elevado.

Al mismo tiempo, también se encontraron algunos obstáculos que retrasaron algunas de las tareas previstas y obligaron a buscar soluciones alternativas para proceder a la ejecución del proyecto. Algunos de estos obstáculos (necesidad de una capacidad técnica altamente especializada) podrían obstaculizar el potencial de transferibilidad. A continuación se resumen los principales factores limitantes:

• Disponibilidad local limitada de empresas de construcción capaces de aplicar las medidas. Para abordar esta cuestión, se identificaron empresas especializadas a nivel nacional. La correcta redacción del proyecto de construcción es esencial. Cuanto mayor sea el nivel de detalle, más exitoso será el proyecto. La especialización del trabajo (tejados verdes, sistemas de sombreado NbS) requiere un estudio de mercado previo durante la redacción del proyecto. Al ponerse en contacto con profesionales en el campo, es posible obtener condiciones previas y presupuestos para la implementación, que deben transferirse al proyecto junto con el resto del trabajo necesario. De este modo se evitan problemas imprevistos de ejecución o presupuestos fuera de mercado y posibles licitaciones públicas que no puedan adjudicarse.
• Programación inexacta de los servicios de mantenimiento. Para mantener NbS, es necesario un monitoreo constante de su condición, especialmente en períodos de calor para garantizar el riego y la disponibilidad de agua.
• Problemas conflictivos entre contratistas para operar el sistema de control de riego y falta de habilidades técnicas para su uso óptimo. Era necesario buscar empresas especializadas en este tipo de operaciones a nivel nacional y organizar licitaciones públicas de manera adecuada.
• Algunas de las especies seleccionadas para su uso en la NbS revelaron ser poco adecuadas para sobrevivir en esas condiciones ambientales. Durante el transcurso del proyecto, algunas de estas especies de plantas fueron reemplazadas por otras especies de viveros provinciales o mediante contratos externos.
• Falta de algunos datos cruciales para evaluar adecuadamente algunos resultados de la adaptación. Los contadores de agua no estaban disponibles en el edificio para medir el consumo de agua antes y después de la implementación de NbS.
• Crecimiento lento e insuficiente de espacios vegetales sombreados (viñas vírgenes). NbS puede requerir mucho tiempo antes de que sus resultados sean medibles. El Real Jardín Botánico (RJB-CSIC), un servicio de consultoría específico para la Diputación Provincial de Badajoz, ha abordado problemas específicos con una baja tasa de crecimiento de algunas especies (puerto de vid).
• Altos costos de algunas NbS. Se ha desarrollado un pavimento permeable con actividad fotocatalítica a nivel de laboratorio, pero no se ha implementado en la escuela principalmente por razones de costo.

Los beneficios de NbS implementados en el edificio escolar son múltiples, lo que sugiere que este tipo de soluciones pueden ser parte de una respuesta holística a múltiples desafíos. Los beneficios incluyen el ahorro en el consumo de electricidad y agua, el aumento de la biodiversidad local, la creación de corredores verdes para los polinizadores y la mejora de la estética de los edificios. El uso de especies nativas para ecologizar los edificios también evita la propagación de especies exóticas invasoras.

Además, NbS está proporcionando materiales vivos para la educación de los alumnos, y se espera que proporcione una mejor concentración y rendimiento de los estudiantes, un mayor bienestar de los trabajadores escolares y el aislamiento acústico de las aulas. Algunos de estos beneficios solo se pueden medir después de algunos años y no siempre son monetizables, aunque su valor es indiscutible.

Sin embargo, a finales de 2023 (unos dos años después de la aplicación), los primeros resultados de las actividades de seguimiento sugieren los siguientes resultados:

• Aumento de 1.991,20 m2 de área verde y 451,70 m2 de pavimento permeable en el edificio piloto.
• Reducción de 5,4 °C en la temperatura media de las superficies con techos verdes en comparación con aquellas sin vegetación.
• Reducción de la temperatura dentro de las aulas a menos de 27 °C (valor recomendado para el confort térmico interior) en septiembre, tras la instalación de la NbS. Durante los meses más calurosos de junio, julio y agosto, este objetivo no se logró, pero la temperatura ha disminuido en comparación con la situación anterior. Se espera lograr la reducción deseada en los próximos años, cuando el estado de desarrollo de la vegetación sea óptimo.
• Reducción del agua de lluvia perdida por escorrentía de una media del 13 % en la situación sin intervenciones al 3 % en el edificio con las soluciones implementadas.
• Aumento de 77 especies animales (principalmente insectos voladores, moscas, mosquitos e himenópteros) y colonización de 16 especies de plantas autóctonas adicionales en el edificio renovado en comparación con la situación anterior. Los datos de biodiversidad serán aún más positivos después de años de maduración de los ecosistemas creados por las Soluciones Basadas en la Naturaleza.

En términos de costos, la parte más significativa incluye los materiales necesarios para la instalación de los prototipos y el costo del personal involucrado en las diversas fases de diseño, implementación, monitoreo y difusión de la NbS.

Los costes iniciales de aplicación de la solución por metro cuadrado (m²) son los siguientes: 130.40-301.83 €/m² para techos verdes, 88.59-105.51 €/m² para fachadas verdes, 54.29 €/m² para pavimentos de drenaje, 2.862.04 €/m² para las ventanas automatizadas, 252.71 €/m² para la pérgola vegetal y unos 400 €/m² para la plantación de árboles (dependiendo de la especie a plantar). Se hicieron algunas estimaciones aproximadas de los costos de mantenimiento y se incluyeron en el Plan After-LIFE (secciónde resultados del sitio web del proyecto).

El principal marco legal que regula la infraestructura verde en España se compone de las siguientes normativas:

• Código Técnico de la Edificación español . Es el marco normativo que establece los requisitos básicos de calidad que deben cumplir los edificios en relación con la seguridad y habitabilidad establecidos en la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, del Reglamento de la Construcción (LOE).
• Estrategia Nacional Española de Infraestructuras Verdes y Conectividad y Restauración Ecológica. Entró en vigor en julio de 2021 y es el documento de planificación estratégica que regula la implantación y desarrollo de la Infraestructura Verde en España, estableciendo un marco administrativo y técnico armonizado para todo el territorio español, incluidas las aguas marítimas bajo soberanía o jurisdicción nacional.
• Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático (PNACC) 2021-2030. Es el instrumento básico de planificación para promover una acción coordinada contra los efectos del cambio climático en España. El PNACC adopta NbS como opciones deseadas para ciudades, planificación urbana y edificios.

La ejecución de este proyecto comenzó en 2019 con la selección del edificio piloto y finalizó en 2021 con la aplicación de la NbS en la escuela seleccionada. Las actividades de difusión, las actividades de seguimiento y las obras para incorporar NbS en el código de construcción tuvieron lugar en los años siguientes y se espera que duren hasta 2028.

El edificio piloto es mantenido por la Diputación Foral de Badajoz y el municipio de Solana de los Barros.  Siempre que las NbS estén bien mantenidas, su vida útil se estima en más de 30 años.

Miguel Vega

Royal Botanic Garden (RJB-CSIC)

Calle Claudio Moyano, 2

Madrid 28014, Spain

E-mail: miguel.vega@rjb.csic.es / proyectos_bec@rjb.csic.es

Informe Layman - myBUILDINGisGREEN

Entregable del proyecto C1 – Informe de referencia de los edificios piloto

Prestación del proyecto C5.2 – Informes (4) de recomendaciones para reuniones de expertos

Entregable del proyecto C5.5 – Plan de replicabilidad de la experiencia LIFE-myBUILDINGisGREEN

Prestación del proyecto C5.6 – Plan financiero para la reproducibilidad de la experiencia LIFE-myBUILDINGisGREEN