Soluciones basadas en la naturaleza en las escuelas: una forma verde de adaptación de los edificios al cambio climático en Solana de los Barros, Extremadura (España)
Diferentes tipos de techos verdes, fachadas verdes, pavimentación permeable y sistemas de ventilación han sido probados en un edificio escolar de España para abordar el aumento de las temperaturas y la escasez de agua. La aplicación de un sistema de seguimiento detallado reveló resultados positivos que indican un alto potencial de replicación y la posible incorporación de soluciones basadas en la naturaleza en el código nacional de construcción.
En una escuela ubicada en Solana de los Barros (Badajoz, Extremadura, España) se han diseñado e implementado varias soluciones basadas en la naturaleza (NbS) para minimizar los impactos climáticos, como parte del proyecto LIFE de la UE myBUILDINGisGREEN LIFE. Los NbS implementados consisten en una serie de techos verdes, fachadas verdes y otros NbS diversos para sombreado y «cosecha de agua» que están destinados a: (I) mantener bajas las temperaturas interiores durante los períodos de calor y, como tal, minimizar el uso de energía para la refrigeración, ii) crear sombra, y (iii) mejorar la retención de agua alrededor de los edificios minimizando la escorrentía de agua de lluvia. También se ha implementado un sistema de recolección de agua de lluvia para alimentar el sistema de riego necesario para el mantenimiento de las áreas verdes de la escuela. Para mejorar el efecto de esos NbS, se plantaron más árboles en áreas exteriores y se implementó un sistema de ventilación automatizado para cerrar y abrir ventanas en la escuela para enfriar y reducir la concentración de CO2 dentro del edificio durante las horas de noche y mañana. Una instalación de pavimentación permeable permite el crecimiento de la vegetación y facilita la infiltración de agua en el suelo, reduciendo la cantidad de agua que entra en el sistema de alcantarillado.
Los entes locales y regionales y la comunidad educativa de las ciudades y barrios cercanos participaron activamente en el proyecto para aumentar el potencial de replicación. Además, se comprometieron a partes interesadas específicas a explorar posibles modificaciones del Código Técnico de Construcción español y a debatir las posibilidades de transferir el NbS implementado a otros contextos. Como parte del mismo proyecto myBUILDINGisGREEN LIFE, se probaron edificios piloto adicionales ubicados en Portugal para NbS.
Descripción de casos de estudio
Desafíos
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 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 sigloXXI (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, es de esperar un aumento en las olas de calor. Teniendo en cuenta el mismo escenario, se espera que las precipitaciones anuales disminuyan ligeramente a finales del sigloXXI, 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.
En una perspectiva de cambio climático, la gestión del agua de escorrentía representa un desafío adicional, lo que lleva a un aumento en el costo del tratamiento de aguas residuales para las alcantarillas y una disminución del agua disponible en los acuíferos.
Junto con el cambio climático, como ya se ha reconocido desde la Evaluación de Ecosistemas del Milenio 2011, España ha experimentado en los últimos 50 años un proceso acelerado y sin precedentes de alteraciones como consecuencia de la insostenibilidad del modelo de desarrollo económico predominante y del estilo de vida asociado al mismo. Se han promovido cambios drásticos en el uso de la tierra, que actualmente son el principal motor directo del deterioro de los ecosistemas y la pérdida de biodiversidad en el país.
Objetivos
El objetivo general de la NbS implementada es contribuir a aumentar la resiliencia de los edificios utilizados para la educación en la región extremeña ante los períodos cada vez más frecuentes de escasez de calor y agua causada por el cambio climático en los países del sur de Europa, mejorando el bienestar de los estudiantes y del personal que trabaja en este tipo de edificios.
Para alcanzar este objetivo general, este estudio de caso persigue una serie de objetivos específicos:
- Mejorar el conocimiento de NbS a nivel de construcción.
- Analizar el costo-beneficio de NbS como herramientas de adaptación al cambio climático.
- Promover acciones de gobernanza para mejorar la transferibilidad de las soluciones implementadas facilitando su inclusión en la normativa local, regional y nacional.
- Transferencia y replicación de los prototipos de NbS implementados y probados en este estudio de caso, a través de iniciativas de desarrollo de capacidades para personal especializado.
Opciones de adaptación implementadas en este caso
Soluciones
Varios NbS fueron diseñados, implementados y probados 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, haciendo que el entorno de vida sea más agradable y proporcionando 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 amplio techo verde (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 mantener una temperatura más alta, al tiempo que mejoraba los niveles de humedad y, por lo tanto, reducía las demandas auxiliares de riego. La tercera solución incluía 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 se compone de agregados 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 fachadas verdes. El sistema de fachadas verdes implementado incluye un sistema de macetas colocadas en estructuras metálicas paralelas y perpendiculares a las fachadas del edificio. 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 incorporan nutrientes en el sistema y permite su crecimiento en el sustrato mineral. En un corredor interno del edificio, se ha instalado un jardín vertical interior con una amplia variedad de especies vegetales para mantener niveles de humedad adecuados y contener las altas temperaturas experimentadas en esta sala. Este sistema requiere mantenimiento continuo y poda para evitar la caída de la pared debido al sobrepeso.
A continuación, se incluyó un sistema de ventilación en el edificio, permitiendo que el aire fresco circule en la escuela durante la noche y las horas de la mañana (9:30-10:00/12:30-13:00). El sistema de ventilación natural inducido se creó mediante la programación del cierre automático y la apertura 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 plantación establecido en estructuras metálicas similares al descrito para la fachada verde pero sin anclar a las fachadas del edificio. Incluye plantas trepadoras caducas.
- 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 sombrear zonas recreativas: estas estructuras se encuentran 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 realizado las mediciones. Como NbS requiere mucho tiempo antes de que todos los efectos sean mensurables, el esquema de seguimiento continuará después del final del proyecto, hasta la primavera de 2028. Este esquema de seguimiento a largo plazo ha sido 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 (ahorros estimados relacionados con el consumo de agua y ahorro en la gestión del agua de lluvia); C) Gestión de las zonas verdes (aumento de la biodiversidad vegetal y animal y número de especies vegetales nativas recuperadas aptas 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 a través de la instalación de especies bioindicadoras y capacitación en su observación); e) regeneración urbana (eficiencia energética y aumento de las zonas verdes (superficie y porcentaje)); f) gobernanza y participación (percepción de los ciudadanos sobre 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 pública y bienestar (reducción del número de ausencias de alumnos y bajas por enfermedad de los profesores) e i) oportunidades económicas y empleo (número de puestos de trabajo creados, creación de nuevas cualificaciones en autónomos y empresas relacionadas con NbS en la zona y reducción del absentismo del personal escolar). Puede encontrar más información sobre el plan de seguimiento en un vídeo dedicado de la formación en línea creada en el marco del proyecto myBUILDINGisGREEN LIFE.
Relevancia
Caso desarrollado e implementado como Medida de Adaptación al Cambio Climático.
Información adicional
Participación de partes interesadas
La implementación del NbS fue coordinada por la autoridad local, la Diputación Provincial de Badajoz, y llevada a cabo por una empresa privada a la que se adjudicó el proyecto. Contó con el apoyo de expertos del Consejo Nacional de Investigación (CSIC) en temas técnicos sobre edificios y para la selección y mantenimiento de plantas. La Fundación CARTIF, con sede en Valladolid (España), fue uno de los principales socios técnicos durante el diseño, implementación y pruebas de la NbS.
Estas organizaciones fueron apoyadas por las autoridades locales involucradas en los proyectos de construcción y por el personal de la escuela donde se implementó el NbS. Facilitaron la recopilación de datos sobre consumo de electricidad, energía o agua, ausencias de estudiantes y profesores, etc., y ayudaron a las campañas de muestreo siguiendo indicaciones de los expertos de CARTIF y 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 a 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 NbS en la adaptación de los edificios al cambio climático a las familias de los estudiantes y vecinos.
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 organizó 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 y se intercambiaron información con diversas plataformas de conocimiento sobre adaptación al cambio climático 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 del NbS en la escuela, con una asistencia total de más de 250 personas.
Factores de éxito y limitantes
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 de una manera personalizada, abordando las necesidades reales de los estudiantes y el personal de la escuela. Esto también permitió recopilar datos útiles para monitorear los resultados de la adaptación. La composición de los socios del proyecto, que reúne diferentes habilidades y conocimientos, también fue crucial para diseñar y supervisar adecuadamente las medidas seleccionadas. El programa de seguimiento, que muestra 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 prestaron 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) conocer 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 clima en los edificios públicos de estos municipios. Se obtuvo una carta de apoyo del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana de España 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 un referente en la región extremeña para la construcción sostenible a seguir en el futuro. El interés por su mantenimiento (proporcionado por la Diputación Provincial de Badajoz y el municipio de Solana de los Barros) es muy alto.
Al mismo tiempo, también se encontraron algunos obstáculos que retrasaron algunas de las tareas previstas y obligaron a buscar soluciones alternativas para continuar con 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 constructoras capaces de implementar las medidas. Para abordar este problema, 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 una investigación de mercado previa durante la redacción del proyecto. Al ponerse en contacto con profesionales en el campo, es posible obtener condiciones y presupuestos previos para la implementación, que deben transferirse al proyecto junto con el resto del trabajo necesario. Esto evita problemas de ejecución imprevistos o presupuestos fuera del mercado y posibles licitaciones públicas que no puedan adjudicarse.
- Programación inexacta de los servicios de mantenimiento. Para mantener el NbS, es necesario un monitoreo constante de su condición, especialmente en períodos de calor para asegurar el riego y la disponibilidad de agua.
- Problemas conflictivos entre los 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 las licitaciones públicas de manera adecuada.
- Algunas de las especies seleccionadas para su uso en el NbS revelaron ser poco adecuadas para sobrevivir en esas condiciones ambientales. Durante el 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 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 (vides 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.
- Altos costos de algunos NbS. Un pavimento permeable con actividad fotocatalítica se ha desarrollado a nivel de laboratorio, pero no se ha implementado en la escuela principalmente por razones de costo.
Costes y beneficios
Los beneficios de NbS implementados en el edificio de la escuela 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 verde 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 mejor bienestar de los trabajadores escolares y un 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 m 2de superficie verde y 451,70 m 2de pavimentación 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, después de la instalación del 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 que la reducción deseada se logre en los próximos años, cuando el estado de desarrollo de la vegetación sea óptimo.
- Reducción del agua de lluvia perdida por escorrentía de un promedio 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 nativas 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 importante incluye los materiales necesarios para la instalación de los prototipos y el costo del personal involucrado en las diversas fases de diseño, implementación, seguimiento y difusión del NbS.
Los costes iniciales de aplicación de la solución por metro cuadrado (m2) son: 130.40-301,83 EUR/m 2 para techos verdes, 88,59-105,51 EUR/m2 para fachadas verdes, 54,29 EUR/m2 para pavimentos de drenaje, 2, 862,04 EUR/m2 para las ventanas automatizadas, 252,71 EUR/m2 para la pérgola vegetal y unos 400 EUR/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 (sección de resultados del sitio web del proyecto).
Aspectos legales
El principal marco jurídico que regula la infraestructura verde en España se compone de las siguientes normativas:
- El Código Técnico de Construcción Español. Es el marco normativo que establece los requisitos básicos de calidad que los edificios deben cumplir en relación a la seguridad y habitabilidad establecidos en la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, del Reglamento de Construcción (LOE).
- La 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 implementación 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.
- El 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.
Tiempo de implementación
La ejecución de este proyecto comenzó en 2019 con la selección del edificio piloto y finalizó en 2021 con la implementación del 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.
Tiempo de vida
El edificio piloto es mantenido por la Diputación Provincial de Badajoz y el municipio de Solana de los Barros. Siempre que el NbS esté bien mantenido, su vida útil se estima en más de 30 años.
Informacion de referencia
Contacto
Miguel Vega
Royal Botanic Garden (RJB-CSIC)
Calle Claudio Moyano, 2
Madrid 28014, Spain
Sitios web
Referencia
Resultado del proyecto C1 — Informe de referencia de los edificios piloto
Resultado del proyecto C5.2 — Informes (4) de recomendaciones para reuniones de expertos
Proyecto entregable C5.5 — Plan de replicabilidad de la experiencia LIFE-myBUILDINGisGREEN
Resultado del proyecto C5.6 — Plan financiero para la replicabilidad de la experiencia LIFE-myBUILDINGisGREEN
Publicado en Climate-ADAPT Mar 19 2024 - Última modificación en Climate-ADAPT Apr 30 2024
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