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Casos de estudio

Tejado blanco, pizarras solares innovadoras y diseño bioclimático en Madrid

Tejado blanco, pizarras solares innovadoras y diseño bioclimático en Madrid

Se espera que los impactos del cambio climático afecten fuertemente a la región de Madrid e incluyan calor extremo en verano, escasez de agua y lluvias ocasionales.

En 2012 se completó el nuevo edificio del departamento de Energía del Instituto de Estudios Avanzados de Madrid (IMDEA). El edificio, ubicado en Móstoles, a 18 km al suroeste del centro de Madrid, incorpora diferentes soluciones de adaptación al cambio climático. Estas medidas a menudo tienen un efecto simultáneo de mitigación del cambio climático. El edificio ha sido diseñado de acuerdo con los criterios de la arquitectura bioclimática, con el fin de lograr bajas temperaturas interiores durante períodos de calor y minimizar el uso de energía para refrigeración e iluminación. También se han desarrollado medidas de adaptación al cambio climático con respecto a la gestión del agua. Se han implementado sistemas de ahorro de agua y toda el agua del techo se recoge para regar áreas verdes o para otros fines no especificados. No solo se tienen en cuenta las sequías extremas, sino también las precipitaciones extremas; el aparcamiento tiene una superficie permeable, que drena el agua rápidamente después del evento. Las medidas de mitigación del cambio climático se centran principalmente en la eficiencia energética, las fuentes de energía renovables y la reducción del consumo de energía. Además de hacer un uso eficiente de las fuentes de energía disponibles (renovables), el edificio se centra en la eficiencia y versatilidad a través de su estructura arquitectónica. La eficiencia de los recursos durante la construcción del edificio fue otro foco importante del proyecto.

Descripción de casos de estudio

Desafíos

Se espera que el área de Madrid vea cambios bastante severos en las condiciones climáticas, particularmente en relación con el número y la duración de las altas temperaturas diurnas y nocturnas y la disminución de las precipitaciones. El promedio de proyecciones de modelos de un conjunto de grandes modelos climáticos, reducidos al nivel municipal en el escenario climático RCP8.5, apunta a un marcado aumento en el número de noches calientes (es decir, aquellas noches con una temperatura media más alta que el percentil del 90 % del período de referencia, 2006): 50, 80, 114 noches respectivamente en 2010, 2050 y 2100 (modelos disponibles en AdapteCCa. Los modelos también proyectan un aumento en los días calurosos (temperatura media del día más alta que el percentil del 90 % en el período de referencia): 31, 54, 75 días, respectivamente, en 2010, 2050 y 2100; así como en la duración de las olas de calor: 17, 26, 56 días, respectivamente, en 2010, 2050 y 2100. También apuntan a una disminución de las precipitaciones con el número de días con menos de 1 mm de lluvia aumentando de 280 en 2010 a 283 en 2050 a 302 en 2100.

Como tal, se espera que los impactos del cambio climático como el calor extremo, la escasez de agua y las fuertes lluvias ocasionales planteen problemas cada vez más serios para la región de Madrid en las próximas décadas, el desafío del proyecto fue desarrollar un edificio que tuviera que cumplir una combinación de numerosos objetivos ambiciosos: tenía que convertirse en un edificio grande, multifuncional, flexible, energéticamente eficiente y adaptable al clima que duraría mucho tiempo y que se adaptaría a esas circunstancias cambiantes.

Objetivos

Dado que el objetivo del departamento de energía del instituto IMDEA es llevar a cabo investigación y desarrollo sobre cuestiones energéticas (especialmente en materia de energía renovable y soluciones de energía limpia), se consideró una conexión con estos objetivos generales en el diseño del nuevo edificio. Al mismo tiempo, los desarrolladores pretendían diseñar un edificio que funcionara durante mucho tiempo y que funcionara bajo condiciones climáticas cambiantes, con temperaturas más altas del verano y sin consumir energía adicional para la refrigeración. El diseño del edificio debía incluir sistemas de eficiencia energética, energías renovables, reducción del uso de energía, sistemas eficientes de agua, uso eficiente de recursos (como materiales de construcción) y áreas verdes alrededor del edificio.

Soluciones

La mayoría de las soluciones implementadas en la construcción del edificio IMDEA son medidas de adaptación al cambio climático y mitigación al mismo tiempo.

El edificio fue diseñado de acuerdo con los criterios de la arquitectura bioclimática, con el fin de lograr bajas temperaturas interiores durante los períodos de calor y minimizar el uso de energía para la refrigeración y la iluminación. Las fachadas de los edificios están ventiladas con aislamiento de 80 mm y diferentes acabados exteriores para obtener un resultado óptimo. Está envuelta por grandes superficies transparentes, especialmente en las paredes interiores, que mejoran el aspecto y la iluminación del edificio. Las cuchillas horizontales («sistema de cuchillas grandes fijas») se utilizan en el exterior del edificio, ofreciendo así un sombreado solar eficaz sin afectar la vista. Estas sombrillas protegen a los usuarios contra un nivel excesivo de calor debido a la radiación solar o la posibilidad de deslumbramiento cuando la altitud solar está en su nivel más alto o cuando los niveles de radiación son muy altos. Junto con una orientación adecuada del edificio, las sombrillas permiten un uso óptimo de la luz entrante en tiempos de baja altitud solar (primeros días por la mañana, tarde por la noche y días de invierno). Las áreas de techo expuestas al sol directo han sido cubiertas con un material blanco especial que refleja la radiación, lo que reduce la cantidad de energía necesaria para el enfriamiento y la contribución al efecto isla de calor urbano.

Se ha tenido especial cuidado en la orientación del edificio: se han diseñado y comparado diferentes sistemas de fachada para desarrollar la fachada óptima según función y orientación. El edificio fue diseñado en módulos, por lo que podría ampliarse o dividirse sin afectar su funcionalidad o imagen. El núcleo del edificio forma su corazón en términos de uso y está diseñado como un lugar natural de encuentro e interacción. Los espacios de investigación se colocan a su alrededor. En esos espacios se coloca el equipo técnico encima, formando así una cubierta de defensa pasiva contra la radiación solar excesiva y el calor.

También se han elaborado medidas de adaptación con respecto a la gestión de los recursos hídricos. Se implementan sistemas de ahorro de agua; por ejemplo, los lavabos, inodoros y urinarios consumen muy poca agua y el ahorro es de más del 40 % en comparación con un edificio convencional. Además, toda el agua del techo se recoge y se utiliza para regar áreas verdes o para otros fines no especificados. No solo se tienen en cuenta las sequías extremas, sino también las precipitaciones extremas; el aparcamiento tiene una superficie permeable, que drena el agua rápidamente después del evento. La zona verde que rodea el edificio está cubierta de árboles y plantas locales.

Las medidas de mitigación del cambio climático que se han tomado en consideración se centran principalmente en la eficiencia energética, las fuentes de energía renovables y la reducción del consumo de energía. El edificio cuenta con instalaciones de eficiencia energética y un sistema de monitoreo y control para garantizar un uso óptimo de esas instalaciones. El edificio se ha vuelto más eficiente energéticamente cada año, debido a este sistema de monitoreo. Un sistema cerrado de refrigeración por agua también apoya la eficiencia energética y hídrica del edificio. Una instalación de almacenamiento de energía térmica acuífero, cogeneración y paneles solares se instalan como fuentes de energía renovables.

La eficiencia de los recursos fue otro enfoque importante del proyecto. Durante la construcción, se utilizaron materiales reciclados, como acero, aluminio o vidrio; así como componentes de fabricación local, como piedra natural, hormigón y materiales cerámicos. La sostenibilidad de los materiales también fue un tema importante y, por lo tanto, los materiales derivados de la madera tienen el certificado FSC. Todo el edificio IMDEA fue diseñado y desarrollado de acuerdo con las especificaciones de Green Building (establecidos por el Consejo de Construcción Verde de EE.UU.) y obtuvo la certificación LEED Gold.

Por último, las medidas de mitigación del cambio climático también se aplican a través de medidas de comportamiento; los coches eléctricos y el uso compartido del coche son alentados por la reserva de plazas especiales en el área de estacionamiento de IMDEA.

Relevancia

Case developed and implemented and partially funded as a Climate Change Adaptation measure.

Información adicional

Participación de partes interesadas

La participación de las partes interesadas no fue directamente relevante para el diseño y construcción del nuevo edificio del departamento de energía de IMDEA. Participaron los siguientes actores clave.

El proyecto fue iniciado por el Instituto IMDEA (Fundación IMDEA Energía). En España, los proyectos de construcción suelen estar gobernados por una parte y en este caso esta parte supervisora fue la empresa de arquitectos Arkitools. La empresa constructora era SACYR. Varios consultores diferentes participaron en el proyecto: HCA (consultores de estructuras), OFINCO (consultores de instalaciones), INITEC (consultores de instalaciones) y EUROCONSULT (gestión de proyectos). Vega INGENIERÍA asistió en el proceso de certificación LEED. El municipio de Móstoles, la ciudad donde se encuentra el edificio IMDEA, apoyó el proyecto proporcionando el terreno de forma gratuita.

Factores de éxito y limitantes

El tiempo y la atención prestada al diseño del edificio ha llevado a un plan de construcción completamente desarrollado. Comenzó como un diseño relativamente simple, pero evolucionó durante el proceso de diseño con un aumento en los objetivos de eficiencia energética a lo largo del tiempo.

Otro factor de éxito fue que el proyecto se centró en un diseño integrado en lugar de una adición directa de técnicas individuales. Por ejemplo, los paneles solares se han instalado en el techo directamente en lugar de agregarlos en una etapa posterior. Otro ejemplo es que durante las pruebas de suelo para las fundaciones, se han realizado simultáneamente pruebas para el potencial de almacenamiento de energía térmica del acuífero.

Al comienzo del proyecto, los objetivos climáticos, energéticos y de sostenibilidad eran muy bajos, pero evolucionaron a lo largo del proyecto. La actualización continua de los objetivos y medidas prolongó considerablemente el tiempo de desarrollo del proyecto.

Costes y beneficios

El costo de construcción fue de aproximadamente 9,2 millones de euros. Ninguna subvención fue otorgada directamente por la ciudad o la región, pero desde que el instituto IMDEA fue creado por la Comunidad de Madrid, este proyecto de construcción fue financiado indirectamente por la comunidad autónoma.

IMDEA recibió financiación de las convocatorias de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Economía y Competitividad, aunque se desconoce cuánto financiamiento se recibió. IMDEA también recibió financiación del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), a través de un acuerdo firmado entre el Ministerio de Economía e Innovación y la Comunidad de Madrid, pero no está claro cuánto de la financiación se dedicó al edificio y cuánto al trabajo de investigación; en total, la financiación está en el orden de magnitud de millones de euros.

El nuevo edificio no solo costó dinero, sino que está destinado a ahorrar dinero durante el período de uso. La alta eficiencia energética y hídrica del edificio puede resultar en costos futuros más bajos para el consumo de energía y agua en comparación con los edificios convencionales.

Tiempo de implementación

La construcción del edificio comenzó en mayo de 2010 y se completó en mayo de 2012. El seguimiento de la eficiencia energética del edificio está en curso.

Tiempo de vida

Siempre que el edificio esté bien mantenido, se estima que su vida útil es de más de 50 años. El edificio fue diseñado previendo la posibilidad futura de incorporar mejoras técnicas.

Informacion de referencia

Contacto

Jaime García Rodríguez
Arkitools
Calle Anunciación 8, Local 2
Madrid 28009, Spain
E-mail: info@arkitools.com 

Referencia

Arkitools and IMDEA

Publicado en Climate-ADAPT Nov 22 2022   -   Última modificación en Climate-ADAPT Dec 14 2023


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