#43 Comportamiento térmico de una cubierta vegetal
Siempre es importante tener en cuenta que las cubiertas de nuestras casas son los lugares por donde más se pierde o gana energía.
De hecho, las regulaciones sobre aislamiento térmica suelen ser diferentes en cuanto a los niveles de aislamiento en muros, forjado de suelos o en las cubiertas.
Una cubierta vegetal lo que aporta, como elemento de diferenciación es que se trata elemento vivo, entonces él mismo intenta regular su propia temperatura para sobrevivir y nosotros podemos beneficiarnos de eso.
Como elemento vivo, la cubierta vegetal tiene diferente comportamiento dependiendo del clima local. De hecho en cada ligar la construimos para lograr “beneficios térmicos” diferentes.
Por ejemplo, si estamos en Suecia, que es una zona fría, nos interesa que la cubierta vegetal aísle y no que enfríe. Entonces, la forma en la que vamos a diseñar la cubierta vegetal va a ser diferente que si estuviéramos en Arabia Saudí, donde lo que nos interesa que la cubierta se enfríe y no que guarde el calor.
Desde el punto de vista del su comportamiento térmico, otras grandes ventajas de las cubiertas vegetales son sus aportaciones a escala urbana y que nos dan un “punto de partida térmico” muy diferente que las cubiertas convencionales.
Veamos esto en la siguiente imagen:
Una cubierta vegetal gracias al enfriamiento a la reflexión solar que produce, enfría el aire de la ciudad.
Un estudio realizado en la ciudad de Toronto, Canadá, demuestra que si cubrimos el 6% de las superficies de techos de Toronto con cubiertas vegetales podemos reducir de 1 a 2° la temperatura en verano.
Aunque parezca poco, en temperatura pico en verano es mucha temperatura comparado con la superficie que estamos hablando, solo un 6% de la superficie de techos de la ciudad.
La imagen (tomada con una cámara termográfica) muestra la diferencia de temperatura de una cubierta de lámina bituminosa, como estaba originalmente, y una con cubierta vegetal.
En un día de verano, la temperatura que coge la cubierta es de 151°F, es decir 66 °C. Por más elementos aislantes que pongamos, estamos partiendo de 66 °C.
Sin embargo, los que tienen la cubierta vegetal parten de temperatura ambiente, es decir 32 °C. Ya la cubierta vegetal te proporciona una ventaja respecto a la temperatura en la que partes.
Las cubiertas vegetales funcionan como un sistema y cumplen diversas funciones: aislamiento, enfriamiento, inercia térmica, etc.
Si analizamos una cubierta vegetal solo desde uno de las funciones que cumple, siempre vamos a encontrar otra solución más económica y de mejor rendimiento, pero lo relevante es que con una cubierta vegetal tienes un “punto de partida térmico” muy diferente que las cubiertas convencionales (32 °C versus 66 °C).
No existe ninguna solución de cubierta que ofrezca el “performance térmico global” que ofrece una cubierta vegetal.
Formación recomendada
“Una cubierta vegetal, es una excelente estrategia de climatización, tanto en una vivienda como otras edificaciones, ya que sus beneficiosos efectos tienen también impactos urbanos favorables. A su reconocida eficiencia, suman belleza y simplicidad, lo cual motiva que sean aceptadas y empleadas de manera creciente. Por su versatilidad, resultan efectivas tanto en climas cálidos como fríos, por lo que son viables de implementar en diversos lugares del Planeta.”.
Inicia del curso: Miércoles 8 de febrero.
4 sesiones en directo, acceso a los videos y audios, presentaciones en pdf y material de apoyo complementario.
Docente: Carlos Placitelli, autor, docente y pionero en bioarquitectura en Uruguay.
PROGRAMA DEL CURSO:
Sesión 1: Cubiertas vegetales como estrategia de climatización.
Definición y descripción. ¿Cómo funciona una cubierta vegetal? Qué tipos de techos hay y cuál es su aplicación. Veremos cuáles son sus ventajas y desventajas. Hablaremos sobre pautas de diseño. Veremos las pendientes, las orientaciones y las ubicaciones adecuada.
Sesión 2: Diseño y construcción de una cubierta vegetal.
Hablaremos de las estructuras adecuadas. Analizaremos las pendientes, orientaciones y ubicaciones de una cubierta vegetal. Consideraciones técnicas y estructurales. Conoceremos los componentes y sus funciones dentro del sistema. Analizaremos los detalles constructivos.
Sesión 3: Elección de la vegetación.
Conoceremos cuál es la función de las plantas en una cubierta vegetal. Analizaremos los sistemas de riego, re-utilización y captación del agua. Qué diferencia hay entre techos verdes pesados y techos verdes livianos. Haremos una breve introducción a los Muros Verdes.
Sesión 4: Análisis de cubiertas vegetales construidas.
Describiremos las posibles patologías y soluciones. Contestaremos las preguntas frecuentes. Repasaremos la secuencia de armado. Hablaremos sobre la legislación relativa, en distintos países y las políticas de promoción de estas cubiertas. Discusión de cada caso, conclusiones y recomendaciones, preguntas frecuentes.
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Beneficios térmicos en una vivienda
En una vivienda (o en cualquier edifico), las cubiertas mejoran su comportamiento térmico. Lo mejoran porque al producir evapotranspiración, es decir, al evaporar agua, enfrían la cubierta.
También reflejan la energía más que otro tipo de soluciones.
Además, tienen más inercia térmica: al tener más capacidad de sustrato como masa, son capaces de absorber energía y dosificarla a lo largo del tiempo. Protegen al edificio del viento, y generan sombra por la propia vegetación.
La sombra producida por la vegetación reduce el calor entrante en el edificio cerca de un 60% respecto al calor que entra cuando no hay vegetación.
Aumento del aislamiento térmico
La temperatura en la superficie de una cubierta vegetal en verano es notablemente inferior a la que se alcanza en una cubierta convencional, esto es debido entre otras cosas, a la transpiración producida por la vegetación y al elevado porcentaje de reflexión de la capa vegetal.
Este proceso se fortalece aún más por:
La gran capacidad de almacenamiento de calor del agua existente en las plantas y en el sustrato.
La protección frente al viento en la superficie de la cubierta, lo que impide el intercambio de calor por convección.
La sombra producida por la vegetación.
Estas características permiten conseguir situaciones beneficiosas tanto en verano (con temperaturas inferiores en comparación con otro tipo de soluciones constructivas) como en invierno (con temperaturas superiores).
Si observamos la gráfica comprobamos que para una temperatura exterior de 30 °C bajo la vegetación había una temperatura de 23 °C y bajo la capa de sustrato a 17,5 °C.
En las mediciones de invierno, para una temperatura exterior de -14 °C, bajo la vegetación había una temperatura de -3 °C y sólo 0 °C bajo la capa de sustrato.
En definitiva, lo que obtenemos con una cubierta vegetal es una solución constructiva con una transmitancia térmica más baja que en el caso de las cubiertas convencionales, lo que se traduce en un mayor aislamiento y por lo tanto en un ahorro energético frente al uso de las instalaciones de climatización.
Inercia térmica
La inercia térmica es la capacidad que tiene “la masa” de conservar la energía térmica recibida e ir liberándola progresivamente. Un muro de adobe, por ejemplo, presenta una alta inercia térmica.
La cubierta vegetal tiene un sustrato (que tiene una masa) que absorbe y libera energía progresivamente.
En cuanto a la transmisión de energía (la imagen termográfica que vimos al inicio) la vegetación es capaz de reflejar un 18% de energía, es decir mucho más que la mayoría de los materiales.
También es verdad que si solo quisiéramos hacer una cubierta para reflejar energía, la haríamos con una cubierta blanca y reflejaremos el 90% de la energía.
Esto pasa con cada una de las cualidades que tiene una cubierta vegetal, si tomas de a una siempre habrá algún material que lo hace mejor, pero la cubierta vegetal nos da una serie de cosas que en su conjunto no las hace ningún otro material o sistema. Esto es básicamente porque es un elemento vivo.
Enfriamiento por evapotranspiración
Si hablamos del efecto de la sombra de la vegetación es una de las cosas más interesantes que puede tener una cubierta vegetal, la evapotranspiración es igual o más importante.
Por ejemplo:
Evaporar 1 litro de agua son 539 frigorías (fg).
Un Aire acondicionado (AACC) para una habitación de 30m2 tiene 3000 frigorías (fg).
Es decir que si nosotros evaporamos en una hora 6 litros de agua estamos consiguiendo en una hora el mismo efecto que tiene un AACC a nivel de enfriamiento.
Traducido a nivel de una cubierta vegetal:
Si una cubierta con vegetación que evapotranspira, como un césped que evapora 5, 6 o 7 litros por m2 por día, tenemos 112 frigorías por m2.
Es decir, si tenemos habitaciones de 30m2 y les colocamos una cubierta vegetal con vegetación que evapore 5 litros por m2, estamos teniendo un AACC para esa misma habitación. (112 x 30 = 3360 fg)
IMPORTANTE: Sucede que esto no es un dato cerrado, es decir, si nosotros tenemos plantas que no evaporen en la cubierta, no tenemos nada, ningún tipo de enfriamiento activo.
Una cubierta con crasas, cuando hace muchísimo calor las plantas hacen todo lo contrario, se cierran y dicen "me quedo como estoy". Como no se riega, no hay vegetación que evapore, y no tenemos ese efecto de enfriamiento.
Incluir un sistema de riego en una cubierta vegetal (para activar/provocar la evapotranspiración en determinadas especies) es una decisión a tomar.
Es una opción que debemos evaluar: podemos decidir si vamos a enfriar o no la cubierta vegetal y lo hacemos siempre en función del clima local. Una cubierta vegetal en un ambiente con una humedad relativa de 40% evapora 5 litros/m2, pero en un clima con un 80% de humedad evapora 1 o 2 litros/m2, porque la humedad ambiente no le permite evaporar a la planta.
Una cubierta que incluye un sistema de riego podemos considerarla una cubierta activa, en cuanto estamos dando agua al sistema para que nos genere un beneficio que es enfriar la cubierta.
Gráfico de una cubierta activa en verano
Si observamos la gráfica comprobamos que para una temperatura exterior de 30 °C bajo la vegetación había una temperatura de 23 °C, bajo la capa de sustrato a 17,5 °C y finalmente 15 °C con enfriamiento activo.
En climas muy secos, incluso puede ser mucho más, podemos llegar hasta 6 o 7° menos con un sistema de enfriamiento activo respecto a uno pasivo,
Lo que hacemos es aportar agua y un tipo de vegetación concreta para maximizar la evapotranspiración cuando hace calor.
Con esto, vamos a conseguir que esa cubierta nos aporte frío de forma activa, a una relación coste-efectividad muy buena. Es una solución muy económica y más saludables comparada con colocar un aire acondicionado en climas donde sea necesario y se pueda.
Aunque nos hemos concentrado en los beneficios energéticos mas destacables, las cubiertas vegetales cuentan con muchas más ventajas.
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