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Bioconstrucción sustentable

Las oficinas centrales de Bioconstrucción y Energía Alternativa se construyeron bajo un concepto de arquitectura bioclimática. Esto les permite reducir su consumo de energía por operación de sistemas de climatización. Además, la instalación de ecotecnologías posibilita la generación de energía para autoconsumo y reduce su dependencia de la red nacional

Por Redacción / Bruno Martínez, fotografías

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Luz natural. La instalación de la tecnología Solatube permite aprovechar la luz solar para iluminar las oficinas, con gran eficiencia lumínica y sin elevar la temperatura interior del lugar

Localizadas en Monterrey, ciudad conocida por sus altas temperaturas veraniegas, el edificio corporativo de Bioconstrucción y Energía Alternativa (BEA), empresa dedicada a la consultoría en ingeniería, proyectos verdes y eficiencia energética, constituye un proyecto de arquitectura bioclimática que desde su concepción se diseñó tomando en cuenta la eficiencia energética, la calidad del aire interior y el bajo consumo eléctrico como pilares. Para lograrlo, se implementaron diversos sistemas para el aprovechamiento de los recursos naturales en generación de energía, iluminación natural y climatización pasiva.

A0CE0042214Diana Carolina Carro Prado, jefa de Proyectos LEED y encargada de la administración y construcción del inmueble, explica en entrevista que para la construcción de dichas oficinas se utilizó la estructura de una edificación existente, a la cual se le hicieron adecuaciones con diversas reestructuras que le permitieron obtener la certificación LEED Platino, gracias a sus logros en diversos rubros, calificación más alta en el esquema de evaluación del US Green Building Council. “Cuando Bioconstrucción creció, se vio en la necesidad de expandirse y se remodeló el edificio. La idea fue mantener, en la medida de lo posible, la estructura, los elementos y materiales originales y que éstos tuvieran congruencia con el nuevo proyecto. En diversas áreas se conservó la estructura original, pero en otras se recurrió a la demolición de muros. Algunos materiales, como los ladrillos, se recuperaron a fin de reutilizarlos en el proceso de construcción”.

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Autogeneración. El conjunto de celdas fotovoltaicas amorfas cubre 10 por ciento del total del consumo de energía del sitio con un aporte de 2.8 kilowatts

Generación renovable
A pesar de que el edificio basa su comportamiento en un diseño pasivo, algunos sistemas no pueden suprimir su consumo de energía. Para alimentarlos se instaló un conjunto de paneles fotovoltaicos, una turbina eólica y un calentador solar. Estos sistemas cubren aproximadamente 12 por ciento del consumo total de las oficinas.

Las celdas fotovoltaicas aportan 2.8 kilowatts (kW) y cubren 10 por ciento del consumo de energía; son de tipo amorfas de película delgada (uni-solar), lo que les permitió adaptarse fácilmente a la arquitectura original.

La turbina y los paneles están conectados con un medidor bidireccional que permite integrarse a la red de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Los 2.4 metros cuadrados de colector solar permiten cubrir las necesidades de agua caliente del edificio. Las características de los paneles solares amorfos y flexibles los hacen más eficientes que los paneles de configuración rígida, ya que, aun cuando no se encuentran en su posición regular, logran captar mayor radiación solar, incluso en días nublados, y otorgan mayor eficiencia. Las instalaciones cuentan con tres series, conformadas por un total de 41 paneles. Tanto éstos como la turbina eólica están conectados a un medidor bidireccional de la CFE y alimentan a la red nacional. En el factura eléctrica se muestra el consumo generado por la actividad diaria de la empresa y se le resta lo que le regresan a la red de la paraestatal mediante las ecotecnologías.

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Adecuación. Un inversor de potencia para la turbina eólica y uno para los paneles se encargan de transformar la corriente alterna en directa

Sistemas de iluminación
Las tecnologías de iluminación instaladas presentan una densidad de potencia muy baja, lo que significa que para proveer la luz requerida se consume poca electricidad. Esto se logra por medio de una combinación de luminarios LED y fluorescentes, además de la participación de un sistema controlado por Quantum®, que permite modificar los niveles de iluminación requeridos en cada zona o espacio, dependiendo de la actividad y la hora.

A0CE0042215Para apoyar esta programación, el sistema de iluminación incluye sensores de iluminación natural que, en conjunto, proveen un consumo de iluminación optimizado. El sistema de Quantum® y los sensores asociados permiten tener niveles de iluminación artificial óptimos según las actividades, los horarios, la ocupación y la luz natural. “En ocasiones, hemos tenido las luces apagadas y se trabaja perfectamente, lo que ayuda a no recurrir a la instalación de más iluminación”, señala Diana Carolina Carro.

Para el aprovechamiento de la luz natural, se instalron tecnologías Solatube, sistemas que permiten captar la luz solar exterior y distribuirla eficazmente en los interiores como otra luminaria. Dichas características son fundamentales en el diseño bioclimático de las oficinas y contribuyen a reducir la demanda de iluminación artificial.

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Medición. Para regular el aporte de las ecotecnologías se cuenta con un medidor bidireccional instalado

Diseño pasivo y materiales
De acuerdo con la encargada del proyecto, “antes de pensar en ecotecnologías es necesario disminuir el consumo al mínimo, para después complementar con sistemas de eficiencia”.

En este sentido, la efectividad del edificio para reducir la carga térmica en el interior se basa en muros y techos que contienen los más avanzados aislantes térmicos (PIR, poliisocianurato), utilizados junto con aislantes convencionales, como la fibra de vidrio y la lana mineral, así como aislantes térmicos provenientes de materiales reciclados (Ultra Touch, a base de jeans).

Las superficies acristaladas, al permitir el paso de la luz solar, incrementan el consumo de aire acondicionado. Para evitar la ganancia térmica, se emplearon ventanas de última tecnología con triple acristalamiento y propiedades para reflejar la radiación solar sin afectar la visibilidad (tecnología Low E). “El punto débil de un edificio pueden ser las ventanas, por lo que éstas son triples hojas con doble cámara de aire, que cuentan con una capa de baja emisividad para retardar la entrada del calor y reflejar los rayos ultravioleta. Los marcos, por su parte, son de PVC, cuya transferencia de calor es baja e impide la ganancia térmica”, explica Diana Carro.

“Apostamos por un efecto hielera, debido a que en Monterrey las condiciones del clima son extremas y gran parte del año se siente bastante calor. Se colocó una protección en la envolvente del edificio y se reforzaron los muros con varias pulgadas de aislamiento. Se ocuparon materiales como tablarroca, lámina, aislamiento de fibra de vidrio de 3 pulgadas; además, en la parte superior se utilizó poliestireno extruido y la envolvente está protegida contra el sol y el calor”, detalla la encargada del proyecto.

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Regulación. Un conjunto de sensores de luminosidad detectan las necesidad de luz en los espacios y se encargan de encender los luminarios cuando la oferta natural es insuficiente

El exterior de la oficina se pintó de blanco con pintura de bajas emisiones y se colocó lámina certificada Cool Roof, la cual ayuda a reflejar los rayos del sol para que el edificio no absorba el calor.

Parte del mobiliario de BEA (sillas, alfombras y escritorios), así como los materiales de construcción, tienen contenido reciclado y regional, de esta manera, se logró reducir la huella de carbono total del edificio, además de que se disminuyeron las emisiones asociadas con la transportación de los materiales. “Se ocuparon nuevos laminados en las instalaciones que así lo requerían con la finalidad de reutilizar las instalaciones del diseño anterior; igualmente, se utilizó material regional para evitar un aumento en la huella de carbono ocasionada por el transporte y distribución de materiales que se adquieren en otras partes del país u otros países”, enfatiza Carro Prado.

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Aislamiento. Diversos tipos de materiales aislantes generan un efecto hielera en el inmueble, lo que disminuye la ganancia térmica y la necesidad de utilizar sistemas de climatización

Green roof y chimenea solar
El proyecto cuenta también con un green roof, que provee un ambiente agradable en la terraza y reduce la ganancia de calor a través del techo. Esto se logró mediante recubrimientos especiales que reflejan la radiación solar (SRI > 75) y contribuyen a reducir el consumo de energía por aire acondicionado. Esta área cuenta con un panel termosolar, utilizado para abastecer un par de regaderas con las que cuentan las instalaciones. La madera con la que se fabricó el green roof proviene de bosques certificados FSC.

Parte del confort térmico está asociado con la circulación del aire en los interiores. En este proyecto, particularmente, se incluyó en el diseño del edificio una chimenea solar que permite ventilar naturalmente el edificio, sin consumir energía, únicamente basándose en las propiedades termodinámicas del aire. El inmueble cuenta con un cubo de escaleras que sirve de chimenea solar, donde hay rejillas y ventanas que permiten al aire caliente subir de manera natural cuando se abren las puertas y salir por el techo.

El green roof cuenta con aislamiento de poliisocianurato de 3 y 4 pulgadas, aproximadamente, material con mucha mayor eficiencia que el poliestileno. También cuenta con plantas con un espesor de entre 25 y 40 centímetros, por lo que fue necesario reforzar la loza a fin de soportar el peso adicional.

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Sustentabilidad. Tanto las alfombras como el mobiliario están fabricados con material reciclado para disminuir la huella de carbono total de las oficinas

Climatización
El sistema de energía que más consume dentro del edificio es el HVAC. En las oficinas se incluyó un sistema VRF de alta eficiencia (DAIKIN VRV III, de 14 toneladas) para cubrir las condiciones de confort y ventilación internas.

Dicho sistema consta de una unidad central, la que consume más energía, que permite disipar el calor que se ha extraído del interior del edificio. Está conectada con siete unidades terminales (evaporadoras) que acondicionan los diferentes espacios de la oficina.

La característica principal de este sistema es que cuenta con la capacidad de ajustarse eficientemente a los cambios en las necesidades de acondicionamiento de cada espacio, de manera que, independientemente de las condiciones exteriores o interiores, el sistema siempre operará con alta eficiencia, lo cual difiere bastante de los sistemas tradicionales, que ven afectado su desempeño con cambios en la carga térmica.

A0CE0042207El sistema de distribución de aire es por piso, lo que permite acondicionar sólo el área ocupada, favoreciendo el ahorro de energía. El sistema VRF de aire acondicionado permite cubrir de manera eficiente las condiciones de carga térmica del edificio en las diferentes zonas. De igual manera, el edificio cuenta con inyección de aire exterior, uno de los prerrequisitos para obtener la certificación LEED. Considerar cierta cantidad de aire interior por cada persona ayuda a la oxigenación constante del espacio, que no se vicie el aire y aumenta la productividad.

Además, las oficinas cuentan con rejillas que se pueden abrir o cerrar individualmente para que cada persona controle su microambiente. Los aislamientos, las estrategias implementadas y la envolvente en el edificio permitieron disminuir a 14 las toneladas de aire acondicionado, cuando se habrían requerido 28 en una construcción de estas dimensiones, además de que no trabajan a carga plena.

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Sistemas pasivos. La instalación del green roof cumple tanto una función estética como térmica, pues impide que la estructura del edificio absorba calor y aporta al confort interior

Monitoreo
Los consumos de los sistemas de HVAC, de iluminación, cargas generales, generación de energía y consumo total son monitoreados a través del sistema Rulergy®, un software que permite analizar los consumos e identificar posibles anomalías y verificar ahorros de estrategias propuestas en cada uno de los sistemas. “El consumo de energía de nuestras oficinas equivale a 85 kWh / m2, lo cual es aproximadamente 30 por ciento menor que en edificios similares”, apunta Carro.

Calidad de aire interior
La salud de los ocupantes es un eje primordial en la política de BEA. Por ello, además de filtros MERV 7 en las unidades terminales, se instalaron sensores de CO2 en diferentes espacios, con el objetivo de mantener siempre los niveles de ventilación adecuados en las zonas, favoreciendo el bienestar de los ocupantes

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Luz autónoma. Las lámparas que alumbran el green roof cuentan con un panel fotovoltaico individual que les permite operar sin necesidad de conectarse al sistema eléctrico del edificio

Eficiencia del recurso hídrico
Las oficinas tienen un mínimo consumo de agua, gracias a la instalación de muebles eficientes y al uso de plantas regionales y adaptativas. También se cuenta con un sistema de captación y tratamiento de agua de lluvia, que permite reducir aún más las necesidades de agua potable. Disponen de lavabos con sensores, inodoros con reutilización de agua y una estación meteorológica para monitorear y registrar las condiciones externas. Entre 90 y 95 por ciento de la lluvia que cae en el techo se recupera y cuentan con un pequeño estanque en el que se reutiliza parte del agua recuperada.

Integración con los usuarios
Los ocupantes son una parte esencial en la operación sustentable de las oficinas, debido a que, a diferencia de sistemas convencionales, tienen el control de algunos de los termostatos donde regulan la temperatura de manera consciente, reduciendo así el consumo por aire acondicionado.

Existe también una estrategia de promoción del transporte sustentable, donde además de racks de bicicletas, se tienen lugares de estacionamiento preferenciales para los usuarios que compartan su auto. Con esto, se ayuda a reducir las emisiones de CO2 indirectas. También hay un sistema de comunicación con los ocupantes en el que se dan recomendaciones para la reducción de la huella de carbono en su trabajo diario, desde la separación de basura hasta el apagado de computadoras y pantallas cuando no estén en uso.

De acuerdo con Diana Carro, realizar este tipo de estrategias y esfuerzos, que son extremadamente benéficos para el medioambiente y que conllevan una disminución significativa en el pago de los recibos de electricidad, requirió no más de 40 por ciento de lo que se hubiera invertido en una remodelación convencional.
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Constructor Eléctrico agradece las facilidades otorgadas por el personal de Bioconstrucción y Energía Alternativa para la realización del reportaje. Se agradece al ingeniero César Ulises Treviño, director General, el apoyo en la organización y coordinación de la visita realizada a las instalaciones; a Diana Carolina Carro Prado, jefa de Proyectos, por la información otorgada durante el recorrido, y a Angelina Pifano Guédez, encargada del departamento de Publicidad y Mercadotecnia, por el seguimiento brindado al artículo.

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