Universidad Nacional del Nordeste

Secretaría de Investigación y Posgrado • Facultad de Arquitectura y Urbanismo

ARQUITECTURA PARA LA ERA DE LOS COMBUSTIBLES POSTFOSILES

JACOBO, Guillermo J. (gjjacobo@arq.unne.edu.ar)

Resumen

Estudio sobre el uso racional de la energía en la edificación y sus posibilidades futuras de reemplazo por energías limpias,

para ser apliclables en la edificación arquitectónica.

Palabras claves

ENERGÍA, OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA, EDIFICACIÓN SUSTENTABLE.

Antecedentes

En un futuro próximo, de no más de 50 años, la humanidad deberá utilizar al sol como reactor de fusión nuclear para producir

energía. El modelo actual de generación de energía a partir de combustibles fósiles será reemplazado por el del irradiador

de iluminación natural, pues llega a la tierra en 8 minutos toda la energía necesaria, y desde hace cerca de 5 mil millones de

años de manera continua. Esta iluminación natural permite la vida en el planeta tierra, pues mueve los vientos, hace correr

las aguas y deja crecer las plantas. Durante mucho tiempo, desde la época previa al uso masivo de los combustibles fósiles,

no se ha conocido ninguna otra fuente energética de tan amplio espectro de oferta de generación de vida. Sin embargo,

con el avance tecnológico que permitió utilizar las reservas subterráneas de combustibles fósiles: hulla, petróleo, gas natural,

especialmente intensa en los últimos 250 años, lo que origino que el hombre de la era industrial tenga mayores posibilidades

de confort, más rápido, más alto, más efímero en su uso y consumo y con más polución ambiental global. Sin embargo,

estos combustibles fósiles tiene una vida útil limitada a los próximos 50 años, luego se agotarán, salvo el carbón que podría

ser utilizados 1000 años más, pero crecería exponencialmente la contaminación ambiental planetaria actual, o sea que se

aceleraría mucho más la destrucción de la vida sobre el planeta tierra. Solo queda la esperanza que los restos existentes de

combustibles fósiles sean utilizados racionalmente por la humanidad (ver el siguiente gráfico en la siguiente página).

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Luego de todo esto, continuará una nueva era, la de los combustibles postfósiles, que se deberían basar en energías limpias no

contaminantes como la fuerza hidroeléctrica, la térmica subterránea, la fotovoltaica solar y la biológica de los restos naturales.

Todas esta fuentes energéticas existen realmente en la naturaleza, como la fotosíntesis en las plantas, que es una suerte de

sistema fotovoltaico natural de generación y acumulación de energía solar. O sea, se necesita un nuevo salto tecnológico

masivo, aunque ya existen en desarrollo y uso dichas tecnologías, no existe un mercado de uso masificado. Además, toda la

economía mundial debería orientarse no solo al objetivo de los beneficios lineales, sin importar las consecuencias negativas

sobre el medio ambiente y sobre el hombre, sino también a un círculo cerrado y continuo de uso, degradación, absorción,

regeneración, y reutilización. Que no queden desperdicios tóxicos contaminantes no absorbibles por la naturaleza (ver el

siguiente gráfico).

Producción en E XAJ OUL E S: 1 exajoules = 1.018 Joules = 170.000 millones de barriles de petróleo

_ I ndeterminado _ G eoter mal _ Solar _ B iomasa _ E lólico _ Nuclear _ H idroeléctr ica _ G as Natural _ Petróleo _ C arbón _ B iomasa T radicional

AÑOS / F uentes de E nergía

E VOLU CI ÓN H IST ÓR I C A DE L A S FUE N T ES EN ER GÉ TI C A S Y SU S P R OYEC CI O N ES F UT UR A S

Año

Combustibles fósil es A h o r r o ene r gétic o futuro

Nivel de servicios energéticos

Ene r gí a S ol ar

Medio Ambiente

Energía

Producción

Materia Prima Residuos

Consumo

Absorción

Acumulación

MODELO TERMO D INÁ M ICO D E L A E CONOM Í A E COL ÓG I CA C I RCUL A R

Empresas Inversiones

Salarios Bienes y Servicios

Interes es Ahorros Consumo

Consumidores

MODELO TRA D I C IONAL D E L A S C IE N CI A S E CONÓ M I CAS

Entonces, el objetivo de la nueva era postfósil debe basarse en conceptos básicos ecológicos de aprovechamiento de energías

sanas y naturales junto con una economía circular cerrada. Los sistemas ecológicos en sus estados ideales utilizan “energía

vital”(energías sanas y naturales) con una máxima eficiencia y producen altas ganancias de materias generadas (economía

ecológica cerrada). Este tipo de sistema social-económico con un alto respeto de la naturaleza ya fue propuesto por Johann

Heinrich von Thünen, en 1820, cuando presento su tesis de aprovisionamiento urbano ecológico según una organización

agraria dispuesta en círculos concéntricos al casco urbano y ubicados según su importancia ecológica-productiva: el círculo

boscoso como distribuidor de energía por medio de la leña, luego la producción agrícola y por último la ganadera, todo esto

sintetiza el proceso productivo en cerrado de la fotosíntesis. (ver el siguiente gráfico)

Situación energética de los combustibles fósiles y los no fósiles.Fuente: Jacobo, G .J. (2003).

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Materiales y métodos

El trabajo se desarrolla partiendo de la información brindada por las investigaciones precedentes (ver bibliografía). Se

estudian casos concretos relacionados a la ecología en la edificación, evaluando los resultados obtenidos en diferentes

experiencias internacionales, con el objetivo de formular recomendaciones y soluciones concretas. Se utilizan los recursos

que se crean apropiados para la comprensión de la temática para que sea una herramienta de consulta accesible por

cualquier interesado.

Discusión de resultados

El medio ambiente construido de la sociedad postfósil tendrá un perfil totalmente diferente bajo los aspectos de “energía

vital” y de “economía ecológica cerrada”. Para esto se debe reemplazar la ganancia de la energía desde la atmósfera y no

desde el subsuelo de la tierra. La energía vital se puede obtener desde el sol y puede generar también fotosíntesis, tal como

la naturaleza lo realiza, antes de transformarse en energía o en combustible fósil durante millones de años de procesamiento.

Por esto, que el hombre a creado toda una serie de leyes, normas, directivas, etc., para asegurar el derecho de propiedad del

suelo y del subsuelo, donde se encuentra la fuente de energía de la era industrial para su usufructo económico. Sin embargo,

en poco tiempo se deberá legislar para los derechos de usufructo del espacio aéreo sobre la tierra, para asegurar la energía

de las gentes del futuro. Los propietarios de los lotes urbanos deberán utilizar todo el potencial de generación energética

ubicado sobre el espacio aéreo de su lote, de manera que también deberán declarar la energía generada anualmente por

unida de superficie. Por lo que la necesidad de superficies urbanas generadoras de energía será todo un factor de diseño

urbano, pues la ciudad será una usina de generación para su auto consumo. Nuevamente se puede citar aquí la teoría antes

explicada de Johann Heinrich von Thünen. Los edificios será entonces las mismas usinas de generación energética. Por lo que

se deberá incorporar esto como factor de diseño arquitectónico tanto del volumen como de las fachadas de la edificación

El equipamiento de los edificios según una geometría solar con los siguientes aspectos:

- como factor climático, pues la piel generadora de energía también tendrá otras funciones como ser balcones y terrazas,

- como protección térmica,

- como generador de sombras y volúmenes intermedios enfriadores de aire para climatización de los espacios interiores,

peatonales, patios, etc.

Como antecedente a este tema se puede citar que en el norte de Europa (Dinamarca, Holanda, Bélgica, Luxemburgo,

Alemania, Noruega y Suecia) ya existen estudios para utilizar 10.000 km2 de superficies construidas en condiciones de ser

usinas generadoras de energía con un potencial de generación de cerca de los 10 millones de Megawatts, lo que implica

La propuesta de la ciudad autosustentable de Johann Heinrich von Thünen. 1820.Fuente: Dirk Althaus, (2003)

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una producción anual de cerca de 10.000 millones de Megawatt/hora, sin que se produzcan daños ecológicos debido al

uso de combustibles fósiles para la misma generación eléctrica. La “Arquitectura solar” no es nueva, basta recordad la “casa

de Sócrates”, constituida con locales con galerías profundas para que la radiación solar (directa e indirecta) no entre en

verano, en cambio en invierno entra debido a su baja inclinación. Nuevamente caemos en la teoría de Johann Heinrich von

Thünen, pues allí se utiliza todo el potencial de la luz solar, el aire natural y el sol, sin embargo la revolución industrial barrio

con dicha sana costumbre. Debido a esto se hace necesario dictar nuevamente cátedras sobre la edificación solar naturista.

Aunque desde 1973, con la primera crisis energética debido al embargo petrolero internacional, se ha desarrollado toda una

temática especial bajo el logotipo de “Construcciones de bajo consumo energético”, las cuales no son todavía adecuadas

para la sociedad postfósil, pues su objetivo es el mínimo consumo de energía (combustibles fósiles) y no la de generación

de energías sanas, como con el concepto de edificación arquitectónica generadora de energía sin ningún tipo de conexión

a la red pública de energía. Siendo este el caso de las “viviendas autárticas”, las cuales ya se encuentran en estado de uso

experimental en muchas localidades del Norte de Europa.

Ya se está experimentando también con los otros combustibles ecológicos del futuro inmediato, oxigeno e hidrógeno, los

cuales no generan gases tóxicos al producir energía. Cualquier equipamiento de generación de energía sana, sea fotovoltaica,

eólica o hidráulica genera energía de corriente continua debido a la electrólisis con oxigeno y/o hidrógeno. Los gases generados

por medios electrolíticos son almacenados, como células de combustibles, que no emiten gases tóxicos contaminantes y

Construí-ción

tradicional

Construí-ción según la norma del año 1984 en

Alemania

Construí-ción según la norma del año 1980 en

Suiza

Construí-ción según la norma del año 1995 en

Alemania

Construí-ción de

bajo consumo energético desde

1997

Construí-ción

pasiva desde 1999

Construí-ción de

consumo nulo desde 2001

Calefacción

Agua Caliente Ventilación Para iluminación y electrodomésticos

VA RIA CI ÓN DE L OS C ONSUM OS EN E RGÉ TI COS DE L AS T I P OL O GÍ AS CO NSTRUCT I VAS DE NT R O DE L CA MP O DE L A

VI VIENDA

2

Construí-ción

autónoma, sin

conexión a la red pública

así generar energía sana de corriente continua, la cual

puede ser aplicada directamente a muchos objetos

y equipamientos domésticos, iluminación, ventilación,

agua caliente, etc. Así serán necesarios “depósitos de

gases para generación de energía sana” para cortos o

largos períodos dentro de la edificación de la sociedad

postfósil. El otro problema de la sociedad postfósil será

la elección de los materiales de construcción, pues la

definición de “material ecológico” es todavía hoy un

problema ideológico para comprenderlo, pues no

existe ningún material bueno ni malo, todos tienen

ventajas y desventajas, según la óptica de la valorización

(económica, ecológica, técnica-constructiva, etc.), para

esto se hará necesario que el arquitecto de la era postfósil tenga una formación adecuada en física, pues quien compara 1 tn

de aluminio con una 1 tn de ladrillos cerámicos sin saber que con los ladrillos cerámicos se erigen 4 m2 de muros exteriores,

en cambio con el aluminio se cubren 400 m2 de fachada, la cual puede ser de aluminio reciclado de buena calidad. Sin

embargo, la discusión sobre los materiales debe estar asociada con conocimientos profundos de física y de ecología para que

el arquitecto sea el que decida y no un simple consumidor más. Sistemas constructivos, construcciones industriales, procesos

de montaje y desmontaje serán factores de diseño de la arquitectura postfósil. La “economía ecológica cerrada” aplicada

a la ciencia de la construcción debe seguir el lema: “desde la cuna hasta la cuna”. Flexibilidad, variabilidad, remodelación,

ampliación, refacción, obra nueva sin elementos prefabricados deben ser evitados, pues en la prefabricación se puede aplicar

el reciclado de componentes, para así generar la necesaria “economía ecológica cerrada”.

Conclusiones

La arquitectura postfósil ofrece la oportunidad para recuperar la eficiencia ecológica perdida en los objetos construidos. No

es una moda, ni un estilo arquitectónico, solo comprende la necesidad de recomponer la calidad de vida del hábitat humano

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construido, el cual se encuentra degradado en la era de los combustibles fósiles. Los estados nacionales ya deben iniciar un

política de fomento, tanto cultural como económica, para concienciar a la sociedad de la necesidad del cambio tecnológico

y cultural, hacia una cultura postfósil, sana, natural, reciclable y ecológica, que se traduzca en hechos culturales para el hábitat

humano con calidad de vida. La edificación arquitectónica como usina autosustentable, como ser sistemas constructivo

desmontables para permitir la flexibilidad total de la obra y a su vez fomentar el reciclaje continuo de los elementos

constructivos, en lugar de la tecnología tradicional del mampuesto, de alto consumo energético, rígida y no reciclable, con

altos costos para modificaciones y ampliaciones. La era de combustibles postfósiles será la de las energías renovables y la

arquitectura deberá ser parte activa de la misma.

DIFE RENTES ESCE NARIO S DE LA DEMAN DA ENER GÉTICA PA RA EL AÑO 2050

A: en 19 95.- B: Escenar io según Shell: desar rollo sustentable.- C: Escenar io medio según la conferencia mundial de energía.- D: Escenario a largo plazo según DLR. -

Bioma sa Solar, eóli ca, hidráulica Nuclear

Gas nat ural Petróleo Ca rbón de piedra

Energía primaria en ExoJoule por año

Energía primaria en ExoJoule por año

CONTR I BUC I ÓN D E E N ER G ÍAS RE N O VA BLE S EN AÑO 2050

Energía regenerativa

Geotérmica Colectores solares

Biomasa

Fotovoltaica

Eólica Hidráulica

Los nuevos combusti-bles no fósiles para la era postfósil.Fuente: Jacobo, G. J. (2003).

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Bibliografía

• JACOBO, G. (2003). Hábitat humano, medio ambiente y energía. Análisis de consumo energético con valoración

ecológico–toxicológica de rubros constructivos para obras de arquitectura en el Nordeste de Argentina, Ediciones Moglia

SRL, Corrientes, Argentina, ISBN Nº 987-43-6784-9.

• ALÍAS, H. & JACOBO, G. (2004). Situación higrotérmica, energética y ambiental de la construcción arquitectónica en la

Región Nordeste de Argentina, MOGLIA Ediciones SRL, Corrientes. Argentina, ISBN Nº 987-43-7744-5.