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La herramienta creada en la USM puede usarse en las etapas tempranas del diseño arquitectónico, durante el estudio de potenciales configuraciones volumétricas para un edificio energéticamente eficiente.

Simular y evaluar la orientación solar de un edificio (propuesto o existente), usando como indicador el área de su superficie expuesta al sol, en cualquier latitud, día y hora, es el principal objetivo del dispositivo diseñado en el Departamento de Arquitectura de la Universidad Técnica Federico Santa María y recientemente patentando por su inventor, con el apoyo de la Dirección de Investigación y Gestión de Proyectos de esta Casa de Estudios.

De acuerdo con Luis Felipe González, académico del Departamento de Arquitectura de la USM, esta nueva herramienta puede utilizarse en las etapas tempranas del diseño arquitectónico, durante el estudio de potenciales configuraciones volumétricas para un edificio energéticamente eficiente y en la exploración de alternativas, ya sea para la colocación de paneles fotovoltaicos y calentadores solares, o de quiebrasoles sobre fachadas y techos de un edificio existente. Otra aplicación no menos importante está en la educación sobre el aprovechamiento de la energía solar en arquitectura, principalmente en la formación de nuevos profesionales.

“La nueva herramienta cae en la categoría de las “Interfaces de Usuario Tangibles”, que son capaces de integrar el mundo virtual (bits) y físico (átomos) simultáneamente y que, en su mayoría, incluye sistemas de iniciativa mixta que ofrecen al usuario mayor control en la toma de decisiones, en comparación a los sistemas de caja negra, en donde se debe confiar en la evaluación que el sistema hace, sin comprender el proceso de evaluación o sin poder ingresar otros criterios”, detalla el profesor.

Es importante destacar que el concepto de diseño de este dispositivo es el de un heliodón invertido (instrumento que sirve para simular la trayectoria del sol) y en donde, en definitiva, radica la innovación, puesto que muestra al usuario “lo que el sol ve” y no el efecto de luz y sombra sobre una superficie. De esta manera, añade, “integra una visión artificial y actuadores electrónicos que de forma coordinada y mediante un microprocesador, desplazan una cámara captadora de imágenes en una pluralidad de ángulos de elevación, además de rotar una plataforma en una variedad de ángulos de azimut, sobre la que se posiciona el modelo físico del edificio a evaluar”.

Técnica de segmentación

Utilizando una técnica de segmentación de imagen para calcular la extensión bidimensional del modelo físico del edificio y capturada en cada orientación solar, el valor resultante simula el área de superficie expuesta al sol, en la latitud y fecha previamente determinadas por el usuario, y en el caso de diseñar un edificio se obtendrá información relevante para orientar los espacios del edificio y modificar su forma exterior.

En base a lo anterior, González advierte que la noción de orientación de un edificio se presta a menudo para confusiones, incluso entre arquitectos y estudiantes. “La literatura relacionada a la investigación en el campo de la automatización de generalización cartográfica aclara que existen al menos dos maneras de especificar la orientación de un edificio, una toma en cuenta la dirección del eje bidimensional de elongación, mientras que la otra considera la dirección (promedio) del mayor número de muros exteriores y que sean paralelos entre sí. Si se aplica el primer método, el orientar un edificio significa rotarlo en torno a su eje vertical, mientras que si se aplica el segundo, supone modificar su forma exterior, lo que convencionalmente se relaciona con su configuración interna”.

Actualmente existen varios programas de aplicación computacional que permiten modelar la configuración volumétrica de un edificio y someterla a distintas simulaciones y evaluaciones respecto de su asoleamiento con gran precisión cuantitativa. No obstante, señala, “el principal inconveniente –común a casi todo ese tipo de aplicaciones– es que exigen al usuario de la herramienta asignar valores alfanuméricos a un gran número de variables que, por lo general, son desconocidas o simplemente irrelevantes para el arquitecto en las etapas tempranas del proceso de diseño”.

El área de superficie expuesta al sol de un edificio, es la principal variable que determina la eficiencia energética, en términos del consumo requerido para calefaccionar, refrigerar e iluminar un espacio interior, junto con la materialidad de la superficie envolvente de un edificio. “Consistentemente, en las etapas tempranas del proceso de diseño arquitectónico forma y orientación de un edificio son variables fundamentales que el diseñador debe explorar y fijar antes de proseguir con el diseño. Ahí radica la importancia de contar con medios de evaluación cuantitativa que puedan apoyar la exploración temprana de configuraciones arquitectónicas eficientes en términos del consumo energético durante su ocupación”, explica el académico.

De esta manera, la invención propuesta permite emplear métodos de evaluación cualitativos y cuantitativos, registrando digitalmente evidencia mensurable de los resultados de la evaluación, operando sobre maquetas físicas y sin requerir un espacio aislado lumínicamente para ejecutar la simulación y evaluación.

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Fuente: USM

El presidente regional de la CChC de Osorno es el arquitecto de la sede de la Cámara, que es el primer edificio certificado con CES.

El presidente regional de la Cámara Chilena de la Construcción de Osorno, Ronald Scheel, es el arquitecto tras el diseño del nuevo edificio de esta sede regional, que es el primero en obtener la certificación CES.

También desde agosto de 2014 forma parte de los Asesores CES, ya que “una certificación chilena de edificación sustentable no podría ser menos motivación”, asegura, insistiendo en el mensaje de que “nuestra arquitectura en Chile debe abrirse urgentemente a consideraciones de sustentabilidad, dado el conocimiento con el que contamos hoy y, su no puesta en obra significa, a lo menos, una omisión irresponsable”.

Desde sus distintos roles respondió diversas preguntas relacionadas con el proceso de certificación de este edificio y de las características sustentables de este edificio.

Fundamentalmente una propuesta pasiva, con énfasis en la orientación del edificio, su tratamiento de fachadas y exposición al sol –facilitado por doble altura en hall central expuesto al sol- y vientos, favoreciendo asoleamiento en meses de invierno, así como impidiendo ingreso del sol en meses de verano (cortasoles y aleros). Por otra parte, la protección de los accesos a la acción desfavorable del viento de invierno (norte) en contraposición al aprovechamiento de estos, para posibilitar enfriamiento en verano, aportado por el viento sur intenso y de baja temperatura.

Se debe destacar los aportes de luz natural durante gran parte del día apoyado por el diseño interior -muros claros y transparencias-, así como aportes en una especialidad interior que permita estadía grata de sus ocupantes, entre otros aspectos. Paralelamente, una envolvente térmica continua con especial atención en el tratamiento de puentes térmicos, ventanas dvh (doble vidriado hermético) en proporción y tamaños adecuados.

Reduce consumos de energía, incorpora sol y viento como agentes favorables, facilitando la operatoria del edificio acorde con su funcionalidad de manera consciente con aplicabilidad en la medida de lo posible.

Mucha importancia, en la medida en que nuestra ciudad, Osorno, sufre cada invierno con contaminación medioambiental producto del consumo excesivo de leña. Nuestra preocupación ha sido permanente en hacer aportes en el diseño y construcción de edificaciones de calidad que impliquen bajos consumos, incluyendo uso de energías renovables y no contaminantes. Y este edificio es un buen ejemplo de esta preocupación.

No fue pensada con ese objetivo. Teníamos los conocimientos y la voluntad para hacer que este proyecto fuese un aporte en arquitectura pasiva y eficiencia energética, sin embargo, la idea de la certificación fue surgiendo posteriormente durante el proceso de construcción.

Implicancias relevantes, sin duda. Debemos hacer conciencia en nuestra comunidad que existen aspectos que no deben ser soslayados en el afán de mejorar la calidad ambiental interior en nuestras edificaciones y su impacto en el medioambiente en general y que, en éstas por lo demás, no existen costos adicionales para nuestras obras.

Sumándose a los planes de trabajo que Certificación Edificio Sustentable tiene contemplados para el año 2015, recientemente se ha incorporado un nuevo objetivo, la ampliación de la Certificación Edificio Sustentable a hospitales de baja, media y alta complejidad, edificaciones, que en su mayoría, superan los 40 mil metros cuadrados.

Esta iniciativa, que surgió desde el Comité Directivo CES y ha encontrado respaldo en el Ministerio de Salud y en la Dirección Nacional de Arquitectura del Ministerio de Obras públicas, quienes son responsables de la gestión y del desarrollo de los proyectos.

Se suma a ello también, el impulso del Ministerio de Salud, que tiene como meta al año 2018, diseñar y licitar la construcción de una importante cantidad de hospitales a lo largo del país. En este sentido el jefe de CES, Hernán Madrid, recalca que “es importante que tengamos disponible una herramienta de certificación que permita abordar este tipo de edificios”.

Este paso, tan importante para Certificación Edificio Sustentable, constituye una posibilidad única para incluir edificios de uso público con una superficie mayor a los 40 mil metros cuadrados, considerando que la mayoría de las edificaciones que actualmente han sido certificados o están en proceso de certificación están muy por debajo de dicho número.

Si bien esto es un objetivo a largo plazo, la administración de CES ya ha comenzado a trabajar, junto a las Entidades Evaluadoras y el Ministerio de Salud, en la confección de una propuesta de ampliación del modelo de certificación CES especial para hospitales. Madrid se ha mostrado muy satisfecho por la recepción que ha tenido la iniciativa por parte de las Evaluadoras pues “se sumaron rápidamente al proyecto, sin cuestionamientos, incluso ofreciendo aportar con información”.

Luego de una primera reunión realizada, se acordó la metodología de trabajo la que se basará en el estudio de proyectos específicos de hospitales los que servirán como referencia para el análisis de las variables del método de certificación.

Certificación Edificio Sustentable ha pre certificado, durante los últimos días de marzo, el proyecto que se convertirá en el nuevo y renovado Liceo Experimental Artístico de Santiago, luego de que este fuera destruido por el terremoto del 27 de febrero de 2010.

El proyecto fue evaluado por Decon UC, una de las diez Entidades Evaluadoras de CES, y luego de un exhaustivo proceso se determinó que el edificio cumple satisfactoriamente con los requerimientos dispuestos en el Manual de Evaluación y Calificación de CES, en un proceso basado en los procedimientos establecidos en el Manual de Operación.

El edificio tendrá más de 5 mil metros cuadrados de superficie, y entre las características del proyecto se puede destacar que el diseño de las aulas con orientación al norte permite maximizar la ganancia de energía solar en invierno y minimizarla en verano, junto con una envolvente de alta inercia térmica aislada por el exterior, lo que permite disminuir en un 42% la demanda de energía en climatización.

Continuando con el cronograma de certificación, se espera que durante el primer semestre de este año, se pueda contar con la certificación de los seis proyectos que aún continúan en proceso de certificación. Entre ellos se cuentan el edificio de la Policía de Investigaciones de Puerto Montt, la sucursal del Banco BCI de Vitacura Oriente, el Juzgado de Familia de Yumbel, el Centro de Salud Familiar de Castro, el Edificio Corporativo de Transoceánica, y la sede San Bernardo de DuocUC.