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CUBIERTAS VEGETALES
Arq José Luis Cánovas
1. RESUMEN :
Definición, estudio, análisis, antecedentes de la propuesta, resultados y
conclusiones
2. OBJETIVOS:
Abordar la temática de cubiertas vegetales como propuesta de diseño de
edificios y entornos urbanos que constituyan a una mejor calidad de vida de los
vecinos de la Ciudad de Córdoba y para desarrollar un mejoramiento del medio
ambiente y ahorro de energía. Para su análisis la temática es conocida como
Cubierta vegetal o techos verdes o cubiertas ajardinadas, por lo que la
definiremos.
3. INTRODUCCIÓN
Las cubiertas se pueden dividir en dos grandes grupos: las cubiertas planas y
las inclinadas. En cada caso en particular pero por lo general ambos grupos
permitirían un acondicionamiento tanto exterior como interior, por lo que en el
presente trabajo se valora la intervención exterior de una cubierta.
Definición
Un techo verde, azotea verde, cubierta vegetal o ajardinada es un techo en un
edificación que esta total o parcialmente cubierto de vegetación en un suelo
cultivado, también puede encontrarse como techos vivientes, techos ecológicos
o tecnologías verdes que se refieren a paneles solares fotovoltaicos.
Un techo verde lo podemos clasificar como un sistema constructivo que
permitiría de manera sostenible un paisaje vegetal sobre la cubierta de un
inmueble mediante una adecuada integración entre el inmueble y la vegetación,
el medio ambiente y los factores climáticos.
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Historia
Los techos verdes son conocidos hace siglos en los climas fríos de Islandia,
Escandinavia, etc. y en climas cálidos como en Tanzania, recoge de una modo
natural el calor acumulado, que no solo se almacena sino también se absorbe,
y a la vez aíslan los espacios interiores de las altas temperaturas del exterior.
Beneficios
La utilización de los techos verdes influirá en el mejoramiento del clima de la
ciudad, además optimiza la aislación térmica, el almacenamiento de calor del
edificio y la aislación acústica. Podemos citar las enormes superficies de
hormigón y asfalto que llevan al sobrecalentamiento de la atmosfera de las
zonas urbanas. Para lograr un clima urbano saludable, probablemente sería
suficiente con enjardinar entre un 10 a un 20 % las superficies techadas de la
ciudad.
Las cubierta vegetal produciría oxígeno y absorbería el CO², esto sucede en el
proceso de fotosíntesis, a la vez que filtraría las partículas de polvo y suciedad
del aire, es sabido que estas quedan adheridas a la superficie de las hojas y
son arrastradas después por la lluvia hacia el suelo, lo que evitaría el
recalentamiento de los techos y reducirían las variaciones de temperatura del
ciclo día-noche.
Esto no es novedad ya que podemos citar los innumerables artículos de
investigaciones que podemos encontrar sobre el calentamiento global y los
cambios climáticos que ocurren y cuyos registros son superados en todos los
campos de aplicación. Por lo que es necesario repensar la manera de construir
las ciudades del siglo XXI y las normas necesarias para su ordenamiento.
Podemos citar como ejemplo la situación urbanas conocida como isla de calor
presente en las ciudades que consiste en la dificultar de la disipación del calor
durante las horas nocturnas, cuando las áreas no urbanas se enfrían
notablemente por la falta de acumulación de calor en los centro urbanos donde
los edificios y el asfalto descrecen por la noche el calor acumulado.
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Esta temática de investigación contribuye con los siguientes objetivos
específicos:
• Proteger la intimidad acústica en el interior del edificio.
• Disminuir el ruido ambiental.
• Refrescamiento natural del edificio.
• Aprovechamiento térmico.
• Disminuir el efecto “isla de calor de la Ciudad de Córdoba”.
• Mejorar al paisaje visual de la ciudad.
Referencias climáticas de Córdoba.
Posee un clima de estaciones bien marcadas, cálida húmeda y fría seca. Zona
bioambiental IIIa: templada cálida. Los veranos son calurosos y húmedos, con
temperaturas máximas medias que superan los 30°C y mínimas medias de
17°C (IRAM 11603:1996), con una temperatura máxima extrema de 39°C en
Noviembre.- La diferencia térmica diaria es muy importante, considerándose
una característica del clima local. La estación lluviosa coincide con la época
cálida, siendo de 581,2 mm la precipitación entre los meses de Nov-Dic- Ene y
Feb. En diciembre la heliofanía (horas de brillo solar) relativa es alta, 66,9 %.
Los meses cálidos poseen un bajo porcentaje de días con vientos fuertes, entre
el 16% y el 24%. La frecuencia que notoriamente se destaca es la NE, con
vientos cálidos con una velocidad aproximada de 17 km/h. En el periodo frio
(considerando Junio, Julio y Agosto) las temperaturas medias oscilan entre 5°C
la mínima media y 19,1°C la máxima media (IRAM 1160 3:1996), con una
temperatura mínima extrema de -5,2 °C en Julio.- La diferencia térmica diaria
es importante, como así también la cantidad de días claros, donde el
aprovechamiento solar es óptimo, siendo el 27,66% en junio y 40,66% en julio y
43,66% en agosto. Es una estación netamente seca, con 14,13 mm de
precipitaciones promedio para los meses mencionados. En los meses fríos hay
alrededor de un 20% de días con vientos fuertes, incrementándose
abruptamente en agosto. La frecuencia que notoriamente se destaca es la
Norte, con vientos cálidos y secos, con una velocidad aproximada de 16 km/h.
Posteriormente las frecuencias siguientes, son la NorEste, con una velocidad
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aproximada de 20 km/h y la Sur, con vientos Fríos, con una velocidad
aproximada de 16 km/h.
Análisis de la Propuesta constructiva
El criterio general de análisis es sobre la envolvente térmica de la edificación.
El objetivo de este caso práctico es mostrar el ahorro de energía que supone
implementar medidas de aislación en los edificios existentes. En cada
propuesta se evaluara los aspectos térmicos de transmitancia global K, de
transmisión acústica. En cuanto a su comportamiento térmico se hizo
referencia a la verificación del K admisible para cada una de las 8 zonas
bioambientales propuestas para la provincia de Córdoba, desarrollada por la
Arq. Laura Collet tomada de la Investigación de “Una experiencia integral para
la sustentabilidad en el diseño y materialización de las viviendas de interés
social en la Provincia de Córdoba, argentina”. Y cuyas tablas son trascriptas
para realizar el análisis correspondiente.
Los valores hallados son:
Zona Época
K máximo admisible (W/ m ² °C)
Cumplimiento mínimo Cumplimi ento ó ptimo
Muros Techos Muros Techos
1 invierno 1,85 1,00 1,00 0,83
verano 1,80 0,60 1,10 0,40
2 invierno 1,85 1,00 1,00 0,83
verano 1,80 0,60 1,10 0,40
3 invierno 1,83 1,00 1,00 0,84
verano 2,00 0,65 1,25 0,45
4 invierno 1,85 1,00 1,00 0,84
verano 1,80 0,60 1,00 0,40
5 invierno 1,75 1,00 0,99 0,80
verano 2,00 0,65 1,25 0,45
6 invierno 1,85 1,00 1,00 0,84
verano 1,80 0,60 1,00 0,40
7 invierno 1,75 1,00 0,99 0,80
verano 2,00 0,65 1,25 0,45
8 invierno 1,67 1,00 0,95 0,77
verano 2,00 0,65 1,25 0,45
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Los techos verdes pueden ser clasificados en intensivos y extensivos, según la
profundidad del medio de cultivo y del grado de mantenimiento requerido. Los
jardines en los techos tradicionales requieren un espesor de suelo considerable
para cultivar plantas grandes y césped tradicional, se los considera "intensivos"
porque requieren mucho trabajo, irrigación, abono y otros cuidados. Los techos
intensivos son de tipo parque con fácil acceso y pueden incluir desde especias
para la cocina a arbustos y hasta árboles pequeños. Los techos "extensivos",
en cambio están diseñados para requerir un mínimo de atención, tal vez
desmalezar una vez al año o una aplicación de abono de acción lenta para
estimular el crecimiento. En general los techos extensivos se visitan sólo para
su mantenimiento. Se los puede cultivar en una capa muy delgada de suelo; la
mayoría usa una fórmula especial de compost o incluso de "lana de roca"
directamente encima de una membrana impermeable. Esto puede proveer
sustrato para musgos y especies como Sedum. El término sedo proviene del
latín sedum, "sentado", debido a la forma en que algunas especies se adhieren
a las rocas. Son plantas muy adaptadas a la sequía, debido a la capacidad de
almacenar agua en sus hojas carnosas. Su tamaño varía entre especies que no
sobrepasan los 10 o 12 cm a semiarbustivas (unos 50 cm). Podemos resumirlo
en el siguiente cuadro:
TIPOS DE CUBIERTAS VERDES
ASPECTOS INTENSIVAS EXTENSIVAS
Nombre Ajardinada Ecológica
transitables No transitables
Medio de crecimiento Mayor a 15 cm Menor a 15 cm
especies Pueden contener árboles,
y su variedad más amplia
Gramas, musgo, plantas
herbáceas
Mantenimiento Mantenimiento regular Sin mantenimiento
Cargas para la estructura El peso de saturado oscila
entre los 240 y 960 Kg/m²
El peso de saturado oscila
entre 58 y 170 Kg/m²
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Los techos verdes tienen mayores requisitos estructurales, muy especialmente
los intensivos. Algunos edificios ya existentes no pueden ser modificados
porque no soportarían el peso del suelo y vegetación. Los costos de
mantenimiento pueden ser mayores según el tipo de techo. También es de
importancia la impermeabilización al agua: instalar una adecuada capa
impermeable y a prueba de raíces puede aumentar el costo de instalación.
A continuación se definirán el componente mínimos del sistema que puede ser
implementado tanto en un techo plano como inclinado, y sobre cualquier
superficie de techo o estructura de sostén (si se tratase de cubiertas existentes
se debería de verificar la sobrecarga del sistema para implementarlo).
COMPONENTES:
a. Membrana impermeable / Aislación hidrófuga:
La membrana impermeable previene las pérdidas y humedades y es por lo
tanto uno de los elementos más importantes de un techo, sea verde o no.
Después de aplicar la membrana impermeable se debe realizar una prueba de
detección de pérdidas antes de continuar aplicando el resto de las partes.
b. Barrera anti-raíz:
Esta barrera protege la membrana impermeable contra roturas causadas por
raíces.
c. Capa de retención y drenaje:
El sistema de drenaje es la clave para una buena propagación de especies en
el jardín. El agua suele fluir naturalmente en techos inclinados (aquellos con
una pendiente mayor a 5º), haciendo que la capa de drenaje sea innecesaria,
excepto para ayudar en la retención de agua.
Los techos planos, en cambio, necesitan esta capa para dirigir el agua fuera del
techo y prevenir el estancamiento de la misma.
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d. Filtro de tela:
Una capa de geo-textil debe ubicarse entre el drenaje y el medio de crecimiento
para mantener el sustrato en su lugar.
e. Sustrato de crecimiento :
El sustrato es la fundación de la cubierta verde, ofreciendo los nutrientes y el
espacio para que las plantas crezcan. Tiene una base mineral, con un mínimo
de material orgánico.
f. Selección de plantas:
La selección apropiada de plantas requiere consideración de las características
individuales de las plantas y de factores micro-climáticos.
Hay distintos tipos de siembra: auto siembra, siembra seleccionada, hidro-
siembra, esquejes, plantas de raíz desnuda, plugs (trasplantes) enrollados o en
panes (champas).
A modo de ejemplo se grafica los componentes del sistema:
CAPA DESCRIPCIÓN
1 Plantas o Manto vegetal
2 Sustrato de crecimiento
3 Filtro de tela geo textil
4 Capa de retención de drenaje en piedra de leca
5 Barrera anti raíces
6 Membrana impermeable
La capa de retención y drenaje compuesto por Leca es un agregado ligero que
permite un mayor aislamiento de calor y de aislamiento de humedad, es un tipo
de arcilla expandida con agregado producido por la hinchazón de la arcilla a
una temperatura alta entre 1400~1500°C en un horno rotatorio. Leca es
redonda y extremadamente ligero de peso (350 - 400kg/m³) normal de
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agregados de piedra. Su densa cáscara exterior y porosa estructura interior
proporciona excelentes propiedades de aislamiento. Leca es un producto único
es estable como material de construcción, químicamente neutro, no atacado
por hongos, no - absorbente y resistente a las heladas. Leca por sus
característica estructural es utilizada en la jardinería para techo verde (leca es
la forma más avanzada para la construcción de un jardín de la azotea mediante
el uso de leca ligero unidad modular). El peso mínimo de δ: 650 Kg/m³ y
conductividad (calor): λ: 0,18 W/m²°C.
Por lo tanto los materiales intervinientes para el cálculo térmico serían los
siguientes:
CAPA DESCRIPCIÓN
1 Manto vegetal δ: 50 kg/m³; λ: 0,042 W/m²°C; e :
0,05 m ; Ms: 2,50 Kg/m²
2 Sustrato de crecimiento δ: 1600 kg/m³; λ: 0,5
W/m²°C; e:0,10m ; Ms: 160 Kg/m²
3 Filtro de tela geo textil
4 Capa de retención de drenaje en piedra de leca δ:
650 kg/m³; λ: 0,18 W/m²°C; e:0,10 m ; Ms: 65 Kg/m²
5 Barrera anti raíces
6 Membrana impermeable
7 Estructura propia del techo
Al realizar el cálculo sobre los Aspectos Térmicos y acústicos solo tomando las
capas 1,2 y 4 obtenemos valores de K = 0,48 (W/m² °C) y una Aislación de 50
dB para una frecuencia de 500 Hz.
Con estos valores y según la tabla de comportamiento térmico del K admisible
mínimo para cada una de las 8 zonas bioambientales propuestas para la
provincia de Córdoba, recordando que para invierno es 1 (W/m² °C) y para
verano 0,60 (W/m² °C), estarían dentro de estos val ores, sabiendo aún que no
se ha tenido en cuenta la estructura de techo y su posible aislación propia.
En cuanto a la inercia termina la temperatura sol-aire seria para invierno de
2°C+ y en verano de 4°C+.
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A modo de ejemplo se realiza el cálculo del sistema sobre una estructura de
madera que podría tratarse de un techo inclinado y otro sobre una losa de
Hormigón armado.
Ejemplo de techo inclinado con estructura de madera
CAPA DESCRIPCIÓN
1 Manto vegetal δ: 50 kg/m³; λ: 0,042 W/m²°C; e :
0,05 m ; Ms: 2,50 Kg/m²
2 Sustrato de crecimiento δ: 1600 kg/m³; λ: 0,5
W/m²°C; e:0,10m ; Ms: 160 Kg/m²
3 Filtro de tela geo textil δ: 1350 kg/m³; λ: 0,16
W/m²°C; e:0,005 m ; Ms: 6,75 Kg/m²
4 Capa de retención de drenaje en piedra de leca δ:
650 kg/m³; λ: 0,18 W/m²°C; e:0,10 m ; Ms: 65 Kg/m²
5 Barrera anti raíces δ: 1150 kg/m³; λ: 0,20 W/m²°C;
e:0,010 m ; Ms: 11,50 Kg/m²
6 Membrana impermeable δ: 2000 kg/m³; λ: 0,7
W/m²°C; e:0,007 m ; Ms: 14 Kg/m²
7 Estructura de madera Machimbre δ: 600 kg/m³; λ:
0,11 W/m²°C; e : 0,025 m ; Ms: 15 Kg/m²
ASPECTOS TÉRMICOS VERDIFICA EN ZONA BIOCLIMATICA
K (W/m² °C) CUMPLE
INVIERNO mínimo si
Óptimo no
0,42 VERANO mínimo si
Óptimo si
ASPECTOS ACÚSTICOS FRECUENCIA EN (Hz)
125 250 500 1000 2000 4000
Aislación en dB 44 48 52 56 60 64
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Ejemplo con Techo de Hormigón Armado
CAPA DESCRIPCIÓN
1 Manto vegetal δ: 50 kg/m³; λ: 0,042 W/m²°C; e :
0,05 m ; Ms: 2,50 Kg/m²
2 Sustrato de crecimiento δ: 1600 kg/m³; λ: 0,5
W/m²°C; e:0,10m ; Ms: 160 Kg/m²
3 Filtro de tela geo textil δ: 1350 kg/m³; λ: 0,16
W/m²°C; e:0,005 m ; Ms: 6,75 Kg/m²
4 Capa de retención de drenaje en piedra de leca δ:
650 kg/m³; λ: 0,18 W/m²°C; e:0,10 m ; Ms: 65 Kg/m²
5 Barrera anti raíces δ: 1150 kg/m³; λ: 0,20 W/m²°C;
e:0,010 m ; Ms: 11,50 Kg/m²
6 Membrana impermeable δ: 2000 kg/m³; λ: 0,7
W/m²°C; e:0,007 m ; Ms: 14 Kg/m²
7 Losa maciza de hormigón δ: 2400 kg/m³; λ: 1,63
W/m²°C; e:0,12 m ; Ms: 288 Kg/m²
8 Revoque interior δ: 1900 kg/m³; λ: 0,93 W/m²°C;
e:0,02 m ; Ms: 38 Kg/m²
ASPECTOS TÉRMICOS VERDIFICA EN ZONA BIOCLIMATICA
K (W/m² °C) CUMPLE
INVIERNO mínimo si
Óptimo no
0,44 VERANO mínimo si
Óptimo si
ASPECTOS ACÚSTICOS FRECUENCIA EN (Hz)
125 250 500 1000 2000 4000
Aislación en dB 51 55 59 63 67 71
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2
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6 5
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Conclusiones finales
Si bien en Argentina existen normas técnicas sobre aislamiento y sobre
etiquetado de artefactos eléctricos, y se está por implementar un
etiquetamiento con norma IRAM 11900 se puede llegar a la conclusión que aún
restaría establecer un marco institucional que sustente estas medidas, como
así también promover la creación de un organismo que gestiones y controle las
mismas, a los efectos de establecer un régimen de certificados de eficiencia
energética en edificios, que propenda a un uso eficiente y racional de la
energía.
Un efecto importante a analizar cuando se plantea la adopción de este tipo de
medidas, es que en muchas ocasiones a pesar de las inversiones que se
realizan para mejorar la eficiencia energética, el nivel de inversión en ahorro y
eficiencia no alcanza los niveles que corresponderían a dichos beneficios, es
decir que no se llega a aprovechar todo el potencial disponible. Este fenómeno
se conoce la literatura económica como la “paradoja de la eficiencia energética”
o “Energy Efficiency Gap”.
Por lo tanto añadir que No basta con solo “etiquetar” la eficiencia energética de
una edificación, el marco regulatorio debería de incentivar la eficiencia
energética o comúnmente mencionar como el “premiar” estas actitudes de los
desarrolladores de implementar nuevas técnicas o tecnologías de construcción
o como hemos visto en este caso mejorar técnicas milenarias con nuevos
componentes técnicos y tecnológicos. De esta forma y de manera paulatina se
irán implementando y desarrollando nuevas técnicas o tecnologías para mejor
la problemática ambiental. Ya que los beneficios particulares pudieran ser
vistos desde el punto de visto económico con el mejoramiento de la
climatización interna de una vivienda, con la reducción de energía de consumo,
hemos podido analizar que también trae beneficios de carácter social
contribuyendo a la mejora del cambio climático de una ciudad, (disminución de
la isla de calor) Es otra razón importante para construir techos verdes. Los
edificios tradicionales absorben la radiación solar y después la emiten en forma
de calor, haciendo que las ciudades tengan temperaturas por lo menos 4° C
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más altas que las zonas circundantes, el intercambio de aire puro (fotosíntesis),
y todos aquellos beneficios que ya hemos citado.
Se deberían de implementar políticas como las desarrolladas por ejemplo en
Alemania y los Países Bajos en donde se opta por la reducción de los
impuestos sobre la renta, mientras que la recaudación se utiliza para el
financiamiento de proyectos de energía renovables o programas de eficiencia
energética.
Estas acciones pueden implementarse con gradualidad con el objetivo de
reducir el consumo en forma porcentual sobre un consumo total en un plazo
determinado.
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Bibliografía
Arq. Laura Collet, Arq. Gustavo Bacile, “Una experiencia integral para la
sustentabilidad en el diseño y materialización de las viviendas de interés social
en la Provincia de Córdoba, argentina”.
http://www.igra-world.com/
Minke, Gernot. "Techos Verdes, planificación, ejecución y consejos prácticos"
Editorial Eco Habitar (2000) ISBN 84-609-4431-X
http://ecocosas.com/wp-
content/uploads/Biblioteca/Arquitectura/TechosVerdes_Pantalla.pdf
Arq. Edgardo F. Suárez “DOSSIER: CUBIERTAS VEGETALES”
http://www.accesosustentable.com/descargas/CUBIERTAS%20VERDES%20D
OSSIER.pdf
Instituto Argentino de Normalización y Certificación Norma IRAM Nº 11601.
Aislamiento térmico de edificios. Propiedades térmicas de los materiales para la
construcción. Método de cálculo de la resistencia térmica total.
Instituto Argentino de Normalización y Certificación Norma IRAM Nº 11603.
Aislamiento térmico de edificios. Clasificación bioambiental de la República
Argentina.
Programa creado por la Agencia de Protección Ambiental del Ministerio de
Ambiente y Espacio Público. Se trata de la terraza de la “Escuela de Jornada
Completa N° 6 D.E. N°1 French y Beruti”, cuyos 230 m2 fueron “cubiertos de
verde”.
http://www.tgm.com.ar/esp-verdes/525-primer-techo-verde-en-la-ciudad-de-
buenos-aires-
http://www.inti.gob.ar/e-renova/erUP/pdf/INF_CUBIERTAS_VERDES.pdf
14
http://www.techosverdes.com.ar/techo_verde_sustentable.html
http://ambientebogota.gov.co/documents/10157/73753/GUIA+DE+TECHOS+V
ERDES_2011.pdf
http://www.cdt.cl/cdt/uploads/recomendaciones_tecnicas_cubiertas_vegetales.p
df
