0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 E ficien cia % t precitación (hr)
Eficiencia de materiales infiltraciones a partir de correlacio
6.
Viabilidad de implementación de materiales en Viviendas de Interés Social
VIS. Caso de estudio Torres de San Rafael, Madelena Bogotá Colombia:
El proyecto de Vivienda de interés social Torres de San Rafael se localiza en el barrio Madelena en la localizad de ciudad Bolívar al sur occidente de la ciudad de Bogotá, en la calle 59 sur con transversal 65 (ilustración 39)Para el proyecto de vivienda VIS en mención, a continuación, se presentan las áreas desarrolladas según dos materiales de interés para el presente análisis: Concreto utilizado en cubiertas y los adoquines en arcilla empleados en los parqueaderos. Adicionalmente se incluye el coeficiente de escorrentía entendido como la relación entre el volumen de escorrentía superficial y el volumen de precipitación total
Estructura Área desarrolla en m2 Material Coeficiente de escorrentía
Cubierta 1968.18 Concreto 0.880
Parqueaderos 3417.7 Adoquín arcilla 0.780
Con el ánimo de comparar la eficiencia de los materiales presentes en la urbanización frente a los materiales ensayados en esta investigación, se calculó la escorrentía superficial a partir del caudal pico para cada una de las intensidades de diseño:
/360 Donde Qp = caudal pico de la cuenca [m3/seg]
C = coeficiente de escorrentía [adimensional]
i = intensidad de precipitación de duración igual [mm/hora] A = área de la cuenca [ha]
Ilustración 48 De izquierda a derecha: Localización proyecto Torres de San Rafael. Vista en Planta. Fuente Sala de Ventas Colpatria (2019)
En función de lo anterior se proponen dos escenarios:
1. Remplazar el concreto de las cubiertas por techos verdes 2. Remplazar los adoquines en arcilla por adoquín ecológico A continuación, se presentan los resultados obtenidos
Cubierta t min t hr i diseño mm/h C coeficiente de escorrentía concreto A Ha Q pico de escorrentía concreto m3/hr C coeficiente de escorrentía techo verde Q pico de escorrentía Techo verde m3/hr Q infiltrado adicional por el techo verde 5 0.083 98.61 0.88 0.196818 0.047 0.28 0.017 0.03 10 0.167 82.12 0.88 0.196818 0.04 0.35 0.016 0.024 20 0.333 61.46 0.88 0.196818 0.03 0.48 0.016 0.014 30 0.5 49.05 0.88 0.196818 0.024 0.59 0.016 0.008 60 1 30.46 0.88 0.196818 0.015 0.71 0.012 0.003 90 1.5 22.04 0.88 0.196818 0.011 0.67 0.008 0.003 150 2.5 14.15 0.88 0.196818 0.007 0.51 0.004 0.003 Parqueaderos t min t hr i diseño mm/h C coeficiente de escorrentía concreto A Hc Q pico m3/hr C coeficiente de escorrentía Adoquín ecológico Q pico m3/hr Q infiltrado adicional por el adoquín ecológico 5 0.083 98.61 0.78 0.34177 0.073 0.35 0.04 0.033 10 0.167 82.12 0.78 0.34177 0.061 0.31 0.024 0.037 20 0.333 61.46 0.78 0.34177 0.046 0.26 0.015 0.031 30 0.5 49.05 0.78 0.34177 0.036 0.26 0.012 0.024 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Cau d al Pico m 3/h r Tiempo hr
Caudal pico de escorrentia cubierta según material empleado
60 1 30.46 0.78 0.34177 0.023 0.33 0.01 0.013
90 1.5 22.04 0.78 0.34177 0.016 0.39 0.008 0.008
150 2.5 14.15 0.78 0.34177 0.01 0.36 0.005 0.005
7.
Análisis del marco normativo legal vigente
Como se pudo evidenciar en el apartado que resume el marco regulatorio para la construcción sostenible, en el país existe un robusto cuerpo de normas referentes al cuidado, la conservación y la restauración del medio ambiente y de los recursos naturales en respuesta a los problemas que ha acaecido un aumento en el consumo de recursos y un uso irracional de los mismos. Por lo anterior, el Ministerio de Medio Ambiente se desarrolló como el ente rector que a nivel nacional busca gestionar el cuidado del medio ambiente en pro de un desarrollo sostenible que se encuentre soportado en la implementación y el cumplimiento de medidas sanitarias, estudios técnicos, licencias ambientales y de construcción entre otros. Sumado a lo anterior, paulatinamente se han endurecido las normas urbanísticas en relación con el uso y manejo del suelo con el animo de establecer criterios que regulen la localización de las construcciones según el impacto que puedan generar en la calidad de vida de los individuos. Así mismo, se han desarrollado medidas para controlar la forma en que se gestionan los escombros producidos.
No obstante, la noción de construcción sostenible a nivel legislativo se empieza a acotar de manera clara en el país a partir del año 2005 en donde se introduce en los planes de gobierno el desarrollo sostenible anudado a la construcción de viviendas sustentables con el medio ambiente. Así, posteriormente se han desarrollado, una serie de iniciativas en cuanto al ahorro de agua y energía en las edificaciones a partir de la incorporación de estrategias de diseño y técnicas de construcción durante todas las etapas de producción. De aquí que, se ha dado paso una serie de iniciativas que propenden por la arquitectura bioclimática, que reutiliza los recursos con el animo de por un lado reducir los impactos lesivos de las edificaciones y por otro generar armonía con los entornos y sus dinámicas. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Cau d al Pico m 3/h r Tiempo hr
Caudal pico de escorrentia parqueaderos según material empleado
Sin embargo, no ha sido posible la aplicación de la sostenibilidad en la construcción al ritmo esperado debido a que existe una importante fragmentación entre el gremio de la construcción, la política publica y las metas económicas a corto plazo de las que pervive la idea de obtener el mayor beneficio en el menor tiempo. Este escenario, evita que a pesar de existir una cadena de normas que buscan estimular las prácticas de sostenibilidad en la construcción, se genere la coordinación necesaria entre todos los actores que tienen lugar en la cadena de producción de una construcción desde su fase de planeación.
Adicionalmente, si bien existen incentivos para los constructores, la Guía para el ahorro de agua y energía en edificaciones, como el documento rector del Gobierno Nacional para el apoyo a estos actores, no precisa la forma tanto del diseño como de la implementación de dichos alicientes, de tal manera que son las administraciones locales a quienes se les traslada esta responsabilidad sin que se discreticen unos mínimos que garanticen que este ejercicio pueda hacerse de manera eficiente a lo largo y ancho del país.
Finalmente, en esta guía se establecen unos porcentajes de ahorro en función de variables climáticas de las distintas zonas del país, no obstante, este criterio no precisa como pueden ser medidos estos porcentajes según la medida implementada y como puede garantizarse que los sistemas desarrollados en las construcciones se correspondan con las exigencias de la Guía y de la normativa legal vigente frente a la reducción del impacto negativo sobre el medio ambiente y el ahorro en el consumo de recursos.
8.
Recomendaciones de mantenimiento para materiales utilizados
Techos verdes
Todas las cubiertas vegetales necesitan mantenimiento, este mantenimiento de las cubiertas verdes va ligado intrínsecamente al tipo de vegetación utilizado y a la correcta evacuación de las aguas sobrantes.
Cubiertas extensivas con Sedums y vivaces
Son las que requieren un menor mantenimiento. Una vez la vegetación cubre entre el 60–70% de la superficie, (momento en que se da por concluida la implantación), los trabajos de mantenimiento se limitarán a 3 o 4 visitas anuales, en las que se controlará, por una parte, la aparición de plantas adventicias, las necesidades de riego y el crecimiento de la vegetación en zonas no deseadas; por otro lado, se realizará un control riguroso del estado de limpieza de los canales de desagüe, y sumideros.
Cubiertas semi-extensivas
Las cubiertas semi-extensivas requieren mayor mantenimiento que las extensivas, y éste dependerá de las especies vegetales utilizadas. Por regla general, una cubierta semi-extensiva puede precisar visitas bimensuales para atender las necesidades de la vegetación. En estas cubiertas, además de las tareas mencionadas para las cubiertas extensivas, hay que incluir la podas y recortes de la vegetación, el abonado y un control exhaustivo de las necesidades de riego, de los sumideros y de las canales de desagüe.
Cubiertas intensivas
El mantenimiento de las cubiertas intensivas es el mismo que el de cualquier jardín. Dependerá básicamente del proyecto paisajístico, teniendo que cuidar especialmente las necesidades de riego y la revisión periódica de los sumideros. En este tipo de cubiertas, la vegetación utilizada tiene una actividad radicular más potente y podría comprometer la correcta evacuación de las aguas sobrantes.
Gramoquín
El adoquín ecológico no requiere de un habitual mantenimiento, sin embargo debe ser protegido de contaminación con aceite, químicos y otros componentes que afecten directamente el material. En la ficha técnica del producto no se especifica un mantenimiento preventivo del material, debido a que este está creado para mantenerse a la intemperie y es 100% sostenible.
El Gramoquín es usado para prevenir las inundaciones, reduce el efecto de isla de calor, recarga acuíferos subterráneos, mantenimiento del flujo del curso de aguas en épocas de sequía y control de contaminantes en ríos. Este aumenta el filtrado y tratamiento del agua lluvia por medio de retención de partículas en suspensión, como el fosforo, nitrógeno e hidrocarburos.
Césped
El césped natural es un ser vivo y por lo tanto requiere de cuidados y mantenimientos adecuados para mantener su vitalidad.
Se debe realizar un riego:
Se deberá utilizar más agua en lugares en los que la tierra sea arenosa y zonas cercanas a construcciones y caminos.
Se debe usar menos agua en zonas donde la tierra sea arcillosa y este compactada, y en zonas de sombra.
El riego profundo y espaciado favorece el desarrollo radicular aumentando la resistencia del césped, el riego superficial y frecuente lo debilita y lo hace propenso a enfermedades.
Corte:
Cada variedad de césped natural tiene sus propias especificaciones de corte, pero como norma general, no se debe cortar más de una tercera parte de la hoja, por lo general se manejan césped con 5 cm de altura, por lo tanto la siega se realizara cuando este alcance los 7.5 cm de altura.
En épocas con frio (invierno) o mucho calor (verano), se recomienda dejar el césped un poco más alto de lo normal para que pueda resistir mejor estas adversidades climáticas y desarrolle raíces fuertes.
Fertilización:
Como el riego y en la siega, la fertilización en una justa medida vital para mantener un césped natural saludable. Así que un uso desmedido de fertilizantes o una incorrecta aplicación pueden producir los efectos contrarios a los deseados.
Generalmente un césped natural necesita al año del orden de 1.2 Kg de nitrógeno por cada 100m2 y repartidos entre 3 veces al año. Esto quiere decir que un fertilizante que tuviera una composición de 20-4-10 y sabiendo que la cifra 20 significa un 20% de nitrógeno por cada 100 Kg de fertilizante, habremos de aplicar un total de 6 Kg de este fertilizante al año, para aportarle los 1.2 Kg de nitrógeno recomendada.
Otros cuidados:
9.
Viabilidad económica
A partir de la implementación de los anteriores, se incrementa el valor comercial de la edificación debido a que esta adquiere unos atributos tanto estéticos como funcionales en relación a otras que no los incorporen. Adicionalmente, se reduce el consumo energético y los costos de operación de las mismas debido a que por ejemplo en el caso de los techos verdes se mejora el desempeño térmico de las estructuras en los espacios interiores mejorando la sensación de confort y reduciendo el consumo derivado de sistemas artificiales.
Así mismo, la implementación de plantas amortigua el ruido externo de manera proporcional al espesor tanto de capa de tierra como de la vegetación. En relación a los beneficios económicos derivados de las ventajas sociales que puede generar el establecimiento de espacios verdes en los cuales al ser utilizados por los residentes como sitios de reunión y/o recreo se puede de manera indirecta disminuir el consumo de otro tipo de recursos utilizados en el uso y la recreación dentro de las residencias. Por otro lado, los tres materiales se incorporan como medios captadores y filtradores de agua lluvia, reduciendo los costos asociados a manejo de aguas.
No obstante, existen desventajas en relación al aumento en de las cargas muertas lo que eleva el costo en los diseños estructurales, adicionalmente demandan constante mantenimiento para garantizar el correcto funcionamiento de las estructuras.
Conclusiones
1. El techo verde es el material que presenta una mayor eficiencia con un coeficiente de infiltración del 0.97 para la intensidad crítica de diseño en la zona de estudio (98mm/hr), seguido por el césped con un coeficiente de infiltración del 0.83 y por último el adoquín ecológico con un coeficiente de infiltración del 0.73.
2. Mediante el ajuste de los datos medidos experimentalmente a partir de modelo de Horton se obtuvo una correlación bastante significativa desde el punto de vista estadístico un del 0.987. Este método resulta ser el más adecuado para el tratamiento de los datos debido a que permite calcular la conductividad hidráulica del material sin conocer características físicas del mismo a partir de correlaciones.
3. La implementación del techo verde en la urbanización de interés social estudiada en remplazo del concreto en el que se encuentran desarrolladas las cubiertas, supone que este infiltrará un caudal adicional 0.03 m3/hr en una precitación de 5 minutos. En el caso del Adoquín ecológico en remplazo del adoquín en arcilla en el mismo periodo de tiempo y con la misma condición de intensidad se supone que el caudal adicional infiltrado será del 0.33m3/hr. Lo anterior, ambientalmente supone un importante ahorro de energía frente al gasto actual de ese tipo de edificaciones debido a que la infiltración de estas aguas contribuye a reducir la presión en los sistemas urbanos de drenaje y permite que una vez estas sean conducidas a los mismos hallas sufrido un proceso preliminar de filtrado que permite retirar algunos contaminantes.
4. El uso de este tipo de materiales en VIS aparte de generar una solución ambiental en el marco de la construcción sostenible permite que las aguas infiltradas al reducir la escorrentía superficial puedan ser recirculadas ya sea para procesos internos dentro de las construcciones o para ser reconducidas a los drenajes de manera posterior a la ocurrencia del evento precipitatorio reduciendo la presión en los mismos que usualmente conduce a inundaciones
5. El marco regulatorio colombiano en temas de construcción sostenible si bien resulta ser bastante robusto y da cuenta de un proceso paulatino de incorporación de las nociones de sostenibilidad dentro del ejercicio de la construcción sostenible carece de parámetros técnicos que permitan establecer un mecanismo real de seguimiento de los ahorros de agua y energía que se generan en las construcciones a partir de la implementación de sistemas mas sostenibles. En este sentido, resulta dispendioso poder precisar que mediadas generan mayores o menores ahorros puesto que el criterio de ahorro exigido por la normativa se centra en las condiciones climáticas de las distintas zonas del país, pero no precisa unos criterios mínimos de ahorro para los sistemas en función de los materiales utilizados o de las áreas ocupadas.
6. Actualmente existe un proyecto derogatorio del Decreto 528 de 2014, el cual dejaría en vilo la continuidad del Sistema de Drenaje Pluvial Sostenible del Distrito Capital. Si bien este, no implica una restricción al uso de SUDS en Bogotá, sin un marco normativo claro que involucre y asigne tareas específicas a las instituciones y a la misma comunidad, las tecnologías de drenaje urbano sostenible no representarán más que una medida paliativa del manejo integral que requiere la gestión del agua lluvia y las escorrentías pluviales.
7. Mediante el análisis estadístico realizado para las distribución de las intensidades generadas por el simulador de lluvia se pudo verificar a partir los P valores, que existen diferencias significativas en los volúmenes captados por los pluviómetros localizados en los extremos, los cuales ser ven afectados por el rebote del agua que se genera en la barrera construida, en ese sentido este simulador presenta una limitación frente al área de cobertura la cual se reduce a aproximadamente 50 x 50 cm.
8. No ha sido posible la aplicación de la sostenibilidad en la construcción al ritmo esperado debido a que existe una importante fragmentación entre el gremio de la construcción, la
política pública y las metas económicas a corto plazo de las que pervive la idea de obtener el mayor beneficio en el menor tiempo. Este escenario, evita que a pesar de existir una cadena de normas que buscan estimular las prácticas de sostenibilidad en la construcción, se genere la coordinación necesaria entre todos los actores que tienen lugar en la cadena de producción de una construcción desde su fase de planeación.
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