INTRODUCCIÓN
La relación entre la sustentabilidad y el diseño y tecnologías de los edificios, no es unívoca, tal como no lo es en la naturaleza la forma que adquieren las distintas especies vegetales y animales, que se adaptan según contextos y funciones particulares.
El lector interesado en esta temática podrá concluir, al revisar nuestras columnas y otras fuentes de información, que no existe la forma y estética sustentable, ni el edificio o construcción sustentable. Se trata más bien de edificaciones que, y a diferencia de un edificio estándar, incorporan con énfasis la variable ambiental y también social en sus procesos de diseño, construcción y operación, reduciendo con ello su impacto ambiental y aumentando sus beneficios en los usuarios, en términos comparativos.
En un comienzo la introducción de estos nuevos parámetros en la concepción de los edificios, se ha dado en gran medida en base a la observación de la naturaleza, sobre todo para comprender la relación entre el hábitat y su contexto climático.
En las últimas décadas, esta aproximación se ha complementado con la incorporación de análisis matemáticos para comprender mejor la física y química de los edificios, generando indicadores que permitan medir, tanto en forma predictiva como operativa, los distintos parámetros que definen la sustentabilidad de un edificio.En el presente artículo revisaremos un edificio que refleja justamente esta relación entre construcción sustentable y ciencias físicas.
Se trata del nuevo Edificio Beauchef 851 de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, conocido como Beauchef Poniente.
ECUACION TRIDIMENSIONAL
Ubicado justo al frente y al oriente del tradicional edificio que desde 1922 alberga a las Escuelas de Ingeniería de la Universidad de Chile (de ahí el apodo que toma este proyecto: Beauchef Poniente), y después de cuatro años de planificación y tres de construcción, la FCFM concluyó e inauguró en noviembre 2014 este edificio que aporta una obra de vanguardia tanto para el entorno urbano en el que se inserta, como para el contexto de la educación superior pública en Chile, buscando ser un ejemplo de edificación sustentable y educación para los estudiantes, académicos y la comunidad universitaria en general.
Beauchef Poniente viene a duplicar con sus 50.087 m2 construidos la capacidad actual de la FCFM, en sólo 6.500 m2 de terreno e insertarse respetuosamente en el entorno.El edificio se ordena y comunica a través de una gran plaza central desde la cual se acceden a los diferentes tipos de espacios. Al oriente y poniente surgen dos torres de siete pisos en las que se desarrollará la actividad académica de Ingeniería Industrial (torre oriente) y de Mecánica, Biotecnología, Ciencia de los Materiales y Química (torre poniente), en un serie de espacios de oficinas, salas de seminarios, laboratorios y biblioteca.
En su extremo sur y sobre la plaza destaca un cuerpo independiente; se trata delauditorio de 536 m2 con capacidad para 200 personas y con un particular diseño que simula un insecto, en base a un exoesqueleto de perfiles de acero, del que cuelga este gran recinto, generando un elemento distintivo en el conjunto a su vez que un espacio abierto y en sombra al nivel de la plaza.
Bajo la plaza central hay siete niveles de subterráneos, en los que se consideran espacios dedicados fundamentalmente a salas de clases, talleres, laboratorios, estacionamientos para 450 autos, espacios deportivos y de recreación, destacando una piscina techada, una cancha de básquetbol, canchas de squash y un gimnasio de máquinas (FCFM, 2014).
La necesidad de desarrollar gran parte del programa del edificio en niveles subterráneos se debe a la condicionante de altura máxima establecida por Monumentos Nacionales, ya que Beauchef Poniente está ubicado en una zona de conservación histórica. Así, dos tercios del proyecto quedaron bajo tierra con los consiguientes desafíos en climatización e iluminación de alto estándar al que tanto el mandante como los proyectistas apuntaban.
LA CUARTA Y QUINTA DIMENSION: Sustentabilidad y operación eficiente
Para resolver la ecuación aún más compleja de lograr un edificio de alta eficiencia y calidad ambiental en un espacio restringido, la Universidad de Chile y su Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, mandantes del proyecto, en conjunto con el IDIEM, instituto que pertenece a la propia universidad y que desarrolló el gerenciamiento e inspección técnica de obra, fijaron metas concretas para luego poner las ideas en práctica con rigor técnico y coordinación de equipo. Dichas metas fueron:
Metas en Sustentabilidad y Medioambiente: El proyecto incrementa la demanda de materiales y productos para la construcción que poseen contenido reciclado y que son extraídos y manufacturados en la región, reduciendo así los impactos ambientales que resultan de la extracción, procesamiento y transporte.
Metas en Calidad del Ambiente Interior: Prioridad a la orientación del edificio y sus recintos, y óptima calidad del ambiente interior en oficinas. Para ello, se consideraron sistemas que permiten asegurar una renovación de aire suficiente (sin recirculación de aire), debidamente filtrado, con niveles de humedad adecuados y confort térmico.
Uso de luz natural y vistas al exterior, en la mayor cantidad de recintos operativos posibles. No está permitido fumar al interior del edificio, por lo que se ha dispuesto una zona para fumadores al exterior a este, distante de los accesos y/o tomas de aire.
Metas en Eficiencia Energética: Selección de sistemas de iluminación y de climatización de mayor eficiencia disponibles en el mercado.Los sistemas contemplados serán monitoreados y comandados desde un sistema de control central, que optimiza su eficiencia durante la operación del edificio. Asimismo, el sistema de iluminación artificial se complementa con los aportes de luz natural, de tal forma que disminuye su gasto de energía, además de bajar las cargas térmicas aliviando el sistema de climatización.
Estas estrategias en la climatización e iluminación artificial no serían posibles con la implementación de un sistema de fachada de alto estándar, constituido por un muro cortina con cristales tipo doble vidriado hermético (DVH) de baja emisividad y una doble piel serigrafiada y sostenida por una elegante estructura de acero,que optimiza la iluminación natural pero disminuye las ganancias por radiación solar directa, ayudando en la reducción del consumo de energía en refrigeración, principal carga térmica del edificio.
En base a lo anterior, se espera una reducción aproximada del 35% en el consumo de energía con respecto a un edificio sin medidas de eficiencia energética, y además con una importante reducción del uso del agua debido a la alta eficiencia de artefactos y el uso de agua tratada para el riego de las áreas verdes de todo el edificio.
Ya quese sabía que estos objetivos generarían un aumento en los costos de construcción debido a la dimensión del proyecto, la diversidad de tipos de recintos y los altos estándares exigidos, se buscó asegurar una reducción en los costos de operación, a través detres estrategias principales:
Control: Implementación de sistemas de control y gestión independiente para cada especialidad involucrada, como climatización, ventilación, iluminación.
Puesta en marcha:El Contratista dispondrá los servicios de puesta en marcha y entrenamiento del personal de operaciones de U. de Chile.En este período de 30 días se efectuarán los ensambles, calibraciones y puesta en marcha blanca, a fin de hacer entrega de los equipos y del sistema en óptimo estado de funcionamiento y servicio.
Capacitación: A los técnicos se les realizará inducciones sobre equipos y sistemas que deberán operar y mantener en base a los manuales de operación y mantenimiento entregados por los instaladores y especificaciones del fabricante.Este entrenamiento debe contemplar examen y la certificación de competencia correspondiente, de tal manera que permita al cliente operar con su personal el sistema.
La implementación de estas medidas de carácter operacional son claves para que el edificio realmente alcance las metas de calidad ambiental y eficiencia energética establecidas, asegurando con ello la inversión realizadapor el mandante.
CONCLUSIONES: Ciencia como tecnología y educación
La evolución de la construcción sustentable ha ido de la mano de, y en gran medida potenciada por, la introducción de parámetros e indicadoresque en base a modelos matemáticos buscan explicar y predecir el comportamiento ambiental de los edificios.Estos modelamientos han demostrado ser una herramienta eficaz para diseñar y construir con criterios de sustentabilidad, pero a la vez se ha verificado sus limitaciones para explicar por sí solos el funcionamiento de los edificios. Por ello, siempre será importante complementar la aplicación de tecnologías y modelos predictivos, con la educación de los usuarios y el monitoreo durante la fase de operación.
El Edificio Beauchef Poniente es un ejemplo de lo anterior, implementando estrategias que combinan fijación de metas, coordinación de especialidades, modelamiento, tecnología, capacitación y monitoreo para lograr un edificio de alto estándar en calidad ambiental y eficiencia energética. Esta serie de medidas es lo que le permitió a este proyecto postular a la certificación LEED v2009 nivel Oro.
En definitiva, Beauchef Poniente refleja por una parte la madurez en la aplicación de las ciencias físicas en la comprensión del comportamiento ambiental de los edificios, y por otra parte la posibilidad y capacidad local para incorporar en forma consistente la construcción sustentable en la infraestructura de la educación superior en Chile.
Descripción General
- Mandante: Universidad de Chile
- Gerenciamiento e Inspección Técnica de Obra: IDIEM
- Constructora: Constructora Ingevec SA
- Arquitectos: A4 Arquitectos + Borja Huidobro
- Ing. Calculista: René Lagos y Asociados
- Ubicación: Beauchef 851, Santiago
- Uso: Educacional y oficinas
- Superficie construida: 50.087 m2
- Superficie del terreno: 6.500 m2
- Auditorio: 536 m2
Partido arquitectónico general
- Plaza central, centro neurálgico de encuentro y acceso a las diferentes instalaciones.
- Dos torres de siete pisos y un volumen aislado sobre plaza central.
- Niveles subterráneos dedicados al deporte y estacionamientos.
- Escalera espiral, eje vertical de acceso a subterráneos desde la plaza.
- Envolvente térmica de alta eficiencia
Calidad Ambiental y Eficiencia Energética
- Sistema de climatización y ventilación eficiente y pensado para cada zona del edificio, funcionando en modo frío y calor de forma simultánea.
- La iluminación artificial contempla el uso de luminarias eficientes y sistema de control central en base a sensores de iluminación natural en oficinas y sensores de ocupación en pasillos y estacionamientos, que prevén una reducción en el consumo energético en cerca de un 50% de este uso final.
- Control Centralizado: Sistema de control de iluminación que permite el máximo aprovechamiento de la luz natural y el uso eficiente del sistema de iluminación artificial, mediante luminarias fluorescentes equipadas con balasto electrónico regulable digital que permite que reducir la iluminación artificial de acuerdo a condiciones de luz natural exterior. Además, la posibilidad de ajustar los niveles de iluminancia en las superficies de trabajo en cada área.
- Energías Renovables: Sistema de calentamiento indirecto del agua sanitaria por medio de Energía Solar, compuesto por 44 colectores, intercambiadores de calor de precalentamiento, acumuladores de agua precalentada, apoyo con bombas de calor, intercambiadores de calor de apoyo y acumuladores. El proyecto además presenta una pequeña planta de generación eléctrica fotovoltaica con una capacidad de generación de 18.4Kw peak, utilizando módulos fotovoltaicos mono-cristalinos de 270w de alta eficiencia.
