Fundado en 1977, el Instituto Omega es el centro holístico de aprendizaje más grande de los Estados Unidos. En 2006 este Instituto se propuso desarrollar una nueva y sustentable instalación de filtración de aguas residuales para su campus de 80 hectáreas, ubicado dentro de una de las cuencas hidrográficas más importantes del mundo, la cuenca del río Hudson, de 35.000km2. Si bien el objetivo principal de este proyecto era mejorar el sistema de eliminación de aguas residuales del instituto, mediante el uso de métodos alternativos de tratamiento, se decidió ir más allá y generar un lugar de educación sobre sustentabilidad, en el cual los visitantes, el personal y la comunidad local pudiese aprender sobre estrategias innovadoras de tratamiento de aguas residuales. Por ello, más que una instalación de tratamiento de aguas se pensó en un edificio como una herramienta de enseñanza, que albergase tanto las celdas de tratamiento como un aula y un laboratorio, y que tuviera un consumo neto de agua y energía igual a cero. De esta forma, nació el Centro Omega para la Vida Sustentable, u Omega Center for Sustainable Life (OCSL).
Imagen 1.Vista exterior del volumen del invernadero del Omega Center for Sustainable Living (OCSL). Créditos: Assassi, BNIM
Repensando el rol del agua y el paisajismo
El campus de Omega, compuesto por casi 100 edificios, se encuentra junto al Long Lake, que es parte de un sistema tributario del río Hudson, al noroeste de los Estados Unidos. Dada la proximidad con la gran población que rodea la ciudad de Nueva York, el Hudson es uno de los cuerpos de agua dulce más importantes del planeta. Todos los sistemas de agua enfrentan desafíos causados por actividades humanas. Los problemas del Hudson son variados y se están llevando a cabo numerosas acciones para mejorar el río y sus sistemas tributarios. Los vecinos que rodean Long Lake, incluyendo el instituto Omega antes de la construcción del OCSL, están causando la degradación del lago, producto de la escorrentía agrícola, los productos químicos de jardinería, y los sistemas sépticos.
Así, el instituto Omega imaginó el proyecto OCSL como un medio para pensar globalmente y actuar localmente. Esto comenzó con la decisión de limpiar y construir sobre el vertedero existente, para así asegurarse que la lixiviación u otras amenazas al acuífero cesarían. El lugar estaba casi desprovisto de una biodiversidad saludable sobre el suelo o dentro de ella. El nuevo paisaje es todo lo contrario. Los automóviles y los desechos han sido reemplazados por plantas nativas de raíces profundas, un sistema de agua saludable, aves, insectos y otras especies. El sitio es libre de plaguicidas y toxinas. El diseño del paisaje es regenerativo de la ecología del lugar, y de forma didáctica y funcional proporciona paisajes que reflejan el contexto ecológico y cultural del campus.
Imágenes 2 y 3. Vista aérea del campus del Omega Institute cercano al rio Hudson, y vista exterior de la fachada sur del edificio OCSL, destacando su invernadero, los humedales de tratamiento y parte de la instalación fotovoltaica. Créditos: Omega Center, BNIM
Antes de la construcción del OCSL, el Instituto Omega extraía agua de pozos, la utilizaba para múltiples actividades humanas y luego la canalizaba a un sistema de pozo séptico (lixiviación). El nuevo sistema de tratamiento biológico de aguas residuales devuelve el agua a la tierra con la calidad necesaria para sostener la biodiversidad, utilizando sistemas naturales que ven nuestros residuos como alimentos. Las lagunas aireadas, un componente del sistema, están en exhibición interior para que todos las vean, llevando aguas grises a través del proceso de recuperación. Hay cuatro celdas de humedal construidas al exterior que se abren hacia la ladera sur adyacente al edificio. Como parte del proceso de reciclaje y tratamiento de aguas residuales, el agua pasa a través de los lechos de grava dentro de estos humedales y se libera gradualmente en las áreas sub-superficiales al norte del edificio. El efecto general es colorido y similar a un jardín. La variada paleta de plantas perennes proporciona un hábitat para una variedad de aves e insectos benéficos como parte del sistema general del paisaje. Se diseñaron rutas caminables que proporcionan acceso a estos espacios para desarrollar actividades de aprendizaje.
Para usos de agua potable, todavía se utiliza el agua de pozo, mientras que para el lavado de inodoro se utiliza agua de lluvia recolectado desde el techo del edificio. Se instalaron artefactos y griferías de bajo flujo para minimizar el consumo de agua, incluidos urinarios sin agua. El agua tratada es devuelta al suelo y al lago, cerrando con ello el ciclo del agua.
Diseño confortable y fértil
El primer paso en el proyecto fue la selección de la tecnología en base a sistemas biológicos para el tratamiento de aguas residuales. El sistema seleccionado, conocido como Eco MachineTM, necesitaba de un tipo especial de suelo y de plantas, lo que a su vez requerida de un adecuado nivel de temperatura y de luz solar. De esta forma, el edificio se diseña para generar las mejoras condiciones interiores para que el proceso biológico ocurra. A su vez, debía ser un edificio confortable para los visitantes y usuarios del edificio, y sin gastar energía. Para lograr este objetivo, no sólo debía instalarse un sistema de energía renovable, que cubriese la energía que necesita el proceso de tratamiento, se debía tener también un edificio organizado y cuidadosamente diseñado para cubrir las necesidades de climatización e iluminación en forma pasiva. La simplicidad y elegancia del diseño resultante se adapta bien a este propósito:un ambiente interior que es cómodo para las personas y, al mismo tiempo, fértil para las plantas. Las primeras investigaciones revelaron que el diseño tradicional de invernadero, al tiempo que maximizaba la luz solar para las plantas, no mantendría un ambiente confortable para los trabajadores y visitantes de las instalaciones. Al final, el diseño logró un cuidadoso equilibrio de sistemas de confort pasivos (luz solar, calefacción solar pasiva, ventilación natural) y mecánicos (geotérmicos, ventiladores, iluminación eléctrica). Cabe destacar que la estructura del edificio, diseñada y ejecutada en base a perfiles de acero, fue un aspecto clave para lograr no sólo los volúmenes interiores requeridos para el invernadero, sino también para la cuidadosa distribución de los elementos de iluminación y ventilación natural dispuestos en las fachadas y cubiertas del edificio.
Imagen 4 (izquierda). Diversos esquemas iniciales que grafican las estrategias para recolección de aguas lluvias, dehumidificación, techos verdes, energía renovable, humedales, entre otros.
Imagen 5 (centro).Vista interior del invernadero, destacando la estructura de acero en fachada y techumbre, y la iluminación natural y amplitud interior que ella permite.
Imagen 6 (derecha). Esquema general en perspectiva en corte, que resume una serie de estrategias pasivas y activas: 1) paneles fotovoltaicos, 2) cubierta metálica, 3) humedales, 4) lagunas de aireación, 5) cubierta verde, 6) fachada de madera recuperada, 7) lucarnas de seguimiento solar, 8) protecciones solares, 9) sistemas mecánicos. Créditos: Omega Center, Assassi, BNIM
Especial hincapié se debía tener con los niveles de energía solar directa, que son muy precisos para el funcionamiento de las plantas. Reconociendo que las plantas alcanzarían un punto de saturación de luz de alrededor de 30.000 lux, el equipo diseñó el edificio para aplanar la cantidad de luz que caería sobre las plantas durante los meses de verano. Por el contrario, durante los meses más fríos, la cantidad de luz y radiación solar directa debía maximizarse.Dado lo anterior, el edificio fue orientado en un eje este-oeste para un control óptimo de la iluminación natural y la ganancia de la radiación solar directa. Asimismo, la sección del edificio y la estrategia de ventanas se diseñaron cuidadosamente.La luz del día, la ventilación natural y las vistas se logran a través de un sistema de ventanas de combina elementos fijos, operables y de lucarnas de seguimiento solar. Una serie de protecciones solares a lo largo de la cara sur hacen rebotar la luz del sol en el techo del invernadero, permitiendo una distribución uniforme de la luz, a la vez que se sombrea la parte inferior del vidrio durante los meses de verano. Todo lo anterior, en conjunto, permite que el edificio tenga iluminación natural un 98% de las horas diurnas del año.
Las ventanas operables se dispusieron en cada espacio pensando también en la salud y el confort de los usuarios y visitantes, siendo parte de la estrategia de ventilación, calefacción y refrigeración pasiva del edificio. Las plantas del sistema biológico de tratamiento de aguas residuales remueven el dióxido de carbono y otros gases mientras producen oxígeno en interiores y exteriores. La radiación solar calienta el volumen superior de aire, induciendo con ello la ventilación a través de chimeneas dispuestas en cubierta, y generando la suficiente diferencia de presión para que ingrese aire fresco y más frío desde las ventanas inferiores de estos espacios. Las ventanas operables integradas en la fachada sur ayudan a expulsar el aire caliente del edificio mediante la canalización de las brisas que se han enfriado durante el movimiento sobre los humedales. En definitiva, el sistema de tratamiento y el invernadero se constituyen también en un pequeño paisaje que produce un microclima de aire limpio para los ocupantes. Por otra parte, las ventanas tipo cleristorio ventilan el lobby, la sala de máquinas y los baños, mientras que los materiales del techo incluyen una combinación de vegetación y metal reciclado, que ayudan a refrigerar los espacios interiores, mitigando el efecto de "isla de calor".
Imagen 7. Esquema de distintas estrategias respecto al: flujo del aire, saliendo a través de ventanas superiores tipo cleristorio (1) e ingresando por ventanas inferiores en fachada (2); flujo de iluminación natural a través lucarnas de seguimiento (3); flujo del agua a través de las lagunas de aireación (4) y los humedales (5). Créditos: BNIM
Energía
Lograr un edificio de energía neta cero requería de un diseño que eliminara las pérdidas y maximizara el uso de recursos de energía renovable. El edificio es deliberadamente compacto y, como hemos visto, organizado para aprovechar la luz del día, el calentamiento pasivo y la brisa fresca para reducir las necesidades energéticas. La masa térmica aislada del edificio, así como la masa térmica del agua que pasa por el ciclo de tratamiento, son fundamentales para reducir las demandas de los sistemas mecánicos. Durante los meses de verano, el agua fría del invernadero tiene un efecto de enfriamiento y secado sobre el aire caliente y húmedo que ingresa al edificio. Los pozos geotérmicos y las bombas de calor se utilizan para proporcionar calor a todos los espacios. El enfriamiento mecánico solo se proporciona para el aula.
Como vimos, la luz natural es la principal fuente de iluminación. La forma del edificio está diseñada para recogerla a través de ventanas, tragaluces y protecciones solares para producir iluminación adecuada y cómoda sin afectar negativamente la temperatura del aire. Los sistemas de iluminación eléctrica existentes son extremadamente eficientes y controlados para ser utilizados solo cuando las condiciones exigen luz suplementaria. Gracias a todas las estrategias mencionadas, el edificio sólo demanda 37kWh/m2 al año. No obstante, los paneles fotovoltaicos incluidos en el proyecto generan más energía de la que el edificio utiliza anualmente, aportando a la red un total de 9kWh/m2 al año, por lo que el OCSL es un edificio de energía neta positiva.
Imágenes 8 y 9. Imagen exterior del sistema fotovoltaico, e interior del aula durante un taller de yoga. Créditos: Assassi, BNIM
Materiales
La expresión arquitectónica de los materiales es de simplicidad y transparencia y está influenciada por los colores y las texturas de la región. No se hizo ningún esfuerzo para enmascarar la naturaleza subyacente de un material, sino más bien para expresar su belleza. De esta forma, prácticamente toda la estructura del edificio, realizada en perfiles de acero, está a la vista, así como su cubierta, también de acero.
Como medida pedagógica y práctica, los acabados interiores se redujeron o eliminaron. Este enfoque ayudó a reducir la energía incorporada del edificio (energía utilizada para la extracción de materias primas, la fabricación de los materiales y su transporte a la obra) y minimizó el posible desprendimiento de gases nocivos de varios materiales de construcción.
El edificio es casi una vitrina de materiales recuperados y demuestra cuán fácilmente cualquier edificio puede aprovechar la reutilización de materiales. Los materiales provienen de almacenes, escuelas, edificios de oficinas y otros proyectos. Toda la madera instalada proviene de un bosque certificado por el FSC o fue recuperada, incluidos la madera contrachapada y el revestimiento de la pared. Los materiales también se obtuvieron de fuentes alternativas para evitar los materiales no permitidos por el Living Building Challenge, principalmente de origen plástico. Durante la construcción, el 99% del acero, cartón, espuma rígida y restos de madera fueron reciclados. Todos los residuos de alimentos fueron compostados y el 100% de los desechos de envases de vidrio, papel y plástico fueron reciclados.
Junto con la selección por criterios ambientales, fue importante la durabilidad de los materiales y la flexibilidad en la distribución interior. El edificio está pensado como un lugar de aprendizaje y un laboratorio para adoptar nuevas tecnologías y nuevas investigaciones relacionadas con el tratamiento del agua y la sustentabilidad en general. Para que esto ocurra en el largo plazo, el edificio y sus componentes debían ser duraderos, a la vez que el edificio debía ser capaz de sufrir modificaciones interiores. Por ello, fue clave la utilización del acero como material para definir la estrategia estructural. Se utilizaron también materiales que requieren poco o ningún mantenimiento en toda la instalación debido a los duros ambientes exteriores e interiores, en este último caso por el invernadero.
Por último y a modo de aprendizaje, cabe destacar que hubo tres factores importantes con respecto al proceso de construcción a considerar en proyectos similares. El cliente se desempeñó como contratista general, con el apoyo de una pequeña empresa de construcción local. La lejanía del sitio dificultaba el suministro de materiales y servicios de tecnología especializada. Por otra parte, los requisitos del Living Building Challenge y el objetivo de obtener LEED Platinum hicieron que la compra de materiales, y por lo tanto el proceso general de construcción fueran más complejos de lo habitual.
Imágenes 10 y 11. Vista exterior e interior donde destacan el aprovechamiento de materiales recuperados, principalmente maderas, y la austeridad de las terminaciones interiores, disminuyendo con ello la energía incorporada y la generación de gases tóxicos al interior del edificio. Créditos: Assassi, BNIM
Información adicional
• Destino: Educación
• Cliente: Omega Institute for Holistic Studies
• Arquitectos: BNIM
• Ingenierías: Chazen Companies (Civil) BGR Consulting Engineers (instalaciones)
• Contratista principal: David Sember Construction
• Año término de construcción: 2009
• Superficie construida: 600m2
• Presupuesto: 2.800.000USD (excluido el terreno)
• Ubicación: Lake Rhinebeck Drive, Estado de New York
• Imágenes: BNIM, Assassi
• Certificación sustentabilidad: Living Building Challenge Certification, LEED Platinum
José Tomás Videla Labayru
Arquitecto LEED-AP, MSc, MBA
