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Autor UIC

Escrito por: Jorge Alberto Escobedo González
Docente de la Licenciatura en Arquitectura
julio 22, 2021

Azoteas verdes y sus beneficios

Las azoteas verdes presentan diversos beneficios en el entorno construido. Estos van desde una mejora en la calidad del aire, así como en las condiciones de aislamiento acústico y en la durabilidad de la cubierta o techo hasta un incremento en el hábitat natural. Sin embargo, uno de los menos considerados y que ha cobrado un creciente interés a nivel de investigación, es el beneficio hacia la eficiencia energética al interior de los edificios.

Beneficio energético

Las primeras cuantificaciones de los beneficios energéticos se dieron en 1960 en Alemania, pero ha ido creciendo significativamente hasta la actualidad. Esto representa un 40% de las investigaciones realizadas en torno a las azoteas verdes (Blank et al., 2013). Los beneficios en cuestión de eficiencia energética se han enfocado principalmente a los efectos de enfriamiento, un beneficio claramente comprobado. Sin embargo, existe un debate respecto a los beneficios para disminuir las cargas de calefacción durante las temporadas frías.

Efecto de enfriamiento en las azoteas verdes

Existen estudios que demuestran una disminución de entre el 38% y 58% de los requerimientos de enfriamiento en climas cálidos en Atenas (Ascione et al., 2013) y una reducción de hasta el 48% en la demanda de calefacción en edificios sin aislamiento térmico (Jaffal et al., 2012) durante el invierno en climas relativamente templados en Francia. Por otra parte, un estudio realizado en Ningbo, China determinó que el efecto de la azotea verde contribuye hasta en un 24% para incrementar la temperatura a 15.5º C y alcanzar condiciones de confort durante las épocas de invierno.

La azotea verde produce menos calor

Uno de los principales factores que impacta en el efecto de enfriamiento de las azoteas verdes se concentra en su habilidad para prevenir altos niveles de radiación solar e incidir sobre la superficie de la techumbre. Esto previene un incremento de calor en espacios interiores.

El efecto es principalmente una consecuencia de diversos factores bioquímicos que ocurren en el sistema de la azotea verde como la fotosíntesis y la evapotranspiración. En un estudio realizado en Singapur (Wong et al., 2003) se determinó que 27% de la radiación solar incidente en la techumbre era reflejada por la azotea verde, 60% se absorbía por medio del proceso de fotosíntesis y 13% era transmitida por el sedimento.

¿Cómo lograr estos efectos?

Debido al comportamiento dinámico de la azotea verde como sistema, es importante considerar que las características climáticas de una ubicación determinarán la configuración óptima de sedimento y vegetación para alcanzar un desempeño eficiente de la azotea como estrategia de diseño pasivo o de eficiencia energética. Cada uno de los componentes del sistema, influye en los efectos de la azotea verde en espacios interiores y se van complementando para incrementar los beneficios que esta provee.

En un estudio realizado durante dos años (Jim & Peng, 2012) en una azotea verde, se concluyó que su efecto de enfriamiento se debía al efecto de evapotranspiración de las plantas y al sedimento, así como al efecto de sombreado del follaje y al efecto de aislamiento térmico del sedimento.

Aspectos que impactan para estos efectos

Se podría concluir, que las variables climáticas que tendrán un impacto positivo en los fenómenos biológicos de las azoteas verdes son la radiación solar, la temperatura del aire, la precipitación y la velocidad del viento. La radiación solar intensifica el efecto de evaporación del sedimento y transpiración de las plantas incrementando el efecto de enfriamiento de las azoteas debido al calor latente. Por otra parte, se ha observado una reducción en el desempeño de este tipo de azoteas durante los días nublados (Feng et al., 2010; Jim y Peng, 2012).

¿Cuáles son las principales propiedades de la vegetación y el sedimento en una azotea verde?

El efecto de la capa de vegetación en el desempeño energético de los edificios se rige principalmente por el IAF (Índice de Área Foliar), la altura de las plantas y la resistencia estomática. El IAF representa el área de la superficie horizontal (unilateral) de hojas, por unidad de área de superficie del suelo sobre la que se encuentran. De tal manera que, si la radiación solar atraviesa por un promedio de “n” número de hojas para llegar a la superficie del techo, entonces el IAF es igual a “n” (Sailor, 2008). Entre mayor sea el número de IAF, mayor es la reducción en la temperatura de los edificios, debido a la capacidad y efecto de sombreado.

Efecto de enfriamiento de las plantas

El efecto de enfriamiento evaporativo de las plantas, es otra característica de la capa de vegetación y se determina por la taza de transpiración de humedad de la vegetación, la cual es regulada por la resistencia estomática de las plantas. La resistencia estomática es la oposición de los poros en las paredes de la hoja a los gases en la atmósfera. Cuando la hoja transpira la humedad fluye hacia la atmósfera desde la pared celular de la hoja, a través de los poros estomáticos. En la fotosíntesis, las moléculas de CO2 siguen el mismo proceso, pero desde la atmósfera al interior de la hoja. La resistencia estomática es una función de la planta, que se debe al flujo solar, el potencial de humedad de la hoja, la temperatura del ambiente y un déficit de vapor y, en una menor medida, a la concentración de CO2 y otros gases en la atmósfera (Jacquemin & Noilhan, 1990).

Desempeño energético en la azotea verde

Adicionalmente al efecto generado por la capa de vegetación, el sustrato interfiere significativamente en el impacto de la azotea verde en el desempeño energético de un espacio interior. La capacidad de aislamiento de un techo verde incrementa o disminuye dependiendo de la humedad del sustrato (Kotsiris et al., 2012). Esta característica del subsuelo se determina principalmente por el espesor y la conductividad, así como otras propiedades térmicas como la densidad y el calor específico. A medida que el suelo absorbe humedad, su capacidad calorífica incrementa y por lo tanto, su habilidad para controlar ganancias y pérdidas de calor (Jim & Tsang, 2011).   

Azoteas verdes en México

En México existe aún falta de información, así como guías de diseño en torno al desarrollo de azoteas verdes. Esto no sólo incrementa los costos de mantenimiento y construcción, sino que además pone en riesgo el diseño de azoteas verdes hacia efectos desfavorables en la eficiencia térmica y energética de edificios. Es importante nutrir la información y el conocimiento disponibles, sobre los beneficios e impactos de los techos verdes en la edificación, así como proveer de información útil a los diseñadores de azoteas verdes sobre las ventajas en cuestión de eficiencia térmica y energética al interior de las edificaciones.

“El sector de la construcción concentra más del 30% del consumo energético mundial en sus diversas actividades, desde la etapa de construcción hasta el periodo de ocupación y mantenimiento”

Para saber más

Licenciatura en Arquitectura, Universidad Intercontinental.

Ascione, F. et al. (2013). “Green roofs in European climates. Are effective solutions for the energy savings in air-conditioning?”. Applied Energy, 104, pp.845-59.

Blank, L. et al. (2013). “Directions in green roof research: A bibliometric study”. Building and Environment, 66, pp.23-28.

Feng, C., Meng, Q. y Zhang, Y. (2010). “Theoretical and experimental analysis of the energy balance of extensive green roofs”. Energy and Buildings, 42, pp.959-65.

Jacquemin, B. y Noilhan, J. (1990). “Sensitivity study and validation of a land surface parameterization using the Hapex-Mobilhy data set”. Boundary- Layer Meteorology, 52, pp.93-134.

Jaffal, I., Ouldboukhitine, S. E. y Belarbi, R. (2012). “A comprehensive study of the impact of green roofs on building energy performance”. Renewable Energy, 43, pp.157-64.

Jim, C.Y. y Peng, L. (2012). “Weather effect on thermal and energy performance of an extensive tropical green roof”. Urban Forestry & Urban Greening, 11, pp.73-85.

Jim, C.Y. y Tsang, S.W. (2011). “Biophysical properties and thermal performance of an intensive green roof”. Building and Environment, 46, pp.1263-74.

Kotsiris, G., Androutsopoulos, A., Polychroni, E. y Nektarios, P. A. (2012). “Dynamic U-value estimation and energy simulation for green roofs”. Energy and Buildings, 45, pp.240-49.

Sailor, D. J. (2008). “A green roof model for building energy simulation programs”. Energy and Buildings, 40, pp.1466-78.

Wong, N.H. et al., (2003). “The effects of rooftop garden on energy consumption of a commercial building in Singapore”. Energy and Buildings, 35, pp.353-64.

* Las opiniones vertidas en las notas son responsabilidad de los autores y no reflejan una postura institucional

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