Manejo bioclimático de vegetación nativa de México, de raíz autoadherente, en envolventes arquitectónicas como dispositivo de control térmico, aplicado a un modelo de casa habitación en la ciudad de México

Abstract

El presente trabajo parte de la inquietud de observar en la ciudad de México poca difusión, uso y conocimiento certero de los sistemas de envolventes verdes en edificios y particularmente, de los construidos con materiales ligeros. En un segundo momento de reflexión se planteó la posibilidad de obtener un sistema de naturación aplicable a los edificios ligeros, que partiera de un reconocimiento del medio ambiente donde se aplica y del que se tengan valores cuantificables de su comportamiento térmico, energético y ambiental al usarse en un proyecto arquitectónico. Mediante investigación documental y de campo, se estableció el estado actual de las envolventes verdes en la ciudad de México: sus condiciones de uso, difusión, manejo y el conocimiento que tienen los mismos proveedores de los sistemas acerca de los efectos de la naturación en los edificios y el medio ambiente. Por otro lado se hizo un esbozo de las condiciones ambientales de la Cuenca del Valle de México, la calidad del aire y los principales problemas que se encuentran imbricados con la incorporación de vegetación al medio urbano de nuestra ciudad, dentro de los cuales destacan la problemática del agua y la calidad del aire. Se hizo también un reconocimiento del alcance de las políticas públicas y financieras que pueden motivar o desmotivar el uso de estos sistemas en la ciudad. Con estos precedentes se integró un sistema de naturación que respondiera a las condiciones ambientales, económicas y constructivas de la ciudad, del que determinamos metódicamente su comportamiento térmico y energético. Se seleccionó y estudió el tipo de vegetación apto para este sistema. Se determinaron mediante análisis en laboratorio los valores térmicos y físicos de comportamiento de la planta y los materiales integrados al sistema, para usarlos en evaluaciones matemáticas de un modelo virtual analizado con Energy Plus (DOE, 2009) a través de su interfaz Design Builder (DSB, 2009). Antes del presente trabajo estos valores eran desconocidos y están ahora disponibles. Se midió el comportamiento físico real de las plantas en cubos térmicos que se replicaron virtualmente en Design Builder (DSB, 2009) para comparar el desempeño del modelo real con el modelo matemático, procedimiento que usamos para calibrar el modelo virtual. Ya afinado el sistema de naturación en modelo virtual, se aplicó a una casa habitación a la que se intercambiaron los materiales de losa y muros sur, llevándose a cabo ocho simulaciones térmicas anuales, de las que se obtuvieron los resultados de comportamiento del sistema. Se conoció así cuál de los arreglos constructivos acercó más las temperaturas interiores al confort térmico en cada mes. De estos análisis se obtuvo el comportamiento energético comparado y los impactos en producción indirecta de contaminantes, y la asimilación directa de CO2 que provee la vegetación del sistema. Se cuantificaron las aportaciones térmicas, energéticas y ambientales. Los valores físicos térmicos de comportamiento del sistema que se obtuvieron, podrán ser usados de manera matemática-virtual en posteriores trabajos de investigación y diseño para estimar su comportamiento prospectivo.