jueves, 28 de junio de 2012

Las ventajas del techo verde 


Introducción 


Debido a la concentración de edificios y tránsito vehicular, la vida en nuestras ciudades se ha vuelto insana. Los autos y la calefacción consumen el escaso oxígeno de hoy día y producen sustancias nocivas en abundancia. Enormes superficies de hormigón y asfalto llevan a un sobrecalentamiento de la atmósfera de las zonas urbanas y dan lugar a que la suciedad y partículas de sustancias nocivas que se depositan en el suelo, suban en remolino por el calor generado y se desparramen sobre la ciudad entera. En las noches de verano alcanzan en el centro de una gran ciudad, temperaturas del aire de entre 4º y 11 °C más altas que en los suburbios. Las ciudades tienen hasta un 15% menos de horas de sol directo y una mayor frecuencia de niebla (de 30 a 100%) de acuerdo a la época del año. Jardines al frente y patios enjardinados, pero sobre todo techos y fachadas enjardinados, podrían mejorar decididamente el clima polucionado de las ciudades: el aire se purificaría, se reducirían considerablemente los remolinos de polvo y las variaciones de temperatura y porcentajes de humedad disminuirían. Para lograr un clima urbano saludable, probablemente sería suficiente con enjardinar entre un 10 y un 20% de todas las superficies techadas de la ciudad, ya que un techo de césped sin podar tiene promedialmente de 5 a 10 veces más de superficie de hojas que la misma área en un parque abierto. Se puede partir de la base de que en los barrios céntricos de las grandes ciudades 1/3 de la superficie está edificada, 1/3 corresponde a las calles y plazas, a su vez pavimentadas, y solamente queda 1/3 de superficies verdes sin pavimentar. Si sólo por cada cinco techos hubiera uno de césped, la superficie de hojas en esa ciudad se duplicaría. 
Los techos verdes además de influir en el mejoramiento del clima de la ciudad, también optimizan la aislación térmica, el almacenamiento de calor del edificio, y su aislación acústica. Además son considerados, a largo plazo, más económicos que las cubiertas convencionales. Los techos enjardinados conducen, en esencia, a una construcción ecológica y económica. Como se señala a continuación: 
•disminuyen las superficies pavimentadas 
• producen oxígeno y absorben C02
•filtran las partículas de polvo y suciedad del aire y absorben las partículas nocivas 
• evitan el recalentamiento de los techos y con ello disminuyen los remolinos de polvo 
• reducen las variaciones de temperatura del ciclo día - noche  
•disminuyen las variaciones de humedad en el aire

Además: 
•tienen una larga vida útil si es correcta su ejecución 
•surten efecto como aislamiento térmico 
• protegen de los intensos rayos solares del verano a las habitaciones ubicadas bajo el techo 
• reducen el pasaje de sonido del exterior 
•valen como incombustibles 
• absorben la lluvia, por lo que alivian el sistema de alcantarillado

Y por último, algo no menos relevante: 
• las hierbas silvestres en el techo verde generan aromas agradables
• dan alojamiento a insectos y escarabajos
• son estéticos e influyen positivamente en el buen estado de ánimo y en la distensión de las personas


Reducción de las superficies pavimentadas 


Debido al excesivo incremento de las superficies selladas, surgen en las zonas de aglomeración urbana, influencias negativas en el agua domiciliaria, la calidad del aire y el microclima. El mal clima en nuestras grandes ciudades podría mejorarse esencialmente a través de un aumento de superficies verdes, fundamentalmente enjardinando edificios y reduciendo las superficies pavimentadas. 
Enjardinados de 10 a 20 cm de altura de vegetación sobre aproximadamente 15 cm de sustrato equivalen de 5 a 10 veces más superficie de hojas que la misma área en un parque abierto. 


Producción de oxígeno, consumo de dióxido de carbono 


La vegetación de los techos verdes toma, como todas las plantas, C02 del aire y libera oxígeno . Esto sucede en el proceso de fotosíntesis, en el que 6 moléculas de C02 y 6 moléculas de H20, mediante un consumo de energía de 2,83 kJ, producen 1 molécula de C6H1206 (glucosa) y 6 moléculas de 02. En el proceso de la respiración se produce C02 y se consume 02. Sin embargo solamente de 1/5 a 1/3 de las sustancias ganadas por la fotosíntesis son consumidas nuevamente. Mientras las hojas verdes sobre el techo aumenten, se generará oxígeno y se consumirá C02. Si existe un equilibrio entre el crecimiento y muerte de partes de las plantas, siempre existiría la ventaja de que se extraiga C02 del aire y quede almacenado en ellas. 


Limpieza del aire 


Las plantas pueden filtrar polvo y partículas de suciedad. Estas quedan adheridas a la superficie de las hojas y son arrastradas después por la lluvia hacia el suelo. A su vez las plantas pueden absorber partículas nocivas que se presentan en forma de gas y aerosoles. 
Investigaciones demostraron, que en los barrios céntricos de las ciudades, altamente contaminados, también los metales pesados son captados por las hojas.
Mediciones sobre una calle federal suiza dieron como resultado que un seto de 1m de alto y 0,75m de ancho reduce un 50%, a través de su efecto de filtro, la contaminación por plomo de la vegetación ubicada detrás de él. 


Reducción del remolino de polvo 


Los techos cubiertos con vegetación disminuyen considerablemente el recalentamiento de las superficies techadas. En Europa Central, un techo plano aislado térmicamente, cubierto con grava y no protegido por plantas, llega a los 60°C con una temperatura del aire de 25°C en un día de verano, y en circunstancias extremas llega hasta los 80°C . Esto produce sobre los techos un movimiento de aire ascendente, que para una gran superficie techada de 100 m2 
puede alcanzar 0,5 m/seg. También hace que las partículas de suciedad y polvo depositadas sobre calles, plazas y patios, nuevamente sean impulsadas a la atmosfera y se formen capas de gases, humos y suciedad sobre los ámbitos residenciales. Mediante techos enjardinados se puede reducir en gran proporción este movimiento del aire, ya que al rayo del sol la temperatura en el colchón de pasto es permanentemente inferior a la temperatura del aire. 


Regulación de la temperatura 


Es por medio de la evaporación de agua, la fotosíntesis y la capacidad de almacenar calor de su propia agua, que la planta extrae el calor de su ambiente. Este efecto de enfriamiento, que se hace perceptible fundamentalmente en los días cálidos de verano, puede demandarle el 90% de la energía solar consumida. Con la evaporación de un litro de agua son consumidos casi 2,2 MJ (530 kcal) de energía. La condensación del vapor de agua en la atmósfera, pasa a formar nubes, donde la misma cantidad de energía calórica es liberada nuevamente. Lo mismo sucede cuando por la noche se condensa la humedad en las plantas. La formación del rocío matinal en fachadas y techos verdes trae aparejada una recuperación del calor. Por lo tanto, las plantas solas pueden a través de la evaporación y la condensación de agua, reducir las oscilaciones de temperatura. Este proceso se fortalece aun más por la gran capacidad de almacenamiento de calor del agua existente en las plantas y en el sustrato, como así también a través de la fotosíntesis, ya que por cada molécula de C6H1206 (glucosa) generada son consumidos 2,83 kJ de energía. 


- Temperaturas de un techo verde con un sustrato de 16 cm medidas durante una semana de verano, Kassel (Alemania)

Temperaturas de un techo verde con un sustrato de 16 cm, medidas durante una semana de invierno, Kassel (Alemania)


Aquí se muestra que en un techo de pasto en Kassel (Alemania), con un sustrato de 16 cm de espesor para una temperatura exterior al mediodía de 30°C había bajo la vegetación 23°C y bajo la capa de sustrato solamente 17,5°C. En el mismo techo se midieron en invierno, para una temperatura exterior de -14°C, sólo 0°C, bajo la capa de sustrato. Las curvas aclaran que un denso techo de pasto en verano tiene un efecto de enfriamiento considerable y en invierno muestra un muy buen efecto de aislación térmica. 


Regulación de la humedad 


Las plantas también reducen las variaciones de humedad. Particularmente cuando el aire está seco evaporan una considerable cantidad de agua y elevan así la humedad relativa del aire. Una Ha de huerto evapora en un día caluroso de verano aproximadamente 1500 m3 de agua y un seto aproximadamente de 0,28 a 0,38 m3. 
Por otra parte, las plantas pueden disminuir la humedad del aire con la formación de rocío. Así se condensa la niebla sobre las hojas y tallos de un techo verde y luego pasa a la tierra en forma de gotas de agua. Protección de la membrana impermeable, vida útil.
La duración de todos los techos convencionales, sean éstos cubiertos con bitumen, tejas, ripia, metal, chapas onduladas o similares es limitada por la influencia del tiempo. Calor, frío, lluvia, rayos ultravioletas, viento, así como ozono y gases provenientes de las industrias causan daños mecánicos y/o procesos de descomposición químicos o también biológicos. 
El bitumen sobre las superficies techadas, tiene que soportar en Europa, por ejemplo, a lo largo del año, diferencias de temperaturas de hasta 100°C (-20°C hasta +80°C). Si ese techo se enjardinara extensivamente, se reduciría la diferencia de temperatura aproximadamente a 30°C. A su vez, la capa impermeable del techo quedaría totalmente protegida de los rayos ultravioletas y de daños mecánicos. 


Temperaturas medidas a lo largo del tiempo en diferentes superficies de techos planos en un día soleado de verano
a) cartón bituminoso, negro 
b) vertido de grava, claro 
c) pintura clara reflectiva 
d) mojado, plantado artificial 
e) plantado

- Máximas variaciones de temperatura en techos no enjardinados y enjardinados





En Alemania, según el 2º informe de daños en la construcción del Ministerio Federal para Ordenamiento de Espacios, Construcción y Urbanismo, se estableció que mientras que el 80% de los techos planos después de 5 años de construidos, presentaron los primeros daños, un techo verde, con una correcta elección de la impermeabilización y una buena ejecución de las uniones, tiene una vida útil casi interminable. 


Efecto de aislación térmica 


Los colchones de plantas sobre los techos tienen un alto efecto de aislación térmica, sobre todo debido a los siguientes fenómenos: 
• El colchón de aire encerrado hace el efecto de una capa de aislante térmico. Cuanto más denso y grueso sea éste, mayor es el efecto. 
• Una parte de la radiación calórica de onda larga emitida por el edificio es reflejada por las hojas y otra parte absorbida. Así que disminuye la pérdida de radiación de calor del edificio. 
• Una densa vegetación impide que el viento llegue a la superficie del sustrato. Como ahí casi no existe movimiento de aire, la pérdida de calor por efecto de viento se acerca a cero. Ya que en edificios viejos aislados, sin protección térmica mejorada, la pérdida de calor por convección (en particular por el viento) puede ser mayor al 50%, una densa capa de plantas lograría en estos casos el más eficaz ahorro de energía. 
• De mañana temprano, cuando la temperatura exterior es más baja, y por lo tanto la diferencia de temperatura y la pérdida de calor de los ambientes calientes hacia afuera es mayor, se forma rocío en la vegetación. La formación de rocío aumenta la temperatura en la capa de vegetación (porque en la condensación de 1 g de agua se liberan aproximadamente 530 calorías de calor). De modo que a través de esto la pérdida de calor trasmitida nuevamente se reduce. 
• En zonas de climas fríos, en las que en invierno la tierra se congela, se produce una ventaja adicional: para la transformación de un gramo de agua a hielo se liberan aproximadamente 80 calorías, sin que la temperatura baje. Por consiguiente, se mantiene la tierra congelada durante largo tiempo a 0°C, incluso cuando la temperatura exterior es bastante más baja. Con una temperatura de +20°C (interior), de -20°C (exterior) y una temperatura de la tierra de 0°C disminuye la pérdida de calor por trasmisión del techo, por lo tanto, alrededor de un 50%. 
Vale decir que el aislamiento térmico aumenta al doble respecto al mismo techo sin sustrato ni vegetación. Al derretirse el hielo se consumirá nuevamente la correspondiente energía de 80 cal/g de hielo para la retransformación del estado de agregación, ya que ésta es extraída del aire; surge entonces, a través de este efecto de ahorro latente, una ganancia de calor para el techo. Se parte de la base de que un denso colchón de pasto tiene un valor de 0,17 W/mK y un sustrato de tierra húmeda muestra un I de cerca de 0,6 W/mK. 


Protección térmica en verano

En regiones con intensa radiación solar y zonas de climas cálidos, el efecto de enfriamiento de los techos verdes es aun más notorio que el efecto de aislación térmica en invierno. 
En Alemania se comprobó reiteradamente, que para temperaturas al exterior de 30°C, la temperatura en la tierra del techo verde no subía por encima de 25°C. Esto está ligado, por un lado a que a causa de la sombra arrojada por la vegetación, la radiación solar no calienta la tierra; y por otro a que la energía solar es ampliamente usada para la evaporación de agua, 
reflexión y para la fotosíntesis. 


Ampliación sobre azotea con enjardinado de techo, Berlín-Kreuzberg (Alemania)






En la imagen se muestra un ejemplo de Berlín-
Kreuzberg donde, a través del reciclaje del espacio del techo, se creó un local habitable adicional. Con el enjardinado del techo surgió bajo el mismo, un clima confortable. 


Aislación acústica


Las plantas reducen el ruido mediante la absorción (transformación de la energía sonora en energía de movimiento y calórica), reflexión y deflexión (dispersión). Investigaciones de un laboratorio suizo dieron como resultado, que una pesada alfombra con base de fieltro tiene menos capacidad de absorber el sonido que un césped. Mediciones sobre un techo plano enjardinado de un hospital en Karlsruhe (Alemania), muestran que, en las fachadas ubicadas en las inmediaciones del jardín del techo, a consecuencia de la absorción y la reflexión disminuida, el ruido del tránsito baja alrededor de 2-3 dB. Por lo tanto son reducidas más pronunciadamente las frecuencias altas que se consideran especialmente molestas. 
En los techos verdes, en general, no es decisivo el efecto de absorción acústica de las plantas, sino del sustrato sobre el cual las plantas crecen. Para un ángulo vertical de incidencia del sonido, la capa de plantas consigue por absorción sólo una insignificante disminución del sonido de alta frecuencia, mientras que la absorción acústica de la capa de tierra para un espesor de 12 cm asciende aproximadamente a 40 dB, y para un espesor de 20 cm aproximadamente 46 dB.


- Dependencia de la aislación acústica del aire con el peso de las superficies





Protección contra incendio 


Un enjardinado en el techo ofrece una protección ideal contra incendio para techos propensos a tomar fuego. En Alemania los techos verdes son válidos como incombustibles y son clasificados como cerramientos superiores pesados. 
Para las secciones incendiables y aberturas en la superficie techada, existen exigencias particulares. 


Capacidad de retención del agua 


En muchas grandes ciudades de Latinoamérica y Asia existe el peligro de que después de una lluvia torrencial las calles queden inundadas. En Guadalajara (México), por ejemplo, en el 2002, las principales calles se cubrieron con una altura de 30 cm de agua, de modo que todo el tránsito quedó cortado durante un período de 1 a 2 horas. 
Un techo verde con 20 cm de sustrato de tierra y arcilla expandida puede almacenar 90 mm de agua (=90 litros por m2). 
Por su poder de retención de agua, los techos verdes llevan a la disminución de los "altos picos de agua". 
Según la norma alemana DIN 1986, parte 2, el coeficiente de desagüe de aguas pluviales para superficies techadas enjardinadas con un mínimo de 10 cm de espesor, es de 0.3. Esto significa, que sólo el 30% de la lluvia caída desagua y el 70% queda retenida en el techo verde o se evapora. Para techos comunes con más de 3º de inclinación debe, sin embargo, contarse con un desagüe de pluviales del 100%. 
Mediciones divulgadas por la Universidad de Kassel indican que el retraso del desagüe de pluviales después de una fuerte lluvia es más decisivo aún para el alivio del sistema de desagüe: en un techo verde con 12° de inclinación y 14 cm de espesor de sustrato, después de una fuerte lluvia durante 18 horas, se cronometró un retraso de 12 horas del desagüe pluvial. Terminó de desaguar la lluvia recién 21 horas después de que dejara de llover. El desagüe pluvial ascendió en ese período de tiempo sólo al 28,5%. 
En un ensayo del Instituto del Estado Federado de Baviera para viticultura y horticultura en Veitshóchheim, se midió que en un sustrato de sólo 10 cm de espesor, para una intensidad de lluvia de 20 l/m2 en 15 minutos, en el mismo tiempo, solamente desaguan 5 l/m2, contra 16 l/m2 en un techo de grava. 
Estas investigaciones muestran que los techos verdes, mediante su efecto de parachoque y retardo, alivian considerablemente las redes de alcantarillado de la ciudad, que siempre deben ser dimensionadas para las precipitaciones máximas. Por lo tanto, se podría redimensionar el sistema de alcantarillado, enjardinando grandes urbanizaciones y zonas industriales y así abaratar costos. En los sistemas separativos de desagüe podrían suprimirse las redes de alcantarillas para aguas pluviales, si el resto del agua se pudiera filtrar en el terreno. 


Percepción de aromas 


Hierbas silvestres en el techo verde, como por ejemplo tomillo, lavanda y claveles producen aromas agradables. En contraposición los techos con bitumen producen con la radiación solar emanaciones, que no sólo trasmiten olores desagradables, sino que también pueden ser perjudiciales para la salud. 


Espacio vital para insectos 


Los techos verdes con pastos y hierbas silvestres ofrecen un espacio vital a mariposas, abejorros y escarabajos. Los techos con brezo son excelentes para las abejas. 


Efectos estéticos y psicológicos 


Es distinto el efecto que produce un techo de grava o con bitumen negro-grisáceo, que el de un techo de hierbas silvestres que con su belleza natural, sienta bien sobre el estado de ánimo y el espíritu humano. La vista del verde previene los estados depresivos y aumenta el rendimiento. Una pradera de pasto silvestre sobre el techo oscila con el viento y los movimientos ondulantes percibidos ópticamente actúan tranquilizando a las personas estresadas y estimulando a las cansadas. Un techo verde vive y anima a aquel que lo mira. 
No sólo la época del año modifica la apariencia formal del techo verde, sino que también existen variaciones a causa de los diversos agentes atmosféricos y a través del transporte de semillas por pájaros y viento; llegan nuevas hierbas y pastos silvestres sobre el techo, y con las heladas y sequías desaparecen algunas plantas nuevamente. Queda así, una comunidad vegetal que soporta heladas, sequías y viento, y que por tanto, de acuerdo a la época del año, tiene diferentes colores y formas y además incluso en invierno sigue verde. 


Integración con el paisaje 


Una casa enjardinada se ajusta más fácilmente al entorno, se integra con el paisaje mejor que una casa sin espacios verdes, particularmente cuando el techo llega hasta el nivel del jardín y por lo tanto la vegetación de éste sube directamente a la del techo.


- Urbanización ecológica en Kassel (Alemania)





- Techos de césped con 45° de inclinación, Siegen-Oberscheiden (Alemania)



- International Sivananda Yoga Vedanta Center Lodge, Val-Morin, Québec (Canadá)


- Urbanización Laher Wiesen, Hannover-Bothfeld (Alemania)


- Ampliación sobre azotea con techos de césped, Berlín-Kreuzberg (Alemania)


- Urbanización Laher Wiesen, Hannover-Bothfeld (Alemania)


- Urbanización de techo verde en Düsseldorf-Unterbach (Alemania)


- Enjardinado de techo empinado de la exposición federal del jardín en Berlín (Alemania)




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