El aire acondicionado representa el 10 % de la demanda total de electricidad del mundo. Y se espera que se triplique para 2050. Los nuevos materiales de construcción, los sensores y la inteligencia artificial pueden ayudar a los edificios nuevos y existentes a optimizar su eficiencia energética.
Necesitamos un nuevo enfoque para crear edificios resistentes al clima (por ejemplo, materiales, diseños de construcción y tecnologías) a fin de abordar los diferentes desafíos relacionados con el clima, como temperaturas extremadamente altas y bajas, inundaciones y cortes de energía.
Las herramientas de diseño digital y los bocetos optimizados y eficientes basados en diferentes parámetros de sostenibilidad (lo que incluye los materiales, la luz solar, el microclima, la energía y el impacto climático) contribuyen a mejores diseños y edificios más sostenibles.
Además, la industria de la construcción representa una gran proporción de las emisiones de gases de efecto invernadero y tiene una importante responsabilidad y oportunidad para limitarlas.
El aislamiento adecuado es una excelente manera de reducir el consumo de energía
Desde 2011, las inspecciones de edificios en la Unión Europea (Directiva 2010/31/UE) necesitan calcular el consumo anual de energía para mantener una temperatura agradable en el interior de casas, apartamentos y otros edificios. Según el área utilizable, la ubicación y el aislamiento, los edificios y las unidades reciben una clasificación de sostenibilidad, que va de la A a la F, y una estimación del consumo de energía anual.
Por ley, la clasificación tiene que estar incluida en todos los anuncios y la documentación para vender o alquilar cualquier casa, apartamento, tienda, etc.
Los precios de la energía han aumentado mucho más que la inflación y, como resultado del cambio climático, el uso de aire acondicionado y calefacción aumenta cada año. Por lo tanto, invertir en un mejor aislamiento de la infraestructura no solo tiene sentido para reducir el impacto del cambio climático, sino también para aumentar el valor de la casa o el apartamento.
Las ventanas inteligentes ofrecen mejoras en el aislamiento y la generación de energía
De acuerdo con el Departamento de Energía de los Estados Unidos, las ventanas antiguas e ineficientes pueden ser responsables de más del 25 % de los costos de energía para calefaccionar o refrigerar un hogar. Por estas razones y otras más, muchos propietarios están optando por ventanas inteligentes.
Para aprovechar al máximo las nuevas ventanas, el Consejo Nacional de Clasificación de Ventanas (NFRC) otorga etiquetas de eficiencia energética para productos certificados como ventanas, puertas y tragaluces.
Las etiquetas incluyen clasificaciones para factor U (la medida en que un producto puede evitar que el calor se escape de una habitación), coeficiente de ganancia de calor solar (la medida en que un producto puede resistir la ganancia de calor no deseada), transmitancia visible (la medida en que el diseño de un producto es adecuado para iluminar de forma eficaz una casa con la luz del día) y fugas de aire (cuánto aire entrará en una habitación a través de puertas o ventanas).
Una tecnología que gana terreno es el cristal de baja emisividad (low-E). Tiene una capa microscópica de partículas metálicas adheridas al vidrio. Estas partículas reflejan la radiación infrarroja, por lo que la energía solar rebota y esto mantiene la casa más fresca en el verano. El revestimiento también refleja la radiación infrarroja dentro de una casa, lo que ayuda a mantenerla más cálida en invierno.
Además, las tecnologías de construcción inteligente incluyen ventanas y tragaluces de cristal electrocrómico que se oscurecen de forma automática. Estos paneles cambian de tonalidad dinámicamente en respuesta a la luz exterior, lo que aumenta la comodidad de los ocupantes sin necesidad de persianas ni cortinas. Si bien los paneles pueden funcionar sin interacción humana, es posible controlarlos mediante perillas de encendido o una aplicación para teléfonos inteligentes.
Ventanas fotovoltaicas
Las enormes superficies de vidrio ahora representan el estándar en muchos edificios nuevos, especialmente en aquellos destinados a oficinas. Las ventajas de dejar entrar la luz natural, sobre todo en los ambientes de trabajo, han sido ampliamente demostradas, y ya es un requisito en varios países y regiones.
Dado que los edificios nuevos, y muchos existentes, tienen esta cantidad de vidrio en su superficie, ¿por qué no aprovechar esto para captar energía solar?
La transparencia, combinada con la sencillez del método de obtención de electricidad, hace que las aplicaciones del vidrio fotovoltaico (vidrio PV) sean sumamente interesantes, pudiendo sustituir cualquier objeto por un vidrio o cristal. Estos vidrios cuentan además con una excelente protección frente a la radiación ultravioleta e infrarroja del sol y, a su vez, proporcionan un importante aislamiento acústico y térmico. La variación en la eficiencia fotovoltaica y la penetración de la luz entre estos productos permite múltiples opciones para el diseño arquitectónico.
Edificios que "respiran"
El Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) está trabajando en un proyecto que analiza los beneficios de las fachadas hidrocerámicas para enfriar los edificios en climas cálidos. Esto se conoce como edificios que "respiran" y consiste en una tecnología que utiliza un polímero insoluble llamado "hidrogel", tela como conducto del agua y cerámica.
El hidrogel puede expandirse hasta 400 veces su volumen al absorber agua. Esto, a su vez, permite que los paneles absorban la humedad y se evapore, de ahí la similitud con la respiración.
"Con la ayuda del análisis energético y térmico preciso de la tecnología actual, el sistema pasivo de la hidrocerámica puede mantener de manera eficaz el equilibrio de humedad y temperatura dentro de la zona de confort humano", explica el sitio web de IAAC.
Sensores e IA para minimizar las condiciones climáticas extremas
Hoy en día, no es inusual ver muchos edificios equipados con una batería de sensores y puertas de enlace que recopilan diferentes conjuntos de datos relacionados con las condiciones y el funcionamiento de diferentes espacios y equipos del edificio.
Mediante el uso de tecnologías y análisis avanzados, como el aprendizaje automático y la inteligencia artificial, es posible predecir el impacto del clima y otros eventos en el edificio y la infraestructura adicional.
En la actualidad, empresas como Google, IBM y Microsoft, entre otras, han desarrollado modelos de predicción sofisticados que permiten pronosticar eventos climáticos potencialmente dañinos en tiempo real.
La recopilación de la información desde diferentes servicios de información meteorológica, incluidos los pronósticos, permite que los edificios inteligentes se preparen para los próximos eventos meteorológicos y ajusten la ventilación, el drenaje y otros sistemas, lo que minimiza el consumo de energía y los posibles daños para la infraestructura y sus ocupantes.
La combinación de análisis potentes, mejores materiales de construcción y sostenibilidad mediante el diseño puede ayudar a reducir el impacto del cambio climático en edificios y ciudades, lo que reducirá el consumo de energía y las emisiones adicionales de gases de efecto invernadero.
