La arquitectura y la adaptación climática al entorno: los edificios bioclimáticos

El espectro de variaciones climáticas de la Tierra es muy amplio y, sin embargo, la humanidad se ha adaptado a todos ellos, incluso a los más duros. En comparación con los animales, los humanos no demuestran adaptaciones biológicas tan específicas y eficaces. Por ejemplo, el elefante puede enfriar su sangre moviendo sus orejas, pero los humanos no podemos alterar la temperatura de nuestra sangre de ningún modo. Para protegerse del frío en invierno, muchos animales desarrollan capas de pelo y de grasa adicional para conservar el calor durante el invierno. Al no poder transformar sus cuerpos, los humanos se focalizaron en transformar su entorno físico como medio de supervivencia frente a condiciones ambientales hostiles.

La casa bioclimática, es aquella cuya forma se ha desarrollado como respuesta a los factores climáticos locales y que aprovecha los recursos naturales como el sol, el viento, el agua, la vegetación o los materiales naturales para crear las condiciones de confort.  Los ejemplos más claros y elocuentes de estrategias bioclimáticas se encuentran en la arquitectura vernácula.

En el pasado, la humanidad se concentró en entender las fuerzas de la naturaleza del entorno con el que interactuaba. Para crear sus hábitats, solo disponía de los recursos naturales, lo que condujo a las tribus indígenas primitivas a desarrollar la arquitectura bioclimática. Los objetivos principales al construir casas eran proporcionar refugio y condiciones interiores confortables. La manifestación más clara de esta interacción con el entorno es la diversidad de hábitats humanos en todo el mundo. Un hecho muy impactante es la gran cantidad de similitudes existentes entre las casas tradicionales de lugares muy distantes entre sí, pero con la misma tipología de clima.

Siguiendo la clasificación climática de Köppen, distinguimos cinco zonas climáticas básicas: tropical, seca, templada, fría y polar.

El clima Tropical (se encuentra en el gran bosque ecuatorial y en las sabanas tropicales del África, Asia monzónica, Australia, Polinesia, Amazonas).

En los climas tropicales, debe evitarse la exposición a la radiación solar y favorecer la ventilación. En consecuencia, los edificios están construidos de tal manera que permiten el movimiento de aire y proporcionan la máxima protección solar. En esta zona, el techo es más importante que las paredes, que muchas veces se omiten totalmente. Son recurrentes los grandes techos a dos aguas cubiertos con vegetación para aislar del calor, proteger de la radiación solar y proyectar una gran sombra sobre la zona habitable. Los materiales más frecuentes para esta zona son las estructuras de madera recubiertas con listones, ramas, palos tejidos y pajas (imágenes 1,2)

Clima árido (África Occidental, Andes, Mauritania, Gobi, México)

El clima árido caliente se caracteriza por un calor excesivo y un sol deslumbrante. En este caso se busca a construir un refugio que pueda proteger a sus habitantes estas incomodidades. Muchas veces las unidades de vivienda tienen forma de estructuras comunes construidas para la protección mutua. Las masivas estructuras de adobe son un claro ejemplo (imágenes 3,4).

Contrariamente a la arquitectura de clima tropical, las paredes son más importantes que el techo. Los materiales típicos son las paredes construidas en piedra, adobe y arcillas secas o horneadas que sostienen una cubierta plana de tierra. El adobe tiene muy buena capacidad térmica y contiene la transmisión de calor al interior durante las horas de sol. Los edificios se juntan para reducir la superficie expuesta al sol. Las estructuras de este tipo se orientan en el eje este-oeste para disminuir el calor matutino y del ocaso sobre las paredes, en verano, y captar la cantidad máxima de sol en los meses de invierno. En este clima hay una gran variación de temperaturas entre el día y y la noche, en consecuencia, se usan materiales de gran inercia térmica para amortiguar la oscilación de temperatura.

Clima polar (subtipo de clima frío más extremo, se encuentra en los polos)

En las zonas polares, la conservación del calor es esencial, por lo que aislar es la estrategia principal. El iglú esquimal es el ejemplo más común de la solución en condiciones de frío extremo. Desvía el viento, tiene la forma más compacta para minimizar la pérdida de calor de la superficie y aprovecha el valor aislante de la nieve. La salida debe estar siempre orientada hacia el lado opuesto de los vientos dominantes para evitar la pérdida de aire caliente. Como valor orientativo, el rango de temperatura interior oscilaría entre −7°C y 16°C cuando en el exterior la temperatura fuese de −45°C.

Clima frío (clima de tundra y altas montañas: Andes, Patagonia, Siberia, norte de Escandinavia, Alaska)

En zonas frías, el clima es menos extremo que en el clima polar pero aún se necesita conservar el calor. Para satisfacer esta demanda, las tribus indias de la costa oeste del Pacífico (indios Kwakiutl) agrupaban juntos sus hogares para reducir las posibles pérdidas de calor. Los hábitats de tablas y madera tenían una estructura de doble capa, lo que proporcionaba espacio aéreo aislante entre las capas y un área cerrada entre las unidades de vivienda para quedar protegidos del viento. En verano, la capa más exterior se podía quitar para incrementar la ventilación. Se utilizaba un tejado a doble agua poco inclinado para retener la nieve y funcionase como una manta aislante (imágenes  5,6,7).

Clima templado (latitudes desde 35° a aproximadamente 66.5°, norte y sur, se puede distinguir tres tipos: mediterráneo, marítimo, continental)

Entre los climas extremos dividiendo el hemisferio norte con una línea 45°N en Europa y 30°N en América, encontramos zonas de climas templados. Al sur (regiones del Mediterráneo, América Latina y China) de esta línea, las paredes constituyen el elemento principal de la casa y están construidas con ladrillos o piedra y cubiertas con techos ligeramente inclinados de teja (imagen 8).

Al norte de la línea, los hábitats consisten en muros de piedra y una gran cantidad de madera, la construcción consiste en paneles rellenos de barro, ladrillos o piedra. Este tipo de casas tienen techos altos, con un ángulo de 45° o más, y se cubrían con paja o tejas. En las regiones frías de los bosques y montañas del norte (desde el noroeste de Estados Unidos a través de Escandinavia y hasta el Himalaya) son frecuentes las casas de madera pesada con construcciones de vigas (imágenes 9,10).

Los climas templados se consideran los más favorables. Tienen mayor variabilidad climática lo que resulta en mayor libertad de creación en la forma de las casas. Las cuatro estaciones del año son un claro ejemplo de la variabilidad climática de estos climas, ya que conllevan mucha oscilación de temperatura durante el año. También es destacable la variabilidad en el ciclo día-noche.

En estos casos, se requiere flexibilidad. En invierno se necesita calentar y reducir perdidas de calor, mientras que en verano se busca proteger el hábitat del sol. Wigwam (imagen 11) es un ejemplo de una estructura móvil que se puede construir fácilmente, protege del viento y la lluvia, es liviana y fácil de transportar durante la migración.

Estas son las estrategias bioclimáticas que provienen de la experiencia y el conocimiento transmitido de generación a generación en las comunidades tradicionales. Hoy en día, el enfoque bioclimático es más científico y nos proporciona unas herramientas específicas para encontrar soluciones  bioclimáticas óptimas. Hablaré de esto en siguiente artículo, así que ¡hasta la próxima!

Bibliografía:

Olgyay V., Design with Climate Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism, New York,  1992, Van Nostrand Reinhold, ISBN 0-442-01110-5

Fuentes de internet:

Clasificación climática de Köppen. En Wikipedia. Recuperado el 05 de febrero de 2019

https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_clim%C3%A1tica_de_K%C3%B6ppen

Fuentes de imagenes:

img 1: https://archiandesigns.wordpress.com/2011/07/31/tropical-traditional-house-by-tim-hardy-in-bali/

img 2: http://dereusarchitects.com/press/tropical-architecture-new-treehouse-residences-at-punta-sayulita/

img 3: http://eartharchitecture.org/?tag=domes

img 4: https://www.designboom.com/architecture/musgum-earth-architecture/

img 5: http://kwakiutl-artist.tumblr.com/post/65336197471/zeusammon-kwakiutl-plank-house-pacific

img 6: https://www.flickr.com/photos/kashun369/9369953610/

img 7: https://i.ytimg.com/vi/K7EhUoijzAg/maxresdefault.jpg

img 8: http://ghadbandepascual.com/blog/transformacion-en-la-arquitectura-mediterranea/

img 9: https://panidyrektor.pl/dawno-temu-w-domu-ep-15-zywa-i-prawdziwa-lemkowska-chata-chyza-z-nowej-wsi/

img 10: http://ladnydom.pl/budowa/56,160373,17699564,Tradycyjne_polskie_domy_drewniane_i_murowane.html

img 11: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Wigwam_Village.jpg