Enfriamiento activo en cubiertas vegetales


Si echamos un vistazo las soluciones sostenibles para climatizar una vivienda nos encontramos con una gran variedad de soluciones para calefacción: placas solares, muro trombe, biomasa… sin embargo, la mayoría de opciones de que disponemos para enfriar la casa de forma sostenible son pasivas: ventilación natural, inercia térmica; tienen un coste elevado como la geotermia; o bien están limitadas por el contenido de humedad del aire como el enfriamiento evaporativo.

cubierta vegetal activa en Alicante
Cubierta vegetal activa en Gandía

Normalmente los cerramientos de las construcciones juegan un papel pasivo en la climatización de las viviendas:

  • En unos caso proporcionan aislamiento limitando la cantidad de calor que puede entrar a la vivienda desde el exterior.
  • En otros casos actúan por inercia térmica, se trata de muros de gran masa que  “almacenan frío” durante la noche y lo liberan lentamente durante el día.

Las aproximaciones de las normativas de construcción solo ven las cubiertas vegetales desde este punto de vista pasivo. Convirtiendo la cubierta vegetal en un sustrato con inercia térmica y  vegetación que contribuye al aislamiento. Desde este punto de vista,  la vegetación de las cubiertas debería tener el mínimo riego posible o, simplemente, no tener riego, con el objetivo de reducir al mínimo el mantenimiento y el consumo de agua. No todas las cubiertas vegetales realizan enfriamiento activo.

En este artículo vamos daros un nuevo punto de vista sobre cómo utilizar una cubierta vegetal,  vamos a enseñaros cómo utilizar el agua de riego para convertir cada litro en frigorías, creando un sistema de refrigeración activa para las viviendas. Adiós al aire acondicionado.

cubierta vegetal activa en Granada
Cubierta vegetal activa en Granada

¿Cómo realizan las cubiertas vegetales un enfriamiento activo? Los números

Cada litro de agua necesita una energía de 539,4 kcal (frigorías) para evaporarse, se trata de la energía de cambio de estado del agua.

1 litro de agua = 539,4 Frigorías

Esto significa que si tenemos una cubierta de 100m2 que evapora 5l/m2/día, 20,83l de agua/hora en 100m2, tenemos una potencia total de enfriamiento  de 11.235,70 frigorías para 100m2.

Para poner esta cifra en contexto. Un aire acondicionado comercial recomendado para enfriar 100m2 tiene una potencia de 5.848 frigorías. Es decir, con una cubierta vegetal tenemos el doble de la potencia de enfriamiento que necesitaríamos si utilizáramos un aire acondicionado convencional.

100m2 de cubierta vegetal= 11.236 Frigorías

Llegados a este punto nos encontramos con varias puntualizaciones y aclaraciones: no toda esta potencia se traslada directamente al enfriamiento de la vivienda, pero podemos diseñar la cubierta para maximizar su aprovechamiento. Hay que tener en cuenta los siguientes puntos:

  • Enfriamiento del aire exterior. La cubierta está en el exterior por lo que parte de esa energía queda dedicada a enfriar al aire del alrededor de nuestra vivienda. Si tenemos un jardín, nuestra cubierta vegetal contribuirá a crear un microclima alrededor de nuestra vivienda.
  • Transmitancia térmica. Supongamos que el aire de nuestra casa está a 30ºC y la cubierta vegetal activa está a 22ºC, si entre nuestra cubierta vegetal y nuestra casa hemos colocado un aislamiento térmico el enfriamiento activo se quedará fuera de la casa. No colocar aislamiento.
  • La cantidad de agua disponible.  Si hemos realizado una cubierta vegetal, por ejemplo, con plantas crasas y no la regamos en verano. En los momentos más calurosos del día y sin agua disponible las plantas de la cubierta cierran sus estomas para conservar el agua, por lo que no tenemos evapotranspiración, sin evaporación no hay enfriamiento. Hay que maximizar la evapotranspiración.
cubierta vegetal de sedum en Madrid
Cubierta vegetal activa en Madrid

Criterios para realizar una cubierta vegetal con enfriamiento activo

Lo primero que debemos hacer para realizar una cubierta vegetal con enfriamiento activo es pensar en maximizar el agua para producir evaporación, es decir, pensar exactamente al contrario de como se realizaría un cubierta vegetal tradicional.

En una cubierta vegetal tradicional intentamos utilizar especies que tengan el mínimo consumo de agua y el riego en caso existir, se realizaría por la noche o en horas de mínima incidencia de sol, para minimizar la evaporación de agua.

En una cubierta activa intentamos maximizar la evaporación por lo que podemos utilizar cualquier especie vegetal y el riego en verano, se realizará en las horas de mayor insolación con el objetivo maximizar la evaporación de agua y el enfriamiento.

Alguien podría decir, ¿No estamos malgastando agua? La respuesta es no. La justificación es sencilla.

Gastar energía eléctrica para enfriar es casi 6 veces más caro y 6 veces menos sostenible que gastar agua

Económicamente 1Kwh de enfriamiento con aire acondicionado convencional tienen un precio de 0,92€ de energía eléctrica; 1Kwh de enfriamiento con una cubierta vegetal activa tienen un precio de 0,16€ de agua (tomando como referencia el precio de agua más caro en España).

Desde al punto de vista ecológico la huella de carbono producida para obtener la energía eléctrica que necesitamos para enfriar con un aire acondicionado convencional es mayor que la que se produce para obtener el agua aproximadamente que utilizamos en la cubierta vegetal con la misma capacidad de enfriamiento en el mismo ratio 6 a 1.

Riego en cubiertas vegetales activas
Distribución del riego por goteo en la cubierta vegetal activa

Recomendaciones constructivas para realizar una cubierta vegetal activa

Las claves para diseñar una cubierta vegetal activa son la regulación del sistema de riego, las propiedades del sustrato, maximizar la transmisión de frío y la elección de la vegetación.

El riego. Necesitamos mantener la cubierta húmeda en los momentos más calurosos del día, esto entraña varios peligros: si regamos demasiado podemos perder agua por escorrentía o podemos encharcar la cubierta provocando enfermedades para las plantas por exceso de humedad,  para evitar estos problemas en nuestras instalaciones realizamos riegos por goteo con tiempos cortos y goteros de muy bajo caudal. Si utilizáramos goteros con caudales elevados perderíamos mucha agua por escorrentía o tener exceso de agua en la cubierta.

El sustrato. El sustrato de la cubierta vegetal activa estará permanentemente húmedo en verano a temperaturas elevadas lo cual puede generar problemas de hongos y enfermedades, por este motivo lo más recomendable es la utilización de sustratos inertes con elevada aireación.

Transmisión de frío. Es recomendable no utilizar aislamientos entre la cubierta y la vivienda para maximizar la transmisión del enfriamiento activo.

Elección de la vegetación. Se puede utilizar cualquier tipo de vegetación, sin embargo conforme más capacidad de evapotranspiración tenga, mayor será la eficacia de nuestra cubierta. Utilizando la vegetación adecuada podemos llegar a evaporar 10l/m2/día en los días más calurosos. Multiplicando por dos las cifras expuestas en este artículo.

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