B l o g

El agua: La piedra angular de la construcción sustentable

Agua y Energía, los pilares de todo diseño económico y eficiente, ya sea en el proceso constructivo o en un proyecto terminado. En construcción siempre buscamos la máxima eficiencia en costos, a fin de obtener una estructura óptima, diseñada de acuerdo a los requerimientos de ingeniería y estética, lo cual se traduce en la máxima comodidad de los ocupantes.

La construcción sustentable va algunos pasos por delante. El bienestar del ser humano y un impacto positivo en el entorno, así como la resultante reducción de costos, son algunas de las consecuencias del diseño sustentable.

El USGBC planteó cinco principios en los cuales se basa la construcción sustentable: Eficiencia Energética, Eficiencia en los Recursos, Conservación del Agua, Calidad Ambiental Interior e Impacto en la Comunidad. LEED cuantifica estos principios y otorga la certificación a la edificación. Es un premio a aquellas edificaciones que son realmente ‘verdes’, y que actualmente muchas edificaciones en el mundo ya ostentan.

Hablando técnicamente: ¿Qué es una edificación sustentable en el uso eficiente del agua? Es toda aquella edificación que cuenta con las facilidades de reciclar y reutilizar agua, apuntando siempre a la reducción en el consumo. En promedio, el 54% del consumo de agua en una vivienda está repartido entre: baño, ducha, lavado de ropa, higiene personal, mantenimiento de un jardín y agua para consumo humano (beber y preparación de alimentos). Todas estas tareas tienen alta frecuencia y alta recurrencia, y son aquellas en las cuales se deben enfocar los esfuerzos de ahorro.

El ahorro se puede lograr desde las tareas más básicas en casa u oficina, como lavarse las manos. Por ejemplo, mantener aireadores o perlizadores limpios y en buen estado, permite un ahorro sostenido de hasta el 65% del consumo de agua.

Lo más importante es lo que se puede hacer con el agua que rechazamos. Los sistemas de tratamiento de aguas residuales son factores clave en el control del impacto de los desechos líquidos en el ambiente. Los sistemas de reutilización de aguas grises son simples mecanismos de captación y tratamiento de aguas provenientes de: lavabos, duchas y lavado de ropa. Esto se logra mediante la separación de los efluentes por medio de sistemas y tuberías independientes de drenaje de aguas grises y aguas negras. Las aguas negras son direccionadas al sistema de alcantarillado o a una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), mientras que las aguas grises son direccionadas al sistema de reutilización. En otra oportunidad analizaremos cómo reutilizar aguas grises, su aplicación en sistemas de riego subterráneo y la legislación que se debería implementar para este fin.

Además de una tubería, el agua llega a una vivienda por medio de precipitación pluvial, la cual generalmente no es utilizada, sino simplemente evacuada. Es importante recordar que todo asentamiento humano fue alguna vez campo abierto, lleno de árboles, manglares, arbustos y otras especies vegetales y animales. En aquel momento, toda precipitación caía directo a la tierra y era absorbida por el suelo para alimentar acuíferos. Pero, ¿qué ocurrió cuando el ser humano se asentó? Estos campos se convirtieron en ciudades, los manglares en calles y avenidas, los árboles en edificios y los arbustos en casas. En las ciudades no es una práctica común la absorción del agua hacia el suelo. El agua es simplemente evacuada por los sistemas de alcantarillado hacia ríos, estuarios, lagos, llevando sedimentos, papel, microplástico, desechos domésticos, entre otros contaminantes productos de la actividad humana, contribuyendo con la contaminación y sedimentación de los ríos, trayendo como consecuencia inundaciones y aludes en las partes más altas.

Es imposible evitar el desarrollo del ser humano y el crecimiento urbano, pero mitigar el efecto adverso es parte de nuestro ejercicio como profesionales y expertos en construcción sustentable. La falta de vegetación urbana eleva la temperatura ambiente, reduce la sombra natural y contribuye al efecto de "isla de calor". Una cuadra o manzana (aproximadamente 1 hectárea), con suficiente vegetación (se requieren 22 árboles para suplir la demanda de oxígeno de una persona al día) podría generar la cantidad de oxígeno necesaria al día para 25 personas. Las edificaciones sustentables en las ciudades permitirán el crecimiento sostenido de jardines urbanos, techos verdes y muros vivos, gracias a sus eficientes sistemas de reutilización de agua, sin necesidad de consumir el agua para consumo humano.

Las calles y avenidas urbanas pueden ser construidas en materiales que permitan la absorción del agua por parte del suelo, utilizando el concepto de ‘alfombra natural’. Existen adoquines ecológicos de alta resistencia y de alto tráfico que permiten el crecimiento de vegetación y la infiltración de agua al suelo. Así, se lograría una importante reducción de la temperatura del suelo, lo cual aportaría en la reducción de costos de energía al reducir los requerimientos de enfriamiento forzado. Al mismo tiempo, en cercanía de cuerpos de agua se reduciría la carga orgánica del afluente al permitirse cierto nivel de filtración del agua por parte del suelo.

Vivimos en un tiempo de consciencia de cambio, de orientación a los resultados no sólo rentables sino sustentables. Nuestro mundo ya no es más aquel en el que la mayor cantidad de chimeneas humeando y edificios altos son símbolo de desarrollo. Debemos seguir el ejemplo de las ciudades más verdes del mundo, como Vancouver, donde la tasa de reutilización de agua dulce es alta. Recordemos que Vancouver es un lugar del mundo con climas extremos y donde el agua dulce es un recurso limitado.

Las ciudades del futuro no deben ser más enfocadas en los autos o en los medios de transporte movidos por combustibles fósiles. La ciudad perfecta debe construirse pensando en el desarrollo de las personas, donde la salud de sus habitantes y el cuidado del medio ambiente deben ser la prioridad.

“La Tierra no es herencia de nuestros padres sino préstamo de nuestros hijos”. – Proverbio Nativo Norteamericano

© 2020 Sergio E. Cortez B.

Más allá del EV

Este artículo nace a partir de una pregunta que siempre he querido hacerle a todo el mundo: qué tanto pensamos en sostenibilidad a la hora de movilizarnos. No estoy hablando de agarrar la bici para ir al trabajo todos los días, o de dejar el auto en casa y usar transporte público. Acompáñenme a explorar este tema que tiene muchos vértices.

Eso de usar bici o andar en transporte público no es para nada descabellado, ni es algo nuevo. En las opciones de movilidad sustentable, andar en bici es la mejor de las ideas: hacer ejercicio y no contaminar. Andar en bus también es "green", es como el "carpool" que todos desearíamos, a muy bajo costo. En nuestro medio hay algunos "peros" con tinte de estigma, por tema riesgos y seguridad, pero considero que es cuestión de sólo dar los primeros pasos en el camino correcto.

"Las sociedades más desarrolladas no son aquellas con más 'pobres' con auto propio, sino una en la que incluso los más 'ricos' utilicen el transporte público".

La movilidad sustentable es un tema tan extenso, tan apasionante y tan polémico, que vamos a necesitar todo un artículo completo para hablar de ella. Pronto escribiré sobre las ciudades sustentables y sobre algunas ideas que deberían ponerse en práctica en nuestro Gran Guayaquil. Ahorita aterricemos la visión únicamente en el auto eléctrico.

Voy a empezar por contarles una historia corta. En el 2012 mi esposa y yo nos enamoramos de un Volkswagen Escarabajo de 1974, rojo brillante, con todos los juguetes. Lo compramos casi de inmediato. Todos conocen al Escarabajo, un clásico "timeless", símbolo de los años sesenta, un auto que nunca va a pasar de moda. En mi caso, siempre quise tener uno. Pero el tiempo pasa, las prioridades cambian. Llegaron los nenes, proyectos fuera de la ciudad, responsabilidades, obligaciones... y el auto empezó deteriorarse mecánicamente por falta de uso. Hoy, el auto lleva algunos años guardado en un garaje sin rodar.

Buscando ideas, investigando y estudiando sostenibilidad, he aprendido mucho acerca de motores eléctricos y bancos de baterías. En otras partes del mundo, ya hay una pequeña industria, de este tipo de sistemas para autos. Una palabra: innovación.

Para ponernos en el contexto del objeto de este artículo, debemos empezar reconociendo que el Ecuador tiene parque automotor grande. La gran mayoría de los autos que circulan por nuestras vías utilizan combustibles fósiles. Una muy pequeña fracción representa a los autos "cero emisiones", pese a que se han dado importantes pasos en transporte público con buses eléctricos. Mayor cantidad de vehículos implica mayor contenido de material particulado en el aire, COx y NOx. Estos factores, sumados a la insuficiente vegetación urbana, ocasionan que vivamos en islas de calor, no necesariamente por la cantidad de autos, sino por los tipos de vehículo, el tipo y la calidad de combustible que usan, las edades de los mismos, entre otras razones. Pese al alto precio en Ecuador de un vehículo nuevo o usado, este parque sigue creciendo, con tasas un poco asombrosas. De acuerdo a cifras del INEC, entre 2010 y 2015, el parque automotor en Ecuador creció en un 57%, independientemente de si esta cifra se refiere a autos o a vehículos comerciales o de trabajo.

Aparte de que no emite contaminación directa al ambiente, los autos eléctricos poseen un sistema de propulsión completamente diferente al motor de combustión interna (MCI) tradicional. Incluso el tren de potencia (conjunto motor - caja de cambios) es diferente. Un motor eléctrico tiene una eficiencia mecánica mucho mayor que el MCI. A un determinado rango de velocidad del motor, medido en revoluciones por minuto (RPM), el torque o par motor del motor eléctrico es alto y constante. En contraste, el MCI tiene una curva de torque que depende de la construcción del mismo, de la calidad del combustible, de la caja de cambios, de la transmisión mecánica del movimiento hacia las ruedas e innumerables partes móviles. Esto genera un torque máximo no constante, fijo a cierta velocidad del motor (N.m @ RPM), lo cual también quiere decir que el MCI, a pesar de ser muy ineficiente energéticamente, lo es mucho más cuando no está en su rango óptimo de RPM. Así, el motor eléctrico necesita menos "input" para generar trabajo con alta eficiencia; el MCI es todo lo opuesto. Y esa tecnología la venimos usando por más de cien años.

La movilidad eléctrica tuvo también su importancia en el inicio de la era del automóvil. Hubo algunos autos concepto que se construyeron para probar la viabilidad del uso del motor eléctrico, sin embargo estos diseños no tomaron fuerza por cuanto no existía un mecanismo eficiente de almacenamiento de energía, y fueron rápidamente reemplazados por los derivados del petróleo, cuya densidad energética es muy alta en uso de espacio.

Lo que empezó como una idea, un concepto muy alejado de lo considerado "tradicional" en automovilismo, es algo que toda marca ha desarrollado los últimos treinta años, y más recientemente lo han llevado al mercado. Empezó con los vehículos híbridos (motor eléctrico principal, MCI auxiliar), hasta los últimos años en que todo principal fabricante tiene en su línea al menos un EV. Y los EVs de hoy son muy diferentes a los EVs que los diseñadores tenían en mente en los años noventa. Los EVs de hoy son hermosos, deportivos, veloces, eficientes.¿Algunos nombres? Porsche Taycan, Hyundai Ioniq, Kia Soul, Nissan Leaf, BMW i3, y el ya famoso Tesla Model S, pionero del diseño espectacular para un EV.

Del sueño a la realidad, tener un EV no es fácil, con precios que parten desde los $35,000, no son accesibles para todos. La tecnología está en las etapas finales de desarrollo, con motores cada vez más compactos, sistemas de baterías con diseños "open source", aerodinámica muy bien calculada. Si pensamos en todo esto, podríamos ver difícil de llegar a convertirlos en algo habitual en nuestro país, sin embargo, existen otras alternativas.

Volviendo al Escarabajo, uno de mis sueños es volver a manejarlo. Pero ese sueño no se va a cumplir de la forma fácil o al corto plazo, ya que hay un reto de ingeniería detrás de ese sueño, algo más grande que un simple deseo de verlo rodar. Como ingeniero mecánico, y rodeado de mentes brillantes de otras disciplinas, he trazado la meta de convertirlo en el primer paso de una alternativa a los autos eléctricos comerciales. Estamos por iniciar la ruta de las conversiones a autos eléctricos en nuestro país. Y es aquí donde nace la pregunta que hago a todos: ¿cuántos más desearían traer de vuelta ese auto de la juventud, de la adolescencia, el primer auto comprado con tus propios centavitos ahorrados o el auto que tenía tu papá cuando eras un niño? Suponiendo que nos olvidamos de la nostalgia de escuchar un motor ruidoso, estoy seguro que la mayoría lo ha pensado.

Ver más allá del EV es pensar en las posibilidades no exploradas en nuestro país, y analizar otras posibilidades de desarrollo. Ver más allá es aterrizar ideas globales a nuestros mercados locales, lo cual se traduce en ideas de negocio, que hoy son sueños de muchos profesionales, que estamos en capacidad de hacer lo que se hace en otras partes del mundo, porque tenemos el conocimiento y por sobre todo la pasión para desarrollarlo. Pensar en sostenibilidad no solamente es pensar "green", sino en utilizar lo que está más cerca de nosotros, el potencial humano, las herramientas y los materiales. Pensando en sostenibilidad, el objetivo principal es mejorar la calidad de vida de las personas, la interacción con el entorno para generar el menor impacto posible sobre el medio ambiente, y principalmente, asegurarnos una existencia en balance con el correcto uso de los recursos que nos regala nuestra Tierra. El entorno de las personas de hoy incluye, a más de la movilidad, la vivienda, los espacios de esparcimiento, los lugares que frecuentamos, lo que llevamos a la mesa como alimento, el aire que respiramos, el agua que bebemos, y la correcta conjunción de todos, de la manera más amigable con el medio ambiente, nos llevará a tener esa sensación de que no estamos quitando nada a la Tierra, sino que estamos devolviendo lo que nos regala. Ayer hablamos del agua, hoy hemos hablado de movilidad, pero todo está conectado.

© 2020 Sergio E. Cortez B.