PRÓTESIS BIOCLIMÁTICAS PARA REHABILITAR LA VIVIENDA SOCIAL. por L.

Agurto; F. Tapia; D. López

RESUMEN

La rehabilitación de vivienda social desde una perspectiva ambiental, es una necesidad urgente.

Un gran porcentaje del parque de viviendas sociales existentes, no responde a sus condiciones

ambientales locales específicas. Sin embargo, pese a esto, igualmente existe un enorme

potencial de adaptación y rehabilitación bioclimática que es necesario aprovechar para mejorar

las condiciones de vida. La relación entre energía y espacio de transición en la vivienda es

fundamental y debe ser reclamada por la doble funcionalidad que estos espacios poseen,

pudiendo ser integrados como una extensión del espacio doméstico y aumentar sus funciones

socio-espaciales y ambientales [1]. Bajo esta lógica, nace el proyecto Prótesis Bioclimáticas,

desarrollado mediante un método de investigación vía diseño (research by design), donde se

descubre una gama de patrones locales de adaptaciones espontáneas, que utilizan distintas

estrategias de diseño para resolver problemas bioclimáticos. Éstas son las que dan inicio a un

concepto de micro-arquitectura que integró la idea de una prótesis como un elemento técno-

complementario a las funciones naturales de la vivienda original.

PALABRAS CLAVES

Rehabilitación; bioclimática; vivienda social; investigación vía diseño.

PRÓTESIS BIOCLIMÁTICAS PARA REHABILITAR LA VIVIENDA SOCIAL. RESCATE DE

PATRONES LOCALES DE ADAPTACIÓN ESPONTÁNEA EN EL ESPACIO INTERSTICIAL

“Algún día la poesía será escrita por todos”

Lautréamont

Introducción

La adaptación a nivel local, del concepto de sustentabilidad urbana, es un reto imperioso. Hoy

en día, existen necesidades impostergables en el ámbito de rehabilitación de vivienda social y

su entorno, haciendo indispensable el desarrollo de estrategias enfocadas a una perspectiva

multidimensional, conducentes a reducir grados de vulnerabilidad medioambiental y

energética.

El ahorro energético en la vivienda, y más aún la de carácter social, es catalogado como una

urgencia. Esto, porque el impacto ambiental y económico de los grandes consumos energéticos

en nuestro parque edificado, genera un problema crítico, sobre todo por el gasto que significa

para las familias más vulnerables, ya que se proveen de energía generando contaminación en

las ciudades en invierno, producto del alto consumo de leña que utilizan para la calefacción. Se

observa que la severidad climática de nuestras ciudades, es constituida como la principal

determinante de esta situación y es porque el parque construido no está respondiendo

correctamente a las condiciones climáticas, afectando gravemente al confort interior. Esto se

debe principalmente a la falta de adaptación de los envolventes de los edificios por la diversidad

de contextos microclimáticos.

Fig. 1: A la izquierda, combustible usado para calefacción en viviendas a nivel nacional. Fuente: Comisión Nacional de

energía 2012. A la derecha, gráfico de Distribución en porcentajes del Consumo de Energía residencial total País para el

año 2010. Fuente: Encuesta realizada por el Centro de desarrollo tecnológico de la cámara Chilena de la construcción.

Problemática de la Vivienda Social en Chile. Climas diversos, patrones comunes,

problemáticas similares.

A pesar de la resonante inclusión de Chile a la Organización para la Cooperación y Desarrollo

Económico (OCDE), todavía existe, en todo el país, un enorme parque de viviendas sociales que

no están bien adaptadas al entorno climático donde se emplazan. Esto manifiesta la desigualdad

del acceso a una vivienda de calidad. Problemas graves de habitabilidad son constatados, como

la gran cantidad de horas de disconfort térmico para los usuarios y nulos criterios de ahorro

energético en su diseño y orientación, que originan ingentes necesidades de energía para

acondicionar térmicamente estas viviendas, lo que genera altos índices de vulnerabilidad

energética y es a la vez un dividendo energético de por vida para las familias [2]. Esta evidencia

es reafirmada mediante el análisis de resultados de diversas simulaciones térmicas de viviendas

sociales. Las razones de esta problemática son múltiples, que se explican por los bajos

estándares de las normativas y requerimientos, pero sobre todo por la falta de desarrollo de

diseños de vivienda adaptadas a los diferentes contextos microclimáticos regionales del país.

Fig. 2.-Gráfico de las temperaturas resultantes para la vivienda tipología Villa Shangrilá III, orientación de fachada

principal al Norte. Archivo de clima generado a partir de datos del Ingeniero Agrónomo, magister en Ingeniería Agrícola

Walter Valdivia, docente de la carrera de Ingeniería Agrícola UdeC, Chillán. Simulación programa Design Builder, versión

3.1.0.036. Elaboración Grupo Prótesis.

Por medio de una metodología de “Investigación vía diseño”, en el primer año del proyecto, se

elaboraron paralelamente a la indagación general, subtemas que permitieron analizar un gran

número de casos y experiencias en materia de vivienda social, tanto a nivel país, como

específicamente en la región. Complementado con diversas fuentes bibliográficas, se rescatan

tres patrones comunes los que se repiten como características del diseño que se ha venido

realizando durante las últimas cuatro décadas, de esta manera, en las políticas de viviendas de

interés social chilena, se resume la problemática expuesta:

a) La desconexión desde perspectivas espaciales y materiales con los ambientes circundantes,

tanto a nivel de conjunto como del objeto construido.

b) Recintos de bajo costo construidos con criterios de confort medioambiental muy básicos,

insuficientes superficies de vanos para captación solar pasiva. A lo que se suma el uso de

pieles de una resistencia térmica inferior a la necesaria, con aislamiento insuficiente y

presencia de materias primas expuestas en las paredes exteriores.

c) La ausencia de cualquier tipo de filtro intermedio, o soporte, que dé la posibilidad de brindar

cierta adaptabilidad medioambiental o reconfigurabilidad espacial considerando posibles

respuestas del usuario ante la variabilidad.

Si bien se ha avanzado en los últimos 15 años, desde el punto de vista de la normativa térmica,

fijando condiciones básicas como niveles de aislamiento diferenciado por zonas climáticas, aún

es una tarea pendiente que se genere un diseño con las adaptaciones adecuadas en las

envolventes, mediante la integración de sistemas pasivos, propios de la arquitectura

bioclimática.

PRÓTESIS BIOCLIMÁTICAS

Prótesis [3].

1. f. Med. Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de

él.

2. f. Extensión artificial que reemplaza o provee una parte del cuerpo que falta por diversas razones

3. f. Aparato o dispositivo destinado a esta reparación.

Prótesis Bioclimáticas

Se entiende como un dispositivo modular de carácter transicional. Esto significa que va anexado a

una vivienda, con el fin de suplir funciones de las que éste carezca. Tales como: problemas de

confort térmico, ventilación, iluminación, entre otros.[4]

El término “prótesis bioclimáticas” nace como respuesta a la urgente necesidad de solucionar

problemas identificados en las múltiples deficiencias que convergen en la vivienda social. De

esta manera, se busca crear un elemento modular de ahorro de energía pasivo, que aporte al

mejoramiento del confort interior de las viviendas existentes, como también disminuir su

consumo energético que se relaciona directamente con el bolsillo de los habitantes.

Las prótesis proponen desarrollar una adaptabilidad en la arquitectura, integrándose a lo que

existe, acomodándose de manera no invasiva a las viviendas, con el objetivo de generar mejoras

en términos bioclimáticos. Así, éstas responden de manera eficiente, dependiendo de las

variables que correspondan a los contextos medioambientales de sus respectivas diferencias y

singularidades microclimáticas. Tales como: radiación solar, temperaturas, ventilación natural y

humedades de cada lugar.

Al ordenar teóricamente el concepto de prótesis, surge la clasificación de patología que les da

origen, es decir, que para cada problema ambiental existe una solución bioclimática. De esta

manera se infieren tres tipologías:

1. PRÓTESIS CONTRA EL FRÍO; son dispositivos para calefaccionar e integran elementos de

captación solar y/o de acumulación de calor, utilizando la radiación solar como recurso para

captar y almacenar su energía con ayuda de masa térmica. Y posteriormente su liberación en

forma de calor, ésta se distribuye por convección en el interior de la vivienda.

2. PRÓTESIS CONTRA EL CALOR; son elementos para proteger de la radiación solar y/o

temperatura del aire, que por las condiciones materiales de la vivienda social, afectan

directamente el confort interior. Para ello, las técnicas básicas son las de “ventilación y

tratamiento del aire” y las de “protección a la radiación”, puede traducirse en dispositivos

pasivos para ayudar a la ventilación natural, como en pieles reconfigurables para aislar la

temperatura o generar sombra en los puntos críticos de la vivienda.

3. PRÓTESIS PARA LA ILUMINACIÓN NATURAL; son los que se implementan para favorecer la

penetración de la luz solar, de manera directa o difusa, para lograr un mejoramiento de la

iluminación de espacios interiores, sin tener que acudir preferentemente al alumbrado

eléctrico.

Fig. 3_ Ejemplo de modularidad y progresividad de los componentes.- inserción y combinación de dos tipologías de

prótesis en módulo genérico.- Elaboración: Grupo Prótesis.

LA REINTERPRETACIÓN LOCAL: PRÓTESIS

El Rescate de Estrategias Espontáneas de Adaptación.

Se habla de “rescate”, porque desde la observación y estudio en terreno, realizados por

estudiantes a modo de subtema de la investigación general, se pudo vislumbrar que las

personas autoconstruían sus propias soluciones bioclimáticas de manera espontánea,

siguiendo variados patrones evolutivos entre sí. Dicho esto, se toman los casos de análisis,

clasificándolos de acuerdo a las estrategias que la gente utiliza para solucionar problemas

bioclimáticos y/o espaciales, para luego reinterpretarlos concorde a las necesidades que se

evidencian. [5]

El área de estudio se concentra en la Región del Bío Bío, donde se escogen dos sectores con

características climáticas claramente diferenciadas: una ciudad en zona costera, en la cual se

toma como caso de estudio de Arauco y una ciudad en el interior del territorio, representada

por la ciudad de Chillán.

Las diferencias climáticas de ambas ciudades, hacen suponer que debiese existir un tratamiento

distinto para diseñar viviendas, con el objetivo de generar adaptaciones desde la fase de

proyecto. Sin embargo, en este estudio, se puede constatar que las viviendas poseen idénticos

parámetros de diseño, independiente a las características del clima y el entorno en que se

encuentran construidas. Esto se debe principalmente a que las dos áreas de estudio pertenecen

a la misma zona climática, según la Reglamentación Térmica, donde ambas aparecen

clasificadas en el sector número cuatro, y se rigen por los mismos parámetros en la normativa.

[6]

De acuerdo a esto, la aparición de adaptaciones autoconstruidas, tienen distintas

características, debido a la diferencia climática de cada ciudad. La forma de tratar los espacios

intermedios resultan interesantes, ya que se logra detectar una nueva tipología, considerándose

de gran relevancia para el desarrollo del proyecto, este es el caso de la costa, donde el patrón

de adaptabilidad espontánea que más se repite, es la Chiflonera. [7]

Fig. 4.-Adaptaciones Espontáneas. El trabajo de campo en ambas zonas elegidas para estos tres años de proyecto. Zona

Costera, ciudad de Arauco, se han descubierto elementos interesantes denominados Chifloneras, las que actúan como

una doble piel o una exclusa siendo un espacio intermedio previo al acceso. Abajo, en zona Interior, en Chillán, se

observan adaptaciones espontáneas como sombreamientos generados en el espacio intermedio de las viviendas. Su

impacto es determinante sobre este ámbito transicional interior exterior. Elaboración: Grupo Prótesis.

Así es como se define qué tipo de prótesis se diseñan, ya que es precisamente el registro de

estos patrones de adaptación los que permiten la detección de soluciones más eficientes y

viables para cada zona, dando paso a la reinterpretación de las adecuaciones para la creación

de la prótesis, que toma lo mejor de los elementos locales, siendo un módulo eficaz que ha sido

comprobado mediante simulaciones computacionales.

Las prótesis, en esencia, se diseñan para ser fácilmente adicionables y reversibles, para que

respondan a las necesidades del ambiente. Según estos conceptos se desarrolla en profundidad

tres tipologías, que al complementarse con el análisis teórico previo al estudio en terreno, se

clasifican en dos estrategias:

1. Prótesis contra el frío: INVERNADEROS

Un problema recurrente en las viviendas sociales, sobre todo en invierno debido a las malas

condiciones de aislación térmica que éstas poseen. Se han registrado casos de adaptaciones

autoconstruidas de invernaderos en el área de estudio de Chillán. Para su nuevo diseño se han

considerado dos tipos de invernaderos, uno llamado “Invernadero Habitable”, y el otro

“Invernadero Caja”. Ambos diseños buscan captar, almacenar y redistribuir la radiación solar al

interior de la vivienda, instalándose en alguna ventana de la vivienda.

La diferencia entre estos dos diseños es que el Invernadero Habitable, adiciona espacialidad a

la vivienda, mientras que el Invernadero Caja, funciona como un muro trombe. Donde la masa

térmica ocupada es el agua, siendo un recurso altamente efectivo. Si bien, una casa podría tener

ambos invernaderos, su uso dependerá del espacio disponible que exista, entre otras variables.

2. Prótesis contra las infiltraciones: CHIFLONERA

Esta adaptación es apreciada en casos de viviendas sociales en zonas costeras, ya que los

elementos del clima, tales como el viento y la lluvia, suelen provocar problemas evidentes de

infiltración de aire, en aquellas que no cuentan con buena aislación. Esto trae consigo no sólo el

mayor gasto energético al tratar de calefaccionar las viviendas, sino también problemas más

evidentes, como la infiltración de aguas lluvias.

Para poder resolver esto, las personas generan protecciones ante las puertas con elementos

reciclados, lo que proporciona una solución que puede ser mejorable. De esta manera, el

rediseño de la adaptación contempla el uso de la prefabricación como método constructivo, la

modulación de los elementos para evitar pérdidas de material y ahorrar costos, además de la

adición de funciones, tales como espacios para secar ropa, o alimentos.

Fig. 5.-Esquema Invernadero Caja. Se explica la construcción, componentes, materialidad y los conceptos utilizados en

el proceso de reinterpretación e ideas de diseño. Elaboración: Grupo Prótesis.

Fig. 6.-Esquema Chiflonera. Se explica el proceso de diseño y la búsqueda de elementos, conceptos, sistemas

constructivos y materiales para su reinterpretación y mejoramiento. Elaboración: Grupo Prótesis.

Conclusiones

Dado a la evidente deuda habitacional que hoy existe en Chile, es importante hacer una

reflexión sobre la real aplicación y utilidad del saber de la arquitectura y el conocimiento

académico en la búsqueda de soluciones a las problemáticas de nuestro país, ya que existe la

imperiosa necesidad de resolver problemas que están a la vista, y que día a día son resueltos

por los residentes según sus capacidades y recursos, sin lograr resultados realmente eficientes.

En consecuencia es necesario, entender la arquitectura como un poderoso instrumento de

cambio social, que puede mejorar la calidad de vida de las personas.

Como arquitectos, es importante ser un aporte positivo para el desarrollo del país, sobre todo

en combatir la gran brecha habitacional existente, que impacta fuertemente al sector más

vulnerable. De esta manera, podemos dar paso para hablar de ciudades sostenibles, siendo

conscientes de que una gran parte de la población urbana vive en condiciones de fragilidad. A

nuestro juicio, hoy es necesario reformular a nivel país las formas de gestión de éstas políticas

que vinculan al mundo empresarial como principal encargado de su diseño y aplicación. Así

como también, dar más protagonismo al mundo público creando constructoras dependientes

de los municipios u otras formas de gestión pública local, incluso derivando en figuras de

autoconstrucción asistida.

Por otro lado, los usuarios y su rol no deben quedar constreñidos a ser receptor de ayuda y su

papel debería ser activo. Por ende, habría que explorar alternativas en que los ciudadanos

asuman su rol como tales y tomen poco a poco su posición como los determinantes en estas

soluciones que no necesariamente deben venir dados por intermediarios privados ni

instituciones. Más allá de este punto de vista, estamos en una situación en que se acumulan

muchísimos metros cuadrados de viviendas por reparar y reacondicionar, por lo que estas

políticas rehabilitadoras en viviendas construidas con financiamiento estatal, deben ser

impulsadas con las nociones de ciclo de vida detrás, teniendo como análisis objetivo la

durabilidad de las distintas tipologías de vivienda y de los respectivos paquetes constructivos

que se han ido favoreciendo con las diversas políticas y normativas.

El proyecto propone por primera vez en Chile, materializar soluciones bioclimáticas apropiadas

para cada contexto y ponerlas en valor acercándolas a la gente, generando un atlas progresivo

de estrategias. Para luego transformarlas en elementos a prefabricar mediante tecnologías de

fácil acceso que permitan su autoconstrucción.

Estas adaptaciones ambientales harán posible la adaptabilidad de acuerdo a los variados

contextos microclimáticos de nuestro país, las que aportarán un mayor confort a la vivienda o

edificio existente o de nueva construcción, disminuyendo además el sobrecosto económico que

supone para el usuario el consumo energético durante toda su vida útil, reduciendo también el

enorme costo medioambiental que trae consigo el uso de combustibles tanto fósiles como

biomasa para climatización.

El mayor aporte de este proyecto creemos que es colocar un resultado en la mano de quienes

tienen muy poco, para facilitar la autoconstrucción de estas adaptaciones, pensado bajo una

lógica low-cost y low-tech.

Este esfuerzo de investigación derivado de una tesis doctoral financiada por CONICYT[8],

propone poner la investigación mediante diseño (Research by design) como una estrategia al

servicio de los más desposeídos, al servicio de los que día a día deben evaluar entre comer o

calefaccionar su vivienda, siendo parte de un sistema que todavía no les da una mano para

poder vivir en condiciones dignas.

El trabajo aquí presentado es un resumen de un año de trabajo colectivo del Grupo Prótesis

Bioclimáticas, a cada uno de sus integrantes y a todas las personas que han colaborado con esta

investigación, muchísimas gracias.

ACERCA DE LOS AUTORES

Leonardo Agurto Venegas

Arquitecto Universidad de Concepción (año 2005), Master en Diseño y construcción

sustentable Universidad de Zaragoza (año 2008), PhD en Energías renovables y eficiencia

energética Universidad de Zaragoza (año 2016). Actualmente co-director de Proyecto Innova

Bío-Bío “Prótesis Bioclimáticas para la arquitectura en madera” cód. 14.1554-IN.IIP.

Concepción, Chile.

Francisca Tapia Villa

Licenciada en arquitectura Universidad de Concepción (año 2015). Actualmente desarrolla

especialidad de Diseño sustentable en Universidad de Concepción y también traducción de

documentos de página web. Concepción, Chile.

Daniela López Castro

Licenciada en arquitectura con especialidad en Tecnologías de sostenibilidad Universidad de

Concepción (año 2015). Actualmente desarrolla Proyecto de título “Rehabilitación energética

de Bloque 1020” y también es colaboradora técnica y administradora de página web de

Proyecto Innova Bío-Bío “Prótesis Bioclimáticas para la arquitectura en madera” cód. 14.1554-

IN.IIP. Concepción, Chile.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Agurto, Leonardo tesis. Micro urbanismo bioclimático: el espacio intermedio y sus

posibilidades de apropiación y adaptabilidad medioambiental como factor determinante en el

habitar colectivo.

[2] Ministerio de Energía, basado en el Balance nacional de energía 2011. “La urgente

necesidad de un plan nacional de acción para la eficiencia energética en Chile”. Reporte GIZ

para el programa Chile Sustentable. Santiago 2011. Chile.

[3] DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAÑOLA – RAE – Vigésima segunda edición.

[4] Agurto, Leonardo; et al (2014) artículo “Low cost, low tech: experimental bioclimatic

prosthesis for social architecture in the south of Chile. New strategies for incremental

refurbishment for social housing in different contexts from BioBio Region – Chile”,

EnergyForum, Bressanone, Italia.

[5] López, Daniela (2015), seminario “Diagnóstico Bioclimático de adaptaciones espontáneas en

la vivienda social. Casos de estudio en la Provincia de Ñuble”, Universidad de Concepción,

Concepción, Chile.

[6] Bustamante, Waldo; et al (2009), artículo “Guía de diseño para la eficiencia energética en la

vivienda social.”, MINVU, Santiago de Chile.

[7] Tapia, Francisca (2015), seminario “La Chiflonera como patrón local de adaptación

medioambiental de la vivienda social de Lota.”, Universidad de Concepción, Concepción, Chile.

[8] Esta idea parte de un capítulo de una tesis doctoral en Energías renovables y Eficiencia

Energética realizada por el arquitecto Investigador Leonardo Agurto Venegas en la Universidad

de Zaragoza y el Instituto CIRCE(Centro de Investigación de Recursos y Consumos energéticos),

gracias al financiamiento del programa Becas Chile de la Comisión Nacional de Ciencia y

Tecnología (CONICYT-Chile). Con la idea de desarrollar en concreto estas ideas, se crea el

Colectivo de Investigación llamado Prótesis Bioclimáticas, encabezado por Pedro Orellana,

Adelqui Fissore, Jimmy Ulloa, Jorge Bizama, Francisca Tapia, Daniela López, Fernando Palma y

Sergio Oviedo. Hoy el grupo supera las 10 personas relacionadas mediante diversas disciplinas

entre Chile, España y Bélgica. Y cuenta con un grupo multidisciplinario de diseñadores

industriales, arquitectos e ingenieros. Web: www.protesisbioclimaticas.cl.