Publicación: Eficiencia térmico-energética de viviendas en tierra. Producción social y políticas públicas del hábitat
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Fecha
2023
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Editor
Facultad de Ciencias Exactas - Universidad Nacional de Salta
Resumen
Bajo la premisa de que el mundo contemporáneo exige rediseñar los modos hegemónicos de producción del hábitat construido, dado el enorme impacto global que tiene la actual industria de la construcción en un contexto de cambios de paradigmas y de transición hacia nuevos modelos de desarrollo, es que este trabajo, titulado Eficiencia térmico energética en viviendas. Producción social y políticas públicas del hábitat busca hacer un aporte en varios sentidos.
Con el objetivo general de colaborar con las condiciones políticas y sociales para que la construcción con tierra tenga mayores niveles de aceptación y consideración al momento de pensar y proyectar el ambiente construido, es que se propuso específicamente conocer el comportamiento térmico-energético de los dos casos de estudio seleccionados para el análisis, bajo la hipótesis de que su buen comportamiento térmico conlleva a lograr buenos niveles de confort y de eficiencia energética, y que esa condición es lo suficientemente válida para considerar la multiplicación de programas y de políticas regulatorias que estimulen envolventes en tierra, en el marco de una crisis energética, ambiental y habitacional sin precedentes. De aquí la importancia de estudiar este problema, dado el creciente interés por parte de diferentes colectivos sociales en las técnicas de construcción en tierra, en el desarrollo de marcos normativos que regulen el oficio y la práctica, y principalmente, en la disponibilidad de los materiales involucrados y en la necesidad de resolución del problema habitacional. En ese sentido, esta tesis se pensó también como una herramienta para avanzar en el conocimiento de los potenciales energéticos y ambientales que su uso extendido podría implicar, por lo que buscó valorar la experiencia existente en materia de políticas públicas que permitieron la construcción de viviendas en tierra para que se potencien y multipliquen.
Para la metodología de esta tesis, se utilizaron procedimientos propios de una investigación cualitativa, como el relevamiento bibliográfico, la observación en territorio y entrevistas a referentes de estudios de arquitectura y a constructores y técnicos de cooperativas de trabajo y comunidades indígenas en la provincia de Tucumán, quienes utilizan tradicionalmente diferentes técnicas basadas en la tierra para la materialización de edificaciones. De hecho, el método central de esta investigación es el estudio de caso, un instrumento propio de las ciencias sociales y utilizado como método de evaluación cualitativo. Aunque en esta tesis se considera este método para el abordaje de los casos de estudio, para poder explicar el comportamiento térmico-energético de dos casos específicos y proceder a su análisis y evaluación, se llegó a este conocimiento mediante herramientas de naturaleza cuantitativa; el comportamiento térmico debe poder medirse para luego poder ser interpretado y mejorado. Entonces, si bien se utilizaron herramientas y métodos de orden cualitativo, la metodología utilizada en la producción de los datos es eminentemente cuantitativa.
Luego de una primera etapa de aproximación al tema y articulación con técnicos, vino otra etapa de recorrido por la provincia, en la tarea de identificar las casas ejecutadas con técnicas constructivas en tierra mediante la implementación de distintas políticas públicas. Finalmente, se seleccionaron dos viviendas para ser evaluadas térmico-energéticamente: la Casa García Villar, en la llanura tucumana, y la Casa Mamaní, en los valles de altura de la provincia, correspondiéndose con las dos zonas bioambientales que definen a Tucumán, la zona II y la zona III según la Norma IRAM 11.603.
Para analizar el comportamiento térmico-energético de ambos casos, tanto en invierno como en verano, a) se caracterizaron los sitios de implantación, observando las particularidades climáticas de cada región y la cultura local; b) se describieron y caracterizaron las disposiciones arquitectónicas y tecnológicas de las viviendas; c) se determinó el cumplimiento de las viviendas respecto a las recomendaciones de la serie 11.600 y la 11.900 de las Normas IRAM; d) se generaron las etiquetas de Eficiencia Energética (EE), para identificar el Índice de Prestaciones Energéticas (IPE), que se obtiene mediante el aplicativo web desarrollado por el Ministerio de Energía de la Nación; e) mediante monitoreo higrotérmico (mediciones de temperatura y humedad externas e internas en reales condiciones de uso), y simulación térmica (tras validar los modelos en régimen dinámico mediante la utilización del programa SIMEDIF), se evaluó su comportamiento respecto a las zonas de confort según la estación considerada. Este análisis y evaluación responde, a su vez, a tres modelos de balance térmico: el de régimen estacionario (normativa IRAM), el de régimen cuasi estacionario (etiquetado), y el de régimen dinámico (simulación térmica). Para cada una de las viviendas analizadas, se propusieron mejoras sobre la base de las condiciones reales, por lo que se estudiaron también posibles estrategias para lograr rehabilitaciones factibles en ambos casos de estudio.
Los resultados alcanzados muestran que los casos no verifican la hipótesis, tal y como se había formulado. En el caso de la Casa García, se la construyó utilizando una técnica constructiva que se presenta como innovadora en la provincia: la tierra alivianada encofrada sirvió para materializar los muros, pero el binomio tierra-paja se utilizó también como capa de amortiguamiento térmico en el techo, en lugar de apelar a la tradicional aislación térmica de tipo resistiva. El comportamiento del techo no verifica el nivel C, mínimo exigido por la Norma IRAM 11.605; la vivienda no tiene un buen desempeño global, principalmente por la falta de aislación en el techo, aunque factores de contexto tampoco colaboran. A su vez, si bien la aplicación de tecnologías locales, como mamposterías de adobe o techos de torta de barro, resulta muy apropiada en los valles de altura de Tucumán (específicamente en el Valle Calchaquí), tampoco se observa un buen comportamiento térmico energético en la Casa Mamaní. Si bien los muros verifican el nivel C, no verifican en nivel B que es el mínimo que determinan los estándares de calidad para la vivienda social (Secretaría de Vivienda de la Nación, 2019); el techo, a su vez, directamente no verifica.
Sin embargo, sí demuestran la necesidad de profundizar en este campo del conocimiento. Si bien los desempeños globales no son lo suficientemente buenos, en el caso de los muros de la Casa García Villar se observa un muy buen comportamiento, alcanzando el nivel A/B, y en el caso de la vivienda en el valle calchaquí, sirve de testimonio tangible de lo apropiada (en términos ambientales, culturales y sociales), que fue la incorporación de las tecnologías locales en operatorias que resultaron ser verdaderas alternativas, como el Programa Federal Mejor Vivir. También se demostró la limitación de las herramientas disponibles y utilizadas, tanto de la normativa existente como del aplicativo web Etiquetado de Viviendas (entendiendo que está en pleno desarrollo), y el valor que tiene la simulación energética para conocer con mayor aproximación el comportamiento térmico real de un edificio.
Las conclusiones sugieren que el desarrollo e implementación de tecnologías constructivas que incorporan la tierra y otras materialidades de origen natural podrían reducir los impactos de la industria que determinan al ambiente construido, a la vez que serviría a los paradigmas emergentes a nivel global respecto a los modos de producción del hábitat humano. A la vez, se señala la necesidad de ajustar las normativas y herramientas existentes para el análisis y verificación del comportamiento térmico energético de viviendas, y se recomienda la incorporación de simulaciones térmico-energéticas al momento de proyectar viviendas a construir.
Abstract
Under the premise that the contemporary world requires redesigning the hegemonic modes of production of the built habitat, given the enormous global impact that the current construction industry has in a context of paradigm shifts and transition towards new development models, it is that this work, entitled Thermal energy efficiency in homes. Social production and public habitat policies seeks to make a contribution in several ways.
With the general objective of collaborating with the political and social conditions so that construction with earth has higher levels of acceptance and consideration when thinking and designing the built environment, it was specifically proposed to know the thermal-energy behavior of the two cases. of study selected for the analysis, under the hypothesis that its good thermal behavior leads to achieving good levels of comfort and energy efficiency, and that this condition is valid enough to consider the multiplication of programs and regulatory policies that stimulate envelopes in earth, within the framework of an unprecedented energy, environmental and housing crisis. Hence the importance of studying this problem, given the growing interest on the part of different social groups in earth construction techniques, in the development of regulatory frameworks that regulate the trade and practice, and mainly, in the availability of materials. involved and in the need to resolve the housing problem. In that sense, this thesis was also intended as a tool to advance knowledge of the energy and environmental potentials that its widespread use could imply, which is why it sought to value the existing experience in terms of public policies that allowed the construction of housing in earth so that they are strengthened and multiplied.
For the methodology of this thesis, qualitative research procedures were used, such as bibliographic survey, observation in the territory and interviews with representatives of architectural studios and builders and technicians of work cooperatives and indigenous communities in the province of Tucumán. who traditionally use different earth-based techniques for the materialization of buildings. In fact, the central method of this research is the case study, an instrument typical of the social sciences and used as a qualitative evaluation method. Although this thesis considers this method to approach the study cases, in order to explain the thermal-energy behavior of two specific cases and proceed to their analysis and evaluation, this knowledge was reached using quantitative tools; Thermal behavior must be measurable and then interpretable and improved. So, although qualitative tools and methods were used, the methodology used in the production of the data is eminently quantitative.
After a first stage of approaching the topic and articulating with technicians, came another stage of touring the province, in the task of identifying the houses executed with earth-based construction techniques through the implementation of different public policies. Finally, two homes were selected to be thermally-energetically evaluated: Casa García Villar, in the Tucumán plain, and Casa Mamaní, in the high valleys of the province, corresponding to the two bioenvironmental zones that define Tucumán, the II and zone III according to IRAM Standard 11.603.
To analyze the thermal-energy behavior of both cases, both in winter and summer, a) the implementation sites were characterized, observing the climatic particularities of each region and the local culture; b) the architectural and technological arrangements of the homes were described and characterized; c) compliance of the homes with respect to the recommendations of series 11,600 and 11,900 of the IRAM Standards was determined; d) Energy Efficiency (EE) labels were generated to identify the Energy Performance Index (IPE), which is obtained through the web application developed by the National Ministry of Energy; e) through hygrothermal monitoring (measurements of external and internal temperature and humidity in real conditions of use), and thermal simulation (after validating the models in dynamic regime through the use of the SIMEDIF program), their behavior with respect to the comfort zones was evaluated. depending on the season considered. This analysis and evaluation responds, in turn, to three thermal balance models: the stationary regime (IRAM regulations), the quasi-stationary regime (labeling), and the dynamic regime (thermal simulation). For each of the homes analyzed, improvements were proposed based on the real conditions, so possible strategies were also studied to achieve feasible rehabilitations in both study cases.
The results achieved show that the cases do not verify the hypothesis, as it had been formulated. In the case of Casa García, it was built using a construction technique that is presented as innovative in the province: the lightened earth formwork served to materialize the walls, but the earth-straw binomial was also used as a thermal buffer layer in the roof, instead of resorting to traditional resistive thermal insulation. The behavior of the roof does not verify level C, the minimum required by Standard IRAM 11.605; The house does not have a good overall performance, mainly due to the lack of insulation in the ceiling, although contextual factors do not collaborate either. At the same time, although the application of local technologies, such as adobe masonry or mud cake roofs, is very appropriate in the high valleys of Tucumán (specifically in the Calchaquí Valley), good thermal-energy behavior is not observed in the Mamaní House. Although the walls verify level C, they do not verify level B, which is the minimum determined by the quality standards for social housing (Secretary of Housing of the Nation, 2019); the roof, in turn, does not directly check.
However, they do demonstrate the need to delve deeper into this field of knowledge. Although the overall performances are not good enough, in the case of the walls of Casa García Villar a very good performance is observed, reaching level A/B, and in the case of the house in the Calchaquí valley, it serves as tangible testimony of how appropriate (in environmental, cultural and social terms) was the incorporation of local technologies in operations that turned out to be true alternatives, such as the Federal Better Living Program. The limitation of the tools available and used was also demonstrated, both in the existing regulations and in the Housing Labeling web application (understanding that it is in full development), and the value that energy simulation has to know more closely the real thermal behavior. of a building.
The conclusions suggest that the development and implementation of construction technologies that incorporate earth and other materials of natural origin could reduce the impacts of the industry that determine the built environment, while serving the emerging paradigms at a global level regarding the modes production of human habitat. At the same time, the need to adjust existing regulations and tools for the analysis and verification of the thermal-energy behavior of homes is pointed out, and the incorporation of thermal-energy simulations is recommended when designing homes to be built.
Descripción
Tesis de Doctorado en Ciencias - Área Energía Renovables
Palabras clave
Ambiente construido, Hábitat doméstico, Materialidades naturales en tierra, Comportamiento térmico-energético, Built environment, Domestic habitat, Natural materialities on earth, Thermal-energy behavior
Citación
Ortega Matías Eduardo - Eficiencia térmico-energética de viviendas en tierra. Producción social y políticas públicas del hábitat - Tesis de Doctorado en Ciencias - Área Energía Renovables. 2023