Domar el sol
O cómo la arquitectura climática dialoga con el entorno
La mayoría de los edificios que hoy construimos ignoran la posición del sol; les es indiferente. Sin embargo, no siempre fue así. Hubo una época en la que arquitectos e ingenieros diseñaban con y para nuestra principal fuente de luz y calor.
Vamos a ver cómo el ser humano consiguió domar el sol.
La arquitectura tradicional o ancestral empleaba materiales naturales como la piedra o la tierra compactada. Estos tenían muchas virtudes, pero también ciertas limitaciones. Una de ellas era la dificultad de introducir grandes ventanas.
La estabilidad estructural de los edificios dependía de gruesos muros de carga, responsables de transmitir el peso al suelo. La incorporación de grandes huecos podía debilitar los muros y comprometer la estabilidad del conjunto. Sin embargo, durante el siglo XIX, la invención del acero y el hormigón supondrá el primer paso para eliminar esta limitación.
En 1914, un dibujo del arquitecto suizo-francés Le Corbusier dio un giro a la historia de la arquitectura. Su diagrama dom-ino mostraba las innovaciones materiales y estructurales que eliminarían la dependencia de los muros de carga, produciendo espacios mucho más flexibles y dinámicos.
Le Corbusier proponía una estructura de pilares metálicos sosteniendo un forjado de hormigón armado. Esta transición de la rigidez de los muros de carga a la flexibilidad del sistema de pilares marcó el inicio de la arquitectura moderna.
Aquí el dibujo de Le Corbusier:
La flexibilidad del sistema dom-ino liberó el cerramiento exterior de su función estructural. Ahora, los gruesos muros podían sustituirse por grandes ventanas situadas entre pilares. Esto permitió mejorar la calidad de vida de los ocupantes al facilitar la entrada de luz natural, la ventilación y la conexión visual con el entorno.
Sin embargo, añadir grandes ventanas también introdujo un problema: el sobrecalentamiento. Veamos por qué.
En la arquitectura tradicional, la inercia térmica de los gruesos muros exteriores permitía que la temperatura interior se mantuviera relativamente constante. En verano, el muro absorbía la radiación solar durante el día para liberarla durante la noche. En invierno, ese mismo muro ofrecía aislamiento para mantener el calor producido por la hoguera. De esta manera, los muros permitían amortiguar tanto el frío como el calor del exterior, manteniendo el confort interior.
¿Qué pasó al eliminarlos?
Los muros, cuya inercia térmica ayudaba a atenuar la temperatura, fueron reemplazados por superficies acristaladas que apenas ofrecen resistencia térmica. Debido al efecto invernadero, la radiación solar que entra a través de las ventanas queda atrapada en forma de calor, elevando la temperatura interior. Los edificios se convirtieron en hornos.
¿Cómo reaccionaron los arquitectos?
Arquitectura climática
La necesidad de evitar el sobrecalentamiento interior supuso la invención de un elemento clave para la arquitectura moderna: el brise-soleil. Este término francés hace referencia a elementos arquitectónicos que protegen la fachada de la radiación solar directa1.
La siguiente ilustración muestra el efecto de la radiación solar en edificios con muro de carga (izquierda), fachada de vidrio (centro) y brise-soleil (derecha):
Por ejemplo, en el Immeuble Clarté en Ginebra, Le Corbusier utiliza múltiples estrategias para proteger los apartamentos del sol directo en verano: toldos, persianas, celosías, contraventanas, etc. Un arsenal de herramientas que le permiten trabajar con el clima para mejorar las condiciones térmicas en el interior de las viviendas.
Además, Le Corbusier utiliza la forma de sus edificios de manera estratégica para refrescar y calentar los apartamentos. Por ejemplo, los balcones, al igual que el brise-soleil, actúan como extensiones horizontales que bloquean los rayos solares en verano, cuando el sol está más alto, y permiten su entrada en invierno, cuando el sol está más bajo.
Este es el recorrido del sol a lo largo del año en el hemisferio norte2:
Y aquí su impacto en un edificio con balcones orientados al sur en invierno y verano:
Los arquitectos modernos comenzaron así a experimentar con estrategias de diseño para controlar la incidencia del sol. El objetivo era claro: maximizar la entrada de luz natural y al mismo tiempo evitar el sobrecalentamiento.
Además, los elementos de protección solar móviles, como toldos y lamas horizontales o verticales, permiten al usuario adaptar la fachada en función de las condiciones exteriores. Por ejemplo, conforme el sol se mueve, los habitantes pueden ajustar manualmente el ángulo de las lamas y así bloquear la radiación solar. De este modo, los edificios climáticos son dinámicos: sus fachadas cambian a lo largo del día y el año.
La orientación era fundamental: cada fachada se diseñaba en función de su exposición al sol y el viento.
Por ejemplo, en el hemisferio norte, la fachada sur es la más expuesta al sol. Como hemos visto, los elementos de protección horizontal bloquean el sol en verano y permiten su entrada en invierno. En cambio, la fachada norte recibe poca radiación solar, por lo que no requiere protección. La fachada este nos permite disfrutar los primeros rayos de sol de la mañana, mientras que la fachada oeste plantea más problemas por la tarde, especialmente tras un día caluroso. Dado que el sol se encuentra más bajo e incide directamente, aquí resulta más efectivo reducir el tamaño de las ventanas y utilizar elementos de protección verticales.
Juntos, el sistema dom-ino (que permite introducir grandes ventanas) y el brise-soleil (que protege esas ventanas de la radiación solar directa) convierten el edificio moderno climático en un dispositivo dinámico. Su orientación, forma y fachada dialogan con el clima exterior para mejorar el confort interior. Lo hacen, además, en colaboración con un usuario activo responsable de ajustar elementos de protección como toldos, celosías y persianas.
Sin embargo, la necesidad de adaptar los edificios al clima local desaparecerá con la llegada de un invento que cambiará para siempre la historia de la arquitectura.
Un invento que por fin nos permitirá independizarnos del entorno.
Ya son más de 800 palabras, así que lo vemos la semana que viene.
Daniel A. Barber, Modern Architecture and Climate: Design before Air Conditioning (New Jersey: Princeton University Press, 2020).
Ilustración original: Huw Heywood, 101 reglas básicas para una arquitectura de bajo consumo energético (Barcelona: Editorial Gustavo Gili, 2015).
Y a todo esto, hay que añadir el Paisajismo vertical, los techos verdes y las casas ecológicas que aprovechan la energía solar, del viento y la de la Tierra calentándose al sol.
Más las consideraciones de la estética, la belleza y la utilidad, que sea fácil de sostener y mantener y limpiar.
Amo la arquitectura y el.paisajidmo eco-sostenible!
Lo siguiente es hacer así las nuevas construcciones, tomando lo mejor de todo, y llendo un poco más allá.
Gracias me dan ganas de regresar al Paisajismo ecologico sostenible...
Me ha encantado Francisco, me voy al "siguiente episodio" :) y seguiré súper atento a todo lo que compartas. No hay nada que me guste más que la arquitectura tan accesible y bien explicada para los aficionados. Sabía de la influencia de Le Corbusier, pero esto me ha vuelto loco. Abrazo