Cuando el sol se convierte en parte de la estructura edilicia
Ignacio Polenta
Ambiente y Cambio Climático FNGA
Integración arquitectónica fotovoltaica: la revolución en el diseño, la construcción y el funcionamiento de los edificios.
Preocupaciones ambientales globales y demandas crecientes de energía, junto con un progreso constante en las tecnologías, están creando nuevas oportunidades para el uso de los recursos energéticos renovables, siendo la energía solar la más abundante, inagotable y limpia. Y, en un mundo donde más de un tercio de las emisiones de gases de efecto invernadero proviene del ciclo de vida de los edificios, la promesa de una solución sostenible y energéticamente eficiente no es un sueño lejano, sino una realidad emergente.
La constante disminución del costo de los paneles fotovoltaicos está dando lugar a una nueva era en el rubro de la construcción. La tecnología solar se integra desde el inicio en la propia estructura, en lugar de ser agregada posteriormente como una ocurrencia tardía. Este cambio tiene implicancias profundas tanto para la estética como para la funcionalidad de los edificios.
La arquitectura tradicional en obras se transforma en ingeniería sostenible. Los sistemas de energía fotovoltaica integrada (Building Integrated Photovoltaics, BIPV) no son solo paneles solares instalados en el techo, sino elementos constructivos que forman la misma piel o envolvente de nuestros hogares y edificios. Esto abre una gran cantidad de oportunidades para la personalización, el diseño y la mejora de la eficiencia energética en entornos urbanos, cambiando nuestra concepción de los materiales de construcción.
Disrupción en la industria de la construcción
En sus comienzos, estos sistemas solían destinarse exclusivamente a las superficies de las cubiertas. Esta característica tiene sentido, ya que suelen recibir la mayor parte de la radiación solar directa. Los primeros en incursionar en esta tecnología, se centraron en sustituir los techos tradicionales por paneles, tejas o tablas que pudieran generar energía.
Ahora, estos sistemas están llevando la armonía entre forma y función a un nivel completamente nuevo. Los límites se están extendiendo cuando se trata de dónde puede residir la energía solar, y las empresas empiezan a buscar nuevas formas de incorporar esta producción energética en otros elementos de construcción tradicionales como fachadas, ventanas, voladizos y suelos exteriores. Entonces, al mismo tiempo que convierte la energía en electricidad, esta tecnología comienza a ofrecer aislamiento, iluminación natural, filtración de rayos UV y protección contra la intemperie y el ruido.
Uno de los materiales más ampliamente utilizado como BIPV es el vidrio fotovoltaico, con gran variedad de formas, colores, tamaños, espesores y grados de transparencia. Estas características facilitan su integración en un amplio rango de proyectos y diseños, como los muros cortina, que cumplen con todos los requisitos de la envolvente del edificio, como soporte de carga, impermeabilización y aislamientos térmico y acústico.
Dado que la energía está completamente integrada en un complejo sistema de revestimiento del edificio, cuando se utilizan estos muros de alto acristalamiento los parámetros relacionados con el control de la ganancia solar (como el confort térmico y visual), están estrictamente relacionados con el diseño fotovoltaico. De manera similar a los tragaluces, la capa funcional transparente se reemplaza por un panel de vidrio activo, mientras que la parte de carga, representada por el marco, está equipada para los pasajes de cableado eléctrico.
Lógicamente, la cantidad exacta de energía que pueden producir estos sistemas dependerá de varios factores ambientales relacionados con la ubicación del establecimiento. Una buena orientación de los módulos y una inclinación adecuada, según el lugar donde se esté construyendo, serán determinantes para la irradiación que reciban y la productividad del sistema. Otro factor importante es la temperatura, donde la continua ventilación de la cara posterior de los módulos puede propiciar un aumento del rendimiento.
Finalmente, desde el punto de vista constructivo, los elementos fotovoltaicos deben cumplir requisitos esenciales como el tipo de estructura de soporte de los módulos, las conexiones entre ellos, la resistencia frente a las cargas o la accesibilidad para su mantenimiento. Además, los paneles oscuros suelen tener índices de eficiencia mayores que los transparentes o semitransparentes. Dado que estos últimos dejan pasar parte de la radiación solar, la eficiencia total de generación puede ser solo del 50% al 75% de los tradicionales.
El desafío como oportunidad
El panorama de la integración arquitectónica fotovoltaica está en constante evolución, a la par del crecimiento de las energías renovables. Desde células fotovoltaicas transparentes que se funden en las ventanas hasta tejas solares que imitan la apariencia de unas convencionales, la creatividad y la innovación están en pleno apogeo. Empresas líderes e investigaciones de prestigiosas universidades están abriendo el camino hacia un futuro donde la energía solar no solo sea una opción, sino la norma.
A medida que más personas optan por las energías limpias, ya sea por razones ecológicas o económicas, el número de viviendas y establecimientos con captadores solares térmicos o paneles fotovoltaicos sigue en aumento. Entonces, el problema no radica en su aceptación, sino en que a menudo estos sistemas son agregados sobre el final del proyecto, dando como resultado una obra que pierde parte de la morfología a la que se buscó llegar en la etapa de diseño.
A pesar de los emocionantes avances en investigación y desarrollo, el camino hacia la adopción generalizada de esta tecnología no está exento de desafíos, especialmente en términos de conocimiento de mercado. La Agencia Internacional de Energía (IEA, por sus siglas en inglés) señala que, aunque existen fondos para este sector energético, las ayudas aún no son específicas para los sistemas BIPV. Los altos costos y la falta de regulaciones claras son barreras adicionales que aumentan la resistencia de los usuarios a incluir estos elementos en sus proyectos.
Superar estos desafíos requiere un enfoque audaz y un apoyo adecuado. Políticas gubernamentales sólidas y medidas de incentivos, como su inclusión en los Códigos de Edificación, podrían ser herramientas para impulsar la adopción masiva de estas tecnologías y cambiar el paradigma energético en la construcción.
Considerando el potencial de la energía solar como fuente limpia y sostenible para nuestro país, es crucial que la arquitectura, en conjunto con las diversas ingenierías, reformule la manera en que diseñamos y construimos edificios. Incorporar sistemas de captación solar en la infraestructura no solo nos acerca hacia un futuro más sostenible, sino que también nos ofrece la oportunidad de aprovechar al máximo el abundante recurso solar del que disponemos.
