1 UNIVERSIDAD DE COSTA RICA VICERRECTORIA DE INVESTIGACION INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN INGENIERIA INFORME FINAL ABRIL 2009 I. TÍTULO DEL PROYECTO : ESTADO DE LA CUESTIÓN DE LAS INVESTIGACIONES DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA, EN LOS ÚLTIMOS 15 AÑOS (1992 Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro-2007) EN EL CAMPO DE LA INVESTIGACIÓN EN DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE ( incluye ecológica, bioclimática y en ahorro energético) II. CÓDIGO DEL PROYECTO : 731-A8-742 III. VIGENCIA DEL PROYECTO: 1 mayo 2008- 30 de marzo 2009 IV. INVESTIGADORA: Ofelia Sanou Alfaro , CARGA: ¼ V. ANTECEDENTES, JUSTIFICACION, OBJETIVOS Y METAS DEL PROYECTO ANTECEDENTES En el año 2007, La dirección y algunos investigadores del Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII), en coordinación con la Vicerrectoría de Investigación realizamos varias actividades con el fin de gestionar financiamiento, formar alianzas académicas o institucionales1 para realizar investigaciones relacionadas con los temas de cambio climático, la prevención y mitigación de desastres naturales, el ahorro energético, el uso de energías alternativas, la ciudad sostenible. Así como también para desarrollar políticas para contribuir con el proyecto C- Neutral del Ministerio de Medio Ambiente y energía ( MINAE). 1 7 marco de la UE, CSUCA, CEPREDENAC, MINAE, UCR, Junta de Andalucía de España. 2 En las reuniones, realizadas en la Vicerrectoría de Investigación, con el fin de reflexionar y contribuir con el proyecto C- Neutral del MINAE, se planteó la idea de crear en el INII el Programa de investigación en Diseño y Construcción Sostenibles. Se consideró que edificio, la urbanización, el asentamiento rural, la vivienda urbana y el barrio podrían ser las unidades de estudio. JUSTIFICACIÓN Una vez propuesta la idea de crear un programa de investigación en el campo de diseño y construcción sostenible y después de varias reuniones entre los investigadores interesados en el tema2 y de discutir sobre problemas prioritarios e intereses personales y de grupo se definió un perfil preliminar del Programa de Investigación en Diseño y Construcción Sostenibles : El programa sería interdisciplinario y contemplaría la realización de varios proyectos en el campo (ingenierías y arquitectura) , tales como: • Diseño de prototipos de edificios para el sector turístico, doméstico y educativo basados en la interpretación bioclimática. • Investigación en materiales alternativos (en especial de productos forestales) • Laboratorio de pruebas a escala (túnel de viento, censores de temperatura) modelaje en computadora, otros. • Análisis y propuesta de herramientas de evaluación medioambiental de tipologías de edificios y de normativas sobre ahorro energético. • Estudio el impacto ambiental y las múltiples modificaciones introducidas por los edificios en sus contextos. Buenas prácticas en movimiento de tierras, manejo de sitio (tasas de infiltración, erosión y nivel friático), porcentaje de sellado de pisos, manejo hidráulico. • Estudio de Casos No obstante si se analiza cuidadosamente los ejes temáticos seleccionados podemos observar que privan conceptos bio climáticos, de ahorro energético y ecosistémicos pero 2 Investigadores pertenecientes a las disciplinas de Arquitectura, Ingeniería Civil, Ingeniería Agrícola, Ingeniería Mecánica, biología, ecología, Ingeniería Forestal) 3 no en la concepción integral de sostenibilidad. Al hablar de sostenibilidad no debemos pensar únicamente en la dimensión ambiental sino también en las otra dos dimensiones: eficiencia económica y equidad social. En los últimos quince años, incluso desde los años setenta, tanto en la Escuela de Arquitectura, la Escuela de Ingeniería civil y en otras unidades académicas de la Facultad de Ingeniería se han realizado investigaciones y tesis de grado o posgrado y actividades de acción social en los campos de ordenamiento territorial, y desarrollo y diseño urbano, diseño arquitectónico y civil utilizando como eje transversal los campos de desarrollo sostenible, la ecología, la bio arquitectura, el ahorro energético y el diseño urbano sostenible, entre otros . También se ha trabajado en proyectos que contemplan la equidad social. Sin embargo son muy pocos muy poco los proyectos que contemplan la dimensión económica. Las líneas de investigación del Programa de Investigación en Desarrollo Urbano Sostenible (ProDUS) fundado en 1991 e adscrito a la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Costa Rica, son: análisis de la evolución e impactos del crecimiento urbano, planificación territorial, impacto ambiental, fortalecimiento tecnológico de gobiernos locales, manejo de desechos sólidos, recuperación de ríos urbanos, riesgos naturales, accidentes de tránsito y planificación de Sistemas de transporte. Se concentra en el análisis y la comprensión de la interacción entre asentamientos humanos y los sistemas naturales. Para no repetir esfuerzos y dar una adecuada orientación al Programa de investigación en diseño y construcción sostenibles nos propusimos analizar el estado de la cuestión de la investigación en el campo del diseño y construcción sostenibles, en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica, así como también en bio arquitectura y bioingeniería ecología y ahorro energético. OBJETIVO GENERAL Analizar el estado de la de la cuestión teórico-metodológico en la investigación académica de la Facultad de Ingeniería (tesis de grado y posgrado e investigaciones), en los últimos 15 años, en el campo de diseño y construcción sostenible, bio arquitectura, 4 bio ingeniería, ecología, ahorro energético y diseño urbano sostenible. Definir cuales han sido el cuerpo conceptual, los procedimientos seguidos y los instrumentos utilizados para observar, describir, predecir, aplicar los hallazgos de investigación con el fin de contribuir a definir el ámbito y líneas de acción interdisciplinarias del Programa de investigación diseño y construcción sostenible SOS: OBJETIVOS ESPECÍFICOS Y METAS 1. Analizar el marco teórico metodológico de las tesis y trabajos de investigación 2. Establecer una periodización de por quinquenios u otros cómo sería las grandes cumbres sobre el tema de sostenibilidad), establecer diferencias conceptuales y metodológica en cada período y cuales las problemáticas preferidas cada período. 3. Dar continuidad a algunas de las investigaciones realizadas o sugerir nuevos ejes temáticos de investigación para el Programa en investigación en diseño y construcción sostenible SOS, Evaluar el grado de aplicación o seguimiento que se le ha dado a los hallazgos de las investigaciones realizadas en la Facultad. Metas objetivos 1 y 2 i. Fichas analíticas de al menos 15 la Facultad tesis de grado, de posgrado y de investigaciones de de Ingeniería en el campo de diseño y construcción sostenible, bio arquitectura, bio ingeniería, ecología, ahorro energético y diseño urbano sostenible ii. Periodización y cuadros clasificatorio de las tesis de grado, posgrado e investigaciones seleccionadas de acuerdo a una las siguientes categoría de análisis : marco teórico metodológico, eje temático, impacto y aplicabilidad en el medio, otros. Metas Objetivo 3 iii. Instrumento que permite evaluar el grado de aplicación o seguimiento que se le ha dado a los hallazgos de las investigaciones realizadas en la Facultad . iv. Conclusiones que permitan definir el estado de conocimiento de la Facultad y nuevos ejes de investigación en el campo de diseño y construcción sostenible. 5 v. Listado de directrices para mejorar seguimiento e impacto directo de las investigaciones en el campo de diseño y construcción sostenible. VI. HORAS ASISTENTE: • 2008, Andrés Chinchilla Soto, carné A51649 ( alrededor de 3 horas asistente) nombrado por el INII. Colaboró en rastreo digital de algunos cuadros o imágenes de las tesis analizadas • 2009, Ana Rita Rodríguez Cruz , CARNET A 85352, 5 horas semanales INII . Tarea asignada construcción de la base de datos de los egresados y los lectores y directores de tesis. Pase por e mail lo por teléfono la entrevista a los estudiantes. VIII. DESARROLLO El desarrollo del Programa en investigación en diseño y construcción sostenible SOS se realizó paralelamente a la presente investigación y consecuentemente se definió el marco teórico conceptual del programa, el cual se incluye en anexo al presente documento.3 3 El proceso de creación del programa se expuso en los cursos Módulo I: GESTIÓN DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN del Programa GESTIUM y Módulo II: Consecución de recursos para el desarrollo de proyectos de investigación . Panamá del Programa GESTIUM. DAD-UCR-UNA- U. Panamá 6 INDICE 1.SELECCIÓN DE TESIS Y SU ANÁLISIS 2. CUMBRES Y CONFERENCIAS INTERNACIONALES SOBRE DESARROLLO SOSTENIBLE 3. ANÁLISIS DE LAS TESIS SEGÚN SU TEMA GENÉRICO, MARCO TEÓRICO METODOLÓGICO Y CAMPO DEL SABER 4. RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN Y CONCLUSIONES 5. ANEXOS FUNDAMENTO TEÓRICO, DEFINICIÓN DEL PROBLEMA Y EJES TEMÁTICOS DEL PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN EN DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLES SOS RECOMENDACIONES 7 1. SELECCIÓN DE TESIS Y SU ANÁLISIS Se ha revisaron 16 tesis que permitieron analizar el quinquenio 2000-2005 CUADRO NO. 1 TESIS DE ARQUITECTURA , ING. CIVIL, ING. AGR. POR EJES TEMATICOS bioclima Ecológico Materiales alternativos Diseño urbano rehabilitación Crecimiento urbano Vivienda interés social – densidad-eficiencia constr. Diseño estructural casos de vivienda 7 ic año y número 1992-1 2003 -2 2005-1 2005-1 1994-1 1997-1 1998-1 1999-1 2003-2 2004-2 2005-1 2002 -1 2004-1 2006-1 1991-1 1993-1 1994 -1 1996-2 2001-2 2002 1 2003-3 2004-1 2001-1 1 ic 2002 -3 2003 1 ic 2004-2 3 ic 2005-2 2006-1 1 ic 20076 Unidad - cantidad de tesis revisadas en rojo revisadas arquitectura 3 Ing. Civil 1 Ing. Agrícola 1 2003 1Ing. civil , 1 arquit Arquitectura 9 Ing. Civil 1 2003- 1 arq. 2004 -1 arq. Arquitectura 1 Ing. Civil 2 Arquitectura 7 Ing. Civil 5 Arquitectura 8 Ing. Civil 12 2004-1 arq. 2005 1 arq. 2007- 1 Ing. Civil 8 2008- 1 Maestría arquit. sostenible Gestión-Impacto ambiental riesgo cuencas –desastres naturales (inundaciones y deslizamientos – no en carreteras ) Reciclaje y manejo deshechos -tratamiento aguas residuales. Potable y pluvial Uso eficiente energía – energía alternativa Ahorro agua Manejo , diseño de sitio Acción participativa Eficiencia en proceso construcción 1999-1 2000-1 1 ic 2002 1 ic 2003-3 2007-2 ic Arquitectura 5 1999- 5 2000 3 2001 -1 2002 10 2003-4 2004 - 2 2005 -1 2006 -4 2007 -2 1999-6 2000-1 2002-3 2003-9 2004-2 2005-6 2006-2 2007-3 1999-1 2001-1 2004 1 2005-1 2006-3 2007-3 1999- 1 2000-2 2001 1 2002-1 2004-1 2005-2 2003-1 1-i 2005-1i 2002 4 2004 3 2005 6 Arquitectura 1 Ing. Civil 28 Ing. Agrícola 3 1999 1 ing. Agric. 2000 1 ing. Agric. (hacer1 o 2 Ing civil, una cuenca ) Ing. Civil 4 2003 -2 arq. 2007 -1 Ing. Civil (hacer 2 de más civil y 2 MIGAE) Ing. Civil 32 Hacer una de deshechos sólidos, una de aguas residuales ) Ing. Civil 9 Ing. Agrícola 1 ( hacer 1 o 2 de Ing. Civil , una de cada quinquenio ) Ing. Agrícola 5 Ing. Civil 3 1999 ing. agrícola Arquitectura 3 Ing. Civil 20 2007 -1 ing. Civil (no Hacer más ver las de 9 2006 3 2007 4 vivienda) Total 58 CUADRO Nº 2 TESIS REVISADAS POR ESCUELA, AÑO Y TEMA DOMINANTE Nº AÑO- AUTO TITULO TEMA ESCUELA IC -4790 DOMINANTE 2003-Jorge Análisis de las características clima León Umaña climáticas de la vivienda tradicional y prefabricada en dos zonas geográfica diferentes. A-413 2003-Adríán Centro de alto rendimiento para el bioclima Jiménez clima tropical húmedo. Fernández A-446 A-394 A-409 2004-Ana Hotel Cristina investigación, Guzmán arquitectura Ibarra Hermosa Jacó 2003- Esteban Centro ecológico y centro de Ecología Proyecto sostenible. ecoturístico de Playa científico Ecología Calvo Salazar sustentable. Gandoca Manzanillo 2003- Centro Operativo Manuel Antonio , Sostenibilidad Manrique estación Murillo Silvia para la conservación y y manejo sostenible Elena Herrera A-403 2003-Manuel Morales Simbiosis. Sistema Integral. Modelo Sostenibilidad u para la bio educación , investigación y Mario Villalta IC4100 sostenibilidad den el trópico seco Silvia Magaly Evaluación de la climatización Pasiva clima 10 Mora Arias como alternativa para mejorar la eficiencia energética IC-5638 Leonardo Opciones de ahorro energético y de Ahorro Mora Solano recursos en el diseño de la vivienda energético unifamiliar IC-54 28 IC 5441 2007-Eliseo Construcción sostenible en Sostenibilidad Araya Zúñiga edificaciones 2007-Eduardo Gestión de un sistema de control de Eficiencia Fernández procesos proceso Fonseca IC 54 53 constructivo 2007Alejandra en Introducción de construcción flexible Vivienda de C. a proyecto de vivienda de interés interés social Montero social Quesada AM- 599 A- 448 2008-Giovana Una propuesta de vivienda. Vivienda Tioli Porras Asentamiento informal Gracias a Dios 2004-Adriana Densificación Jiménez, propuesta para la GAM habitacional de interés social una Vivienda densidad Melisa Briceño A-471 2005-Francela Diseño urbano Cordero, habitacional y propuesta Vivienda Densidad Fabiola Suárez IA-4068 1999-Pablo Modelación hidrológica e hidráulica Impacto Calderón para el control de inundaciones en la ambiental Vicente Cuenca del río Quebrada Seca (inundaciones) Análisis de sitio IA-4222 1999-Ileana Diseño y operación de un sistema de Análisis de sitio Monge riesgo para una zona verde situada en Jiménez el Valle Central 11 IA_4300 IC 5600 2000- Calibración y modelación hidrológica Impacto Alejandra para el control de inundaciones en la ambiental Rojas cuenca del río Turrialba utilizando el (inundaciones) González HEC-HMS Roberto Meza Implementación en el sistema de Herramientas de Salas evaluación Análisis de sitio Leed-NCV 2.2 en evaluación medio empresas consultoras de ingeniería y ambiental arquitectura en Costa Rica Ver en anexo las FICHAS CONSTRUIDAS EN FILE MAKER 2. CUMBRES Y CONFERENCIAS INTERNACIONALES SOBRE DESARROLLO SOSTENIBLE Síntesis de los acuerdos, principios y valores expuestos en las principales cumbres y Conferencias Internacionales sobre Desarrollo Sostenible y análisis de su principales diferencias conceptuales CUADRO Nº3 SÍNTESIS DE LOS ACUERDOS CUMBRES Y CONFERENCIAS INTERNACIONALES SOBRE DESARROLLO SOSTENIBLE Cumbre- Conferencia-carta 1972 Conferencia de Estocolmo “los límites del crecimiento” Acuerdos, principios, valores Visión ecológica del mundo ”el hombre es a la vez obra y artífice de lo que produce” Se introduce, en la agenda política internacional, la dimensión ambiental como acondicionadora y limitadora del modelo tradicional de crecimiento económico y del uso de recursos naturales. En los planteamientos hubo una contradicción: se planteó que el tercer mundo debía reducir la contaminación ambiental y el crecimiento industrial, sin considerar que son más bien los países desarrollados, los causantes de la contaminación y del agotamiento de los recursos. 12 1987 Informe Bruntland “Nuestro futuro común” (1982) Formación de la Comisión Mundial de medio Ambiente y desarrollo ( 1983) 1992 Cumbre de la Tierra río 92 1994 Carta de Aalborg 2000 Declaración de Hannover De los líderes municipales en el umbral del Desarrollo sustentable: “Atiende las necesidades del presente sin comprometer la posibilidad de que futuras generaciones atiendan sus propias necesidades” Convención sobre cambio climático y sobre Biodiversidad y Foresta. El desarrollo sostenible se percibe en su base tridimensional: dimensiones económica, social y ambiental . Se debe lograr equilibrio entre los diferentes factores que influyen en la calidad de vida y entender la sostenibilidad como un proceso. La Ciudad es el principal lugar de producción, consumo y actividad , pero también de daño ambiental . La extensión de su huella ecológica tiene carga mundial: la utilización de energía fósil en edificios , actividades y transporte tiene su carga correspondientes de gases contaminantes, de consumo de recursos físicos y de producción de residuos. Tiene carga local y regional: la presión sobre el agua, los suelos y la vegetación , la alta producción de residuos y la contaminación atmosférica. Se reconoce el papel de los gobiernos locales y los principios de sostenibilidad: justicia social, economía y medio ambiente urbano sostenible. Cada municipio debe formular su propia estrategia local: el uso de medio de transportes amigables con el ambiente, reducir emisiones de gases efecto invernadero, proteger los recursos mundiales de biomasa(bosques y Fito planton) , el uso de fuentes renovables. La prevención de intoxicación de los ecosistema. La autogestión y participación ciudadana. El uso de instrumentos de gestión urbana y vigilancia ambiental Liderazgo de la ciudad, actuar a escala local con responsabilidad global. Frente a la pobreza y el desempleo, las condiciones 13 siglo XXI 2002 Cumbre mundial sobre el Desarrollo Sostenible. Naciones Unidas Johannesburgo, Sudáfrica Jefes de Estado y de gobierno inadecuadas de vivienda y de trabajo, la contaminación del aire, del ruido y de congestión , la degradación de la tierra y de los hábitat, el agotamiento de los recursos del agua. Los lideres se identifican con la planificación urbana integral, el desarrollo de la ciudad compacta, la rehabilitación de zonas urbanas industriales, el uso reducido y eficiente de la tierra y de otros recursos naturales, la gestión del transporte y la energía, la lucha contra la exclusión social y el desempleo. El aprovechamiento de las nuevas tecnologías y los conceptos innovadores de servicios. Responsabilidad con otros países: asistencia a ciudades que sufren desastres naturales y efectos causados por la guerra. Trabajo participativo y transparente, lucha contra la corrupción. Reconocimiento de que el modo de vida europeo explota a los desfavorecidos y produce distorsión económica y de que la degradación de la tierra, la persecución política, la guerra y los conflictos civiles producen migración. Dignidad humana acceso al agua limpia, al saneamiento y la energía. Compromiso a resolver la pobreza y el subdesarrollo, el desarrollo del medio ambiente y las desigualdades sociales y económicas. Reconocen: La amenaza de una separación cada vez mayor entre los mundos desarrollados y en desarrollo La necesidad crear condiciones para el desarrollo de sistemas agrícolas sostenibles en los países pobres y de un sistema de comercio multilateral y justo, amplio y regulado. El agua es esencial para la vida y clave para la b salud, el riego de cultivos, la obtención de energía eléctrica y la protección de los ecosistemas. En vista del acelerado ritmo de las urbanizaciones y de las necesidades de los pobres de las zonas 14 2004 Aalborg+10-Inspiración para el futuro rurales es necesario garantizar el suministro de agua y saneamiento adecuado. Hacer frente al déficit energético, conservar la diversidad biológica. Intensificar la cooperación internacional. Colaborar con sector privado y sociedad civil (responsabilidad empresarial). Se reconoce el lugar central que ocupa la mujer en la sociedad y su función esencial en el fomento del desarrollo sostenible. Oposición a que prive el alimento en cualquier pueblo necesitado para el logro de objetivos políticos. Promoción del multilateralismo. Declaración de gobiernos locales europeos. Compromisos: 1. Mayor democracia participativa, 2. Gestión local desde el diseño a la evaluación, pasando por la implementación. 3. Proteger, preservar y garantizar un acceso equitativos a los bienes naturales comunes: reducir consumo de energía primaria y aumentar % de energías limpias y renovales ; mejora la calidad de agua y hacer su uso más eficiente; aumentar la biodiversidad , cuidar los espacios verdes y las áreas naturales; mejorar la calidad del suelo, preservar la producción ecológica y promover la agricultura y la silvicultura sostenibles y la mejora calidad del aire. 4. Consumo y producción responsables: reducir, reciclar y reutilizar residuos; buenas prácticas en tratamiento de residuos; eliminar el consumo innecesario de energía y mejorar la eficiencia del destino, las compras , el consumo y la producción sostenibles (etiqueta ecológica, orgánicos, ético y justo) . 5. El diseño y La planificación urbana estratégica: regenerar y reutilizar zonas degradadas y abandonadas, evitar el crecimiento desmesurado logrando densidades urbanas apropiadas y priorizando el desarrollo urbano en zonas 15 ocupadas frente a verdes; el uso de suelos mixtos; la conservación, renovación y reutilización de herencia cultural urbana y el diseño y construcción sostenibles , promover arquitectura de alta calidad favoreciendo las nuevas tecnologías de la construcción. 6. Mejorar movilidad y reducir tráfico. 7. Proteger la salud y bienestar de nuestra ciudadanía. 8. Economía local: promover empleo sin dañar medio ambiente. 9. Igualad y justicia social y 10. responsabilidad de lo local a lo global Síntesis de la síntesis : En 1972, lo países desarrollados comprendieron que el modelo tradicional de crecimiento económico y el uso de recursos naturales había llegado a su límite. Quince años después, en 1987, en el Informe Bruntland proclamó la famosa frase que define el concepto de desarrollo sustentable: “Atiende las necesidades del presente sin comprometer la posibilidad de que futuras generaciones atiendan sus propias necesidades”. En la cumbre de Río, 1992 se instituyó la base tridimensional del desarrollo sostenible: económica social y ambiental y se estableció que la ciudad es el principal lugar de producción y de consumo y de desarrollo de actividades , pero también el principal productor de la huella ecológica —tanto en su carga local y regional como mundial—. En 1994, en Aalborg se definió quienes debían ser los responsables de dictar las estrategias. Se destacó el papel de los gobiernos locales en la contribución del desarrollo sostenible. Se propuso reducir las emisiones de gases y proteger el recurso de biomasa con el uso de fuentes renovables. Los municipios participantes se comprometieron promover la autogestión y a utilizar instrumentos de gestión ambiental. a 16 En Hannover en el 2000 se reafirmó el liderazgo de la ciudad y se declaró la necesidad de actuar a escala local con responsabilidad global: el desarrollo de la ciudad compacta, el uso reducido del suelo y de otros recursos naturales y el aprovechamiento de nuevas tecnologías y de conceptos innovadores de servicios. Se reconoció que el modo de vida de los países desarrollados afecta a los más pobres. En Johannesburgo en 2002 se reafirmó la solidaridad de los que más tienen y se vinculó la dignidad humana con el acceso al agua limpia, al saneamiento y al acceso a la energía. En el 2004, diez años después de Aalborg se propusieron las tres erres: reducir , reciclar y reutilizar, se mencionó el concepto de diseño y construcción sostenibles y la necesidad de favorecer las nuevas tecnologías de la construcción y de los servicios. Así como también la necesidad de realizar una planificación urbana estratégica, evitando la extensión excesiva de la ciudad definiendo una ciudad compacta y de usos mixtos y reutilizando las zonas urbanas degradadas o abandonadas. 17 3. ANÁLISIS DE LAS TESIS SEGÚN SU TEMA GENÉRICO, MARCO TEÓRICO METODOLÓGICO Y CAMPO DEL SABER 3.1. PROYECTOS FINALES DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL El análisis de los siete proyectos analizados no permite organizar las tesis alrededor de cuatro temas genéricos y cuatro marcos teórico metodológicos correspondientes a cada tema : 1. Evaluación de la influencia de los factores climatológicos en los edificios , aplicación de estrategias pasivas. • Análisis comparativo de casos : Respuesta de los edificios existentes a las condiciones del clima local ( temperatura, humedad, viento , brillo solar , otros). • Se analizan normas y legislación vigente y los elementos metereológicos del clima local. • Se realizan mediciones cuantitativas con instrumentos (censores , estaciones metereológicas) y uso de matrices y gráficos para analizar los datos. Se acompañan de datos cualitativos , aspectos del diseño arquitectónico , paisaje y vegetación. • Se evalúan los resultados y se proponen estrategias pasivas. 2. Uso de tres de las cuatro erres ( reducir, reciclar, reciclar , rehabilitar) y ahorro energético. Control de la generación de deshechos, reciclaje de materiales y energías , consumo de agua y de energía eléctrica. 3. Optimación de los procesos constructivos ( calidad, costos tiempo). • Análisis crítico de procesos y sistemas constructivos utilizados en el país. • Se proponen herramientas de programación y métodos de control de procesos internacionales para administrar la construcción y aumentar la eficacia de ejecución. 4. Análisis de herramientas de evaluación medio ambiental en la construcción y su adaptación de esos sistemas para el país (tropicalización). Sistema Leed. Aspectos comunes En general los proyectos realizan mediciones cuantitativas , formulan modelos y herramientas para controlar el proceso de construcción. 18 CUADRO Nº 4 TEMAS GENÉRICOS –MARCO TEÓRICO, METODOLÓGICO IC 4100 Año 1999 Tema genérico Influencia factores climatológicos-(1) Marco teórico –metodológico Flujos de calor en edificios. Intercambio calorífico edificio-exterior. Climatización pasiva Análisis de casos (hoteles). Mediciones de factores climáticos con instrumentos para realizar análisis cuantitativo de sistemas energéticos y análisis cualitativo de características arquitectónicas 4790 2003 Influencia factores climatológicos-estrategias pasivas(1) 5441 2007 Optimación de procesos constructivos (3) 5453 2007 Optimación de procesos constructivos (3) 4428 2007 5638 2008 reducir, reciclar, reciclar (2) ahorro energético (2) 5600 2008 Elementos metereológicos del clima. Trasmisión de calor en los edificios. Análisis comparativo de casos (viviendas). Mediciones de factores climáticos con instrumentos para realizar análisis cuantitativo de sistemas energéticos y análisis cualitativo de características arquitectónicas Control de calidad Análisis de caso ( análisis de campo de proceso utilizado por FUPROVI). Propuesta de metodología de programación para mejorar productividad Aalborug+10 Control de calidad. Construcción flexible Propuesta de Matrices de evaluación para aplicar en el área administrativa y en el campo durante el proceso constructivo Construcción sostenible Aalborug+10 Climatización pasiva Diseño casa modelo y desempeño energético de artículos disponibles en el mercado Construcción sostenible. Análisis de los seis requisitos propuestos por el sistema contrastadas Análisis de sistema de valoración medio ambiental en la construcción: Sistema 19 Leed (4) con prácticas de construcción utilizadas en el país y ajuste de estos para que sea factible usarlo en el país. Aalborug+10 3.2. PROYECTOS FINALES DE LA ESCUELA DE ARQUITECTURA Aspectos generales Todos los proyectos ubican el objeto de estudio en su contexto físico y social. En los tres primeros temas genéricos el micro clima o zona de vida son un factor determinante del diseño. El término ecológico aparece en algunas ocasiones. El análisis de los ocho proyectos analizados no permite organizar las tesis alrededor de cuatro temas genéricos y cuatro marcos teórico metodológicos correspondientes a cada tema: 1.Diseño ecológico: Se entiende cual es el impacto humano y medioambiental producido por el edificio en su contexto. 2. Desarrollo sostenible El proyecto se inserta en el contexto regional o en una unidad territorial ( por ejemplo en un Parque Nacional) . Ordenamiento territorial. Las variables socio-económicas , geográficas y climáticas son los determinantes del diseño. Se busca el desarrollo sostenible de la región. 3. Diseño sostenible : considera el trinomio impacto ambienta- consecuencias sociales y aspectos económicas como factores determinantes del diseño del edificio. Se utilizan estrategias pasivas. Las descripciones escritas y gráficas que implican uso de estrategias pasivas son meras hipótesis de trabajo, no se proveen medios para realizar valoraciones cuantitativas y comprobar la eficacia real del proyecto . La simulación virtual o la experimentación con modelos a escala permitirían comprobar o ajustar los supuestos del diseño bioclimático . 4. Diseño urbano-rehabilitar . Uso de una de las cuatro erres ( reducir, reciclar, reciclar , rehabilitar), alta densidad y autoconstrucción . El problema de diseño , gira alrededor de la renovación urbana y la propuesta de proyectos habitacionales de alta y media densidad destinados a grupos de clase media o la sustitución de precarios. Se proponen herramientas para lograr la eficiencia en costos de construcción y aminorar el impacto ambiental. 20 CUADRO Nº 5 TEMAS GENÉRICOS –MARCO TEÓRICO, METODOLÓGICO -A 394 Año 2003 403 2003 409 2003 413 2003 446 2004 448 2004 471 2005 Tema genérico Diseño sostenible Centro ecoturístico sustentable Gandoca Manzanillo (1) Marco teórico metodológico Desarrollo sustentable. Diseño bioclimático. Diseño ambiental responsable. Diseño. Evaluación de métodos constructivos y materiales y propuesta constructiva muy detallada (mantenimiento) . Redes de abastecimiento de agua, energía solar, biogas y de salida de aguas negras Desarrollo sostenible Desarrollo sostenible Bioeducación en comunidad Propuesta de modelo de desarrollo y de en área de conservación de ordenamiento territorial aplicación de Guanacaste, sostenibilidad modelo a escenario propuesto en trópico (2) seco, Johannesburgo Diseño ecológico Sostenibilidad y turismo ecológico áreas Centro operativo en Parque de conservación, arquitectura Nacional MA (1) bioclimática, tratamiento de deshechos. Diseño . Análisis de plan de manejo existente y del clima, uso de energías alternativas . Diseño ecológico Ecología, deporte , turismo Centro deportivo en clima especializado tropical húmedo (1) Diseño. De acuerdo a l as características el sitio y el clima. Diseño sostenible Clima tropical . Arquitectura sostenible. Hotel ecológico- y centro de Análisis del sitio y contexto socio investigación Playa económico . diseño responsable con el Hermosa Jaco . (3) ambiente y necesidades sociales locales Aalborug+10 Diseño urbano-rehabilitar Ordenamiento y renovación urbana Habitacional . Densidad Modelo de desarrollo urbano, núcleos urbana. (En diferentes poli funcionales . Selección del terreno categorías de barrios)(4) y diseño alta densidad, eficacia empresarial Aalborug+10 Diseño urbano-rehabilitar Plan director de San José, Ecología , Habitacional . Densidad impacto del suelo. urbana ( barrio la Perfil de clase social, diseño alta California) (4) densidad de uso mixto , estudio de factibilidad y costo 21 599m 2008 Diseño urbano-rehabilitar Vivienda precario (4) Legislación experiencia FUPROVI Propuesta de auto construcción en el mismo sitio , mejora de condiciones de vivienda y organización del grupo. 3.3. PROYECTOS FINALES DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA El análisis de los tres proyectos analizados no permite organizar las tesis alrededor de dos temas y sus marcos teórico metodológicos correspondientes a cada tema : 1.Modelación hidrológica de un río para analizar posible inundaciones. 2. Diseño de sistemas de riego. En ambos el marco teórico metodológico se fundamenta en los modelos aplicar y la obtención de datos y requerimientos técnicos para el diseño. CUADRO Nº 6 TEMAS GENÉRICOS –MARCO TEÓRICO, METODOLÓGICO- IA 4068 Año 1999 Tema genérico Modelación hidrológica (1) Marco teórico –metodológico Modelos de simulación físicos y matemáticos , modelos estocásticos y modelos determinísticos. Modelo HEC 1y 2 4222 1999 Diseño de sistema de irrigación(2) 4300 2000 Modelación hidrológica(1) Propiedades físicas del suelo, contenido y retención de agua. Métodos de riego Ciclo hidrológico como sistema y modelos de simulación HEC y HMS 4. RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN Y CONCLUSIONES 1. ¿Cuáles fueron los ejes temáticos preferidos? Se encontró similitud, en algunos objetivos y objetos de estudio entre las tesis de las diferentes disciplinas, no obstante, investigaciones del campo del la los procedimientos metodológicos de las ingeniería son diferentes a los del campo de la arquitectura y por ende también de sus productos. A pesar del lo anterior hemos logramos construir ejes temáticos comunes. En total hemos definido siete ejes temáticos : 22 1. Optimización de los procesos constructivos. 2. Análisis de herramientas internacionales y nacionales relativas a la evaluación medio ambiental y la factibilidad de su aplicación en nuestro medio. 3. Diseño de proyectos y artefactos para el manejo de deshechos, de aguas residuales, el reciclaje y la eficiencia energética. 4. Diseño urbano sostenible- diseño de proyectos de vivienda de densidad media y alta destinada a sectores medios y marginales. 5. Diseño de propuestas para el desarrollo sostenible de una comunidad. 6. Estudio de casos y diseño de prototipos de edificios para el sector turístico, doméstico y educativo basados en la interpretación y el diseño bioclimático. 7. El estudio del impacto ambiental de estructuras (edificios, muros, otros) en sus contextos (cuenca de los ríos ) y proponer buenas prácticas en el manejo del sitio. Nota : Las secciones escritas en letra itálica no aparecen en el listado de ejes temáticos del Programa de Diseño y Construcción Sostenibles SOS (aprobado recientemente por el Consejo Científico del INII). El eje temático “Optimización de los procesos constructivos”. es básico para la construcción sostenible, ese tema ha sido tratado recurrentemente en le Escuela de ingeniería Civil. En el momento que logremos establecer un enlace con la escuela de Ingeniería Civil se debería retomar como eje del programa SOS con el fin de sistematizarlo. El eje temático “Diseño de propuestas para el desarrollo sostenible de una comunidad” es un problema abordado por el Programa de Investigación en Desarrollo Urbano Sostenible (PROdus) , no obstante ese tema debe ser abordado en los problemas de diseño sostenible del Programa SOS. 23 CUADRO Nº 7 TEMA GENÉRICO- EJES TEMÁTICOS Tema genérico Ejes temáticos Optimación de los procesos constructivos Construcción sostenible ( calidad, costos tiempo). Optimización de los procesos constructivos Diseño sostenible Diseño sostenible Análisis de herramientas de evaluación Análisis de herramientas internacionales y medio ambiental en la construcción nacionales relativas a la evaluación medio ambiental y la factibilidad de su aplicación en nuestro medio. Uso de tres de las cuatro erres ( reducir, Diseño de proyectos y artefactos para el reciclar, reciclar , rehabilitar) y ahorro manejo de deshechos, de aguas residuales, energético. el reciclaje y eficiencia energética. Diseño urbano-rehabilitar una de las cuatro erres rehabilitar ) Desarrollo sostenible Evaluación de la influencia de los factores climatológicos en los edificios , aplicación de estrategias pasivas. Diseño ecológico Diseño urbano sostenible- diseño de proyectos de vivienda de densidad media y alta destinada a sectores medios y marginales. Diseño de propuestas para el desarrollo sostenible de una comunidad Estudio de casos y diseño de prototipos de edificios para el sector turístico, doméstico y educativo basados en la interpretación y el bioclimático. Estudio de casos y diseño de prototipos de edificios para el sector turístico, doméstico y educativo basados en la interpretación y el bioclimático. Modelación hidrológica de un río para Simulación para diseño de sitio analizar posible inundaciones. El estudio del impacto ambiental de estructuras en sus contextos (cuenca de los ríos) y proponer buenas prácticas en el manejo del sitio. Diseño de sistemas de riego. Diseño de sitio. 24 2. ¿Cuál fue el cuerpo teórico conceptual de la investigación y cuales los métodos e instrumentos de observación y análisis (cuantitativos y cualitativos )? En general los marcos teórico metodológicos y conceptuales utilizados por los estudiantes de la escuelas de Ingeniería Civil y de Agrícola son puntuales, relacionados directamente con el objeto de estudio. Utilizan gráficos, modelos matemáticos y de simulación y registran datos utilizando sensores e instrumentos de medición. Los marcos teórico metodológicos y conceptuales utilizados por los estudiantes de la Escuela de Arquitectura son más diversos, en miras de una visión integral. Sus análisis son cualitativos basados en variables físico espaciales y socio-económicas entre otras, y basados en el análisis de las normativas vigentes y en el seguimiento del marco teórico conceptual. Algunas tesis de posgrado o proyectos de investigación de la Escuela de Arquitectura han basado sus diseños en la evaluación bioclimática previa: el registro de datos utilizando sensores e instrumentos de medición; uso de gráficos, modelos matemáticos y de simulación virtual y simulación con modelos a escala) CUADRO Nº 8 CUERPO TEÓRICO CONCEPTUAL Y MÉTODOS Marcos teórico metodológicos generales Flujos de calor en edificios intercambio calorífico edificio-entorno transmisión de calor en los edificios Métodos instrumentos Toma de datos con sensores y análisis cuantitativo y cualitativo. Uso de modelos gráficos y matemáticos. climatización pasiva Diseño bioclimático Propuestas cualitativas Hipótesis de trabajo, no se proveen medios para comprobar la eficacia real del proyecto. 25 Redes de abastecimiento de energías En el caso de los ingenieros se diseñan las tratamiento y reciclaje instalaciones y se valora el desempeño energético de estas , en el caso de los arquitectos solo se representan gráficamente la ubicación y conexiones del la red. Algunas veces se incluyen especificaciones técnicas generales. Elementos metereológicos del clima En los trabajos de arquitectura se analiza la orientación del sol y el viento y valores de humedad y los posibles efectos de esos elementos . No se modela, ni simula. Zonas de vida Cualidades de las variables climáticas Control de calidad Propuestas metodológicas para mejorar los procesos, en algunos casos se utilizan valores o modelos numéricos Construcción sostenible Análisis conceptual. Desarrollo sostenible Uso de variables socioeconómicas, físicas, otras Turismo ecológico Análisis conceptual. Áreas de conservación Análisis conceptual. Ordenamiento territorial Análisis conceptual. Mapeo de variables físicas y sociales para la toma de decisiones. renovación urbana Análisis conceptual. Estudios de factibilidad. Análisis de sitio Uso de modelos para la simulación (en ing. agrícola), uso de variables cualitativas (en Arquitectura) Legislación análisis de la normativa Modelos de simulación físicos y Simulación . matemáticos Propiedades físicas del suelo, contenido y Análisis cualitativa y cuantitativa de retención de agua. características físicas Ciclo hidrológico como sistema Análisis cuantitativo. Métodos de riego Análisis cuantitativo. 3. ¿Cuáles fueron los hallazgos de investigación y los productos obtenidos? ¿Cuales los destinatarios potenciales y las áreas geográficas? En general, hemos tratado la investigación aplicada. 26 Los proyectos de graduación de la Escuela Arquitectura son propuestas de diseño para casos específicos en donde se valora el sitio, su zona de vida y las necesidades socioeconómicas de sus destinatarios, entre estos últimos están las fundaciones para la protección de Parques Nacionales y los efugios de vida silvestre, las comunidades y los gobiernos locales. Pocas son dirigidas a destinatarios privados. En el campo de la arquitectura se deberá considerar el proceso de diseño arquitectónico como parte del proceso investigativo, en este transcurso se asocian de manera indisolubles los aspectos teóricos y los operativos. Tal como planta el arquitecto uruguayo, Javier Fernández Castro : “Los diseñadores , arquitectos y urbanistas producimos conocimientos a través del Proyecto, esa propia y particular manera de interpretar, prefigurar y concretar lo real que nos caracteriza e identifica. La investigación adjetivada como proyectual, posee por lo tanto características específicas, donde el conocimiento surge en el ejercicio de una compleja práctica que contiene y asocia de manera indisoluble aspectos teóricos y operativos. Para nosotros no son términos antagónicos ni tampoco instancias sucesivas , son fases o dimensiones de una misma lógica investigativa. “ Los proyectos de la Escuela de Ingeniería agrícola resolvieron problemas de ordenamiento ambiental en específicas cuencas de ríos. Para desarrollar el diagnóstico y la propuesta se utilizaron modelos matemáticos y de simulación existentes. No ocurre lo mismo con los de la Escuela Ingeniería Civil, seis de ellos son propuestas de nuevos métodos o adaptación de métodos existentes para optimizar los procesos de construcción. En los proyectos destinados a realizar valoraciones bioclimáticas, se analizaron y compararon diferentes casos, con el fin de exponer hallazgos de investigación y recomendaciones. En general los destinatarios son empresas de desarrollo inmobiliario o empresas constructoras entre ellas algunas de interés público (por ejemplo FUPROVI). La región mas privilegiada fue la Central con once proyectos, le siguieron el Pacífico 27 Central con tres, el Caribe con dos y la del Norte y Pacífico Norte con uno cada una. CUADRO Nº 9 PRODUCTOS O HALLAZGOS Nº TESIS REGIÓN DESTINATARIO 394 Caribe Refugio vida silvestre 403 Pacífico Norte Comunidad 409 Pacífico Central Parque Nacional 413 Región Norte privado 446 Pacífico Central Privado 448 GAM Desarrollo inmobiliario gobierno local 471 GAM Desarrollo inmobiliario 599m GAM precario 4100 Central y Pacífico Central Privado Propietarios de hoteles 4790 Central y Diseñadores APORTE E IMPACTO POTENCIAL Diseño Producto Centro ecoturístico y científico -diseño bioclimático Modelo demostrativo reproyecto desarrollo sostenible Diseño Producto Estación científica Diseño de Producto Centro deportivo especializado Diseño Producto Hotel ecológico y centro de investigación Propuesta urbana habitacional con estudio de viabilidad Propuesta urbana habitacional Estudio de factibilidad y costo Propuesta habitacional Mejoramiento de vivienda proyecto de autoconstrucción Herramienta para evaluar y aplicar Propuesta para evaluar climatización de edifico y aplicar estrategia de climatización pasiva Herramienta para evaluar 28 Caribe Empresa constructora 5428 GAM Empresas Consultoras y de construcción 5453 General-GAM Empresas Constructoras proyectos de vivienda de interés social 5441 General _GAM Fundación privada FUPROVI vivienda de interés social 5660 General Empresas Consultoras y de construcción 5638 General Empresas Consultoras y de construcción 4068 4222 4300 GAM Central GAM local Privado local y aplicar Propuesta para evaluar climatización de edificio y aplicar estrategia de climatización pasiva Optimización de Proceso Manual de procedimientos consumo del agua manejo y reciclaje de deshechos del construcción Optimización de Proceso Metodología de administración de la construcción para aumentar eficacia de los procesos Optimización de Proceso Herramienta de programación para planificación y seguimiento del proceso constructivo Herramienta para evaluar y aplicar Procedimientos para aplicar el sistema de evaluación Leed NCV 2.2 en CR Herramienta para evaluar y aplicar Opciones de compra de artículos y accesorios para el ahorro de agua potable y energía eléctrica Modelo Diseño Modelo 4. ¿Cómo se relacionó el objeto de la investigación con la problemática nacional? Los proyectos de ingeniería Civil son acordes con las políticas internacionales y acuerdos multilaterales dirigidos a mitigar el cambio climático, que además de proponer, 29 la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero con la utilización de energías alternativa y otras medidas de corte multilateral, recomiendan fortalecer las normas regulatorias de eficiencia energética en la industria, las construcciones y el uso de aparatos eléctricos. En general, como hemos visto la mayoría de los proyectos analizados se dirige al análisis de los impactos de la construcción en el medioambiente y de la eficacia del proceso de construcción , estos últimos adaptados a algunas prácticas locales : uso eficiente del recurso humano, del tiempo y el costo destinados a la obra y la calidad de la misma ; así como también al manejo de los deshechos. Los proyectos de ingeniería agrícola y de arquitectura se proponen más bien planificar la adaptación. Ajustar y resolver problemas medio ambientales de corte local y regional. Se proponen soluciones para la sostenibilidad del ecosistema y la mejora de las condiciones de vida de sus habitantes, por medio del diseño de infraestructura adecuada al sitio. En algunas propuestas arquitectónicas se utilizan estrategias pasivas con el fin de ahorrar energía, maximizar el acceso a la luz diurna y la ventilación natural y lograr el confort higrotérmico. 5. ¿cual fue el impacto de los proyectos?. Para analizar el impacto de los proyectos, se realizó una encuesta a los egresados, con el fin de determinar si los resultados de las tesis fueron utilizados por el destinatario, o si tuvieron impacto en la comunidad académica o en los beneficiarios potenciales. También nos interesaba determinar si los egresados continuaron trabajando en el eje temático de su tesis. Se levanto una base de datos de los egresados con teléfono y /o e-mail y se les pasó la encuesta por esos medios(uno u otro u ambos). A la fecha de terminar este informe se obtuvieron 11 repuestas de 23 consultas. Lo que nos queda por hacer es : contactar a los directores de tesis para profundizar en nuestros hallazgos sobre el seguimiento que se le está dando a los ejes temáticos. Encuesta a tesiarios (egresados) 30 Estimado (a) nombre de la persona : Con el objetivo de crear el Programa de Investigación en Diseño y Construcción Sostenibles, en el Instituto de Investigaciones en Ingeniería de la Universidad de Costa Rica, hemos realizado una investigación para conocer cual es el estado de la cuestión de la investigaciones — tesis de grado y posgrado— en el campo diseño y construcción sostenibles en las escuelas de Ingeniería Civil, Ingeniería Agrícola y Arquitectura de la UCR. Para realizar esta última tarea hemos tomado en cuenta y revisado su valiosa tesis de graduación. Nos dirigimos a usted para completar la información requerida. Puede usted completar el cuestionario adjunto (cuatro preguntas) o facilitarnos el teléfono para llamarla (lo) y llenar nosotros mismos el cuestionario. Cuestionario 1. Los resultados de su tesis o parte de ellos fueron utilizados por el destinatario final SI ---- NO---2. Cómo__________________________________________________ 3. Ha continuado trabajando en el tema de su tesis o en el campo del diseño y construcción sostenibles. SI ---- NO---4. Mencione los proyectos realizados o instituciones afines al tema con los que ha colaborado _______________________________________________________________________ _________________________ ---------------------------------------------------------- 31 CUADRO Nº 10 RESPUESTAS DE LOS EGRESADOS* (Al cuestionario adjunto) tesis Nº 2. ¿cómo? no Por la municipalidad de San José Nº3. si Nº4.Otros proyectos profesionales no 448 Nº 1. si x x 448 x x 409 x x 471 x x 471 394 446 x x x Foro en FUPROVI , estos le dieron seguimiento a la tesis en el proceso El parque continuo la investigación En arquitectura como base de proyectos de repoblamiento x x x 4300_I A x Mencionada y utilizada en varios trabajos de investigación (se citan cinco ver encuesta) x Instituto Politécnico Internacional, Rancho Humo ( Guanacaste) Reservas Privadas sos. áreas de conservación Labora en la OEPS de la UCR Colabora en realización de Planes de gestión e impacto ambiental en ESCALA 5consultores y otros Proyectos relacionados con: Manejo de inundaciones, modelación hidrológica, recursos de agua y ambiental ,SIG. Doctorado en Pto. Rico trabajo en varios 32 4222‐ x Actualmente se trabaja IA en eso 4100‐ x PROdus hizo una IC segunda tesis 4790 x • Recibidas al 29 de abril 2009 x x institutos (ver encuesta) Para el desarrollo de otra tesis de la UCR x De acuerdo a las repuestas dadas por los egresados aproximadamente la mitad de las tesis han tenido un seguimiento: a. por parte de los destinatarios o promotores de las investigaciones realizadas; b. como referencia básica para otros trabajos de graduación o investigación. De acuerdo al muestra presentada, la mitad de los egresados ha continuado trabajando en el mismo eje temático o utilizando las herramientas metodológicas aplicadas a sus trabajos finales de graduación o en sus estudios de posgrado. Sus clientes son consultores privados, instituciones u organismos ambientales. 5. ANEXO Fundamento teórico DISEÑO Y CONSTRUCCION SOSTENIBLES Entre las numerosas cartas suscritas en las cumbre sobre Desarrollo Sostenible, es la Carta de Aalborg +10-Inspiración para el futuro del 2004, la que incorpora el concepto de diseño y construcción sostenibles. Dicha carta fue dictada por los gobiernos locales europeos unidos en Campaña Europea de ciudades y pueblos sostenibles. Entre sus predicados se asumió el reto de reducir la huelle ecológica, crear empleo en una economía basa en el conocimiento, combatir la pobreza y la exclusión social. Asegurar la producción eficaz del medio ambiente, responder a los cambios demográficos, garantizar la diversidad cultural, evitar los conflictos y asegurar la paz en las comunidades. Entre los 10 compromiso firmados, nos interesa el inciso 5 del artículo Planificación y diseño urbano, el cual propone aplicar requerimientos para un diseño y construcción 33 sostenibles y promover la arquitectura de alta calidad favoreciendo las nuevas tecnologías de la construcción. ¿Que es diseño y construcción sostenible? De acuerdo a Brian Edwards 4 El diseño sostenible está relacionado con el ahorro energético mediante el uso de técnicas como el análisis del ciclo de vida, con el objetivo de mantener el equilibrio entre el capital invertido y el valor de los activos fijos a largo plazo. Pero también significa crear espacios saludables, viable económicamente y sensibles a las necesidades sociales. Para reducir la huella ecológica de nuestras ciudades y específicamente en la construcción debemos incorporar los principios ecológicos al desarrollo de nuestro proyectos: medir los costos ecológicos de los aportes de recursos energéticos o manufacturados con criterios medioambientales. Analizar los impactos de su construcción, uso y posterior eliminación. ¿Cuál es el impacto ecológico produce un edifico durante su vida útil?. integral que Se refiere entonces a ir más allá del proceso de construcción, analizar cuales son las fuentes de las energías y materiales utilizadas en la construcción, cuales los proceso de manufactura o industrialización materiales, ¿ cómo se usan de los (manejo desperdicio , calidad) y como se desechan?. Además se deben considerar los costes de inversión, el coste global del edificio en el tiempo (mantenimiento, reciclabilidad y reutilización), Se deben utilizar herramientas de gestión ambiental no sola para medir el impacto ambiental de los edificios en la etapa de diseño sino en sistemas más amplios que incluyan por lo menos cinco paso para ser auditados externamente: • Desarrollo de una política ambiental • Establecimiento de objetivos mesurables • Realización de los objetivos • Seguimiento de las prestaciones y toma de medidas correctoras cuando se necesario • Revisión sistemática de la política 4 Brian Edwrads, colaboración Paul Hyett. Guía básica de la sostenibilidad. Gustavo Gili, 2004. 34 Ante la escasez de recursos y el agotamiento de la capacidad de los sistemas naturales de absorber la contaminación se propone aplicar las cuatro erres: reducir, reutilizar, reciclar, rehabilitar. De acuerdo a Brian Edwards la salud constituye un vector emergente del proyecto arquitectónico. Del compromiso de la arquitectura con la sostenibilidad ha surgido una nueva filosofía que trata de equilibrar la eficiencia energética (utilización de soluciones naturales) y la salud humana. Un ambiente saludable siempre es confortable, libre de contaminación y estimulante y sensible a las necesidades humanas. Necesitamos sentirnos cómodos, tener luz suficiente, libre de deslumbramientos y lograr el equilibrio correcto entre humedad y ventilación. El cambio climático y el agotamiento de combustibles fósiles impone a los ingenieros y arquitectos adaptar sus diseños, tanto para los edificios existentes como para los nuevos: evitar la exclusividad funcional, maximizar el acceso a la luz diurna y la ventilación natural, sencillez de instalaciones y de sistemas de construcción, perseguir la máxima durabilidad, maximizar el acceso a la energía renovable, preveer la posibilidad de sustituir sus partes. La vivienda es el tipo de construcción que más influye en la calidad de la vida, además de que afecta distintas áreas de la política gubernamental, como el empleo, la educación, el transporte, la salud y la comunidad. El DETR, Scottish Office and urban Task Force guidelines sugiere adoptar las siguientes políticas para un vivienda sostenible: • Integración social a través de formas mixtas de propiedad de la vivienda • Integración de los usos no residenciales del suelo • Diseño urbano energéticamente eficiente • Potenciación de la densidad para garantizar la viabilidad del transporte público • Atenuación del clima mediante el diseño urbano • Accesibilidad para todos • Restricción del aparcamiento de automóviles mediante la limitación de espacio dedicado a estacionamiento en vez de establecimiento de un número mínimo de plazas • Máxima explotación de la infraestructura existente 35 • Reutilización del suelo y los edificios urbanos • Creación de zonas libres de automóviles • Explotación de fuentes de energía renovables • Aprovisionamiento local de los materiales y mano de obra Definición del problema ¿ CÓMO ENFRENTARLOS EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO? Adaptación para prevenir y reducir emisiones para mitigar En informe sobre desarrollo humano 2007-2008 PNUD 5 se propone tomar medidas decisivas de mitigación para reducir las emisiones e invertir en la adaptación para prevenir los efectos del cambio climático. El estilo de vida y elevado consumo de energía de los países desarrollados han aumentado las emisiones de carbono y otros gases que inciden en el cambio climático. Los países en desarrollo y los más pobre dejan una huella ecológica más ligera pero cuentan con menos medio para protegerse y viven en regiones o zonas más vulnerables a los efectos extremos del cambio climático inundaciones o sequías. Al cambiar los patrones climáticos los patrones de cosechas se pierden, el recurso hídrico se afecta. En los países más pobres, el dinero destinado al desarrollo a largo plazo se debe desviar para hacer frente a los desastres climáticos. Es importante invertir para generar resiliencia entre los pobres ante los efectos del cambio climático. Costa Rica ubicada en una área de grandes variaciones climáticas presenta a su interior del territorio diferentes zonas propensas a la sequía y a las inundaciones como producto de la variabilidad climática, generalmente asociada al fenómeno del Niño. Las inundaciones y deslizamientos de tierra son un problema frecuente en la época lluviosa, producto de un descuidado ordenamiento territorial, en los procesos de urbanización, el crecimiento poblacional, el desarrollo de las actividades productivas. Proliferan descarga de deshechos sólidos e invasión de construcciones en las cuencas hidrográficas. 5 http://hdr.undp.org/ en los capítulos 3 y 4. Ver también resumen en http://hdr.undp.org/ en/ reports/global/hdr2007‐2008/ 36 Tal como se mencionó anteriormente los más afectados son los más desposeídos, los cuales sufren perdidas de vidas humanas, de sus vivienda y de las cosechas aledañas. La intensificación de lluvias y en general los cambios de patrones de lluvia representan un alto costo económico para el país. disminución de la producción, destrucción de infraestructura y desviación de los pocos recursos nacionales, para atender las emergencias. Veamos tan sólo un ejemplo recientemente ocurrido en el mes de noviembre de 2008, a causa de un sistema de alta y baja presión atmosférica tres regiones del país, Caribe, Central y Pacífico Norte, Las inundaciones y deslizamientos de tierra provocaron una destrucción gradual de la infraestructura y los cultivos. poblaciones Se debió evacuar una serie de asentadas en la cuencas baja de los ríos. Ciento setenta y cuatro comunidades de cuatro provincias (Limón, Alajuela y San José), doce mil personas y cinco mil trescientas viviendas se vieron afectadas. Hubo daños en infraestructura: pérdidas en caminos vecinales y municipales, puentes diques, acueductos líneas de trasmisión y cableado telefónicas entre otros. Siete municipalidades declararon alerta roja y cinco alerta amarilla. En el informe semanal de la Organización Americana de Salud (PAHO) del 05 de diciembre del 2006 se reportó: las lluvias persistentes a raíz del frente frío causaron inundaciones en la región Caribe (Huetar Atlántica al noreste). La provincia de Talamanca tuvo accesibilidad únicamente por helicóptero. Cincuenta y nueve comunidades permanecieron aisladas. Se registró una persona fallecida y una desaparecida; 400 personas fueron sido evacuadas; 5,400 refugiadas, 12,000 personas directamente afectadas. El 3 de diciembre se declaró Alerta Roja para la región de Caribe. El gobierno desembolsó $3.6 millones en los esfuerzos de respuesta. Así mismo en los últimos años ha incrementado la vulnerabilidad a los problemas de la sequía en las regiones Pacífico Central y Pacífico Norte, la demanda de agua para consumo humano es superada por ciertos usos, las actividades de riego, la producción energética y las demandas del sector turístico e inmobiliario 6 Reporte semanal de la PAHO Pan american health organization 5 dic 2008 37 El informe sobre desarrollo humano 2007-2008 PNUD7 señala dos series de recomendaciones, una para planificar la adaptación y otra para establecer acuerdo multilateral obligatorio para después de 2012. Para planificar la adaptación se propone: ampliar la red de control meteorológico, invertir en infraestructura, mejorar programas de salud pública e invertir en sistemas de alerta temprana y respuesta rápida ente las inundaciones para resistir los fenómenos climáticos (incluye instalaciones de almacenamiento o para el aprovechamiento de agua) . Como acuerdos multilaterales se recomienda: reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, crear un fondo de mitigación de cambio climático ( energías alternativas), aumentar la capacidad de los países para participar en el mercado de carbono, fortalecer normas regulatorias (de eficiencia energética en vehículos, construcciones y aparatos eléctricos). Incorporar las medidas de adaptación a todos los planes de reducción de la pobreza y desigualdad extrema. Reconocer la captación de carbono provenientes de los bosques y suelo respaldar los planes de transferencia financiera para luchar contra la deforestación. La Estrategia Nacional de Cambio Climático de Costa Rica (ENCC) iniciativa gubernamental promovida por el MINAET 8 y basada en el informe IPCC, 2007, tiene cinco ejes de acción: 1) mitigación, 2) vulnerabilidad y adaptación, 3) métrica, 4) desarrollo de capacidades y transferencia tecnológica y 5) educación y sensibilización. 7 Ver resumen en: http://hdr.undp.org/ en/ reports/global/hdr2007‐2008/ 8 htpp://www.encc.go.cr 38 En el eje de vulnerabilidad y adaptación se define : Vulnerabilidad como el grado en que un sistema es susceptible ante una amenaza y es incapaz de hacer frente a los efectos adversos del cambio climático incluye variabilidad climática y eventos hidrometeorológicos extremos. Adaptación como el ajuste en los sistemas naturales como respuesta a cambios climáticos actuales y humanos que se presentan o futuros y sus efectos, los cuales disminuyen los daños o potencian las oportunidades de intervención. En este documento se delimitan a su vez siete sectores principales: hídrico, agropecuario, zonas costras, pesca, salud, infraestructura y biodiversidad. Según los escenarios climáticos para el 2100 se prevé que en diversas regiones del país, se incrementará la temperatura, de 3 a 4º C. Las lluvias en el Pacífico Central y Sur aumentarán hasta un 15%, mientras que en el Pacífico Norte, Zona Norte , región Central y Vertiente Caribe las precipitaciones descenderán a hasta un de 30%. En el eje de mitigación se proponen tres sub ejes: reducción de emisiones de gases por fuentes, captura y almacenamiento de carbono y mercado de carbono. Se identifican como sectores principales: energía, transporte, agropecuario, industria, residuos sólidos, turismo, hídrico y el cambio en el uso del suelo. Promueve para las empresas la marca “C- neutral ”. ¿QUE PODEMOS HACER EN ESE CAMPO DE LA VULNERABILIDAD ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO MITIGACIÓN, DESDE LA INVESTIGACIÓN EL DISEÑO Y LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLES? Para seleccionar los caso a investigar consideraremos las variabilidad climática y vulnerabilidad de las distintas regiones con el fin de proponer soluciones para la sostenibilidad del ecosistema y colaborar en la mejorara de las condiciones de vida de sus habitantes, por medio del diseño de infraestructura adecuada a la zona, ya sea esta costera o del interior, rural o urbana. Las medidas de adaptación serán ajustadas a las 39 necesidades de la región, e integradas a planes de mejoramiento del desarrollo humano 9, reducción de la pobreza y políticas de salud pública. Se debe realizar monitorio y control metereológico para pronosticar impactos, evaluar riesgos y diseñar la estrategias de adaptación. La selección de estrategias pasivas para ahorrar energía y mejorar la calidad de vida de los usuarios de acuerdo confort higrotérmico se definirán de acuerdo a las distintas zonas de vida del país. Si bien la producción de CO2 es un fenómeno esencialmente urbano.10 El nivel de emisión depende de varios factores como el clima, los modelos de los usos del suelo, la densidad de la población y el estilo de vida. El clima de nuestras ciudades no exige el uso de sistemas de energía artificial, como aire acondicionado o calentadores, sin embargo recientemente hay una tendencia, a incrementar el uso del aire acondicionado en los edificios públicos y privados. Así mismo la predominancia del transporte privado en San José y la tendencia al desarrollo horizontalidad y dispersa de la ciudad, generan han aumentado los niveles de producción de CO2. Esta es menor en los barrios tradicionales y de uso mixto. 9 Entendemos como Desarrollo humano: la expansión de las capacidades e igualdad de oportunidades para alcanzar el bienestar, conseguir el tipo de vida que valoran razonablemente . Entre ellos el lugar de residencia, el género, la edad , el origen étnico o la condición socioeconómica” . Ver definición en 14º Informe Estado de la Nación : en Desarrollo Humano Sostenible. Capítulo 2, Equidad e integración social, pág. 89. 10 Justificación basa en textos del libro: Brian Edwards y Paul Hyett Guía básica de Sostenibilidad. GG, 2004 págs. 1‐3 y 89‐95. 40 Propondremos soluciones para mejora de los procesos de construcción, desde la extracción de los materiales y las energía desde las fuentes, hasta su deshecho. El diseño deberá considerar el manejo y vulnerabilidad del sitio, la densidad adecuada desarrollo urbano. De esta manera se limitará la expansión urbana en áreas aptas para el cultivo y de uso forestal y se contribuirá a mitigar los efectos del tráfico vehicular. Se proyectarán soluciones de vivienda viables económicamente para grupos medios y marginales, libres de contaminación y sensibles a las necesidades humanas, con acceso al agua y los servicios, e incorporación de tecnología que permita uso eficaz de los flujos energéticos y sus deshechos, así como ‘su reciclaje. Se han definido como ejes de investigación los siguientes temas : • El estudio de casos y diseño de prototipos de edificios para el sector turístico, doméstico y educativo basados en la interpretación bioclimática y el desarrollo sostenible. • El diseño de proyectos de vivienda de densidad media y alta destinada a sectores medios y marginales • El estudio del impacto ambiental de los edificios en sus contextos y proponer buenas prácticas en el manejo del sitio. • El diseño de proyectos y artefactos para el manejo de deshechos, de aguas residuales, el reciclaje y lograr eficiencia energética . • El análisis de herramientas internacionales y nacionales relativas a la evaluación medio ambiental. • La investigación en materiales y sistemas de construcción que utilicen materiales alternativos en especial los provenientes de productos forestales. • La definición de criterios y métodos de enseñanza aprendizaje para contribuir a mejorar el currícula académico en torno al diseño y construcción sostenible en 41 las escuelas de la facultad. Divulgar los resultados de las tesis relacionadas con el tema. • La Bioingeniería RECOMENDACIONES PARA SOTENER EL PROYECTO A. Para obtener una buena comunicación con los involucrados en el proyecto, tanto internos como externos entre ellos u destinatarias y patrocinadores potenciales se debe implementar: 1. Programa de comunicación e interacción y de cooperación y Programa de transferencia de la investigación B. Para sostener y capacitar el recurso humano se debe implementar: 1. Programa de Capacitación 2. Concurso de investigadores temporales 3. Incentivos a las investigaciones adscritas en el programa: Financiamiento, uso de laboratorio, facilidades para divulgar los hallazgos en medios escritos (populares y científicos) , actividades académicas especializadas y subsidio o entrada gratuita a algunos de los programas de capacitación. C. Como estrategia de integración y para lograr la transdiciplinaridad se propone crear dos unidades de integración: 1. Definición de un caso o región y 2. Crear un Laboratorio bioclimático