comparativo entre especies vegetales, tropicales y deserticas

1
UNIVERSIDAD
VERACRUZANA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
REGION POZA RICA – TUXPAN
“ANALISIS COMPARATIVO ENTRE ESPECIES
VEGETALES, TROPICALES Y DESERTICAS UTILIZADAS
EN AZOTEAS VERDES PARA DISMINUIR LA ISLA
CALORIFICA EN ZONAS URBANAS”
TESIS
PARA ACREDITAR EL EXAMEN DEMOSTRATIVO DE
EXPERIENCIA RECEPCIONAL
PRESENTA:
MAQUIR ZIMRI OSORIO HUERTA.
DIRECTOR DEL TRABAJO RECEPCIONAL:
M.C.A. SERGIO NATÀN GONZÀLEZ ROCHA
ASESOR DEL TRABAJO RECEPCIONAL:
M.C. AURORA E. GALICIA BADILLO.
POZA RICA DE HIDALGO, VERACRUZ.
FEBRERO 2013
2
INDICE
INTRODUCCIÓN
Descripción del problema.
Justificacion.
OBJETIVOS
Página
7
7
8
General.
Específicos.
9
9
9
CAPÍTULO I.- MARCO TEÓRICO.
9
1.1 Calentamiento global y cambio climático.
10
1.2 Contaminación atmosférica y calidad del aire.
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14
15
15
1.2.1 Contaminantes primarios.
1.2.2 Contaminantes secundarios.
1.2.3 La calidad del aire.
1.3 Isla de calor.
1.3.1 Tipos de islas de calor.
1.3.2 Características de las islas de calor.
1.3.3 Intensidad de la isla de calor.
1.3.4 Características de la superficie y la isla de calor.
1.3.5 Forma temporal de la isla de calor.
1.3.6 Factores de formación y control de las islas caloríficas.
1.3.7 Soluciones biológicas para aliviar las islas urbanas de calor.
1.3.8 Afectaciones en el ambiente causadas por las islas de calor.
17
17
18
19
19
19
20
21
23
1.4 Efecto de temperatura en zonas urbanas.
24
1.5 Albedo.
25
26
1.5.1 Variación del albedo.
1.6 El suelo y el cambio en el uso del suelo.
1.6.1 Uso del suelo.
1.6.2 Uso de la tierra.
1.6.3 Intensidad de uso.
1.6.4 Procesos del cambio del uso del suelo.
1.6.4.1 Deforestación.
1.6.4.2 Alteración de bosques y selvas.
1.6.4.3 Degradación de matorrales.
1.6.4.4 Fragmentación.
1.6.4.5 Zonificación.
27
27
27
29
29
30
31
32
32
33
1.7 Sistemas pasivos de enfriamiento.
34
1.8 Recursos del enfriamiento pasivo.
35
35
1.8.1 Depósitos energéticos ambientales.
3
1.8.2 Mecanismos de transferencia de calor.
1.8.3 Temperatura.
1.8.4 Humedad relativa.
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37
38
1.9 La vegetación como sistema de enfriamiento.
38
1.10 Las azoteas verdes.
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41
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43
45
45
46
1.10.1 Origen de las azoteas verdes.
1.10.2 Beneficios de una azotea verde.
1.10.3 Tipos de azoteas verdes.
1.10.4 Clasificación de jardines sobre techo.
1.10.5 Costo y efectividad de la implementación de un techo verde.
1.10.6 Factores a considerar en la construcción de un jardín sobre techo.
1.11 Cubierta vegetal.
1.11.1 Posición respecto al sol.
1.11.2 Materiales de construcción.
1.11.3 Intensidad de radiación.
1.11.3.1 Radiación ultravioleta.
1.11.3.2 Luz visible.
1.11.3.3 Radiación infrarroja.
49
49
50
51
52
52
52
1.12 Criterios para la elección de las especies vegetales.
53
1.13 Mantenimiento y control de las especies vegetales.
55
1.14 Clasificación de especies vegetales.
56
57
57
1.14.1 Plantas tropicales.
1.14.2 Plantas desérticas.
1.15 Iresine, amaranto (Iresine).
60
1.16 Golden Duranta (Durante Sp).
60
1.17 Aloe, sábila (Aloe Barbadensis).
62
1.18 Agave, maguey (Agave Tequilana).
64
CAPÍTULO II.- METODOLOGÍA.
67
2.1 Descripción del área de trabajo.
67
2.2 Instrumentos de medición utilizados en la toma de datos.
69
2.3 Técnica de construcción y selección de especies para la cubierta
vegetal en la azotea verde.
2.3.1 Espacio destinado al proyecto.
2.3.2 Preparación de superficie.
2.3.3 Aplicación de la capa impermeabilizante (Geo-membrana).
2.3.4 Instalación perimetral para el soporte de la cubierta vegetal.
2.3.5 Definición y recubrimiento de la barrera anti-raíz.
2.3.6 Elección e instalación de los medios de crecimiento en la cubierta vegetal.
70
70
71
71
72
74
75
4
2.3.7 Siembra y elección de especies vegetales.
2.4 Azotea verde terminada.
77
2.4.1 Programa de riego y mantenimiento.
2.4.2 Monitoreo del comportamiento de la cubierta vegetal.
78
79
80
2.5 Cálculos estadísticos y análisis de la información.
80
CAPÍTULO III.- RESULTADOS Y DISCUSIONES
81
CONCLUSIONES
85
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
87
INDICE DE FIGURAS
1.1 Contaminantes ambientales y sus efectos.
1.2 Efecto isla de calor.
1.3 Efecto isla de calor en centros urbanos.
1.4 Efecto albedo.
1.5 Principales causas de la degradación de suelos en México.
1.6 Diseño azotea verde.
1.7 Sistema techos verdes intensivo
1.8 Sistema techos verdes extensivo
1.9 Azotea inaccesible
1.10 Azotea accesible
1.11 Capas de una azotea verde.
1.12 Radiación solar.
1.13 Clasificación de especies vegetales según su tamaño.
1.14 Planta de Iresine.
1.15 Planta de Golden Duranta.
1.16 Planta de Sábila
1.17 Planta de Maguey.
2.18 Mapa Poza Rica Veracruz.
2.19 Vista aérea del edificio B de la Facultad de Ciencias Químicas
2.20 Termómetro ACU-RYTE
2.21 Espacio destinado a la construcción de la azotea verde.
2.22 Superficie donde se instalara el techo verde.
2.23 Instalación de la Geomembrana
2.24 Geomembrana instalada
2.25 Bastidores de madera.
2.26 Instalación del área perimetral.
2.27 Representación del orden de los módulos colocados en la azotea verde.
2.28 Tereftalato de polietileno (PET)
12
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72
72
73
73
74
5
2.29 Colocación de la barrera anti raíz.
2.30 Barrera anti raíz instalada
2.31 Tierra negra
2.32 Piedra volcanica (tezontle)
2.33 Hidrogel
2.34 Instalacion de los medios de crecimiento
2.35 Modulo A
2.36 Modulo B
2.37 Modulo C
2.38 Módulo D
2.39 Modulo F
2.40 Modulo E
2.41 Azotea verde terminada.
2.42 Riego delas plantas durante la mañana
2.43 Riego de las plantas durante la tarde.
2.44 Calibración de los termometros
2.45 Toma de datos
75
75
76
76
76
76
77
77
78
78
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79
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80
INDICE DE TABLAS.
1.1 Contaminantes naturales del aire.
1.2 Albedo y emisividad superficial para distintas superficies.
1.3 Clasificación de las azoteas verdes.
1.4 Clasificación científica Iresine
1.5 Clasificación científica Golden Duranta.
1.6 Clasificación científica Sábila.
1.7 Clasificación científica Agave.
2.8 Parámetros Climáticos de la ciudad de Poza Rica.
2.9 Siembra de especies dependiendo del medio de crecimiento.
3.10 Resultado de temperaturas maximas en la azotea verde.
3.11 Resultado de temperaturas minimas en la azotea verde.
14
26
43
59
61
63
65
68
77
82
84
INDICE DE GRAFICOS
1.1 Composición promedio de emisiones de contaminantes industriales.
3.2 Comparativo de temperaturas máximas en los módulos A, B y C de la azotea verde.
3.3 Comparativo de temperaturas máximas en los módulos D, E y F de la azotea verde.
3.4 Comparativo de temperaturas mínimas en los módulos A, B y C de la azotea verde.
3.5 Comparativo de temperaturas mínimas en los módulos D, E y F de la azotea verde.
16
81
82
83
83
6
INTRODUCCIÓN
Debido a la concentración de edificios y tránsito vehicular, la vida en nuestras
ciudades se ha vuelto insana. Los autos y la calefacción consumen el escaso
oxígeno de hoy día y producen sustancias nocivas en abundancia. Enormes
superficies de hormigón y asfalto llevan a un sobrecalentamiento de la atmósfera
de las zonas urbanas y dan lugar a que la suciedad y partículas de sustancias
nocivas que se depositan en el suelo, suban en remolino por el calor generado y
se desparramen sobre la ciudad entera.
Por ello, ante la preocupación mundial por revertir los daños al ambiente
ocasionados por la mano del hombre, algunos científicos y planificadores urbanos
construyen las llamadas azoteas verdes, que además de brindar excelentes
condiciones de habitabilidad y un consumo energético mínimo, reflejan grandes
beneficios al planeta y al bolsillo, pues ahorran consumo de energía y suprimen la
emisión de una tonelada y media de dióxido de carbono.
Los techos verdes además de influir en el mejoramiento del clima de la ciudad,
también optimizan la aislación térmica, el almacenamiento de calor del edificio, y
su aislación acústica. En distintas regiones de nuestro país y en particular en la
ciudad de Poza Rica Veracruz, dadas las condiciones climáticas predominantes,
es necesario hacer uso de sistemas de climatización para enfriar las viviendas y
edificios, por lo que el uso de azoteas verdes como medio de enfriamiento parece
una opción atractiva, sobre todo en esta región, donde la humedad relativa y
precipitación pluvial anual hacen más sencillo el cuidado de los jardines.
Descripción del problema.
El cambio en el uso de suelos y al incremento en la construcción de edificios, han
provocado que
el clima en la ciudad de Poza Rica se haya modificado
bruscamente lo que conlleva un mayor consumo de energía y por lo tanto un
incremento de gases de efecto invernadero. Enormes superficies de concreto y
asfalto llevan a un sobrecalentamiento de la atmósfera de las zonas urbanas a
diferencia de las áreas suburbanas, generando el efecto de las islas de calor,
7
estas incrementan la temperatura en la zona urbana de forma tal, que modifica los
patrones térmicos y convectivos de la ciudad.
Justificación.
El presente tema es abordado con la finalidad de demostrar de una manera
concreta la importancia que actualmente tienen las azoteas verdes como una
nueva forma de incorporación de masa vegetal en la vida urbana, en aquellos
espacios donde actualmente por el desarrollo urbano, comercial, e industrial; el
cambio de uso de suelo se ha hecho patente, como es el caso de la ciudad de
Poza Rica.
La estrategia que se implementara para reducir el efecto de calor es cubrir
mediante las azoteas verdes estos espacios, lo cual ayudara a mejorar
significativamente el clima y la contaminación atmosférica de la zona, buscando
con esto disminuir las variaciones de temperatura, controlar la humedad relativa,
purificar el aire, y controlar las partículas, esto con la finalidad de mantener un
clima urbano saludable. Un aspecto a considerar por clima de la región es la
temperatura y condiciones de lluvias en el municipio, por lo que las especies
utilizadas en el proyecto, se someterán a un estudio para ver el impacto que tiene
en la mitigación del efecto de la isla de calor.
Esta forma de climatización pasiva, además de reducir el flujo de calor al interior
de las edificaciones, reduce también la reflexión de la radiación al entorno
inmediato, además de capturar CO2 y liberar oxígeno; por otro lado, embellece el
entorno y proporciona un refugio para animales silvestres que dentro de la ciudad
ven cada vez más reducido su hábitat.
Los techos enjardinados conducen, en esencia, a una construcción ecológica y
económica. Además de influir en el mejoramiento del clima de la ciudad, también
optimizan la aislación térmica, el almacenamiento de calor del edificio, y su
aislación acústica.
8
OBJETIVOS
Objetivo general.

Determinar el efecto de temperatura en una azotea verde.
Objetivos específicos.

Elegir especies vegetales de la región cactáceas.

Determinar las temperaturas ambientales sobre las especies seleccionadas.

Realizar un análisis costo beneficio.
9
CAPÍTULO I
MARCO TEÓRICO.
1.1 Calentamiento global y cambio climático.
El clima siempre ha variado, el problema del cambio climático es que en el último
siglo el ritmo de estas variaciones se ha acelerado de manera anómala, a
tal grado que afecta ya la vida planetaria. Al buscar la causa de esta aceleración,
algunos
científicos
encontraron
que
existe
una
relación
directa
entre
el calentamiento global o cambio climático y el aumento de las emisiones
de gases de efecto invernadero, provocado principalmente por las sociedades
industrializadas.
Destacados científicos coinciden en que el incremento de la concentración de
gases efecto invernadero en la atmósfera terrestre está provocando alteraciones
en el clima. Coinciden también en que las emisiones de gases efecto invernadero
han sido muy intensas a partir de la Revolución Industrial, momento a partir del
cual la acción del hombre sobre la naturaleza se hizo intensa.
Sin embargo, no hay duda que el mayor efecto dañino contra el clima del planeta
lo realizan los países desarrollados, pues el mantenimiento de su alto nivel de vida
requiere de grandes gastos de electricidad, un consumismo excesivo de productos
y un gran uso de vehículos, además de otros recursos naturales extraídos
generalmente del mundo en desarrollo, que promueven la incontrolada explotación
maderera y minera en las zonas tropicales. Si a esto le sumamos en
mayor consumo de estos mismos recursos en los países del tercer mundo,
tendremos un cuadro bien preocupante para el siglo venidero y los siguientes, si
no cambiamos el patrón de desarrollo actual a uno más sustentable y menos
nocivo para el medio ambiente (Planetseed, 2005).
El término calentamiento global se refiere al aumento gradual de las temperaturas
de la atmósfera y océanos de la tierra que se ha detectado en la actualidad,
además de su continuo aumento que se proyecta a futuro.
10
Si se revisa el gráfico de las temperaturas de la superficie terrestre de los últimos
100 años, se observa un aumento de aproximadamente 0.8ºC, y que la mayor
parte de este aumento ha sido en los últimos 30 años.
Nadie pone en duda el aumento de la temperatura global, lo que todavía genera
controversia es la fuente y razón de este aumento de la temperatura. Aun así, la
mayor parte de la comunidad científica asegura que hay más que un 90% de
certeza que el aumento se debe al aumento de las concentraciones de gases
invernadero por las actividades humanas que incluyen deforestación y la quema
de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón. Estas conclusiones son
avaladas por las academias de ciencia de la mayor parte de los países
industrializados.
Otros efectos incluirían clima extremo más frecuente, lo que incluye sequías, olas
de calor y precipitaciones fuertes. Se esperan extinciones de especies debido a
los cambios de temperatura y variaciones en el rendimiento de las cosechas.
Se postula que si el aumento de la temperatura promedio global es mayor a 4ºC
comparado con las temperaturas preindustriales, en muchas partes del mundo ya
los sistemas naturales no podrán adaptarse y, por lo tanto, no podrán sustentar a
sus poblaciones circundantes. En pocas palabras, no habrá recursos naturales
para sustentar la vida humana
El cambio climático es definido como un cambio estable y durable en la
distribución de los patrones de clima en periodos de tiempo que van desde
décadas hasta millones de años. Pudiera ser un cambio en las condiciones
climáticas promedio o la distribución de eventos en torno a ese promedio (por
ejemplo más o menos eventos climáticos extremos). El cambio climático puede
estar limitado a una región específica, como puede abarcar toda la superficie
terrestre (Planetseed, 2005).
El término, a veces se refiere específicamente al cambio climático causado por la
actividad humana, a diferencia de los cambios causados por los procesos
naturales de la tierra y el sistema solar. En este sentido, especialmente en el
contexto de la política ambiental, el término "cambio climático" ha llegado a ser
11
sinónimo de "calentamiento global antropogénico". En las revistas científicas,
calentamiento global se refiere a los aumentos de temperatura superficial,
mientras que cambio climático incluye al calentamiento global y todos los otros
aspectos sobre los que influye un aumento de los gases invernadero.
La evidencia del cambio climático se basa en observaciones de los aumentos de
temperatura del aire y de los océanos, el derretimiento de hielos y glaciares y el
aumento de los niveles de mar a nivel mundial.
Hay más CO2 en la atmósfera, el dióxido de carbono es el contribuidor principal y
dominante al cambio climático actual y su concentración atmosférica ha
aumentado desde un valor de 278 ppm en la era preindustrial hasta 393 ppm en la
actualidad (Planetseed, 2005).
Los científicos mundiales han determinado que el aumento de la temperatura
debiera de limitarse a 2ºC para evitar daños irreversibles al planeta y los
consiguientes efectos desastrosos en la sociedad humana. Para lograr evitar este
cambio climático irreversible y sus efectos, las emisiones de gases invernaderos
debieran de alcanzar su máximo en el 2015 y disminuir progresivamente después
de esa fecha hasta alcanzar una disminución del 50% para el año 2050.
Figura 1.1 Contaminantes ambientales y sus efectos.
Fuente: www.eea.europa.eu/es/publications/92-9167-059-6-sum/page001.html
12
1.2 Contaminación atmosférica y calidad del aire.
Se entiende por contaminación atmosférica la presencia en el aire de sustancias y
formas de energía que alteran la calidad del mismo, de modo que implique
riesgos, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza.
Se considera el aire como un bien común limitado, indispensable para la vida; por
lo tanto, su utilización debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su
calidad por el uso o abuso indebido del mismo, de tal modo que se preserve su
pureza como garantía del normal desarrollo de los seres vivos sobre la tierra y de
la conservación del patrimonio natural y artístico de la humanidad. Todos tenemos
el deber de trabajar para lograr un mundo limpio y habitable, sustento de una
mejor calidad de vida para las generaciones futuras.
La atmósfera es la envoltura gaseosa, de unos 200 kilómetros de espesor, que
rodea la tierra. Constituye el principal mecanismo de defensa de las distintas
formas de vida. Ha necesitado miles de millones de años para alcanzar su actual
composición y estructura que la hacen apta para la respiración de los seres vivos
que la habitan (jmarcano, 2005).
Una de las funciones más importantes que realiza la atmósfera es proteger a los
seres vivos de los efectos nocivos de las radiaciones solares ultravioleta. La tierra
recibe todo un amplio espectro de radiaciones procedentes del sol, que
terminarían con toda forma posible de vida sobre su superficie de no ser por el
ozono y el oxígeno de la atmósfera, que actúan como un filtro absorbiendo parte
de las radiaciones ultravioleta.
Todas las actividades humanas, el metabolismo de la materia humana y los
fenómenos naturales que se producen en la superficie o en el interior de la tierra
van acompañados de emisiones de gases, vapores, polvos y aerosoles. Estos, al
difundirse a la atmósfera, se integran en los distintos ciclos biogeoquímicos que se
desarrollan en la tierra (jmarcano, 2005).
13
Tabla 1.1 Contaminantes naturales del aire.
FUENTE
CONTAMINANTES
Volcanes
Óxidos de azufre, partículas
Fuegos forestales
Monóxido de carbono, dióxido de carbono,
óxidos de nitrógeno, partículas
Vendavales
Polvo
Plantas (vivas)
Hidrocarburos, polen
Plantas (en descomposición)
Metano, sulfuro de hidrógeno
Suelo
Virus, polvo
Mar
Partículas de sal
Fuente: www.planetseed.com
1.2.1 Contaminantes primarios.
Entendemos por contaminantes primarios aquellas sustancias que son vertidas
directamente a la atmósfera. Provienen de muy diversas fuentes dando lugar a la
llamada contaminación convencional. Su naturaleza física y su composición
química es muy variada, si bien podemos agruparlos atendiendo a su peculiaridad
más característica tal como su estado físico (partículas y metales), o elemento
químico común (contaminantes gaseosos).
Entre los contaminantes atmosféricos más frecuentes que causan alteraciones en
la atmósfera se encuentran:

Aerosoles

Óxidos de azufre, SOx.

Monóxido de carbono, CO.

Óxidos de nitrógeno, NOx.

Ozono, O3.

Anhídrido carbónico, CO2.
Además de estas sustancias, en la atmósfera se encuentran una serie de
contaminantes que se presentan más raramente, pero que pueden producir
14
efectos negativos sobre determinadas zonas por ser su emisión a la atmósfera
muy localizada. Entre otros, se encuentra como más significativos los siguientes:

Otros derivados del azufre.

Halógenos y sus derivados.

Arsénico y sus derivados.

Componentes orgánicos.

Partículas de metales pesados y ligeros, como el plomo, mercurio, cobre,
zinc.

Partículas de sustancias minerales, como el amianto y los asbestos.

Sustancias radiactivas.
1.2.2 Contaminantes secundarios.
Los contaminantes atmosféricos secundarios no se vierten directamente a la
atmósfera desde los focos emisores, sino que se producen como consecuencia de
las transformaciones y reacciones químicas y fotoquímicas que sufren los
contaminantes primarios en el seno de la misma.
Las principales alteraciones atmosféricas producidas por los contaminantes
secundarios son:

la contaminación fotoquímica;

la acidificación del medio; y

la disminución del espesor de la capa de ozono.
1.2.3 La calidad del aire.
La exigencia de un aire limpio y puro proviene, en principio, del público en general
ante su creciente preocupación por los problemas de contaminación atmosférica
originados como consecuencia de la evolución de la tecnología moderna y la
previsión de que las cada vez mayores emisiones de contaminantes a la
atmósfera alteren el equilibrio natural existente entre los distintos ecosistemas,
15
afecten la salud de los humanos y a los bienes materiales o, incluso, provoquen
cambios catastróficos en el clima terrestre.
La emisión a la atmósfera de sustancias contaminantes en cantidades crecientes,
han provocado ya concentraciones de estas sustancias a nivel del suelo que han
ido acompañadas de aumentos espectaculares de la mortalidad y morbilidad,
existiendo pruebas abundantes de que, en general, las concentraciones elevadas
de contaminantes en el aire atentan contra la salud de los seres humanos.
Para la definición de criterios y pautas de salubridad del aire, se pueden utilizar
varios procedimientos. Son muy útiles para el estudio de los efectos fisiológicos,
bioquímicos y sobre el comportamiento, producidos por supuestos contaminantes.
Los estudios epidemiológicos permiten investigar los efectos producidos por las
fluctuaciones de la contaminación atmosférica sobre la totalidad de la población, o
sobre grupos seleccionados y definidos.
Generalmente, la calidad del aire se evalúa por medio de los denominados niveles
de inmisión, que vienen definidos como la concentración media de un
contaminante presente en el aire durante un periodo de tiempo determinado. La
unidad en que se expresan normalmente estos niveles son microgramos de
contaminante por metro cúbico de aire, medidos durante un periodo de tiempo
determinado.
Nox
HC
PST
CO
SO2
Gráfico 1.1 Composición promedio de emisiones de contaminantes industriales.
Fuente: INE
16
1.3 Isla de calor.
La isla de calor es una situación urbana, de acumulación de calor por la inmensa
mole de hormigón, y demás materiales absorbentes de calor; y atmosférica que se
da en situaciones de estabilidad por la acción de un anticiclón térmico.
Se presenta en las grandes ciudades y consiste en la dificultad de la disipación del
calor durante las horas nocturnas, cuando las áreas no urbanas, se enfrían
notablemente por la falta de acumulación de calor. El centro urbano, donde los
edificios y el asfalto desprenden por la noche el calor acumulado durante el día,
provoca vientos locales desde el exterior hacia el interior.
Comúnmente se da el fenómeno de elevación de la temperatura en zonas urbanas
densamente construidas causado por una combinación de factores tales como la
edificación, la falta de espacios verdes, los gases contaminantes o la generación
de calor. Se ha observado que el fenómeno de la isla de calor aumenta con el
tamaño de la ciudad y que es directamente proporcional al tamaño de la mancha
urbana (actionbiosciencie, 2009).
Figura 1.2 Efecto isla de calor.
Fuente: www.uclm.es/users/higueras/mam/MMAM2.htm
1.3.1 Tipos de islas de calor.
Los tipos de isla de calor varían en cuanto a su forma, características temporales
(relacionado con el tiempo), y algunos de los procesos físicos subyacentes que
contribuyen a su desarrollo.
17
Por lo tanto, podemos clasificarlas de la siguiente manera:

Isla de calor de la capa de dosel (ICCD)

Isla de calor de la capa de perímetro (ICCP)

Isla de calor de superficie (ICS)
Las dos primeras se refieren a un calentamiento de la atmósfera urbana; la última
se refiere al calor relativo de las superficies urbanas. La capa de dosel urbana
(CDU) es la capa de aire de las ciudades que está más cercana a la superficie, la
cual se extiende hacia arriba aproximadamente hasta la altura media de las
edificaciones. Por encima de la capa de dosel urbana se encuentra la capa de
perímetro urbana la cual puede ser de 1 kilómetro o más de espesor durante el
día, y encogerse a cientos de metros o menos durante la noche. La ICCP es la
que forma una cúpula de aire más caliente que se extiende en dirección del viento
más allá de la ciudad. El viento a menudo le cambia la forma a la cúpula por una
forma de pluma (actionbiosciencie, 2009).
Los científicos miden las temperaturas del aire para la ICCD y la ICCP
directamente usando termómetros, mientras que la ICS es medida con sensores
remotos instalados sobre satélites o aviones.
1.3.2 Características de las islas de calor.
Las isotermas, o líneas de igual temperatura, forman un patrón que es semejante
al de una “isla” que sigue aproximadamente la forma de la región urbanizada,
rodeada por zonas más frías. A menudo hay un aumento intenso de la
temperatura del aire en la capa de dosel, en el límite entre áreas rurales y
suburbanas, seguido por un aumento lento y a menudo variable hacia el núcleo de
la ciudad donde ocurren las temperaturas más altas. Las islas de calor de la capa
de perímetro muestran mucho menos variabilidad que los otros tipos de islas de
calor, y un corte transversal muestra que su forma se parece a una simple cúpula
o pluma, donde el aire más caliente es transportado con el viento fuera de la
ciudad.
18
1.3.3 Intensidad de la isla de calor.
La intensidad de la isla de calor es una medida de la fuerza o magnitud de la isla
de calor. Por la noche la intensidad de la isla de calor de la capa de dosel
típicamente se encuentra en un rango de entre 1° y 3°C, pero bajo condiciones
óptimas, intensidades de hasta 12°C han sido registradas. La ICCP tiende a
mantener una intensidad de isla de calor más constante tanto durante el día como
en la noche (-1.5° a 2°C). La ICS es generalmente más definida durante el día
cuando el fuerte calentamiento solar puede llevar a mayores diferencias de
temperatura entre las superficies secas y aquellas mojadas, sombreadas o con
vegetación.
1.3.4 Características de la superficie y la isla de calor.
El tipo de superficie es un factor importante en cuanto a los patrones espaciales
de las capas de temperatura del aire superficial y de dosel en la ciudad. Las
temperaturas son más altas en aquellas zonas con mayor densidad de
construcción, y son más bajas cerca a parques o zonas más abiertas.
Las temperaturas de la superficie son especialmente susceptibles a las
condiciones de la superficie: durante el día las superficies secas y oscuras que
absorben luz solar fuertemente se vuelven muy calientes, mientras que las
superficies más claras y/o mojadas son mucho más frías. El sombreado de la
superficie también ayuda a controlar la temperatura.
1.3.5 Forma temporal de la isla de calor.
Todas las islas de calor se forman debido a las diferencias en las tasas de
calentamiento y enfriamiento de las ciudades con relación a sus entornos.
ICCD: la intensidad de la isla de calor aumenta con el tiempo, partiendo desde la
puesta del sol hasta un máximo entre un punto unas pocas horas después de la
puesta del sol y las horas previas a la madrugada. Generalmente durante el día la
intensidad de la ICCD es bastante débil, y a veces es negativa (una isla fría) en
19
algunas partes de la ciudad donde altos edificios u otras estructuras proveen
sombra extensa, y donde hay una carencia de calentamiento debido al
almacenamiento de calor en los materiales de construcción.
ICS: es fuertemente positiva tanto durante el día como durante la noche debido a
superficies urbanas más calientes. La ICS diurna es generalmente mayor puesto
que la radiación solar afecta las temperaturas de las superficies.
ICCP: es generalmente positiva tanto en el día como en la noche pero mucho
menor en magnitud que la ICCD o la ICS.
1.3.6 Factores de formación y control de las islas caloríficas.
Varios factores contribuyen a la ocurrencia e intensidad de las islas de calor; estos
incluyen:
El clima: en particular el viento y las nubes, influyen en la formación de islas de
calor. Las magnitudes de la isla de calor son mayores bajo condiciones climáticas
calmadas y claras. A medida que los vientos aumentan, mezclan el aire y reducen
la isla de calor. A medida que las nubes aumentan reducen el enfriamiento
nocturno por radiación, y también reducen la isla de calor. Las variaciones
estacionales de los patrones climáticos afectan la frecuencia y la magnitud de la
isla de calor.
La localización geográfica: influye sobre el clima y la topografía de la zona, así
como sobre las características de los alrededores rurales de la ciudad. Las
influencias climáticas regionales o locales, tales como los sistemas locales de
vientos, pueden afectar las islas de calor; por ejemplo, las ciudades costeras
pueden experimentar un enfriamiento de las temperaturas urbanas durante el
verano cuando las temperaturas de la superficie del océano están más frías que
las de la tierra y el viento sopla hacia tierra firme. Donde las ciudades están
rodeadas por superficies rurales mojadas, el enfriamiento más lento de estas
superficies puede reducir las magnitudes de la isla de calor, especialmente en
climas cálidos y húmedos.
20
Hora del día/estación: Los impactos diurnos fueron discutidos en la sección
llamada “Forma temporal de la isla de calor.” Las estaciones juegan un papel
también. Las islas de calor de ciudades localizadas en latitudes medias,
generalmente son más fuertes en el verano o en el invierno. En climas tropicales,
la estación seca puede favorecer grandes magnitudes de las islas de calor.
La forma de la ciudad: incluye los materiales usados en la construcción, las
características de las superficies de la ciudad, tales como las dimensiones y
espaciamiento de las edificaciones, las propiedades térmicas, y la cantidad de
espacios verdes. La formación de islas de calor es favorecida por materiales de
construcción relativamente densos que son lentos en calentarse y enfriarse, y
almacenan una cantidad de energía el reemplazo de las superficies naturales por
superficies impermeables o a prueba de agua, lo que induce un área urbana más
seca, en donde hay menos agua disponible para la evaporación, lo cual
contrarresta el calentamiento del aire una menor capacidad de las superficies de
reverberar la radiación solar; las superficies oscuras, tales como las carreteras de
asfalto, absorben más luz solar y se ponen mucho más calientes que las
superficies de color claro (actionbiosciencie, 2009).
Las funciones de la ciudad: regulan la emisión de contaminantes a la atmósfera
urbana, el calor por uso de energía, y el uso de agua en irrigación. El calor
antropogénico, o calor generado por las actividades humanas, principalmente la
combustión de combustibles fósiles, puede ser importante para la formación de
islas de calor. El calentamiento antropogénico generalmente tiene mayor impacto
durante la estación de invierno de los climas fríos, en el núcleo del centro de la
ciudad. En casos selectos, ciudades construidas en forma muy densa pueden
presentar calentamiento antropogénico severo durante la época de verano, como
consecuencia de un alto uso de energía para enfriar las edificaciones.
1.3.7 Soluciones biológicas para aliviar las islas urbanas de calor.
La comprensión de los mecanismos físicos subyacentes a la formación de las islas
de calor provee la base para el desarrollo de controles que pueden promover o
21
aliviar las islas de calor, pero en algunos casos la aplicación de esos controles es
difícil. Por ejemplo, el cambio extenso en la geometría de la superficie urbana a
través del espaciamiento de las edificaciones, generalmente no es factible. Sin
embargo, otras estrategias son posibles, tales como, usar tejados y pavimentos
blancos o de otro color claro (actionbiosciencie, 2009).
Una solución de tipo biológico es usar vegetación para reducir el calor urbano. La
vegetación provee importantes efectos de sombra al igual que enfriamiento a
través de la evaporación. Algunos ejemplos incluyen:

Sembrar árboles alrededor de edificaciones individuales para sombrear las
superficies urbanas y así reducir su temperatura. La reducción en la
temperatura de la superficie también conduce a reducciones substanciales
en el uso de energía para el aire acondicionado.

Los árboles también pueden ser usados para sombrear calles y
parqueaderos, los cuales de otra manera se pondrían muy calientes
durante el día y almacenarían calor para luego liberarlo durante la noche. El
sombreado de vehículos en los parqueaderos puede reducir la emisión de
vapores de gasolina, lo cual contribuye a incrementar los niveles de ozono
urbano.

Los “tejados verdes” utilizan vegetación viva en los tejados para reducir la
acumulación de calor de las edificaciones. Un tejado verde es mucho más
frio que un tejado tradicional puesto que una fracción significativa de la
energía absorbida es usada para evaporar agua en vez de calentar el techo
y el aire encima de éste.

La creación de espacios verdes tales como parques puede ser usada para
ayudar al enfriamiento de los vecindarios, y un “reverdecimiento” general de
la ciudad puede llevar a una atmósfera urbana más fresca.
Estas estrategias pueden proporcionar beneficios de costos. El dueño de una
edificación se beneficia con menores costos de consumo de energía. Los
residentes en la dirección del viento más allá de la zona urbana se benefician con
mejoras en la calidad del aire porque:
22

Los contaminantes se depositan en los árboles

Se reducen el gas de efecto invernadero y las emisiones contaminantes
provenientes del uso del aire acondicionado

Se disminuyen las emisiones de compuestos orgánicos volátiles que
contribuyen al smog urbano

Se reduce potencialmente la tasa de formación de ozono
1.3.8 Afectaciones en el ambiente causadas por las islas de calor.
Las islas urbanas de calor por sí mismas no son responsables del calentamiento
global porque son fenómenos de pequeña escala y cubren tan solo una minúscula
fracción de la superficie de la tierra. Sin embargo, hay algunas conexiones urbanoglobales dignas de mencionar:

Aproximadamente la mitad de la población del mundo vive actualmente en
ciudades, y se espera que esta cantidad aumente al 61% para el 2030. La
alta tasa de urbanización, especialmente en los trópicos, implica que un
futuro, un número de personas cada vez mayor se verá expuesto a los
impactos que resultan de la isla de calor.

Las zonas urbanas han sido históricamente el lugar de algunas de las
estaciones de observación más tempranas usadas para construir el record
global de temperatura de la superficie, utilizado para documentar cambios
climáticos de larga escala. A lo largo del tiempo, los efectos de la
urbanización, y en consecuencia las islas de calor en estas estaciones,
pueden llevar a algo de “contaminación” del record de temperatura. La
habilidad de eliminar totalmente estas influencias sigue siendo tema de
debate puesto que los cambios pueden darse en forma independiente de la
población, y las técnicas corrientes que se utilizan para eliminar los efectos
urbanos pueden ser inadecuadas.

La mayoría de las emisiones de gas de efecto invernadero que contribuyen
al cambio climático global, provienen de zonas urbanas. Por consiguiente
estas emisiones contribuyen a las condiciones del tiempo a escala local y
global, y también a la modificación del clima. Una mayor urbanización
23
aumentará las emisiones que se originan en las ciudades. La investigación
de los impactos de mayor escala de las emisiones urbanas es considerada
como una importante área futura de investigación.

Las modificaciones climáticas que han ocurrido en las grandes ciudades en
el último siglo muestran similitudes en términos de las tasas y magnitud
esperadas con respecto a los cambios climáticos proyectados hacia el
futuro. Por lo tanto, las ciudades pueden servir como modelo para evaluar
los impactos del cambio climático así como las estrategias de adaptación al
mismo, tanto a escala local como global.

Estos factores subrayan la importancia de los climas urbanos no solo para
el ambiente local sino también para el estado del medio ambiente en el
planeta en su totalidad (actionbiosciencie, 2009).
1.4 Efecto de temperatura en zonas urbanas.
Las islas de calor tienen rangos de impactos para los habitantes de ciudad,
incluyendo

Confort humano: positivo (invierno), negativo (verano)

Uso de energía: positivo (invierno), negativo (verano)

Uso de agua: negativo

Actividad biológica: positivo

Hielo y nieve: positivo
Las islas de calor del verano pueden aumentar la demanda de energía para aire
acondicionado, lo cual libera más calor al aire y también gases de efecto
invernadero, degradando así la calidad del aire local. Las temperaturas urbanas
más elevadas durante el día en la ICCP pueden aumentar la formación del smog
urbano, puesto que tanto las emisiones de contaminantes precursores, como las
tasas de reacciones fotoquímicas de la atmósfera, aumentan. Las islas de calor
también pueden afectar en forma directa la salud humana exacerbando el estrés
por calor durante las oleadas de calor, especialmente en zonas temperadas, y
24
creando las condiciones adecuadas para que se distribuyan las enfermedades
transmitidas por vectores
Figura 1.3 Efecto isla de calor en centros urbanos.
Fuente: www.acca.it/euleb/es/glossary/index.html
1.5 Albedo.
El albedo es la reflectividad de la superficie terrestre y se refiere a la energía
reflejada desde la Tierra al universo. La radiación total (radiación global) que llega
a la superficie terrestre se compone de la suma de la radiación solar y la radiación
difusa del universo.
Figura 1.4 Efecto albedo.
Fuente: www.laalertaverde.com/2011/04/conozcan-sobre-el-efecto-albedo.html
25
Un aumento de los gases de invernadero disminuye el albedo, lo mismo que el
enriquecimiento de la atmósfera en polvo atmosférico debido a erupciones
volcánicas. En ambos casos se interpone materia adicional entre la superficie del
planeta y el universo, disminuyendo así el retorno de energía al universo.
Desde un punto de vista más general, el albedo es "la relación de la luz reflejada
desde una partícula, un planeta o un satélite, con la luz incidente. Por eso, el valor
del albedo es siempre menor a uno o igual a uno" (Porteous, 1992)
1.5.1 Variación del albedo.
Las variaciones del albedo global, son un hecho natural producido continuamente
a lo largo de la historia geológica, debido a variaciones de origen exogénico y
endogénico. A estas variaciones se superponen los intensos cambios ambientales
potenciados por la actividad del hombre (utilización de combustibles fósiles para el
tránsito vehicular, la actividad industrial y el uso doméstico). Estas actividades
provocan un aumento peligroso de los gases de invernadero, por consiguiente una
disminución del albedo y un calentamiento global.
Tabla 1.2 Albedo y emisividad superficial para distintas superficies.
ALBEDO (Α)
EMISIVIDAD (ЄIR)
Tierra/cemento
0,05-0,40
0,90-0,98
Desierto
0,20-0,45
0,84-0,91
Césped
0,16-0,26
0,90-0,95
Suelo agrícola
0,15-0,25
0,90-0,99
Bosque
0,15-0,20
0,97-0,98
Agua
0,03-0,10
0,92-0,97
Nieve
0,40-0,95
0,82-0,99
Hielo
0,20-0,45
0,92-0,97
TIPO DE SUELO
Fuente: http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/meteo_mod2.htm
26
Una caída tan pequeña como de un 0,01 en el albedo de la tierra tendría una
influencia en el clima mayor que el efecto de doblar la cantidad de dióxido de
carbono en la atmósfera. En física nuclear, el albedo es la capacidad, por parte de
una sustancia, de reflejar neutrones. Se mide por el cociente entre el número de
neutrones reflejados y el número total de neutrones emitidos.
1.6 El suelo y el cambio en el uso del suelo.
1.6.1 Uso del suelo.
Dentro de las definiciones de carácter general hemos de tener en cuenta el
concepto de uso del suelo, entendido como cualquier tipo de utilización humana
de un terreno, incluido el subsuelo y el vuelo que le correspondan, y en particular
su urbanización y edificación. También se usa en referencia a los distintos usos
urbanos de la tierra en la zonificación.
1.6.2 Uso de la tierra.
El uso de la tierra es la modificación antrópica del ambiente natural o naturaleza
en ambiente construido como campos de cultivo, pasturas, asentamientos
urbanos. El efecto mayor del uso de la tierra en cobertura de tierras ha sido la
deforestación de regiones templadas. Más recientes efectos significativos del uso
de la tierra incluye crecimiento urbano descontrolado, erosión de suelo,
degradación de suelo, salinización, desertificación. Cambios en el uso de la tierra,
junto con el uso de los combustibles fósiles, son las mayores fuentes
antropogénicas de dióxido de carbono, dominante gas de invernadero.
Uso predominante: El uso característico de un ámbito, de tal forma que sea
mayoritario respecto del aprovechamiento, definido por su índice de edificabilidad,
total del mismo.
Uso compatible: Todo uso respecto del cual resulta admisible su coexistencia
con el uso predominante del ámbito de que se trate.
27
Uso prohibido: Todo uso incompatible con el uso predominante del ámbito de
que se trate. En suelo rural, todo uso incompatible con su régimen de protección
Uso provisional: Uso para el que se prevea un plazo de ejercicio concreto y
limitado, sin que resulten relevantes las características constructivas.
Uso privado: Todo uso no dotacional así como las dotaciones urbanísticas
privadas, y excluyendo las dotaciones urbanísticas públicas. A la hora de definir el
aprovechamiento urbanístico o aprovechamiento lucrativo tendremos en cuenta
exclusivamente la cantidad de metros cuadrados de techo edificables destinados
al uso privado.
Uso de la tierra municipal: Las villas, ciudades, pueblos, condados, barrios,
tienen un agrupamiento legal de designaciones para cada parcela particular de
tierra. Cada designación, conocida como zonificación parcelaria, viene con una
lista de usos aprobados que pueden legalmente operar en la parcela zonificada.
Esto se encuentra en las ordenanzas y legislaciones gubernamentales o
regulaciones de zonificación.
El uso de la tierra y las prácticas de manejo de tierras tienen impactos importantes
en los recursos naturales como agua, suelo, nutrientes, plantas, animales. La
información del uso de la tierra puede usarse para desarrollar soluciones para el
manejo de los recursos naturales, tales como salinidad, calidad del agua.
La degradación de tierras ha sido exacerbado donde hay ausencia del Estado en
planificar el uso de la tierra, o por la existencia de incentivos planificados
financieros y/o legales que produce decisiones erradas con el mal uso del recurso,
o planificar sobre-utilizando los recursos de tierra. Como consecuencia el
resultado ha sido a menudo el empobrecimiento de una gran parte de la población
local y la destrucción de ecosistemas valiosos. Tales enfoques superficiales han
de ser remplazados por una técnica de planeamiento y gestión de los recursos
territoriales que sea holística e integrada y que esté centrada en los usuarios del
territorio. Esto asegurará la calidad del territorio a largo plazo para los usos
humanos, la prevención o resolución de los conflictos sociales relacionados con el
28
uso del territorio, y la conservación de los ecosistemas de alto valor de
biodiversidad (FAO 2005)
1.6.3 Intensidad de uso.
Edificabilidad. La intensidad de uso, también llamada índice de edificabilidad, es la
cantidad de metros cuadrados de techo edificables, que asigna o permite el
planeamiento urbanístico, sobre un ámbito determinado.
Figura 1.5 Principales causas de la degradación de suelos en México.
Fuente: SEMARNAT. Inventario Nacional de suelos 2002.
1.6.4 Procesos del cambio del uso del suelo.
De los diferentes procesos que determinan el cambio en el uso del suelo algunos
han recibido especial atención. Tal es el caso de la deforestación, que es el
cambio de una cubierta dominada por árboles hacia una que carece de ellos.
La alteración (también llamada degradación) implica una modificación inducida por
el hombre en la vegetación natural, pero no un reemplazo total de la misma, como
en el caso de la deforestación (FAO, 2005)
29
La fragmentación es la transformación del paisaje dejando pequeños parches de
vegetación original rodeados de superficie alterada.
El cambio de uso de suelo en matorrales no ha recibido un nombre específico,
aunque a veces se le incluye bajo el rubro de desertificación en el sentido de que
se trata de degradación ambiental en zonas áridas.
De acuerdo con la Ley General de Desarrollo Forestal Sustentable, los matorrales
de las zonas áridas y semiáridas del país son también vegetación forestal, por lo
que bien se podría aplicar también el término deforestación, aunque para diversos
órganos internacionales la deforestación se restringe a zonas arboladas.
1.6.4.1 Deforestación.
El principal motivo de preocupación mundial en torno a la deforestación se refiere
al calentamiento global y a la pérdida de los servicios ambientales que prestan los
bosques y selvas. Los bosques proporcionan servicios de gran importancia:
forman y retienen los suelos en terrenos con declive evitando la erosión; favorecen
la infiltración de agua al subsuelo alimentando los mantos freáticos y también
purifican el agua y la atmósfera. Además son fuente de bienes de consumo tales
como madera, leña, alimentos y otros “productos forestales no maderables”
(alimentos, fibras, medicinas), cuya importancia para la industria y para los
campesinos es muy elevada en México.
Las comunidades vegetales dominadas por formas de vida arbórea constituyen,
además, enormes reservas de carbono en forma de materia orgánica.
Estimaciones recientes muestran que los bosques del planeta almacenan unas
280 giga toneladas de carbono en la biomasa de los árboles. Este mismo trabajo
señala que la suma total del carbono retenido en la biomasa forestal, en los
árboles muertos, la hojarasca y el suelo, supera en alrededor de 50% la cantidad
total de carbono contenido en la atmósfera. Al emplear el fuego para eliminar la
cubierta forestal, ese carbono es liberado a la atmósfera donde contribuye al
efecto invernadero. (FAO 2005)
30
1.6.4.2 Alteración de bosques y selvas.
Un proceso menos visible pero tal vez igualmente importante por sus efectos
ambientales y económicos es la degradación o alteración de los bosques y selvas.
Aunque este proceso no implica la remoción total de la cubierta arbolada (como
sucede en la deforestación), sí puede implicar cambios importantes tanto en la
composición por específica como en la densidad de las especies que ahí habitan
lo que, a su vez, afecta la estructura y funcionamiento de estas comunidades
naturales. La alteración de los ecosistemas naturales tiene también efectos
negativos directos sobre los servicios ambientales y con ello, sobre la posibilidad
de un aprovechamiento sostenible por parte de las sociedades.
De acuerdo con la evaluación global más reciente de los recursos forestales, sólo
el 36% de los bosques remanentes en el mundo son primarios y se están
perdiendo a una tasa de 6 millones de hectáreas anuales. El caso de México es
también preocupante, ya que actualmente sólo el 44% de la superficie del país
está cubierto por vegetación primaria o con poca perturbación apreciable (de
acuerdo con la Carta de Uso Actual del Suelo y Vegetación Serie III), en tanto que
la vegetación secundaria ha venido aumentando a ritmos superiores a las 170 mil
hectáreas por año (durante el periodo 1993–2002), siendo los bosques templados
los que han sufrido una degradación más intensa superior a las 250 mil hectáreas
anuales (FAO, 2005)
Tanto la deforestación como la alteración afectan negativamente a los bienes y
servicios que proveen los ecosistemas naturales. El considerar de manera
conjunta a la deforestación y la alteración permite obtener una evaluación
aproximada del ritmo de deterioro global de la vegetación. De la década de los
1970’s al 2002, la tasa anual de deterioro de los bosques y selvas fue de 518 mil
hectáreas por año. Esta cifra pone de manifiesto el impacto que los procesos de
alteración tienen sobre nuestro territorio y, a pesar de ello, generalmente no se les
da la importancia debida. La vegetación secundaria que cubre actualmente
grandes extensiones del territorio nacional es el resultado tanto de la regeneración
de sitios que fueron previamente deforestados, como del deterioro (sin remoción
31
completa de árboles) de la vegetación primaria. Sin embargo, no se cuenta con
datos suficientes para cuantificar la importancia relativa de cada vía. (FAO 2005)
1.6.4.3 Degradación de matorrales.
Los matorrales, huisáchales y mezquitales que caracterizan a las zonas áridas de
México también han sido deteriorados por el hombre. Sin embargo, en muchos
casos no se da la importancia debida a la degradación de estos tipos de
vegetación ya que se les considera más un problema que un recurso. Es frecuente
la concepción errónea de que los desiertos son un producto indeseable de las
actividades humanas y a menudo se habla de “convertir el desierto en un vergel” a
fin de remediar sus pobres condiciones. Por el contrario: los desiertos mexicanos
son ecosistemas ricos en especies, muchas de ellas endémicas.
Los matorrales desérticos son ecosistemas sumamente frágiles. Los ritmos
ecológicos de los desiertos son de los más lentos del mundo, razón por la que los
efectos de las actividades humanas tardan mucho tiempo en ser borrados del
ecosistema
y
van,
por
tanto,
acumulándose
a
través
del
tiempo.
Consecuentemente, la vegetación de las zonas secas es muy susceptible a los
procesos de alteración y degradación, ya que los procesos de aceleración y sin
energía típica del disturbio crónico son muy intensos; de hecho reciben un nombre
especial: desertificación (FAO; 2005)
1.6.4.4 Fragmentación.
Cuando se elimina la vegetación original de una zona, con frecuencia quedan
pequeños manchones intactos inmersos en una matriz sumamente degradada.
Las barrancas y las cúspides de cerros y montañas constituyen los únicos
remanentes de vegetación que quedan en muchas regiones de México. Cada una
de estas islas de vegetación generalmente alberga a un número menor de sus
especies nativas que una superficie equivalente embebida dentro de una gran
extensión de vegetación ininterrumpida. Esto se debe a que varias de las especies
nativas son incapaces de vivir en los fragmentos pequeños y a que numerosos
32
procesos de degradación tienen lugar en los bordes. Por estas razones, cuando se
busca conservar la vida silvestre no basta conocer la superficie que abarca la
vegetación. No es lo mismo contar con una gran masa selvática de 100 mil
hectáreas que con cien fragmentos de mil hectáreas cada uno. Sin embargo,
pocos esfuerzos se han hecho para reconocer la magnitud del problema. Un
trabajo pionero ha elaborado las primeras estimaciones para selvas y bosques a
nivel mundial. Las cifras son alarmantes: apenas el 35% de la superficie arbolada
no está fragmentada (formando zonas continuas de más de 80 kilómetros
cuadrados) ni sufre efectos de borde (se encuentra a más de 4.5 kilómetros de un
borde). Si bien en Norte y Centroamérica la proporción es mayor (45%), tomando
sólo los datos para los tipos de vegetación que hay en México, la cifra desciende a
33%. Las selvas constituyen los ecosistemas más fragmentados
1.6.4.5 Zonificación.
La zonificación indica la división de un área geográfica en sectores homogéneos
conforme a ciertos criterios. Por ejemplo: capacidad productiva, tipo de
construcciones permitidas, intensidad de una amenaza, grado de riesgo, etc.
Si nos referimos a recursos naturales renovables, la zonificación, es la
clasificación de usos que se realiza dentro de las unidades territoriales en un
distrito de manejo integrado de los mismos, conforme a un análisis previo de sus
aptitudes, características y cualidades abióticas, bióticas y antrópicas.
La zonificación la podemos clasificar en diferentes tipos:
Zonificación de cultivos: Determinación de los cultivos que deben establecerse
en determinadas áreas.
Zonificación de las llanuras de inundación: Plano que define las zonas
principales de áreas con inundaciones potenciales, usualmente acompañado por
recomendaciones o restricciones tendientes a prevenir daños por inundaciones.
Zonificación ecológica económica: es el proceso de sectorización de un área
compleja, en áreas relativamente homogéneas, caracterizadas de acuerdo a
33
factores físicos, biológicos y socioeconómicos y evaluados en cuanto a su
potencial de uso sostenible y restricciones ambientales.
Zonificación urbana: La zonificación urbana es la práctica de dividir una ciudad o
municipio en secciones reservados para usos específicos, ya sean residenciales,
comerciales e industriales. La zonificación tiene como propósito encauzar el
crecimiento y desarrollo ordenado de un área.
1.7 Sistemas pasivos de enfriamiento.
Estos sistemas no necesitan la utilización de energía eléctrica o la de
combustibles fósiles para transferir el calor de un edificio o persona a un depósito
o absolvedor ambiental. Son los sistemas de enfriamiento tradicionales que
constituían una parte fundamental del diseño arquitectónico en climas cálidos
hasta antes de que la energía eléctrica fuera barata. (Izard, 1983).
El intercambio de energía térmica entre el ambiente y los edificios se da de forma
natural, cuando el hombre intenta controlar estos procesos para lograr un
bienestar termo-fisiológico al interior de los edificios, utiliza tecnología de
climatización pasiva o activa. (Szkolay, 1983)
El término pasivo, se aplica a aquellos sistemas que se caracterizan por su nula
dependencia a energéticos convencionales (combustibles fósiles y electricidad)
pero si utiliza otras formas de energía para su funcionamiento. Es decir, en el caso
del enfriamiento pasivo, el sistema requiere de energía para funcionar, pero ésta
no es de fuentes convencionales.
La aplicación de estos sistemas en la arquitectura contribuye al ahorro y uso
eficiente de los recursos no renovables, lo que explica que a principios de los años
setenta, cuando se planteó la urgente necesidad de construir edificios
energéticamente eficientes por efecto de la crisis energética, se profundizó en su
estudio y aplicación para solucionar los problemas de consumo de energía.
El sistema de enfriamiento y su control de operaciones pueden estar incorporados
en la construcción y organización del edificio (jerarquía de distribución espacial en
34
respuesta a la tendencia del flujo de energía), de tal manera que la energía del
ambiente exterior, se puede captar, aprovechar, bloquear, transferir, almacenar o
descargar en forma natural, de acuerdo con el proceso de climatización que se
requiera para la región, sin necesidad de aislarse del clima local. De hecho,
contrasta con la idea tradicional de climatización con medios activos, donde para
lograr mantener el bienestar termo-fisiológico es necesario el aislamiento térmico
del ambiente exterior.
El enfriamiento por medio de sistemas pasivos involucra la descarga de energía
con las partes más frías del medio ambiente (depósitos o sumideros naturales),
buscando que ese flujo de energía se dé por mecanismos naturales.
1.8 Recursos del enfriamiento pasivo.
1.8.1 Depósitos energéticos ambientales.
Los medios que hacen posible el enfriamiento pasivo son los depósitos
energéticos ambientales los cuales permiten mantener el equilibrio entre la
energía que llega a la tierra continuamente procedente del sol y la que debe ser
disipada para mantener una temperatura adecuada para la vida sobre el planeta.
Estos depósitos ambientales también reciben el calor descargado por los sistemas
activos. Los tres depósitos energéticos ambientales son:
La bóveda celeste. Es el único depósito energético que se encuentra fuera del
planeta y es el depósito que finalmente recibe toda la energía que disipa el
planeta. La transferencia de energía hacia la bóveda celeste se produce
exclusivamente por radiación.
La atmósfera. La transferencia de calor hacia la atmósfera implica la participación
del viento, es decir, aire en movimiento que se produce en primera instancia a
través de la convección. Esta transferencia de calor está influenciada también por
el contenido de vapor de agua y la presión que constituyen las características
físicas del aire. El enfriamiento por ventilación es el método de enfriamiento pasivo
más utilizado, sobre todo en las regiones tropicales y subtropicales. En la mayoría
35
de los climas, con excepción de los más húmedos, el enfriamiento por evaporación
presenta el recurso más potente de enfriamiento natural. En las regiones de clima
cálido seco la evaporación del agua para efectos de enfriamiento del aire, ha sido
una práctica cultural tradicional.
El subsuelo. El enfriamiento mediante el uso del subsuelo es tal vez, el menos
efectivo de los métodos de enfriamiento pasivo, a pesar de que es el más seguro.
El subsuelo puede ser una fuente de calor o un absorbedor del mismo en su
interacción con el edificio. Debido a su gran masa la temperatura subterránea
durante el verano estará normalmente varios grados por debajo de la temperatura
promedio ambiental. (Haro, 2009).
1.8.2 Mecanismos de transferencia de calor.
Enfriamiento conductivo: proceso mediante el cual se transfiere calor entre
partes de un sólido, o sólidos en contacto que presentan un gradiente de
temperatura. Por ejemplo cuando la masa de la tierra, a menor temperatura que el
piso o pared de una edificación, representa un pozo térmico de disipación de
energía, enfriando por contacto directo o indirecto.
Enfriamiento convectivo: proceso mediante el cual un cuerpo pierde calor al
pasar sobre él un fluido a menor temperatura. La transferencia de calor por
convección es proporcional a la diferencia de temperaturas y a un coeficiente de
convección. Una manera de enfriamiento convectivo se presenta cuando el aire, a
menor temperatura que un cuerpo, es capaz de enfriarlo convectivamente.
Enfriamiento radiactivo: fenómeno mediante el cual un cuerpo pierde calor
debido a un balance de radiación negativo. Todos los cuerpos a temperatura
superior a 0°K emiten radiación electromagnética con espectros de diferentes
longitudes de onda en función de su temperatura. Todos los cuerpos expuestos a
la bóveda celeste pierden calor por emisión de radiación de onda larga. Un
ejemplo de enfriamiento radiativo lo experimenta el calentamiento y enfriamiento
cíclico al que se ve sometida la Tierra, debido a los flujos de energía que
36
intervienen en su balance térmico global. El componente de la edificación más
recomendado para utilizar como superficie radiadora es el techo.
Enfriamiento evaporativo: es un proceso que utiliza el efecto de la evaporación
del agua como pozo térmico. Esto se debe a que el agua para evaporarse,
requiere de suministro de calor. Por lo que la evaporación provoca un enfriamiento
del aire y del agua. Este enfriamiento puede ser directo e indirecto. (Haro, 2009)
1.8.3 Temperatura.
La temperatura es un parámetro termodinámico del estado de un sistema que
caracteriza el calor, o transferencia de energía. La temperatura de un cuerpo no es
una propiedad que pueda medirse directamente, sino que para obtenerla se
emplean otras propiedades, ya sean del propio cuerpo a medir, o del aparato que
se utiliza para tal fin, llamado termómetro. Este método de medir la temperatura es
posible pues se conoce la relación entre la temperatura de un cuerpo y alguna otra
propiedad, que puede ser, por ejemplo la dilatación. Dependiendo de la variable
termométrica utilizada los termómetros reciben distintos nombres y funcionan de
manera diferente.
Se llama Temperatura de bulbo seco del aire de un entorno, o simplemente,
Temperatura seca, a la del aire, prescindiendo de la radiación calorífica de los
objetos que rodean ese ambiente concreto y de los efectos de la humedad relativa
y de la velocidad del aire. Se puede obtener con el termómetro de mercurio, cuyo
bulbo, reflectante y de color blanco brillante, se supone razonablemente que no
absorbe la radiación.
La temperatura radiante tiene en cuenta el calor emitido por radiación de los
elementos del entorno. Se toma con un termómetro de bulbo, que tiene el depósito
de mercurio encerrado en una esfera o bulbo metálico de color negro, para
asemejarlo lo más posible a un cuerpo negro y absorba la máxima radiación. Para
anular en lo posible el efecto de la temperatura del aire, el bulbo negro se aísla
mediante otro bulbo en el que se ha hecho vacío.
37
1.8.4 Humedad relativa.
Es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima
humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando
las mismas.
El higrómetro es el instrumento utilizado para medir la humedad relativa, es decir,
la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Este tipo de instrumentos
también es capaz de medir la temperatura.
La unidad de medida de la humedad relativa se define como el porcentaje de la
cantidad de vapor de agua presente en 1 m3 de aire en una temperatura
Es importante controlar la humedad relativa en:

El rendimiento y la calidad de los cultivos en invernaderos están
condicionados por los niveles de humedad relativa.

En la realización y mantenimiento de las instalaciones de condicionamiento
y calefacción.

Maduración y conservación de productos alimentarios que se deben realizar
a una humedad controlada.

Para la correcta conservación de las obras de arte y los libros en museos y
bibliotecas.
1.9 La vegetación como sistema de enfriamiento.
Efectos de la sombra producida por los árboles y la vegetación. La antigua
costumbre de rodear la casa con árboles, va mucho más allá del simple deseo de
disfrutar la belleza de la naturaleza. Los árboles contribuyen al mejoramiento del
entorno inmediato, pues si tienen una densa vegetación reducen efectivamente el
ruido. Las hojas captan el polvo y filtran el aire, la vegetación proporciona
privacidad visual y disminuye los efectos del deslumbramiento ( Minke 2004).
Una de las principales ventajas de los árboles es su efecto térmico. Durante el
invierno las pantallas formadas por arbolado perenne reducen las pérdidas de
calor de los edificios e impiden la acumulación de nieve y, en verano, la superficie
38
del césped y las hojas absorben la radiación, y su proceso de evaporación puede
enfriar la temperatura del aire.
Los árboles nos brindan una generosa sombra en la estación adecuada, por lo que
los árboles de hojas caducas son especialmente apreciados cuando estos se
encuentran rodeando un edificio, pues una de las condiciones necesarias para el
control solar es no interferir la radiación solar durante el invierno. Las enredaderas
constituyen otro elemento de control solar de calor, refrescando el aire a través de
la evaporación y proporcionando sombra. (Haro, 2009).
Otros efectos que resultan muy atenuados por la luz difusa que es facilitada por la
presencia de una cubierta vegetal son el deslumbramiento y la reverberación.
Además las radiaciones absorbidas por suelos y fachadas son menores cuando la
radiación directa se filtra. Por lo que en periodos de calor el calentamiento
disminuye y se amortiguan las amplitudes.
La dosificación dependerá por supuesto de las especies elegidas. En cuanto a la
disminución de ruidos por el uso de vegetación, esto solo aplica cuando se trata
de una franja de vegetación de varias decenas de metros. Su relevancia radica en
una corrección acústica en la que el ambiente sonoro se encuentra amortiguado.
La masa foliar vegetativa influye en la velocidad del viento, pues cuando fuertes
vientos chocan contra ella, una parte del viento se filtra disminuyendo su velocidad
y los fenómenos de remolino. (Haro, 2009).
Otro papel importante que juega la vegetación que resulta de mucho interés en las
ciudades es el de limpiar el aire; que depende de la localización, la extensión, su
resistencia a los contaminantes, el periodo de vegetación y de la especie entre
otros. Los contaminantes afectan los poros de los vegetales, ya sea disminuyendo
el intercambio respiratorio o infiltrándose en el suelo acidificando los nutrientes.
Las condiciones meteorológicas locales y topográficas también influyen en la
difusión de los contaminantes sobre la masa vegetal (Minke 2004).
La vegetación necesita de varias condiciones para poder cumplir una función
microclimática en un plano térmico e higrotérmico. Una es que el elemento vegetal
debe representar el 30% de la superficie urbanizada para que su efecto sea
39
importante. Se necesita proporcionar agua regular y la elección de especies (las
cactáceas no emiten vapor de agua por lo que son un caso extremo).
La vegetación emite vapor de agua por el follaje, esto se debe a la evaporación del
agua de lluvia, rocíos y a la transpiración fisiológica de las plantas. Unas medidas
comparativas de temperaturas nos muestran que puede existir una diferencia de
entre 3.5 °C en el centro de la ciudad y los barrios extendidos a lo largo de una
franja vegetal de entre 50 y 100 m.
La vegetación puede ser utilizada como instrumento de climatización de un edificio
en varias formas; ya sea rodeándolo con árboles y jardines, utilizando fachadas
verdes o bien cubriendo el techo con vegetación (cubiertas verdes). La primera
opción aunque no es costosa tiene las desventajas de que se necesita mucho
tiempo y espacio adicional para que los árboles se desarrollen y nos protejan; las
enredaderas se utilizan como protección solar en muros y espacios semiabiertos
como porches y pérgolas, su costo de instalación y mantenimiento es bajo y es
actualmente una estrategia muy usada en la región (Minke 2004)
Las cubiertas verdes por otro lado consisten en general de la cubierta, un medio
fértil para crecer las plantas (sustrato) y la plantación. Aunque su costo de
instalación es alto comparado con las dos anteriores, tiene las ventajas de que
aumenta la vida útil de la cubierta y el impermeabilizante al no estar expuesto
directamente al sol, la inercia térmica es mayor y proporciona a los habitantes un
espacio verde que de otra manera no tendrían.
1.10 Las azoteas verdes.
Las azoteas verdes constituyen una alternativa viable para la maturación de la
selva de asfalto como son la ciudades o áreas urbanas, a pesar que los costos
son más elevados que las construcciones tradicionales, está a largo plazo
representan un beneficio para la población y el medio ambiente, pues son muchos
los beneficios que éstas áreas ofrecen mejorando la calidad de vida de las
poblaciones urbanas. (López, 2010):
40
Una Azotea Verde es una superficie donde se siembran las plantas y estas crecen
sobre la azotea de algún edificio o de casas. La azotea verde se puede construir
con macetas en donde se siembran arbolitos, arbustos, hortalizas y plantas, esto
permite ir transformando espacios grises en espacios vivos y armónicos, además
de utilizar los productos que se pueden cosechar para nuestra alimentación y
salud. Con una azotea verde se puede aprovechar la tercera dimensión, esto es
los espacios verticales como son: muros, paredes, bardas, techos, y terrazas.
(Urbieta, 2005).
Figura 1.6 Diseño azotea verde.
Fuente: www.econstruccion.com.mx
1.10.1 Origen de las azoteas verdes.
Los techos verdes tienen su origen en la vegetación que crecía de manera
espontánea en cubiertas de grava y otros materiales con los que se fabricaban los
tejados de las casas. Islandia fue el único de los países nórdicos que mantuvo
este tipo de arquitectura hasta finales del siglo XIX (el resto comenzó a sustituir
estas construcciones por casas de piedra y madera en el siglo X). Hacia 1900, el
50% de la población de Islandia aún vivía en este tipo de casas. No obstante, 50
años después, muchas fueron abandonadas, quedando muy pocas en el país.
El concepto de azoteas verdes no es nuevo, dos mil seiscientos años Antes de
Cristo, los egipcios ponían patios y huertos que integraban a sus construcciones,
41
el ejemplo más representativo son los Jardines Colgantes de Babilonia del siglo,
VI A.C. considerados una de las 7 Maravillas del Mundo Antiguo.
1.10.2 Beneficios de una azotea verde.
A pesar de las dificultades y costos que pueda representar la implementación de
los techos verdes, son muchos los beneficios y ventajas que tienen su
establecimiento, entre estos beneficios y ventajas podemos mencionar los
siguientes:

El espacio verde recuperado ayuda a purificar el aire y reducir los gases
contaminantes en el entorno.

Reduce el nivel de ruido.

Regula el clima local, pues ayuda a regular la temperatura interior de las
casas, manteniéndolas frescas en verano y bloqueando el frío en invierno.

Al tener una mayor superficie con follaje, se contribuye a la retención de
polvo contaminante en el aire.

Es un espacio para cultivar alimentos.

Aprovecha el agua de lluvia y la luz solar.

Reduce las aguas de lluvias, anegaciones y contaminación del agua.

Reducen los niveles de gases con efecto invernadero

Evitar los impactos provenientes por el calor o el frío excesivos

Se convierte en un refugio para la vida humana, flora y fauna.

Las plantas también son aislantes acústicos bajan el gasto en
impermeabilización además de que añaden atractivo visual.

Permite el cultivo de hortalizas y flores, convirtiéndose en un espacio
productivo.

Se convierte en un ecosistema para aves e insectos polinizadores

Ofrece una actividad para relajarnos y salir de la tensión al cuidar las
plantas y tener contacto con lo verde.

Es una oportunidad de reconectarnos con la naturaleza y el trabajo con la
tierra. (García, 2010).
42

Creación de ecosistemas de especial interés.

Se reduce el consumo y costos de energía eléctrica por refrigeración
(reducción del uso de aire acondicionado).

Los techos verdes tienen una vida más larga que los tradicionales.
1.10.3 Tipos de azoteas verdes.
Bajo el método de naturación tradicional o directa, existen básicamente tres tipos
de azoteas verdes: extensiva, semi-intensiva o mixta e intensiva. La diferencia
radica en la profundidad del sustrato vegetal, en las especies de plantas que se
utilizan y en el nivel de mantenimiento que requieren.
El diseño de una azotea verde depende del uso específico que se le dará al
proyecto y del presupuesto. Para un proyecto con fines puramente ecológicos, se
puede optar por un diseño extensivo. Si el área está diseñada como espacio
urbano para ser disfrutado por varias personas, un proyecto intensivo o semiintensivo tendrá mejores resultados. Técnicamente la única restricción que existe
es la capacidad estructural del inmueble. (Ibáñez, 2008).
Tabla 1.3 Clasificación de las azoteas verdes.
Característica
Extensivo
Semi-intensivo
intensivo
Espesor sustrato (cm)
Hasta 15
Entre 10 y 20
Mayor que 15
Cobertura vegetal
No transitable
Parcialmente
Transitable
transitable
Peso saturado (kg/m2)
Entre 50 y 170
Entre 150 y 250
Mayor que 245
Diversidad vegetal
Mínima
Mayor
Máxima
Mantenimiento
Mínima
Variable
Alta
Tipo de vegetación
Rastreras
Arbustos y pastos
Arbustos y árboles
ornamentales
pequeños
Fuente: http://ciperperu.blogspot.mx/2011/06/azoteas-verdes_29.html
43
Azotea Verde extensiva: es la más económica, la que menor cuidado necesita y
la más ligera, la vegetación se compone generalmente de plantas del género
“sedum”, crasuláceas y/o suculentas que se propagan de manera natural en la
región misma en donde se lleva a cabo el proyecto. Las características de las
plantas hacen que la necesidad de riego, fertilización y mantenimiento sean
mínimas. El espesor del sustrato vegetal es de entre 12 y 20 cm ya que las raíces
crecen de manera horizontal. Su peso máximo completamente saturado de agua
no supera los 200 kg/m2 y su proceso de maduración dura alrededor de cuatro a
seis meses. (Ibáñez, 2008).
Azotea Verde intensiva: puede albergar una amplia gama de árboles, plantas y
flores con posibilidades de diseño casi ilimitadas. En este caso la única
recomendación es que se utilice vegetación que se adapte a las condiciones
climáticas del lugar del proyecto. El mantenimiento es el mismo que el de un jardín
tradicional, requiere riego, fertilización y mantenimiento. La capa de sustrato
vegetal es de 35 cm hasta más de 1 m. El proyecto arquitectónico debe
contemplar la carga estructural que puede alcanzar los 1,200 kg/m2. Su
maduración puede tardar varios años.
Azotea Verde semi-intensiva o mixta: Combina ambos diseños dividiendo la
carga de acuerdo con las características estructurales del inmueble. El peso de
estas instalaciones puede variar entre los 200 y los 900 kg/m2.
1.8 Sistema techos verdes
Figura 1.7 Sistema techos
extensivo
verdes intensivo
Fuente: http://bosquesurbanospanama.wordpress.com
44
1.10.4 Clasificación de jardines sobre techo.
Inaccesibles: Son aquellos jardines dónde la vegetación actúa como una cubierta
adicional a las que usualmente tiene el techo. Sirven sólo para mirar, no para
caminar. Pueden instalarse en techos planos o con pendiente, son de bajo
mantenimiento y en ellas crecen pastos o flores silvestres en una capa ligera de
sustrato. (Ibáñez, 2008).
Accesibles: Son verdaderas habitaciones verdes exteriores y por lo tanto deben
responder a las normas de construcción. Generalmente se instalan sobre techos
planos, con la vegetación a modo de carpeta, en maceteros o contenedores.
Para poder diseñar un jardín sobre él se debe tener en cuenta la carga, no sólo de
la tierra y plantas, sino el peso adicional de la gente, contenedores, embaldosado
fuentes o cualquier otra estructura sobre el mismo. Los costos de instalación y
mantenimiento de un jardín accesible son mayores que los de uno inaccesible.
Figura 1.9 Azotea inaccesible
Figura 1.10 Azotea accesible
Fuente: tucasa-ecologica.blogspot.com
1.10.5 Costo y efectividad de la implementación de un techo verde.
La instalación de azoteas verdes agrega la necesidad de mayor trabajo en las
edificaciones, pues el peso adicional tiene que ser considerado durante la
construcción haciéndola ligeramente más cara a la construcción tradicional. Los
45
costos de la implementación varían según el sitio previsto para la instalación y el
tipo de materiales y especies utilizados en el proyecto.
A pesar del costo, esta propuesta de techos verdes debería convertirse en parte
de la cultura de vida en el DF, por lo que el gobierno debe emprender ciertas
medidas como: la implementación de las azoteas verdes en los edificios públicos,
como políticas públicas permanentes, modificar la legislación y modificar el código
financiero para incentivar la instalación de este proyecto.
Los beneficios económicos de una azotea verde se muestran en el incremento de
entre un 15 y un 20% en el valor del inmueble. Garantiza una vida más larga a la
estructura del edificio; reduce los costos de energía; capta agua pluvial que puede
ser reutilizada para riego; garantiza la impermeabilización hasta por 30 años y
aumenta la tasa de retención de los inquilinos gracias al aumento en confort,
(Grupo técnico de techos verdes, 2008).
1.10.6 Factores a considerar en la construcción de un jardín sobre techo.
Carga. La carga del techo, estructuras fijas, equipos, personas, agua de lluvia,
nieve, etc., está relacionada con el diseño de la estructura misma del techo y de
todo el edificio en general. Es importante tener la confirmación técnica del valor de
carga adicional que cada edificio puede soportar, especialmente en edificios ya
construidos. (Grupo técnico de techos verdes, 2008):
La tierra mojada pesa aproximadamente 1600 kg por metro cúbico. Si se
considera una carga mínima de 200 kg por metro cuadrado, sería posible colocar
una capa de 12 cm de espesor de tierra negra suficiente para plantar césped o
herbáceas de raíces poco profundas.
La mayoría de las plantas, excepto árboles y arbustos en general, no necesitan de
30 cm de tierra para su desarrollo y, además, no es necesario el uso de tierra pura
ya que ésta se puede aligerar con otros sustratos orgánicos e inorgánicos. Aun
cuando sobre el techo sólo se pueda adicionar una carga muy ligera, las cargas de
mayor peso se pueden distribuir sobre columnas y trabes.
46
Tipo de techo. En teoría, un jardín se puede construir sobre cualquier tipo de
techo. Con pendiente o curvo, éste puede soportar una capa de césped o de flores
silvestres. Una de las preguntas que uno podría hacerse en techos con pendiente
es cómo lograr que el suelo no se lave mientras se espera a que las raíces de las
plantas se desarrollen y lo afirmen. Una de las alternativas es el uso de césped en
rollo y, si fuera en semilla, sembrando alguna semilla de rápido crecimiento que en
poco tiempo fije al sustrato. Dependiendo del uso que se le va a dar al jardín y de
la facilidad de acceso al techo será la plantación a realizar. Ciertamente, un techo
cuyas características se aproximan a las condiciones del suelo, resultará mucho
más sencillo. (Grupo técnico de techos verdes, 2008):
Drenajes. Los drenajes del techo deben estar siempre limpios y nunca quedar
obstruidos por material orgánico. Una alternativa es colocar un anillo de grava y
tela filtrante alrededor de las zonas de drenaje y asegurar que los contenedores o
maceteros no están ubicados justo en la línea de flujo del agua de lluvia.
Capa de material vegetal rayado (puede ser mineral), que se usa para cubrir la
parte superior del suelo para proteger, aislar, decorar, evitar el crecimiento de
hierbas o retener humedad. Generalmente, la capa de tela filtrante se extiende
sobre toda la superficie del techo para evitar este problema.
Aislamiento. Un jardín sobre el techo no aumenta el riesgo de filtración de agua
por ruptura de la membrana aislante en aquellas cubiertas verdes que la tengan,
sin embargo pueden surgir algunos problemas:

Se debe evitar la ruptura de la membrana durante las tareas de
mantenimiento al emplear palas o herramientas punzantes.

Si el sistema de drenaje de un techo se obstruyera por arena, tierra o restos
de plantas, el agua quedaría retenida por largos períodos de tiempo
pudiendo producir alguna ruptura en la membrana o colarse por las
uniones.

Se debe asegurar que los drenajes se encuentren correctamente protegidos
con materiales filtrantes. Algunos sistemas de construcción de jardines
sobre techos utilizados en Europa y Estados Unidos, especialmente en
zonas áridas y mediterráneas, están diseñados para retener agua.
47

Ciertos fertilizantes y/o composta pueden tener compuestos químicos
inorgánicos u orgánicos que perjudican la membrana aislante. En ese caso
la plantación debe realizarse en contenedores aislados de la membrana
mediante una capa de tela filtrante o sobre bandejas flotantes separadas
del techo.
Orientación. Una vez evaluados la orientación, la dirección de los vientos más
fuertes y las sombras proyectadas, la zona de plantación del jardín puede ocupar
todo o parte del techo. (Grupo técnico de techos verdes, 2008):
La ubicación preferencial para aprovechar la mayor cantidad de horas luz es la
misma que la de un jardín a nivel del suelo.
Plantación. Un techo posee un micro clima específico. El viento, la lluvia, el
exceso de sol, la contaminación ambiental, la altura del edificio, las sombras que
se proyectan desde otros edificios, la profundidad limitada del suelo son factores
determinantes en la selección de las plantas.
Teniendo en cuenta que es posible aumentar la carga en zonas más reforzadas de
la estructura del techo, las plantas de mayor tamaño pueden plantarse en
contenedores de gran volumen o elevar el nivel del sustrato en determinados
puntos de plantación. Debido a los vientos, los árboles deben ser sujetados
mediante algún sistema de anclaje al techo mismo o a las paredes.
Irrigación. La provisión de agua es uno de los requerimientos básicos al diseñar
un jardín sobre el techo, particularmente por las condiciones climáticas antes
mencionadas de excesivo sol y corrientes de aire casi constantes que incrementan
la pérdida de agua de las plantas. (Grupo técnico de techos verdes, 2008):
Cualquier sistema de riego se adapta bien, siendo el más eficiente aquél que lleva
el agua directamente a las raíces y no por filtración desde la superficie. Esto
favorece el crecimiento de las raíces hacia niveles más profundos del sustrato
donde la temperatura y la humedad son más constantes. Por otro lado, la
superficie se mantiene seca en períodos entre lluvias y evita la germinación de
malezas. Además de evaluar el régimen de lluvias, se debe tener en cuenta el
48
medio de crecimiento para lograr una buena capacidad de retención de la
humedad, óptimo drenaje y buen crecimiento vegetal.
Figura 1.11 Capas de una azotea verde.
Fuente: www.ecocosas.com
1.11 Cubierta vegetal.
Del total de elementos que conforman el edificio, la cubierta tiene especial
importancia para el comportamiento climático del interior. Controlando la radiación
solar que recibe la cubierta, podemos controlar las condiciones climáticas de los
espacios interiores, esto se debe a que la mayor aportación de energía térmica
que recibe el espacio construido es resultado principalmente del flujo de energía
que pasa a través de la cubierta, por tres factores: posición respecto al sol,
materiales de construcción y de la intensidad de la radiación (Olgyay 1968).
1.11.1 Posición respecto al sol.
La cubierta es el elemento más crítico de la edificación con respecto a la
penetración de la energía solar, por su posición en la envolvente. La radiación
solar que se recibe por la cubierta se convierte casi en un tercio de las ganancias
de calor de una casa. Sin embargo, su misma posición, la convierte en el elemento
de mayor importancia en el diseño bioclimático de las edificaciones, pues así
como en el día recibe calor, por la noche, puede perderlo por ser el elemento más
49
expuesto a la bóveda celeste, considerada uno de los sumideros naturales de
calor, irradiando calor al espacio. Además durante el día, simplemente controlando
la exposición directa de los rayos solares, es posible evitar la ganancia de calor.
(González, 1986)
1.11.2 Materiales de construcción.
Todos los sistemas de cubiertas vegetales contienen seis elementos mandatorios
que deben ser especificados en todos los proyectos. Éstos pueden incluir varios
componentes opcionales, dependiendo del diseño, los cuales pueden ser
decisivos dependiendo del proyecto final. Los productos usados y los métodos de
instalación pueden variar una vez conocidos los requerimientos de diseño,
presupuesto y tipo de uso que se le quiera dar a la cubierta.
Las soluciones para cubiertas vegetales varían según sean las necesidades de
mantención, del tipo de proyecto, las condiciones climáticas, presupuesto y
aislamiento térmico y acústico que se deseen obtener. Pese a esto, hay dos
grandes partidas que todos los sistemas deben considerar antes de comenzar la
instalación. (Haro, 2009).
Se trata de la carga admisible de la estructura y de la elección del tipo de
impermeabilización. En el primer caso, para el diseño de la techumbre se
considerará la carga que aporta la cubierta vegetal, lo que puede variar
dependiendo de la densidad del medio de crecimiento que se utilice. Esta
precaución es fundamental en el caso de los diseños nuevos, pero es aún más
compleja cuando se trata de intervenciones sobre cubiertas ya existentes.
Dependiendo del informe de cálculo entregado por el especialista, podremos pasar
a evaluar cuál será el sistema que se puede instalar en el proyecto. El segundo
aspecto, la impermeabilización, es una partida a la cual se le debe prestar especial
importancia, ya que existen varias alternativas y la elección no debe ser tomada
solamente por una cuestión económica. En el mercado existen diferentes
alternativas tanto de productos como de tecnologías, siendo las más comunes las
siguientes: membranas, TPO, EPDM, PVC y membranas líquidas de poliuretano.
50
Es importante verificar la pendiente que tendrá la cubierta y especificar un drenaje
adecuado para evitar la formación de charcos. Cuando se trata de cubiertas con
pendiente, algunas soluciones podrían incluir soportes que apoyan en la
impermeabilización y que se mantienen fijos debido al peso del sistema con el fin
de escalonar el área para evitar desprendimientos masivos.
Para la elección de las especies vegetales que se instalarán en la cubierta
ecológica, los especialistas recomiendan considerar que no se trata igual que a
una planta en tierra firme. Po lo que se sugiere la utilización de un esquema
variado de especies, aumentando la supervivencia ante agentes biológicos y
climáticos. La elección del medio de crecimiento para la vegetación también es
clave para asegurar un desempeño de la cubierta en el largo plazo. Se deberá
buscar una buena permeabilidad al agua, un buen anclaje para las raíces de las
plantas y poca compactación. El medio de crecimiento, debe ser seleccionado en
función del diseño de paisajismo creado para el proyecto. (Econstruccion, 2010).
1.11.3 Intensidad de radiación.
La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del Sol. El Sol
emite energía en forma de radiación electromagnética. Estas radiaciones se
distinguen por sus diferentes longitudes de onda. Algunas, como las ondas de
radio, llegan a tener longitudes de onda de kilómetros, mientras que las más
energéticas, como los rayos X o las radiaciones gamma tienen longitudes de onda
de milésimas de nanómetro. (Haro, 2009).
La radiación en el Sol es de 63.450.720 W/m². La energía que llega al exterior de
la atmósfera terrestre sobre una superficie perpendicular a los rayos solares lo
hace en una cantidad fija, llamada constante solar (1353 W/m² según la NASA)
variable durante el año un ± 3% a causa de la elipticidad de la órbita terrestre.
Esta energía es una mezcla de radiaciones de longitudes de onda entre 200 y
4000 nm, que se distingue entre radiación ultravioleta, luz visible y radiación
infrarroja.
51
1.11.3.1 Radiación ultravioleta.
Es la radiación ultravioleta de menor longitud de onda (360 nm), lleva mucha
energía e interfiere con los enlaces moleculares. Especialmente las de menos de
300 nm que pueden alterar las moléculas de ADN, muy importantes para la vida.
Estas ondas son absorbidas por la parte alta de la atmósfera, especialmente por la
capa de ozono. Es importante protegerse de este tipo de radiación ya que por su
acción sobre el ADN está asociada con el cáncer de piel. Sólo las nubes tipo
cúmulos de gran desarrollo vertical atenúan éstas radiaciones prácticamente a
cero. El resto de las formaciones tales como cirrus, estratos y cúmulos de poco
desarrollo vertical no las atenúan, por lo cual es importante la protección aún en
días nublados. Es importante tener especial cuidado cuando se desarrollan nubes
cúmulos, ya que éstas pueden llegar a actuar como espejos y difusores e
incrementar las intensidades de los rayos ultravioleta y por consiguiente el riesgo
solar. Algunas nubes tenues pueden tener el efecto de lupa. (Haro, 2009).
1.11.3.2 Luz visible.
La radiación correspondiente a la zona visible cuya longitud de onda está entre
360 nm (violeta) y 760 nm (rojo), por la energía que lleva, tiene gran influencia en
los seres vivos. La luz visible atraviesa con bastante eficacia la atmósfera limpia,
pero cuando hay nubes o masas de polvo parte de ella es absorbida o reflejada.
1.11.3.3 Radiación infrarroja.
La radiación infrarroja de más de 760 nm, es la que corresponde a longitudes de
onda más largas y lleva poca energía asociada. Su efecto aumenta la agitación de
las moléculas, provocando el aumento de la temperatura. El CO2, el vapor de agua
y las pequeñas gotas de agua que forman las nubes absorben con mucha
intensidad las radiaciones infrarrojas. (Haro, 2009).
La atmósfera se desempeña como un filtro ya que mediante sus diferentes capas
distribuyen la energía solar para que a la superficie terrestre sólo llegue una
52
pequeña parte de esa energía. La parte externa de la atmósfera absorbe parte de
las radiaciones reflejando el resto directamente al espacio exterior, mientras que
otras pasarán a la Tierra y luego serán irradiadas. Esto produce el denominado
balance térmico, cuyo resultado es el ciclo del equilibrio radiante.
Según el tipo de radiación se conoce que de los 324 W/m2 que llegan a la Tierra,
en la parte alta de la atmósfera (1400 W/m2 es la constante solar); 236 W/m2 son
reemitidos al espacio en forma de radiación infrarroja, 86 W/m2 son reflejados por
las nubes y 20 W/m2 son reflejados por el suelo en forma de radiaciones de onda
corta. Pero el reenvío de energía no se hace directamente, sino que parte de la
energía reemitida es absorbida por la atmósfera y devuelta a la superficie,
originándose el "efecto invernadero".
Figura 1.12 Radiación solar.
Fuente: Universidad de colima
1.12 Criterios para la elección de las especies vegetales.
Se entiende por la capa donde se desarrolla la vida vegetal. La elección de éstas
va a depender principalmente del clima al cual serán expuestas. Donde afecta
esencialmente los cambios de temperaturas, las precipitaciones, el viento y la
altura de la cubierta vegetal. (Haro, 2009).
Las plantas pueden ser perennes, bienales o anuales y se dividen en tres grupos
principales:
53

Monocultivos.

Combinaciones simples de plantas.

Comunidades de plantas.
Los sistemas de cubierta vegetal extensivos se basan principalmente en plantas
perennes y su elección requiere un análisis cuidadoso, con estás variedades hay
menos margen de error de diseño debido a que soportan condiciones climáticas
más duras.
En los sistemas de cubiertas intensivas se pueden utilizar una paleta más amplia
de plantas, su elección solo será limitado por el clima, disponibilidad y
requerimientos de mantención.
Sugerencias de tipología de plantas y cantidad de medio de crecimiento necesario
para su crecimiento.
Las plantas se pueden montar en el medio de crecimiento mediante distintas
formas:

Aplicación de semillas y esquejes.

Plantas en bandeja.

Plantas en maceta.

Plantas en alfombra.
Las plantas son el componente más visible de una cubierta vegetal y son a
menudo usadas para medir el éxito de un proyecto. Como resultado las
expectativas de los clientes necesitan ser manejadas, especialmente durante los
primeros años de asentamiento. El sistema de cubierta vegetal y su plan de
mantención deberían ser diseñados para asegurar la salud y vitalidad de las
plantas. Las plantas necesitan ser cuidadosamente seleccionadas para que
asegurar que de la cubierta sobrevivirán a las difíciles condiciones de la cubierta.
Hay un número de compensaciones entre los tipos de plantas y el rendimiento de
la cubierta vegetal. Por ejemplo algunas especies atraerán aves migratorias
mientras otras especies tendrán un mayor impacto en la velocidad de evacuación
de aguas lluvias.
54
La vegetación puede cumplir varias funciones en una cubierta vegetal, incluyendo:

Estética (Visual, sonidos, aromas).

De aislación térmica.

Ayuda al manejo de aguas lluvias.

Biodiversidad y protección de hábitat.

Resistencia al fuego.

Filtra la contaminación del aire.

Sombra.

Transpiración.

Reducir el CO2.

Producir oxígeno.

Proteger la alimentación.

Proteger del viento.
1.13 Mantenimiento y control de las especies vegetales.
Es aconsejable establecer si en el marco de los cuidados de terminación deben
tomarse medidas especiales, como por ejemplo:

Riego inicial,

Riego durante el sembrado,

Sembrado y/o plantado posteriores.
Los techos verdes con un denso colchón de pasto evaporan, a decir verdad,
proporcionalmente mucha humedad, pero gracias a la formación de agua de rocío
por la mañana vuelven a quedar completamente regados. En los períodos muy
largos de sequía, y particularmente en techos empinados orientados hacia el sol o
para sustratos con escaso almacenamiento de agua, puede tener sentido un riego
artificial. En este caso es ventajoso, en la zona de más arriba, agregarle
mangueras al sustrato para riego por goteo.
Puede suceder que algunas plantas mueran, pero a través de la propia producción
y diseminación de semillas se regenera siempre de nuevo un techo de verdeado
55
extensivo. Cuando la vegetación prendió bien, la construcción del techo fue
correctamente ejecutada y no surgió ningún período largo de sequía, no es
necesario un mantenimiento de la vegetación. Si sobre el techo crecen arbustos
más altos o árboles, éstos deberán eliminarse.
El techo verde no debe ser cortado. Esto trae aparejado, por un lado, el peligro de
que se seque demasiado rápido y por otro, que se pierda sustancia orgánica. Si se
corta muy a menudo, el sustrato debería ser abonado para mantener el equilibrio
ecológico. Es el mantenimiento normal de cualquier jardín: riego, poda,
fertilización, cuidado de plantas, etc. La intensidad de estos servicios dependerá
del tipo de vegetación que se instale.
El sistema extensivo está diseñado para áreas poco accesibles, requiere un
mínimo mantenimiento que consiste en una visita cada dos meses para sustituir
cualquier planta que no se haya desarrollado debidamente y retirar hojas secas.
Este sistema consume muy poca agua ya que la paleta vegetal se selecciona con
plantas endémicas de acuerdo con el sitio de la instalación.
Los sistemas intensivos y mixtos requieren de un mantenimiento similar al de un
jardín tradicional. Esto es irrigación constante, poda aproximadamente cada tres
semanas y fertilización natural dos veces por año.
1.14 Clasificación de especies vegetales.
La clasificación de plantas puede darse de acuerdo a diferentes parámetros;
podemos agruparlas por tamaño o según su forma de reproducirse, si tomamos en
cuenta la primera clasificación y las condiciones en las que se instalara la cubierta
vegetal; decimos entonces que los tipos de plantas se agruparían en: árboles,
arbustos y plantas herbáceas. (SEMARTANT).
56
Figura 1.13 Clasificación de especies vegetales según su tamaño.
Fuente: http://bosquesurbanospanama.wordpress.com
1.14.1 Plantas tropicales.
Plantas tropicales son básicamente aquellas que crecen en la franja que va entre
el trópico de Cáncer y el de Capricornio. Pero se considera que plantas tropicales
son las que no resisten las heladas. (casasyvidas, 2009).
Las plantas tropicales son típicas de las regiones tropicales, donde los rayos del
Sol, inciden casi perpendicularmente, y el clima es isotermo (presenta escasas
variaciones de temperatura lo largo del año). Sin embargo, las variaciones
térmicas durante el día son mayores que las anuales, debido a la duración similar
del día y la noche. Las lluvias presentan una gran variación a lo largo del año, las
que determinan las variaciones climáticas, ya que las temperaturas no tienen
incidencia. Se distinguen entonces, los meses secos de los húmedos.
La presencia de helechos arborescentes, plantas primitivas que casi no han
evolucionado desde la era primaria, es testimonio de la estabilidad del clima y una
característica de las plantas tropicales. (casasyvidas, 2009).
57
1.14.2 Plantas desérticas.
La vegetación característica de las zonas desérticas posee condiciones especiales
para soportar grandes periodos de sequías y con constante escasez de agua. Por
ello, muchos de los arbustos típicos de este tipo de biomas desarrollan hojas
pequeñas y recubiertas por sustancias impermeables.
Existen algunas plantas con hojas y tallos de gran tamaño, que sirven de
depósitos para almacenar la mayor cantidad de agua que sea posible en las
épocas de mayor aridez. También, el color verdoso ayuda a evitar el
sobrecalentamiento superficial.
Muchas de las especies vegetales sincronizan sus ciclos de vida con los periodos
de lluvia y solo crecen cuando hay suficiente humedad. Cuando precipita sobre la
árida superficie, las semillas germinan, las plantas se desarrollan e, incluso,
algunas presentan vistosas flores.
Las
raíces
de
arbustos
y
cactáceas
también
poseen
modificaciones
sorprendentes. Estas pueden variar entre algunas de ubicación superficial, que
aprovechan la escasa humedad para sobrevivir, y tras que crecen profundamente,
en busca de las capas subterráneas de agua. En zonas desérticas en las que la
salinidad es bastante alta, algunos arbustos y cactáceas han desarrollado
glándulas excretoras de sal, beneficiando su supervivencia.
Sorprendentemente existen muchas especies de plantas capaces de sobrevivir en
el desierto. La mayoría de ellas son suculentas, lo que quiere decir que pueden
almacenar agua. Otras, poseen semillas las cuales yacen inactivas hasta que el
agua de lluvia las despierta. A pesar de todo, estas plantas encuentran el modo de
obtener agua y protegerse del calor.
1.15 Iresine, amaranto (Iresine).
Iresine es un género de plantas con flores con un gran número de plantas
ornamentales en la familia Amaranthaceae. Estas plantas se encuentran en la
América tropical, donde hay entre 20 y 25 especies. Sin embargo, solamente
58
algunas especies son cultivadas por el colorido de sus hojas, las cuales se llaman
hojas de sangre. (plantayflor, 2010).
Sus hojas son de color púrpura brillante. Existen otras numerosas variedades con
diferentes coloraciones. En regiones de temperaturas anuales suaves puede
permanecer todo el año en el jardín. Se tiene que cultivar en situaciones de semisombra, o con algo de sol directo siempre que éste no sea excesivamente fuerte.
Para su ubicación se debe elegir un lugar cálido ya que esta planta no soporta el
intenso frío ni las heladas por muy cortas que estas sean.
Tabla 1.4 Clasificación científica Iresine
Clasificación científica
Reino
Plantae
División:
Magnoliophyta
Clase:
Magnoliopsida
Orden:
Caryophyllales
Familia:
Amaranthaceae
Subfamilia:
Gomphrenoideae
Género:
Iresine
Fuente: es.wikipedia.org
Los riegos tienen que ser copiosos en el periodo de máximo crecimiento, esto es,
desde mediados de la primavera hasta final del verano, cuidando que el compost
permanezca siempre algo húmedo.
Resulta muy beneficioso durante los periodos de mucho calor rociar a diario con
agua no muy fría las hojas, para proporcionarle humedad y frescor. En invierno los
riegos serán más moderados. El color tan intenso de las hojas de esta bella planta
destacará de forma sensacional colocada junto a otras plantas que estén en flor, o
bien con ejemplares de hojas verdes. (plantayflor, 2010).
59
El crecimiento de esta planta es bastante rápido, por ello es necesario abonar la
planta cada 15 o 20 días con un abono líquido. Para conseguir que la Iresine
crezca de forma compacta, hay que cortar los extremos de las ramas que hayan
crecido demasiado. La multiplicación de la Iresine resulta muy fácil y enraíza con
gran rapidez, basta con tomar esquejes y se introducen en agua hasta que tengan
raíces o directamente en sustrato.
Figura 1.14 Planta de Iresine.
Fuente: www.plantayflor.blogspot.mx
1.16 Golden Duranta (Durante Sp).
La Duranta es un género de plantas que contiene 17 diferentes especies de
arbusto nativo de la Florida, México, y partes de América del Sur. Las especies
Montículo de Oro Duranta es nativo sólo a México y es conocido por muchos otros
nombres: Pigeon Berry, Sky y Golden Flower Dew Drop para nombrar unos pocos.
Golden Dew Drop es un arbusto perenne muy que también se puede cultivarse
como cubierta vegetal arbustiva, con sus elegantes ramas caídos.
Esta planta es un atrayente de mariposa. Pájaros del amor la semilla de color
amarillo dorado del tamaño de frutos que crecen en el centro de es tubular. Es una
planta fácil de cultivar que no exige mucha atención y pueden soportar
condiciones climáticas difíciles. Por lo general puede crecer hasta seis pies de
altura y tres metros de ancho, que los convierte en una buena cobertura vegetal
una vez que alcanzan la madurez. (Herbario, 2009).
60
Creciendo estas plantas, tienden a levantarse, desarrollándose poco en largueza,
y tienden a tener un desarrollo columnar. Esta planta en verano toma una
coloración violeta y rojo; es de la talla medio y puede alcanzar los 3 m de
grandeza. No mantiene las hojas en invierno. Estas plantas son arbustos
Tabla 1.5 Clasificación científica Golden Duranta.
Clasificación científica
Reino
Plantae
Subreino:
Tracheobionta
División
Magnoliophyta
Clase
Magnoliopsida
Subclase
Asteridae
Orden
Lamiales
Familia
Verbenaceae
Género:
Duranta
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Duranta
Planta que necesita de al menos unas horas al día de irradiamento solar. Cuando
las temperaturas mínimas sean muy bajas, podemos proveer a proteger los
arbustos más sensibles, cubriendo las raíces con hojas secas o paja. En este
período del año no debemos preocuparnos por las temperaturas mínimas, El
Golden dewdrops de hecho, puede soportar una temperatura de algunos grados
bajo cero. (Herbario, 2009).
Para obtener un desarrollo lozano, está bien recordar de abonar periódicamente
nuestros arbustos; utilicemos un abono lleno de azufre y potasio que favorecerá el
desarrollo de la nueva vegetación y de las flores. Podemos intervenir a fines del
invierno, mezclando al terreno alrededor de la planta una buena dosis de abono
orgánico o de abono químico de lenta liberación. Durante la primavera también es
posible intervenir esporádicamente con abonos líquidos o en polvo, de añadir al
agua de las regaduras cada 20-25 días.
61
Con el aumento de las temperaturas diurnas, a inicios de la primavera, está bien
practicar un tratamiento con un insecticida ad amplio espectro, usarlo cuando en el
jardín no hay floración. Antes de que las gemas engrosen excesivamente, también
sea aconsejable practicar un tratamiento hongocida de amplio espectro, para
prevenir el desarrollo de enfermedades de hongos, favorecido por la elevada
humedad ambiental.
Figura 1.15 Planta de Golden Duranta.
Fuente: www.infojardin.com
1.17 Aloe, sábila (Aloe barbadensis).
Aloe, también llamado áloe, sábila, Áloe es un género de plantas suculentas de la
familia Asphodelaceae, familia desaparecida en las clasificaciones filogenéticas
más modernas y sus géneros incluidos ahora en la familia Xanthorrhoeaceae. De
la misma manera, antes de entrar en la familia Asphodelaceae estaban en la de
las Aloaceae (monogenérica) y Liliaceae (Sistema de Cronquist, 1981).
Es nativo de las regiones secas de África, Madagascar y Oriente. Aloe vera ha
sido considerada como una "planta milagrosa" para aliviar problemas de salud. Su
punto débil es el exceso de agua y el frío. (infojardin, 2008).
El aloe vera es rico en vitaminas, minerales, proteínas, oligoelementos y
aminoácidos tanto esenciales como no esenciales. De la planta se extrae gelatina
62
y jugo (yodo). La gelatina se obtiene del interior de las hojas mientras que el jugo
de la parte de abajo de la piel correosa de la planta.
Tabla 1.6 Clasificación científica Sábila.
Clasificación científica
Reino
Plantae
Subreino:
Tracheobionta
División
Magnoliophyta
Clase
Liliopsida
Subclase
Liliidae
Orden
Asparagales
Familia
Xanthorrhoeaceae
Subfamilia
Asphodeloideae
Género:
Aloe
:
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Aloe
Se coloca en un lugar con buena luz, las hojas marrones quiere decir que está
recibiendo demasiado sol. No tolera el frío intenso, pero le conviene descansar en
invierno con temperaturas frescas (6-10ºC). En el invierno, protege al Aloe vera
del frío, tolera la atmósfera seca.
Para el cultivo de Aloe vera, es mejor hacerlo en maceta de barro en vez de
plástico porque ésta no es porosa. En el fondo echa dos dedos de grava para el
drenaje. Espera un par de semanas para empezar a regar, así dará tiempo a
cicatrizar las heridas que se hayan podido producir durante el trasplante. El suelo
debe ser arenoso y con buen drenaje. (infojadin, 2008)
Hay que vigilar que el agua no se estanque. El aloe puede pasar largas
temporadas sin agua, sobre todo en invierno. Sin embargo, cuando las hojas están
delgadas y arrugadas, significa que tienen sed. Es muy resistente a plagas, pero a
veces es atacado por Pulgones o Cochinillas.
63
Para lograr que se multipliquen se separan los hijuelos que nacen alrededor de la
planta madre cuando estos tengan una altura de cuatro dedos. Hay que recordar
que no se debe regar durante las 2 primeras semanas después de su trasplanté
para que cicatricen las heridas. Los hijos se le dejan secar sus heridas durante un
par de semanas, sin exponerlos al sol, y luego se plantan en macetas individuales.
Figura 1.16 Planta de Sábila
Fuente: www.infojardin.com
1.18 Agave, maguey (Agave Tequilana).
Al género Agave (del griego Agavos, "noble" o "admirable") pertenecen plantas
suculentas pertenecientes a una extensa familia botánica del mismo nombre:
Agavaceae, conocidas con varios nombres comunes: agave, pita, maguey,
cabuya, fique, mezcal. (Vereda, 2010).
Su centro de origen está en México, los grupos humanos originarios de esta región
aprovecharon esta planta desde hace por lo menos diez mil años; además de
usarlos por sus fibras o por el aguamiel, obtenían de ellos el mexcalli, un maguey
cocido con altas concentraciones de azúcares, aunque actualmente se distribuyen
desde el sur de los Estados Unidos hasta Bolivia. Se reconocen más de 200
especies pertenecientes a este género con una gran diversidad en cuanto a
64
formas tamaños, colores y estrategias de vida. Se calcula que el género surgió
hace unos 12 millones de años.
Tabla 1.7 Clasificación científica Agave.
Clasificación científica
Reino
Plantae
División
Magnoliophyta
Clase
Liliopsida
Subclase
Liliidae
Orden
Asparagales
Familia
Agavaceae
Género:
Agave
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Agave
Planta casi acaule, arosetada. Hojas de color verde grisáceo, robustas, suculentas
carnosas y rígidas, de hasta 2 m de largo, armadas en todo su borde de espinas
recurvadas con base triangular y una espina grande (3-5 cm) afilada en su ápice.
A los 10-12 años de edad aparece el tallo florífero hasta de 8 m de alto, rematado
por una panícula de flores amarillas, apiñadas en unas 20 ramas horizontales.
Esta curiosa y llamativa planta, muere después de haber florecido y haber dado
los frutos (una vez en su vida, monocarpica), en sus flores produce un néctar
apetecido por mariposas, aves y murciélagos. No obstante, al reproducirse
mediante estolones, una misma planta puede sobrevivir en forma de otra nueva.
Es tal la presión de enrollamiento entre las hojas del centro de la roseta que
quedan marcadas en la parte inferior por sus espinas.
Tiene propiedades depurativas y antileprosas. Las hojas machacadas se emplean
como cataplasma para desinflamar tumores, de ellas se puede obtener papiro e
hilo para calzados, telas, vestidos; y el líquido de sus hojas se usa como
desinfectante de heridas y para hacer licor, de las espinas se hace púas, alfileres,
agujas y rastrillos para peinar las tramas en la fabricación de las telas. En los
andes venezolanos el ají es combinado con las flores de maguey para ser
consumidos en guisos o como conservas. Al parecer la palabra maguey procede
65
de los chacopatas de las costas venezolanas de Cumaná y de allí importada a
México por los españoles. (Vereda, 2010).
Figura 1.17 Planta de Maguey.
Fuente: www.vereda.ula.ve
66
CAPÍTULO II
METODOLOGÍA.
Este capítulo recomienda una metodología para la instalación de un techo verde
comprendiendo un método experimental comparativo entre las especies vegetales
elegidas, contemplando la descripción del área, un desarrollo experimental donde
se abordara la técnica de construcción, los materiales utilizados en su desarrollo y
el mantenimiento de los mismos, así como detallar el análisis de datos obtenidos
en la toma de temperaturas.
2.1 Descripción del área de trabajo.
La ciudad de Poza Rica de Hidalgo se localiza al norte del estado mexicano de
Veracruz, al oriente de la República Mexicana Su zona conurbada está
conformada por asentamientos y núcleos de población, fraccionamientos,
colonias, áreas industriales y comerciales, asentadas sobre territorios de los
municipios limítrofes en una conurbación en proceso de ratificación por parte de
los ayuntamientos involucrados y el congreso del estado, misma que incluiría a 5
municipios en forma parcial, en donde la ciudad de Poza Rica constituiría el núcleo
central, con algunos sectores periféricos dentro de los municipios de Coatzintla,
Tihuatlán, Cazones y Papantla.
Figura 2.18 Mapa Poza Rica Veracruz.
Fuente: www.maps.google.com.mx
67
El clima de la región es cálido, con una temperatura media anual de 24.4 °C, con
abundantes lluvias en verano y principios de otoño. La precipitación media anual
es de 1,103 mm.
Tabla 2.8 Parámetros Climáticos de la ciudad de Poza Rica.
Parámetros
Promedio anual
Temperatura máxima registrada
47 °C
Temperatura diaria máxima
30.9 °C
Temperatura diaria mínima
19.6 °C
Temperatura mínima registrada
-0.5 °C
Precipitación total
1186.8 mm
Fuente: Servicio Meteorológico Nacional
La Facultad de Ciencias Químicas se encuentra ubicada en las coordenadas
Latitud Norte 97° 26’ 50.72” y Longitud Oeste 20° 30’ 33.85”, en la zona sur este
de la ciudad, colindante con los municipios de Coatzintla y Papantla, Ver. Su
zonificación la clasifica como suelo de uso urbano residencial, rodeada de una
zona de reserva natural al sur, sur - oeste del campus.
El área seleccionada para la instalación de la azotea verde se ubica en el edificio
B en el ala noreste de la Facultad de Ciencias Químicas, se eligió este sitio por la
disponibilidad de espacio en la azotea, el dren del espacio y la cubierta aislante
con la que cuenta.
La azotea del edificio B, alberga en su planta superior a un centro de cómputo,
una biblioteca, dos secciones de cubículos, un área de baños y 8 aulas
climatizadas. Sobre la biblioteca se construyó el techo verde, utilizando 6 espacios
de 1 m2 cada uno.
68
Figura 2.19 Vista aérea del edificio B de la Facultad de Ciencias Químicas
Fuente: www.maps.google.com.mx
2.2 Instrumentos de medición utilizados en la toma de datos.
Uno de los equipos de medición que se utilizaran para el registro de datos de
temperatura y de humedad, serán los termómetros digitales con indicador de
humedad de la marca ACU-RITE, los cuales cuentan con un sensor con cable, con
memoria de mínimas y máximas, y con selector de grados Fahrenheit y Celsius.
Figura 2.20 Termómetro ACU-RYTE
69
2.3 Técnica de construcción y selección de especies para la cubierta vegetal
en la azotea verde.
Para iniciar el proceso de instalación es necesario tener en cuenta el diseño del
techo verde y de la cubierta vegetal así como conocer las recomendaciones
técnicas de cada uno de los componentes.
Esa información le permitirá comenzar a dimensionar el proyecto, y los cuidados
que deberá tener en la instalación de cada una de las capas componentes del
sistema.
A continuación se muestra una propuesta de montaje y ordenamiento de las capas
componentes de una cubierta vegetal, cada una respondiendo a las necesidades
detectadas en el momento de especificación y diseño de ésta.
2.3.1 Espacio destinado al proyecto.
Como parte del proceso del diseño del experimento, se elige un punto de muestra
de los datos de temperatura, este punto de referencia se ubica en la Facultad de
Ciencias Químicas en el edificio B, en el ala noreste como se muestra en la figura.
Figura 2.21 Espacio destinado a la construcción de la azotea verde.
Fuente: www.maps.google.com.mx
70
2.3.2 Preparación de superficie.
La superficie a cubrir deberá encontrarse limpia y seca, el uso de este tipo de
membranas, reduce el porcentaje de pendiente, por lo que la superficie puede
tener un techo completamente plano e impermeable.
Figura 2.22 Superficie donde se instalara el techo verde.
2.3.3 Aplicación de la capa impermeabilizante (Geo-membrana).
Lo primero consiste en recortar con unas tijeras la cantidad de geomembrana
necesaria, en este caso se recortara un poco más de 6 m2. Posteriormente de
haber limpiado la superficie donde instalaremos nuestro techo verde y de haber
recortado la geomembrana requerida procederemos a colocar nuestra capa
impermeable, la cual se deberá limpiar con ayuda de un paño mojado o un cepillo.
Una vez limpia y seca se extenderá sobra la superficie y se dejara reposar hasta
que se adecue completamente a la superficie. La membrana se instalará de forma
flotante siendo anclada perimetralmente por unos bastidores de madera, se
71
podrán adicionar refuerzos esto según el tamaño de la superficie a instalar, estos
podrán ser algunas rocas o unos ladillos colocados en las orillas.
Figura 2.23 Instalación de la
Geomembrana
Figura 2.24 Geomembrana
instalada.
2.3.4 Instalación perimetral para el soporte de la cubierta vegetal.
El experimento se llevó a cabo usando 6 módulos de madera de 1 m 2 cada uno,
se ubicaran exactamente sobre el techo de la biblioteca de la universidad. La
altura de estos módulos es de 30 cm y su grosor de una pulgada. Estos bastidores
de madera fueron elaborados dentro de las instalaciones de la facultad con
madera de pino.
Figura 2.25 Bastidores de madera.
72
Una vez colocada la geomembrena se colocaran los 6 bastidores de madera uno a
lado de otro, dejando un espacio entre ellos de unos 15 cm aproximadamente.
Figura 2.26 Instalación del área perimetral.
Ya colocados sobre la geomenbrana de manera lineal a cada módulo se le
asignara una letra, esto nos ayudara a tener una visión más específica al
momento de recaudar los datos monitoreados.
Figura 2.27 Representación del orden de los módulos colocados en la azotea verde.
73
2.3.5 Definición y recubrimiento de la barrera anti-raíz.
Por cuestiones de peso y disponibilidad de materiales, la barrera anti-raíz que
utilizaremos en nuestro proceso de implementación será el PET ya que además
de ser reciclable tiene una baja absorción de humedad, alta resistencia al
desgaste y sobre todo es una muy buena barrera anti-raíces.
Figura 2.28 Tereftalato de polietileno (PET)
Antes de colocar el PET debemos asegurarnos de que este esté limpio y seco de
cualquier residuo líquido. Aplastarlo nos ayudara a tener un mejor manejo del
material al momento de colocarlo dentro de los módulos. El PET se distribuirá a de
manera uniforme hasta formar una capa sobre la geomembrana dentro del área
delimitada por los bastidores de madera.
74
Figura 2.29 Colocación de la
barrera anti raíz
Figura 2.30 Barrera anti raíz
instalada.
2.3.6 Elección e instalación de los medios de crecimiento en la cubierta
vegetal.
El medio de crecimiento es una combinación de material orgánico e inorgánico
que con ayuda del agua y aire proporciona un óptimo habitad a nuestras plantas
generando un amarre para éstas, drenando el agua del techo y preservando la
reproducción de más especies vegetales. Para llevar a cabo nuestro experimento
se recurrirá a utilizar tres medios de crecimiento, uno de ellos de tierra negra, el
siguiente será de piedra volcánica (tezontle) y para el último se utilizara una
combinación de tierra negra con hidrogel.
De acuerdo al siguiente orden y con ayuda de una pala se colocara el medio de
crecimiento dentro del área perimetral instalada sobre la geomembrana:
75
Figura 2.31 Tierra
negra.
Figura .2.32 Piedra
volcánica.
Figura 2.33 Hidrogel
Modulo A y B, a cada uno se agregara de manera uniforme una capa de tierra
negra de aproximadamente unos 15 cm de altura en cada uno de los módulos.
Modulo C y D, estos se llenaran de piedra volcánica utilizando costal y medio
de tezontle por cada módulo, alcanzara una altura de 15 cm aproximadamente.
Módulo D y E, en ellos se agregara una mezcla de tierra negra con hidrogel,
es decir por cada metro cuadrado de tierra se adicionara 100 gr de hidrogel, la
altura de este medio será de 13 cm ya que al momento del contacto con el
agua este material tiende a expandir sus moléculas y alcanzar otra altura.
Figura 2.34 Instalación de los medias de crecimiento
76
2.3.7 Siembra y elección de especies vegetales.
Sobre los módulos se colocaron cuatro tipos de plantas dos de ellas de tipo sedum
o suculenta, conocidas como aloe vera (sábila) y maguey, estas se eligieron por
su abundante cobertura, alta resistencia al sol y por sus bajos requerimientos de
agua. Una tercera especie es del tipo arbustiva, llamada Duranta Golden esta fue
seleccionada debido a su fácil crecimiento, a su alta resistencia al sol directo y
mantenimiento menor que el pasto ya que no son necesarias las podas.
Por último se ligio una especie de tipo tropical llamada Iresine, la cual se eligió por
sus bajos requerimientos de agua, su escaso mantenimiento y por qué tiene la
cualidad de reproducirse rápidamente.
La manera en la cual que se llevara a cabo la siembra dentro de los módulos, se
realizara respetando el siguiente orden tal y como lo muestra la tabla 2.9.
Tabla 2.9 Siembra de especies dependiendo del medio de crecimiento.
MODULO MEDIO DE CRECIMIENTO
ESPECIE VEGETAL
A
Tierra negra
Iresine
B
Tierra negra
Duranta Golden
C
Piedra volcánica
Aloe vera (sábila)
D
Piedra volcánica
Maguey y aloe vera (sábila)
E
Mezcla de tierra negra con hidrogel
Iresine
F
Mezcla de tierra negra con hidrogel
Durante Golden
Figura 2.35 Modulo A
Figura 2.36 Modulo B
77
Figura 2.37 Modulo C
Figura 2.39 Modulo F
Figura 2.38 Módulo D
Figura 2.40 Modulo E
2.4 Azotea verde terminada.
Una vez finalizado el proceso de construcción, la instalación de medios de
crecimiento y la siembra de las plantas en la cubierta vegetal, se tendrá la azotea
verde terminada. Ahora se procederá a llevar a cabo una siguiente fase la cual
comprenderá el mantenimiento y el análisis de datos de las especies vegetales
utilizadas.
78
Figura 2.41 Azotea verde terminada.
2.4.1 Programa de riego y mantenimiento.
Se establecerá un programa de riego abundante de tres veces por semana
regularmente después del atardecer o antes de las 10 de la mañana para evitar
pérdidas de agua por evaporación. Durante el procedimiento se controlara tanto el
crecimiento de las especies como su reproducción además se evitara la aparición
de alguna plaga. Para poder llevar acabo el mantenimiento de las especies se
podaran para poder controlar su crecimiento, se regaran para mejorar su calidad
de vida y se adicionaran sustratos o abonos para favorecer su reproducción.
Figura 2.42 Riego de las
plantas durante la mañana
Figura 2.43 Riego de las
plantas durante la tarde.
79
2.4.2 Monitoreo del comportamiento de la cubierta vegetal.
Para realizar el monitoreo de datos fueron utilizados 3 termómetros digitales con
sensor de la marca ACU-RYTE, antes de realizar la lectura de datos es necesario
calibrar los equipos.
Se procederá a tomar los datos correspondientes a humedad relativa y
temperatura, colocando los sensores de los termómetros es cada uno de los
módulos. Este monitoreo se realizara diariamente tomando los datos en un
intervalo de tiempo comprendido entre las 9:00 A.M. y 10:00 P.M. El siguiente
intervalo será entre las 15:00 P.M. y 16:00 P.M.
Figura 2.44 Calibración de los
termómetros
Figura 2.45 Toma de datos.
2.5 Cálculos estadísticos y análisis de la información.
El análisis de resultados del trabajo se hará como base el comparativo entre
medias y el análisis de sus varianzas, entre los datos capturados de las cajas con
las especies analizadas en el ala noreste del edificio B dela Facultad de Ciencias
Químicas. Este tipo de datos se procesaran con estadísticas básicas y se
generarán en Excel gráficos de cajas y alambres para revisar las diferencias que
pudieran existir entre los diferentes módulos monitoreados.
80
CAPÍTULO III.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
Este capítulo trata principalmente del análisis de los resultados obtenidos con las
cubiertas vegetales, en él se dan a conocer los resultados analíticos del
monitoreo, mediante las mediciones de temperaturas y humedades relativas
realizadas en la azotea verde construida en el edificio B de la Facultad de
Ciencias Químicas.
Para el análisis de los datos obtenidos durante el monitoreo se realizaron gráficas
de cajas y alambres que representan el comportamiento de las cubiertas
vegetales de acuerdo a las temperaturas máximas y mínimas registradas a lo
largo de los 45 días de análisis.
Gráfico 3.2 Comparativo de temperaturas máximas en los módulos A, B y C de la
azotea verde.
.
81
Gráfico 3.3 Comparativo de temperaturas máximas en los módulos D, E y F de la
azotea verde.
En el Gráfico 3.2 y el Gráfico 3.3 se realizó un comparativo entre los resultados
de las temperaturas máximas de cada módulo de nuestra azotea arrojando los
siguientes resultados.
Tabla 3.15 Resultado de temperaturas máximas de la azotea verde.
Modulo
A
B
C
D
E
F
Temperatura
Menor
24
23
23
22
22
25
Temperatura Mayor
39
38
38
37
37
38
Temperatura
Promedio
35
35
34
34
34
36
Como podemos observar las cubiertas vegetales correspondientes a los módulos
D y E son las más aptas para instalar en nuestra azotea verde, ya que registraron
una temperatura menor de 22°C y una temperatura mayor de 37°C, teniendo
como mediana 34°C de temperatura, lo que las convierte en las más bajas de
todos los registros de los seis módulos.
82
El módulo D corresponde a la especie de agave, sobre el medio de crecimiento
de tezontle. El modulo E corresponde a la especie Duranta Golden sobre un
medio de crecimiento compuesto por tierra negra e hidrogel.
Gráfico 3.4 Comparativo de temperaturas mínimas en los módulos A, B y C de la
azotea verde.
MODULO D
Gráfico 3.5 Comparativo de temperaturas mínimas en los módulos D, E y F de la
azotea verde.
83
En el Gráfico 3.4 y el Gráfico 3.5 se realizó un comparativo entre los resultados
de las temperaturas mínimas de cada módulo de nuestra azotea arrojando los
siguientes resultados.
Tabla 3.11 Resultado de temperaturas mínimas de la azotea verde.
Modulo
A
B
C
D
E
F
Temperatura
Menor
21
20
20
20
20
21
Temperatura Mayor
32
30
30
39
34
34
Temperatura
Mediana
27
27
27
26
27
27
Como podemos observar en el módulo D se presentó una mediana de
temperatura más bajo, lo que significa que está cubierta vegetal es óptima para
adaptar en una azotea verde, ya que registro una temperatura menor de 20°C y
una temperatura mayor de 39°C, teniendo como mediana 26°C de temperatura,
lo que las convierte en las más bajas te todos los registros de los seis módulos.
El módulo D corresponde a la especie de agave, sobre el medio de crecimiento
de tezontle.
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CONCLUSIONES.
Se concluye de acuerdo a los resultados obtenidos que el uso de algunas
especies de ornato, en combinación con diferentes sustratos, permite una
variación ligera en la temperatura ambiente, siendo las especies de Agave
(Módulo D) y la Duranta Golden (Modulo E) las que mejores resultados dieron en
los promedios registrados durante un periodo de 45 días de estudio (25 de
septiembre al 8 de noviembre del año 2012).
Como resultado del monitoreo y análisis de los resultados se concluye que con la
instalación de azotea verde no se pudo comprobar la hipótesis que menciona que
las especies arbustivas de la zona son mejores absorbentes de la carga térmica
ambiental, debido a que la Duranta Golden y el Agave disminuyeron ligeramente la
temperatura ambiente, esto quiere decir que no solamente las especies arbustivas
disminuyen la temperatura urbana sino que también otros tipos de especies
vegetales.
Así mismo se cumplió el objetivo de comprobar por medio de la implementación de
la cubierta vegetal determinar el efecto de temperatura sobre el techo verde,
dando resultados muy favorables que pueden utilizarse para el control de
temperaturas ambientales en zonas urbanas; también se logró determinar qué tipo
de especies vegetales son las más recomendadas para instalar en una azotea
verde. Además de que los costos de construcción y de mantenimiento dependerán
de los materiales y del tipo de especies a utilizar, en este caso se concluye que la
especie más factible seria la Duranta Golden ya que es una planta de muy bajos
costo, fácil de encontrar en esta región y reduce el gasto por mantenimiento ya
que sus cuidados son mínimos.
Por ultimo podemos decir que las azoteas verdes son una solución a muchos de
los problemas ambientales actuales, ya que gracias a su instalación se puede
observar un aporte a mantener la biodiversidad del ecosistema en las zonas
urbanas, una mejora del entorno que además produce efectos benéficos en la
salud de las personas y su satisfacción personal.
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Finalmente se recomienda realizar un mayor esfuerzo para aumentar la conciencia
de la ciudadanía acerca del tema para fomentar el proceso de implementación de
una política local de techos verdes. También será muy recomendable promueven
un mayor empleo de las azoteas verdes a nivel nacional como internacional ya
que su implementación es un método eficaz en la reducción del impacto
ambiental, capaz de mejorar el microclima al exterior, como al interior de las
edificaciones.
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