OBRA DEL MES Edificio BIQ
FACHADA VERDE. Cerca de 130 paneles que contienen microalgas producen biomasa, y ésta biogás.
EN HAMBURGO
BIQ: LA CASA DE ALGAS LA IMPLEMENTACIÓN DE FOTOBIORREACTORES EN EL SURESTE Y SUROESTE GENERA ENERGÍA ALTERNATIVA. POR LUCÍA BURBANO / HAMBURGO
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FOTO: CORTESÍA SPLITTERWERK
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n 2020, las viviendas de las naciones que conforman la Unión Europea tendrán, por ley, que producir la misma cantidad de energía que la que consumen, según marca la Estrategia Europa 2020 que contempla el estándar de hogares ‘energía cero’. Para dar cumplimiento a esa disposición se han desplegado diversos proyectos que apuntan a eliminar las emisiones de bióxido de carbono (CO2) y ahorrar hasta 20% de energía. Recientemente dio la vuelta al mundo la noticia de uno de ellos, el edificio de viviendas Intelligent Quotient (BIQ) en Hamburgo, al norte de Alemania, que utiliza un sistema de paneles de microalgas para proveer de biogás al edificio y probar el uso de energías ‘limpias’ alternativas. El edificio de viviendas BIQ es una construcción pasiva de cinco pisos y 15 viviendas, situado en la isla fluvial de Wilhelmsburg, en el sur de Hamburgo. Su gran cualidad es el sistema por medio del que obtiene energía: a través de 129 fotobiorreactores, que son más que paneles de vidrio de 2.5 x 0.7 metros (m) que contienen y cultivan microalgas alimentadas por bióxido de carbono y otros nutrientes. Las algas proceden del cercano río Elba. Este sistema es resultado de una colaboración a tres bandas, entre Strategic Science Consult (SSC), un despacho de bioingeniería que realizó la experimentación con las microalgas; Arup, que diseñó los fotobiorreactores y el sistema de gestión del edificio; y Colt Julio 2013
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Círculo de energía Temperatura alta
Biogas
Combustión
Biomasa
Agua caliente
International, fabricante de la fachada comercializada con el nombre de Solar Leaf. El proceso Los 200 m² de paneles con biorreactores se colocaron en las fachadas sureste y suroeste del edificio para aprovechar la luz solar, y que las algas entren en acción creando fotosíntesis, a fin de transformar CO2 en biomasa, la que se almacena en el centro de gestión dentro del edificio. Posteriormente, la biomasa se extrae para transformarla en biogás, un combustible que se produce a partir de reacciones típicas en la biodegradación de la materia orgánica cuando no hay oxígeno. A ciertos intervalos se introduce aire comprimido en el sistema de tuberías localizadas en los paneles, para que el gas emerja en forma de burbujas; así crea una corriente vertical que genera la absorción de CO2 y luz por parte de las algas, y asegura su reproducción. El sistema requiere un mantenimiento mínimo, ya que “el sistema está absolutamente automatizado”, explica el doctor Martin Kerner de SCC. Los paneles son de un vidrio tipo monolítico obtenido a través de un tratamiento térmico, que consiste en calentar 164
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Calefacción SEGUNDA PIEL. Con paneles movibles también funciona como aislamiento térmico. Registra variación en su color según la intensidad solar.
Bombas de aire
el vidrio a una temperatura inferior a la de su reblandecimiento, para luego enfriarlo bruscamente mediante chorros de aire frío. El tratamiento de templado confiere al vidrio una mayor resistencia a las tensiones mecánicas y a las tensiones de origen térmico, sin alterar las propiedades espectrofotométricas del producto base. El marco que rodea el vidrio es de aluminio. Según explica Dirk Osterkamp, vocero de la empresa Colt International, la presión ejercida por el aire comprimido que se aplica a los paneles para activar la absorción de CO2 fue el mayor reto que tuvieron que solucionar. “Asegurar el ajuste de los paneles ante la presión que ejerce el agua en cojunto con el circuito cerrado que compone estas conexiones fue de los mayores desafíos”. En este circuito se combinan 32 elementos que se conectan en el centro de gestión de energía que controla todos los sistemas que operan la fachada biorreactiva. El centro de gestión incluye el control de densidad de las microalgas y la temperatura que se obtiene de la fachada, que en promedio es de alrededor de 40ºC. Esta temperatura puede usarse directamente para calentar agua o almacenarse en sondas geotérmicas. www.obrasweb.mx
Temperatura media
En el centro de gestión también se extrae el calor a través de un intercambiador, para usarse directamente en el edificio o almacenarse. De forma periódica se recolectará y acumulará biomasa en tanques para que una compañía local la transporte a una planta de energía donde será fermentada. Este proceso produce gas metano, que después genera electricidad neutral en carbono. Las microalgas se separan del medio de cultivo, lo que resulta en una suspensión espesa de biomasa de algas. El cultivo se alimenta de nuevo en el circuito y en los flujos de biomasa. En el centro de gestión también se maneja la orientación de la fachada, que se puede modificar siguiendo la trayectoria del sol para controlar la cantidad de biomasa producida y crear sombra en verano si es necesario. La entrada mayor o menor de luz juega un papel importante en la estética de www.obrasweb.mx
Sensores geotérmicos
la fachada, ya que crea un juego de color y opacidad. Cuanto más sol, más se incrementa la reproducción de algas y más intenso y oscuro es el color verde; a menor luz, ocurre todo lo contrario. Mientras que el movimiento y la presión de las burbujas forman esferas que recuerdan a las irregulares formas de las lámparas de lava que también crean determinado efecto visual. Así, los paneles fotobiorreactores cumplen con otras funciones además de la generación de biogás. Captan y acumulan energía solar térmica que no ha sido absorbida por las algas, controlan luz y sombras y, como si de una segunda piel se tratara, aíslan térmica y acústicamente al edificio de las viviendas. A replicar El sistema puede aplicarse a cualquier edificio cuyas fachadas igualen o superen 200 m2, explica el doctor Martin Kerner. “Investigamos microalgas en nuestra planta de Reitbrook, Hamburgo, desde 2008”.
Algas Virtuosas
FOTO: CORTESÍA SPLITTERWERK / JOHANNES ARLT
FOTOS: CORTESÍA SPLITTERWERK
Biorreactor
Las microalgas son mucho más eficientes en la conversión de luz a biomasa. A diferencia de las plantas comunes, éstas se dividen dos veces al día, incrementando por cuatro su biomasa, que contiene de 23 a 27 kJ de energía por gramo una vez secas. En los 200 m2 que ocupan los paneles se generarán unos 15 g de energía por m2 al día, lo que representa una energía neta de cerca de 4,500 KWh al año. Una familia de cuatro integrantes utiliza 4,000 KWh al año, por lo que el suministro estaría garantizado. FUENTE: STRATEGIC SCIENCE CONSULT
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Entrada principal
2 habitaciones
Garage
19.60 m
Terraza Deptos de 67.8 m2 y 88 m2
PLANO: CORTESÍA SPLITTERWERK
Centro de tecnología y gestión
3 habitaciones Terraza
Am Inselpark 11 Wilhelmsburg, Hamburgo 22109
21.85 m
Martin Kerner agrega que, durante el último lustro, en la planta piloto han colaborado con diferentes universidades. A pesar de ello, para lograr la replica de este proyecto aún tendrán que transcurrir 24 meses para extraer conclusiones sobre la viabilidad de este sistema. Para conseguirlo, Arup se encarga de liderar un consorcio que monitoreará y optimizará el desempeño del sistema. Sólo hasta tener los resultados de ese trabajo será cuando se pueda hacer una estimación de cuánto cuesta mantener la fachada, pues hasta hoy ninguna de las fuentes consultadas lo sabe con certeza. Jan Wurm, líder de investigación de Arup Europa, reconoce que aún faltan varios pasos para la plena integración del fotobiorreactor en la arquitectura cotidiana. Pero habla de las cualidades que deben tener los edificios que aspiren a éste. “Este sistema será aún más eficiente en edificios que produzcan CO2 de manera constante, y que requieran una gran cantidad de energía.
PLANO DE PLANTA BAJA. En el plano se observa la posición de los paneles, así como la disposición de dos de los 15 departamentos, y el Centro de gestión.
FOTO: CORTESÍA SPLITTERWERK
Moldear el futuro
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El proyecto del edificio BIQ es parte de la Exposición Internacional de la Construcción (IBA por sus siglas en alemán), un evento que se realiza desde el 23 de marzo y que concluirá el 3 de noviembre de 2013, en Hamburgo. La exhibición busca ser un laboratorio para el desarrollo urbano sostenible, a través de 60 proyectos que proponen formas de coexistencia social y cultural, y replantean la economía de las ciudades. Para la realización de la exposición, Hamburgo cedió 35 km2 de la isla de Wilhelmsburg, la mayor isla fluvial de Europa y uno de los paisajes acuáticos más dinámicos de Alemania y del puerto de Harburg. Con un presupuesto de 450 mdd, la exposición está conformada por viviendas, oficinas, comercios y hoteles, en convivencia con los elementos naturales que se encuentran en la isla del río Elba. El objetivo de este evento es proponer soluciones a los contrastes que ofrece el territorio: ciudad y puerto, tranquilidad y ruido, naturaleza y centros de transporte. Esto con el fin de mejorar
la calidad de vida de sus 55,000 residentes, para después extrapolarlo a nivel global. El edificio BIQ fue resultado de la convocatoria que en 2009 se hizo a arquitectos, ingenieros y diseñadores para que presentaran propuestas bajo las premisas anteriores. Jens-Phillip Petersen, de IBA, recuerda: “Un equipo formado por los arquitectos austríacos Splitterwerk y un consorcio compuesto por la firma Strategic Science Consult (SCC), Arup y Colt International ganó uno de los premios dentro de la categoría de Smart Material Houses”. El éxito del proyecto se debió a un sistema —el panel biorreactor compuesto por microalgas del río Elba— que además de inteligente, se comporta de forma dinámica, a diferencia de los estáticos materiales tradicionales. Jan Wurn, de la firma Arup, explica que lo más interesante de este proyecto es que “hemos posibilitado un sistema de arquitectura dinámica que tiene el potencial de crear un nuevo lenguaje que empuje las barreras del diseño de fachadas”.
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FOTO: CORTESÍA SPLITTERWERK / BERNADETTE GRIMMENSTEIN
Una disposición libre y aleatoria es cualidad de su distribución interior.
COSTOS PROMEDIO. El precio de la renta es de 16.50 dólares por m2, acorde al costo de la zona. Al menos cuatro viviendas ya se habitan.
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“Varios ejemplos podrían ser hoteles, edificios recreacionales o laboratorios que no tienen que ser de nueva construcción, ya que el sistema puede implementarse en edificios ya construidos.” Para Cornelius Schneider, ingeniero y experto en materiales de Arup Berlín, trabajar y coordinar tantos equipos externos e internos durante el periodo que duró el proyecto fue uno de los retos. “El hecho de ser capaces de cumplir los plazos demuestra que cumplimos este objetivo para conseguir algo excelente en términos de innovación”. Jan Wurm expresa: “La cooperación entre las partes y los diseñadores fue fundamental, ya que esta tecnología depende de la unión de diferentes talentos en los campos de diseño medioambiental, fachadas, materiales, simulación e ingeniería, entre otros”.
Financiamiento De acuerdo con Arup, encargado del diseño de la fachada instalada en el BIQ y de los sistemas de hardware, esto tiene un costo de entre 2,400 y 3,300 dólares por m2, dependiendo del tamaño de la instalación. El costo total del proyecto fue de alrededor de 4.5 millones de dólares, obtenidos de fuentes diversas. IBA financió 15% del total debido al carácter excepcional de la fachada. El gobierno federal alemán, a través de su programa Zukunft Bau para la investigación y desarrollo de la arquitectura sostenible, aportó alrededor de 6,600 mdd. El resto de la inversión provino de la inmobiliaria Otto Wulff -constructora y propietaria de las viviendas-, y de SCC. Petersen, de IBA, precisa que parte de la aportación de la consultora de bioingeniería fue en calidad de mano de obra.
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FOTO: CORTESÍA SPLITTERWERK
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Portaplanos
CLOROFILA. Aunque sólo dos caras del edificio tienen paneles biorreactores, el resto de las fachadas fueron pintadas con un verde clorofila para darle unidad.
SPLITTERWERK Es una firma de arquitectura austríaca multidisciplinar con más de 20 años de experiencia. Se autodefine como “un grupo no permanente cuyos conceptos creativos beben de fuentes como la pintura, la instalación y los nuevos medios que buscan expresar un lenguaje propio sin etiquetas”. Especializados en superficies, recubrimientos y relieves, su trabajo se centra tanto en la faceta estética como en la reevaluación de la función de las superficies en las artes visuales. Sus instalaciones se han expuesto en las Bienales de Venecia y Sao Paulo, y en la Documenta de Kassel. Ficha técnica UBICACIÓN CLIENTE E INVERSIONISTA
En el caso de la inmobiliaria alemana, el edificio de viviendas BIQ se vuelve el segundo proyecto con el que participa en la Exposicion Internacional de la Construcción, después de haberlo hecho con una casa de energía híbrida. Según explica Niklas Sommer, de Otto Wulff, su empresa se alinea con la construcción sostenible, avanzada y tecnológica que se promulga desde IBA. “Otto Wulff apoya las iniciativas que buscan fuentes de energía alternativas, y como inmobiliaria local, vimos esta oportunidad (la de BIQ) como una inversión hacia nuevos valores y estándares de construcción”, expresa. Departamentos a la medida A pesar de que la fachada fotobiorreactiva es la estrella del BIQ, el diseño de la casa surge como un diálogo con su elemento estrella, sobre todo en cuanto al color. Los lados opuestos a la fachada se pintaron de un verde clorofila que parece responder al color creado por las algas. De forma cúbica, lo más destacable del diseño a cargo de la firma austríaca Splitterwerk, ocurre en su interior. Dos de los 15 departamentos ofrecen una disposición totalmente innovadora. 170
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Las diferentes habitaciones no están organizadas de manera tradicional, sino que todo se concentra en una zona neutra. Y tan sólo se dispuso de una serie de cajas que puede usarse como cama, armario o escritorio. Para la firma de arquitectos, la disposición libre y aleatoria se plantea como “un experimento entre las personas y su entorno privado para reflexionar sobre cómo nos comportamos con los elementos que forman nuestro entorno”. Niklas Sommer, de la inmobiliaria Otto Wulff, explica que ambos departamentos representan un nuevo concepto en cuanto a la distribución de una vivienda del siglo XXI. “La flexibilidad de los interiores permite a sus ocupantes adaptar el espacio a sus necesidades. No se han diseñado con un estereotipo en mente, sino para personas de pensamiento moderno en cuanto al diseño de interiores que se aventuran a probar algo nuevo”, comenta. Desde que se completó el edificio en primavera, cuatro de las quince viviendas de entre 50 m2 y 120 m2 ya fueron alquiladas. La renta es de alrededor de 16.50 dolares por m2, lo que se ajusta al costo de alquiler promedio en Hamburgo.
CO INVERSOR
CONCEPTO
ARQUITECTOS
INGENIEROS ÁREA TOTAL COSTO APROXIMADO INICIO DE OBRAS FIN DE OBRAS
Hamburgo, Alemania KOS Wulff Immobilien GmbH SSC Strategic Science Consult GmbH SPLITTERWERK, Label for Fine Arts and Engineering, Graz; Arup GmbH, Berlín; B+G Ingenieure Bollinger und Grohmann GmbH, Frankfurt; Immosolar GmbH, Hamburg SPLITTERWERK: Mark Blaschitz, Edith Hemmrich, Max Juengling, Josef Roschitz, Ingrid Somitsch Arup GmbH, Berlín 1,600 m2 4.5 millones de dólares diciembre 2011 marzo 2013
FUENTE: ARUP
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