Reflection

Una inspiración que fue tomando cuerpo

Transitar el camino de la justicia ecológica exige la disposición del corazón, del intelecto, de la voluntad personal y colectiva para hacer realidad el anhelo de un mundo más compasivo con la naturaleza y con el hombre. Esa disposición que, a veces, nace de la curiosidad intelectual, otras veces de la sensibilidad humana ante la vulnerabilidad, y otras tantas de la experiencia profunda de la fé, es la que ha puesto en peregrinaje a un grupo de docentes, investigadores, egresados y estudiantes de la Universidad Católica de Córdoba.

En ese camino han sabido abrir el oído “al clamor de la tierra” y han tejido alianzas con diversas instituciones para ofrecer una respuesta posible al problema del consumo energético de las ciudades. En esa búsqueda, hombres y mujeres comprometidos han trabajado durante un largo tiempo en el diseño e instalación de un techo biosolar que fue emplazado en las dependencias de una escuela agrotécnica de la Ciudad de Alta Gracia, en Córdoba, Argentina.

Para las Universidades investigar hace parte del ADN y supone siempre un peregrinar en busca de algo nuevo: una idea, un concepto, un modo alternativo de explicar o comprender fenómenos. Pero investigar en una Universidad jesuita implica, además, desafíos mayores por cuanto la pregunta “para quienes” y “para qué” investigo se convierten en el telosal que deben ordenarse la producción del conocimiento, el discernimiento sobre los temas prioritarios, las decisiones en torno a la aplicación práctica de esos saberes. En ese telosemerge con fuerza, siempre, un rostro humano, concreto e histórico y una llamada o misión, que la Compañía de Jesús ha venido en llamar “apostolado intelectual”. La investigación, como expresión posible del apostolado intelectual, se torna sensible a las exigencias de la justicia, es decir de transformación social que requiere el mundo actual.

Los Techos Biosolares son el fruto de ese apostolado intelectual de un nutrido equipo de profesionales que supo poner en el centro a las personas y la aspiración por la justicia. Un sueño que tomó forma en el Laboratorio de Recursos Genéticos y Sustentabilidad Bioclimática de la UCC, y encontró apoyo en los profesionales del Centro Tecnológico de Arteaga que pertenece a la Cámara de Industriales Metalúrgicos y Componentes de Córdoba, y en el Estudio de Diseño Dovis&Federico.

Peregrinar juntos

Esta solución tecnológica tuvo una primera etapa de desarrollo en el año 2021, con apoyo financiero de Fondos de Competitividad de la Ciudad de Córdoba, “ADEC Córdoba”. Inicialmente se trató del proceso de diseño de un dispositivo para la integración de tecnologías: techos verdes y colectores solares cuyo objetivo fuese disminuir la demanda energética y promover el uso de energías limpias en ciudades de zonas semiáridas.

Lograda esta primera etapa, durante el 2022 los profesionales se dieron a la ardua tarea de dotar la idea de materialidad real, es decir, construirla. Finalmente, en 2023, se hizo necesario lograr la instalación del techo biosolar a escala real (40 m2 de techo verde con 10 paneles fotovoltaicos integrados) para probar su efectividad y realizar las pruebas del adecuado funcionamiento del sistema.

Así fue como, a través de la línea de financiamiento Proyecto Federales de Innovación del Consejo Federal de Ciencia y Tecnología (COFECYT) del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Nación Argentina, en coordinación y asistido en la Provincia de Córdoba, por la Secretaría de Ciencia y Tecnología, se ejecutó la instalación del nuevo desarrollo en el Colegio “Instituto Agrotécnico Padre Domingo Viera”, en la villa Alta Gracia. El día de la inauguración, el Rector de la Universidad Católica, Padre Andrés Aguerre sj, puso en relieve la generosidad de la comunidad educativa quienes dispusieron el espacio para concretar el desarrollo; y destacó con lucidez el trabajo en conjunto, la vocación de servicio de las y los investigadores, y el entusiasmo por generar “cosas nuevas” para el cuidado de la Casa Común.

La escuela Instituto Agrotécnico Padre Domingo Viera está ubicada en la ciudad de Alta Gracia, Córdoba, Argentina. Tiene una larga trayectoria en la formación de profesionales en el campo agrotécnico y nació en el seno de la Fundación Effetá que congrega a un gran número de laicos creyentes que participan activamente de la vida comunitaria de la parroquia Fátima de Alta Gracia. Es una organización sin fines de lucro creada formalmente en el año 2005 como respuesta humana y de fe ante las secuelas sociales y económicas que dejó la crisis del año 2001 en el país. Por aquellos años, el incremento exponencial de la pobreza inspiró a estas personas a acompañar solidariamente a las familias más golpeadas por la desocupación y el desempleo ofreciendo oportunidades de desarrollo especialmente para los niños y los jóvenes. Así nació el Instituto Agrotécnico. Un sueño compartido inspirado por la esperanza de que es posible transformar la realidad cuando, al decir del Papa Francisco, “cabeza, corazón, manos y alma” se reconocen como cuerpo. En la actualidad, cuenta aproximadamente con252 docentes y alumnos en el nivel secundario.

Para la escuela, la instalación de los techos biosolares significa no sólo una mejora sustancial en términos edilicios y de hacer más eficiente el consumo de energía, lo que sin dudas reporta un beneficio directo para los estudiantes, docentes y personal de gestión, sino, ante todo, un gesto de confianza y apoyo a una propuesta educativa que apuesta por formar a los jóvenes desde una visión ecológica integral. Silvia Molina, directora de la Escuela, se expresó así el día de la inauguración del techo: “estamos muy agradecidos como escuela, es un privilegio ser beneficiarios de este proyecto de innovación tecnológica que aporta a la calidad educativa de la escuela, generando lazos y vínculos de trabajo conjunto y articulado con la Universidad y el Conicet”.

El equipo que desarrolló esta nueva tecnología ha previsto desarrollar un conjunto de talleres formativos para que estudiantes y docentes puedan adquirir los conocimientos y competencias vinculados al funcionamiento, construcción, instalación y mantenimiento de estos dispositivos.

La creatividad y el talento personal puesto al servicio

Los techos biosolares son un sistema modular integrado de techos verdes y paneles fotovoltaicos.Bien podría decirse queconstituyen el efecto de una sinergia positiva que puso en diálogo innovador dos soluciones de tipo ambiental ya existentes.

En términos técnicos este tipo de propuestas se denominan soluciones basadas en la naturaleza. Con ello se quiere señalar que la inspiración que las alienta está dada por la conciencia clara de que el cuidado del ecosistema natural es esencial para garantizar el bienestar humano y el equilibrio de la vida. Proteger, restaurar y gestionar de manera sostenible estos ecosistemas aumenta nuestra resiliencia y capacidad para abordar los desafíos sociales. También se espera que sean soluciones rentables, pero deben serlo en la medida en que brindan beneficios ambientales y sociales concretos. En el contexto de las ciudades, las soluciones basadas en la naturaleza son las realizadas a través de intervenciones sistémicas, adaptadas localmente y eficientes en el uso de recursos (Pillath & Soini, 2022).

El marco conceptual de la Plataforma Intergubernamental sobre la Biodiversidad y los Servicios Ecosistémicos (IPBES) identifica tres elementos inclusivos en la interacción entre las sociedades humanas y el mundo no humano, entre otros: la naturaleza, los beneficios de la naturaleza para las personas y una buena calidad de vida. Desde este marco, los aportes de la naturaleza a las personas se definen como todas las contribuciones positivas o beneficios, y ocasionalmente contribuciones negativas, pérdidas o perjuicios que las personas obtienen de la naturaleza (Pascual et al, 2017). Esta idea es similar al de servicios eco-sistémicos (The Economics of Ecosystems and Biodiversity, TEEB 2010), pero incorpora aristas asociadas a otras visiones del mundo sobre las relaciones humano-naturaleza y los sistemas de conocimiento, como por ejemplo la idea de “regalos de la naturaleza” propio de algunas culturas indígenas. En tal sentido, ese marco conceptual dialoga armónicamente con los presupuestos de la ecología integral explicitados en Laudato Si.

Las dos tecnologías combinadas en los techos biosolares son en sí mismas, también, soluciones basadas en la naturaleza. Las cubiertas vegetales o techos verdes se desarrollaron, principalmente, como estrategia para abordar la sustentabilidad de los sistemas constructivos urbanos. Mientras que, los paneles fotovoltaicos emergen como una alternativa sostenible y limpia a la generación de energía derivada de los hidrocarburos.

El encuentro y el diálogo entre tecnologías como fuente de “novedad”

Las cubiertas vegetadas o techos verdes son sistemas integrados que requieren plantas creciendo en un medio específico (sustrato) que contiene una serie de membranas impermeabilizantes y anti-raíz (Suárez et al, 2019). Se clasifican en extensivos, semi-extensivos e intensivos, basados en la profundidad de sustrato y el mantenimiento posterior esperado (Sutton, 2015). Entre sus principales ventajas está el hecho de mejorar el desempeño térmico de los edificios, actuando a nivel de la loza (techo) y del aire en el espacio interior, reduciendo la temperatura máxima superficial de la loza.

La eficacia de los techos verdes para reducir la demanda energética de los edificios depende de factores como el aislamiento térmico de las cubiertas, el espesor y la conductividad térmica del sustrato, el contenido de humedad volumétrica del sustrato, etc. (Liu, 2014; He, 2017). Otro de los beneficios que ofrece, es la de retener aguas pluviales (detención y retención de escorrentía) (Rodríguez Arbelo, 2017), especialmente si se tiene en cuenta la vegetación como una parte integral de los sistemas de drenajes sostenibles (SuDS).

Por su parte, los colectores solares/paneles fotovoltaicos (PS) son fuente de energía renovable con baja emisión de CO2 (Myhrvold y Caldeira, 2012). Constituyen una estrategia tecnológica cuyo objetivo es reducir la demanda de energía de los edificios, a través de un uso pasivo y activo de la energía solar, por un lado, y la disminución de las pérdidas, por el otro.

El desarrollo urbano y la industria de la construcción representan más de un tercio del consumo de energía de las ciudades y son capaces de producir la misma proporción de CO2 (Chagolla Aranda, 2017). En las próximas décadas, debido a las amenazas y las consecuencias del cambio climático y escasez de recursos, las naciones industrializadas tendrán que hacer esfuerzos sustanciales para utilizar energía de forma más eficiente y transformar la matriz energética.

Como propuesta evolutiva, los techos biosolares permiten lograr un doble impacto. Por un lado, conformar una estrategia de reducción de los efectos de antropización del entorno y, por otro, la valorización de la calidad energética y ambiental, lo que redunda en un uso racional de los recursos de la región (Flores Asin et al, 2015). Las características de las cubiertas verdes y la selección de las especies a plantar dependen del techo, el tipo de edificación, el uso del edificio y el clima donde se encuentra (Williams et al., 2010). En la selección de la vegetación tiene mucha importancia la consideración sobre la tolerancia a lasequía, a altas temperaturas y la habilidad para aprovechar sustratos con períodos de saturación-escasez prolongada (Simmons, 2015).

El uso de especies nativas para techos verdes se justifica a través de una sumatoria de razones: estéticas, porque se mezclan con el paisaje natural; de adaptación, dado que requieren menor mantenimiento; de hábitat, porque operan como ambiente familiar para la fauna nativa y sirven para aumentar la biodiversidad; invasividad, porque las plantas nativas son menos propensas a convertirse en invasoras que las plantas no nativas. Los expertos llaman a estos nuevos entornos “hábitats tentativos”. Con esta idea explican la coincidencia que existe entre las características de las comunidades de plantas con las condiciones ambientales del entorno construido que imitan las condiciones en sus hábitats originales.

Algunos autores sostienen que el rendimiento de las plantas en comunidades es, la mayoría de las veces, superior a su rendimiento en aislamiento, lo que provee también mayores servicios ecosistémicos que las comunidades simplificadas (Lundholm, 2016, Cáceres et al 2022, Robbiati et al 2022). En un ecosistema construido, como los Techos Biosolares, las mezclas de plantas pueden fortalecer el rendimiento de los techos verdes (Lundholm, 2015) y mejorar la diversidad de visitantes florales, es decir de insectos polinizadores (Madre et al., 2013).

En los techos bio-solares, la cubierta verde colabora en una mayor producción eléctrica de los paneles fotovoltaicos (Kohler et al., 2007; Chemisana y Lamnatou, 2014); ylos paneles fotovoltaicos protegen a las plantas de la exposición solar constante otorgando sombra y humedad al sustrato, lo que se ve reflejado en un mayor rendimiento en la biomasa (fuente de energía heterogénea) y diversidad de la vegetación. Continúa siendo un desafío mejorar la eficiencia de los paneles fotovoltaicos para convertir la radiación solar en electricidad a medida que su superficie se calienta. Sinembargo, las cubiertas verdes pueden ayudar a reducir la acumulación local de esas partículas (Tan y Sia 2005; Speak et al. 2012). A ello se sumaría el efecto albedo (reflexión) de las plantas, es decir su capacidad de enfriamiento o capacidad para disminuir la incidencia de la radiación solar.Dicho efecto,resulta en una mayor incidencia o impacto de la cantidad promedio de energía que recae sobre la superficie colectora del panel, lo que se denomina irradiancia (Witmer, 2010).

Creatividad, esperanza y servicio: las huellas de la investigación con sentido

Para las universidades de la Compañía de Jesús, la investigación de calidad está llamada a enraizarse en los problemas más urgentes y dolorosos del tiempo actual. De esa fuente que sacude la conciencia y el corazón, emerge la fuerza creativa y revitalizadora capaz de aportar soluciones concretas que transforman la realidad. Cuando el potencial intelectual de nuestras casas de estudio se deja interpelar verdaderamente por el “clamor” de la tierra y de las personas, entonces puede ponerse en movimiento de una manera valerosa y audaz.

El riesgo de la academia ha sido siempre, el “academicismo” que puede, a veces, encerrar la creatividad y la fuerza actuante y transformadora del Espíritu. El academicismo tiene el riesgo de alimentar el aislamiento de las múltiples disciplinas buscando la pureza del método, la especificidad del objeto, la especialidad de la técnica; no pocas veces, también, el aislamiento de las personas y equipos abonando los egos individuales y separando, a la postre, las “buenas ideas” de la “vida concreta”. Pero la Vida es una sola, única, compleja y diversa en su esplendor y despliegue. En ella, todo está conectado, todo tiene su tiempo y su espacio, tiene una razón y una finalidad. El mundo actual, nos demanda una respuesta integral, consciente y sensible a sus problemas; una respuesta dialógica, en el que las ideas, los anhelos y aspiraciones de las personas dancen, armónicamente, con la Naturaleza que las sustenta.

Referencias

Cáceres, N., Robbiati, F. O., Hick, E. C., Suárez, M., Matoff, E., Galetto, L. (2022).Analysis of biodiversity attributes for extensive vegetated roofs in a semiarid region of central Argentina. Ecological Engineering, 178, 106602.https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2022.106602.

Chagolla-Aranda, M.A., Simá, E., Xamán, J., Álvarez, G., Hernández-Pérez, I., Téllez-Velázquez, E. (2017). Effect of irrigation on the experimental thermal performance of a green roof in a semi-warm climate in Mexico. Energy Building, 154, 232–243, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.082.

Chemisana, D., Lamnatou, C. (2014). Photovoltaic-green roofs: an experimental evaluation of system performance.Applied Energy, 119, 246-256.

Flores Asin, E., Martinez, C., Cantón, A., Correa, E. (2015). Impacto de cubiertas vegetadas en el ahorro energético del parque edilicio del área metropolitana de Mendoza (AMM). Jornadas de Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente Vol. 19, pp.05.35-05.43, 2015. Impreso en la Argentina ISSN 2314-1433 - Trabajo seleccionado de Actas ASADES 2015.

Kohler, M., Wiartalla, W., Feige, R. (2007).Interaction Between PV Systems and Extensive Green Roofs. Paper presented at: 5th Annual Greening Rooftops for Sustainable Communities Conference; Minneapolis, USA.

He, Y., Yu, H., Ozaki, A., Dong, N., Zheng, S. (2017). Influence of plant and soil layer on energy balance and thermal performance of green roof system, Energy, 141, 1285–1299, https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.08.064.

Madre, F., Vergnes, A., Machon, N., Clergeau, P., (2013) A comparison of 3 types of green roof as habitats for arthropods. Ecological Engineering, 57, 109–117

Liu, M. M. (2014). Probabilistic prediction of green roof energy performance under parameter uncertainty. Energy, 77, 667-674.

Lundholm, J. (2015). Green roof plant species diversity improves ecosystem multifunctionality. Journal of Applied Ecology, 52, 3, 726-734

Lundholm, J.T. (2016). Coarse-and fine-scale plant species mixtures to optimize green roof ecosystem functioning.En VI International Conference on Landscape and Urban Horticulture1189. p. 189-196.

Myhrvold, N. P., Y Caldeira, K. (2012). Greenhouse gases, climate change and the transition from coal to low-carbon electricity. Environmental Research Letters, 7, 1, 014019.

Pascual, U., Balvanera, P., Díaz, S., Pataki, G., Roth, E., Stenseke, M., ... & Yagi, N. (2017). Valuing nature’s contributions to people: the IPBES approach. Current opinion in environmental sustainability, 26, 7-16.

Robbiati F, Cáceres N, Hick E, Suárez M, Soto S, Barea G, Matoff E, Galetto L, Imhof L (2022) Vegetative and thermal performance of an extensive vegetated roof located in the urban heat island of a semiarid región,Building and Environment, Vol 212,https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.108791.

Rodríguez Arbelo A. 2017 Sistemas urbanos de drenaje sostenible: hacia una gestión integral del ciclo urbano del agua.Trabajo final de grado. ETSAM

Simmons M., 2015. Climates and microclimates: challenges for extensive green roof design in hot climates. In Green Roof Ecosystems (pp. 63-80). Springer, Cham

Speak, A. F., Rothwell, J. J., Lindley, S. J., & Smith, C. L. (2012). Urban particulate pollution reduction by four species of green roof vegetation in a UK city. Atmospheric Environment, 61, 283-293.

Suárez, M., Galetto, L., Cáceres, N., Hick, E., Matoff, E., Imhof, L. (2019). Performance of native plant genotypes (Glandularia-Verbenaceae) on semi-intensive green roofs with low maintenance requirements. City and the Environment (CATE), 12, 2, 1-17. https://digitalcommons.lmu.edu/cate/vol12/iss2/3

Sutton, R. K. (2015). Introduction to green roof ecosystems. In Green roof ecosystems (pp. 1-25). Springer, Cham.

Tan PY, Sia A. 2005. A pilot green roof research project in Singapore. Paper presented at: Third Annual Greening Rooftops for Sustainable Communities Conference; Boston, MA, USA.

TEEB (2010) The Economics of Ecosystems and Biodiversity: Mainstreaming the Economics of Nature: A synthesis of the approach, conclusions and recommendations of TEEB. This synthesis has been prepared by Pavan Sukhdev, Heidi Wittmer, Christoph Schröter-Schlaack, Carsten Nesshöver, Joshua Bishop, Patrick ten Brink, Haripriya Gundimeda, Pushpam Kumar and Ben Simmons. ISBN 978-3-9813410-3-4

Williams, N.S., Rayner, J.P., Raynor, K.J. (2010). Green roofs for a wide brown land: Opportunities and barriers for rooftop greening in Australia. Urban Forestry and Urban Greening, 9(3), 245-251.

Witmer, L. (2010). Quantification of the passive cooling of photovoltaics using a green roof [thesis].University Park (PA): The Pennsylvania State University.