8.8.2017

Escuela Secundaria Nº39

En este trabajo se presenta el proyecto y la construcción de una escuela realizada en la Villa de Antofagasta de la Sierra, localidad ubicada en la puna de la provincia de Catamarca, de clima árido andino puneño, con grandes amplitudes térmicas y altos niveles de irradiación solar.

El objetivo de este proyecto es utilizar estrategias de diseño bioclimático, técnicas constructivas apropiadas y generación de energía solar-térmica, para contribuir a la sustentabilidad local, respondiendo a una visión integral y ambientalista. Se logra construir una escuela que contempla la tradición cultural, la utilización de los recursos locales, el máximo aprovechamiento del clima y la adecuación bioclimática. De esta manera, además se minimiza el impacto ambiental, se reducen costos de ejecución y se revalorizan técnicas tradicionales de construcción.

Contexto
El Proyecto se emplaza en la Villa de Antofagasta de la Sierra, situada en la Puna catamarqueña, (latitud: -26°06’, longitud: 67°41’) a 3440 m.s.n.m. y a 582 km. de San Fernando del Valle de Catamarca.

Condicionantes del sitio:
• No hay redes de gas natural, solo gas envasado en garrafas, la energía eléctrica la proporciona una usina, de 6 a 11 de la noche y no hay leña buena en la zona.
• El poblado se levanta en una depresión del terreno, rodeada por paredones de piedra de hasta 100 m de altura, producto de la presencia de dos ríos, el río Punilla y su tributario el río Las Pitas.
• El modelo de configuración urbana es de tipo irregular, con diferentes formaciones montañosas, llamadas farallones, que determinan la ubicación discontinua de la población y la cobijan de los fuertes vientos.

El terreno destinado a la construcción de la escuela, se encuentra al pie de un importante marco natural y paisajístico (Farallón), hito significativo con el que cuenta el lugar.

Materia
Las pautas generales del diseño contemplaron las siguientes premisas:
• Maximizar el uso de la energía solar foto-térmica y de los recursos de diseño para recuperar las condiciones de confort higrotérmico en la estación más rigurosa.
• Utilizar tecnología constructiva donde esté presente la tierra como material, pero estimulando nuevos aprendizajes de una forma innovadora como lo es el Bloque de Tierra Comprimida BTC.
• Acompañar la morfología del paisaje en un juego de figura y fondo, respetando y adaptándose a la imagen arquitectónica de la Villa.
• Reducir el costo de la construcción evitando gastos excesivos en traslado de materiales, mantenimiento y acondicionamiento térmico.

Descripción de la envolvente:
• Como tecnología constructiva propusimos el uso de bloques de mampostería de tierra estabilizada y comprimida.
• Los muros exteriores tienen un espesor de 45 cm en total, están compuestos por doble mampostería de bloques de suelo cemento comprimido de 18x29x10 cm., con aislación de poliestireno expandido. Se construyó por encima de un sobre-cimiento de mampostería de piedra de la región, que evita el contacto de la mampostería de suelo-cemento con la humedad del suelo natural previniendo su deterioro.
• La carpintería, es de aluminio por su alta hermeticidad y mínimo mantenimiento.
• Los accesos principales incluyen puertas trampa a fin de limitar las pérdidas de calor por el continuo ingreso y egreso de personas.
• La envolvente superior está compuesta por un cielorraso de madera, aislación hidrófuga y térmica y una mezcla de suelo-cemento. La terminación se ejecutó con membrana líquida color terracota. Este elemento innovador se utilizó para mejorar la resistencia a la erosión eólica y pluvial.

Sistemas pasivos de climatización:
• Ganancia directa: a través de ventanas orientadas al Norte y al Este. El área colectora se dimensiona en relación a un 20 % de superficie útil del local a acondicionar.
• Invernadero: recinto vidriado. El sol atraviesa los vidrios y calienta pisos y paredes interiores. La energía irradiada por estos se conserva en el ambiente.
• Muro acumulador o trombe sector dormitorios albergue. Es una pared de superficie negra, orientada al norte, cubierta del lado exterior con vidrio, generando una cámara, con ventanillas regulables inferiores y superiores, que permiten la termocirculación del aire atrapado.

Sistemas solares activos
Solo se proponen para los servicios de electricidad y agua caliente en el albergue.
• Calefones Solares: El agua caliente será suministrada por colectores solares tipo planos, orientados al norte para la mejor captación en invierno, con dos tanques de almacenamiento conectados serie, que posibilitan una reserva de agua caliente, para regular el consumo en casos de dificultad de captación solar. Se emplea el sistema de circulación por termosifón, donde el tanque acumulador se ubicará por encima del colector.
• Paneles fotovoltaicos: Se colocaron 4 módulos fotovoltaicos, policristalinos de alto rendimiento, potencia nominal 80 W, con baterías.

Sistema
• El partido adoptado consigue el máximo aprovechamiento del terreno, ya que el edificio toma la forma de claustro, para protección de los vientos predominantes.
• Los volúmenes y espacios resultan de conjugar, las directrices de las líneas que limitan al terreno.
• En planta se propone un partido funcional simple, resuelto en U, lo que permite además de zonificar actividades, la definición de un espacio central exterior delimitado en tres de sus lados por el edificio y en este caso en particular por el farallón que actúa como una cuarta pared protegiéndolo de los fuertes vientos del oeste, conformando virtualmente el cierre del claustro, otorgando a la vez valor agregado, redefiniendo la relación recíproca entre el hombre y la naturaleza, ya que aparece magníficamente como telón fondo.
• El eje de circulación en U, articula y vincula los espacios de uso claramente definidos.
• La independencia de uso en sectores y espacios escolares permite un sentido de uso más amplio y brindar un servicio a la comunidad (caso de SUM y Biblioteca).
• Se localiza el ingreso principal como remate de la calle. Además cuenta con dos ingresos secundarios independientes, para servicio y para albergue manteniendo así su autonomía.
• La resolución de las envolventes para cada fachada, responde a su orientación.
• El tamaño y la disposición de las aberturas, mayor captación solar al Norte y reducción de la disipación del calor al Sur, envolventes cerradas al Oeste para protección del viento.
• Similar criterio se utilizó en la definición de las circulaciones; más macizas al sur para aislarla y permeables al norte para permitir el ingreso del sol.
• En cuanto al sistema constructivo adoptado, podemos concluir que utilizando una técnica actualizada como la aplicación del suelo – cemento y proyectos adecuados es posible conseguir construcciones públicas institucionales, de bajo costo con buenas condiciones térmicas, acústicas, larga durabilidad y adaptadas al entorno, debido a que es un material fácil de conseguir y que se puede ahorrar en costos de transporte, mano de obra y procesado.
• No crea polución ni utiliza grandes cantidades de energía durante su fabricación. Las paredes de tierra poseen una buena inercia técnica, siendo esto una condición recomendable de diseño, para climas continentales con grandes amplitudes térmicas, minimizando la necesidad de calefacción o refrigeración.

Vínculos
La Escuela Secundaria N°39, no poseía edificio propio y funcionaba en turno vespertino-nocturno en la Escuela Primaria, situación totalmente inadecuada para una zona climática de condiciones tan adversas. También existía la necesidad de contar con albergue para docentes y alumnos con el fin de alojar a los niños de las escuelas primarias del departamento, ya que es el único establecimiento secundario.

Es importante considerar que las escuelas en la puna, no sólo son un edificio educativo o de instrucción, sino que, son también un punto de reunión popular que debe contemplar actividades que involucren a toda la comunidad.

Como responsables del diseño de la infraestructura escolar de la provincia, además de crear espacios adecuados para el desarrollo de las actividades académicas, es para nosotros, un reto futuro, mantener la difusión del patrimonio, en una permanente actualización ideológica donde prevalezcan los valores humanísticos y el compromiso con un desarrollo que no ponga en peligro nuestra herencia cultural ni los recursos naturales.

La ejecución de la obra se comenzó en septiembre de 2011, financiada por el Programa Nacional Mas Escuelas II préstamo BID 2424, gestionada, proyectada e inspeccionada a través de la Dirección de Infraestructura Escolar del Ministerio de Obras Públicas de la provincia de Catamarca.

Investigación
El proceso metodológico contempló dos fases fundamentales pero íntimamente relacionadas, por un lado el procesamiento de los datos climáticos obtenidos del lugar y por otro de las técnicas constructivas apropiadas que se aplicarían.

Ya que una escuela es de uso intermitente, es muy útil el uso de bioclimogramas pues se evalúa su comportamiento térmico en los meses y horarios que efectivamente hay actividad escolar, además de orientar al proyectista, en cuanto a los recursos de diseño a aplicar.

Givoni (1969) propone un climograma realizado sobre un diagrama psicrométrico donde traza una zona de confort higrotérmico para invierno y verano. Luego propone otras zonas donde es posible alcanzar el confort mediante la incorporación y/o aplicación de estrategias de diseño pasivo.
Es recomendable, conocer los niveles de irradiancia, ya que la altitud, latitud y disposición geográfica del sito de emplazamiento, posibilita la incidencia de una importante radiación solar durante todo el año. Para ello se ha utilizado el programa GEOSOL V.2.0 para Windows (Hernández, 2003) que permite, a través de sus cálculos, estimar valores de irradiación solar y representar la trayectoria del sol en cartas solares.

Se plantearon también como estrategias BIOCLIMÁTICAS de diseño:
• Edificio compacto, ya que las pérdidas de calor están directamente relacionadas con la superficie de su envolvente.
• Distribución de espacios acorde a orientaciones y necesidades de acondicionamiento de cada uno.
• Privilegiar la orientación del albergue.
• El uso de masa térmica para captar, acumular y disipar energía en el momento requerido.
• Una envolvente de baja permeabilidad térmica.
• Protección de la entrada, doble puerta en ingreso escuela y albergue.

Por otro lado se realizó el estudio de la tecnología para el uso de mamposterías de BTC (mampostería de tierra estabilizada y comprimida). En estudios realizados en el Centro Regional de Investigaciones de Arquitectura de Tierra Cruda (CRIATiC) de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo-UNT, se concluyó que “es posible usar componentes constructivos de tierra cruda para la producción de muros con sistemas de mampostería en zonas de riesgo sísmico, con análogos comportamientos estructurales a la de los materiales convencionales.” (Alderete et al, 2006).

Para mejorar las propiedades físicas y mecánicas del BTC como su resistencia a la compresión y a la acción abrasiva del viento, impermeabilidad, durabilidad, puede utilizarse la estabilización granulométrica, que consiste en la mezcla de proporciones de diferentes tierras y la estabilización química, en que se agrega un aditivo químico a la tierra, generalmente aglomerante tipo cemento o cal. (Neves et al, 2011).

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