Cuando en medio de una calurosa tarde de verano nos refugiamos bajo la sombra de un árbol, encontramos mucha más frescura que en una sombra artificial. Esto sucede gracias a que los árboles no solamente bloquean el sol, sino que tienen otros procesos como la transpiración, en el que liberan, de sus hojas, agua que se evapora y enfría el aire a su alrededor, como si encendiéramos un aire acondicionado.

Lograr que esa mitigación de calor se traslade a lugares como edificios o viviendas es posible a través de las soluciones basadas en la naturaleza (SBN). Las SBN son estrategias para aprovechar la naturaleza con el objetivo de atender problemas sociales y ambientales.

Un ejemplo de SBN son los techos verdes, sistemas de construcción diseñados para plantar vegetación en el techo de un inmueble con el propósito de conseguir beneficios como aislamiento térmico y acústico y protección para el propio techo.

Aunque en países como Alemania y Suiza los techos verdes son sistemas comúnmente utilizados, en México su uso es incipiente, así como también el conocimiento disponible para su diseño e instalación.

En el CICESE, un grupo multidisciplinario investiga el desarrollo e implementación de soluciones basadas en la naturaleza que ayuden a que las casas y edificios en los distintos climas de México se adapten y reduzcan los efectos del cambio climático.

El grupo está dirigido por Rodrigo Méndez Alonzo, investigador del Departamento de Biología de la Conservación, e Ivett Zavala Guillén, investigadora del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones.

Ambos investigadores codirigen a los estudiantes del doctorado en Ciencias de la Vida, Diana López Silva y Eric Sigala Meza, y la estudiante del doctorado en Electrónica y Telecomunicaciones, Brianda Córdova Valadez.

Resultado de su estudio más reciente, el grupo elaboró una guía sintetizada para la instalación de tres tipos de techos verdes: con plantas nativas, con plantas de humedal y huerto urbano. La guía se elaboró como parte de la tesis de doctorado de Diana López.

En el estudio se consideraron variables biológicas como cobertura vegetal, captura de carbono, supervivencia de las plantas, producción de alimentos y preservación de biodiversidad.

Y se midieron variables económicas como costos de materiales de instalación, insumos y agua para riego. También se midió la inversión de tiempo para su manutención.

“Eso nos permite una visión de todas las variables económicas que están involucradas en el mantenimiento de un techo verde, cuánto produce y en cuánto tiempo recuperamos la inversión”, explicó Rodrigo Méndez.

El estudio detrás de la guía

Para desarrollar su estudio, Diana usó seis módulos idénticos que había utilizado previamente para su tesis de maestría. En dos módulos colocó plantas nativas, en otros dos, plantas de humedal, y en los últimos dos, huertos urbanos.

Los módulos de plantas nativas y huerto urbano fueron construidos con un diseño experimental de seis capas que incluyó una losa de concreto, impermeabilizante, drenaje, geotextil, sustrato y plantas.

En los módulos con plantas de humedal se sustituyeron las capas de drenaje y geotextil por una capa de polietileno.

“Si tú tienes bien impermeabilizado el sistema es como un techo normal. El drenaje es una capa de plástico, entonces se desliza el exceso de agua y también es una barrera entre el impermeabilizante y la tierra húmeda”, explicó Diana.

Indicó que para reducir costos utilizaron solamente materiales locales. Primero trabajaron con un sustrato comercial, pero resultó mejor el que elaboró el equipo con tezontle, arena, composta vegetal producida por una empresa local y polvillo de coco.

Los conocimientos que se obtuvieron a partir del estudio fueron publicados en julio de este año en la revista Urban Forestry & Urban Greening con el artículo Maintenance, operational costs, and plant performance in three extensive green roof designs from Northwest Mexico.

“Cómo le hago, cuánto me va a costar, cuánto tiempo voy a tener que invertir, en cuánto tiempo voy a recuperar mi inversión, son dudas muy comunes que tratamos de resolver con la publicación del artículo”, expuso Diana.

La estimación fue que instalar un techo verde en las condiciones especificadas tiene un costo de mil 360 pesos por metro cuadrado para el huerto urbano y mil 980 pesos por metro cuadrado para el jardín de plantas nativas.

Sin embargo, los costos de mantenimiento del primer año, por riego e insumos, para el huerto urbano fueron de 750 pesos y para el jardín de nativas de 190 pesos.

En esta evaluación de costos y beneficios, el estudio arrojó que la producción de alimentos en el huerto tiene un valor anual de aproximadamente mil pesos por metro cuadrado, lo que representaría un ingreso para recuperar la inversión.

Además, el estudio reveló que el costo del sustrato osciló entre 370 y 740 pesos, mientras que la mayor inversión fueron las plantas de vivero, con un costo de aproximadamente mil 200 pesos por metro cuadrado.

“Sin embargo, se pueden reducir costos al usar semillas en lugar de plantas de vivero, con un costo estimado de 300 pesos para las semillas usadas en el huerto urbano durante un año”, apuntó Diana.

El estudio también combate algunas de las ideas erróneas que existen sobre los techos verdes, como que transmiten humedad en las viviendas o que son demasiado pesados para que las soporte un techo estándar.

Fue por eso que el experimento simuló la instalación en techos ligeros, con el propósito de comprobar la viabilidad de que se implementen en casas de interés social sin necesidad de reforzar la estructura.

“El chiste es invertir solamente en el techo verde, que te va a proveer muchísimos beneficios”, enfatizó Diana, y refirió que además del aislamiento térmico y acústico del inmueble hay otros beneficios colectivos como mejorar la calidad del aire.

“A nivel ciudad, disminuye la isla urbana de calor, evita que se presenten altas temperaturas en ciertas regiones de la ciudad”, puntualizó Ivett Zavala.

Con su asesoría, Diana también calculó cuál es el potencial ahorro de energía que tendría un inmueble por el servicio de climatización que se obtiene al implementar un sistema de techo verde.

“La reducción del costo en consumo energético por climatización, tanto calefacción como enfriamiento, se reduce a la mitad con un techo de jardín de nativas y un cuarto del total con un techo diseñado como estanque, entonces el potencial de ahorro energético es muchísimo. Además de que este ahorro nos permite recuperar el dinero invertido en instalar y mantener los techos verdes”, reveló Diana.

Aclaró que la publicación de la guía solamente contempla la recuperación de la inversión inicial del techo verde por medio de la producción de alimentos del huerto urbano, cuya estimación fue de cinco años.

Sin embargo, en una siguiente publicación se integrarán los datos de ahorro energético, con lo que se reducirá el tiempo estimado para el retorno de la inversión.

Techos verdes para Mexicali

Después de los resultados del proyecto de tesis de Diana López, el equipo se preguntó cómo podrían ayudar los techos verdes en una ciudad como Mexicali, que en temporada de verano puede alcanzar hasta 50 grados.

Ahora como parte de la tesis de doctorado de Eric Sigala Meza, estudiante del posgrado en Ciencias de la Vida, fueron instalados módulos experimentales para evaluar los techos verdes en el segundo piso de un edificio de Mexicali que alberga oficinas.

“El techo donde está llega a alcanzar temperaturas de hasta 70 grados, casi 80, sin plantas”, advirtió Ivett Zavala; agregó que como parte del proyecto se medirá la transferencia de energía al interior del inmueble.

Aunque Eric inició su proyecto teniendo como punto de partida la investigación de Diana, reconoce que por tratarse de una ciudad que tiene un clima muy distinto al que hay en Ensenada, deberá indagar en algunos aspectos básicos como definir qué plantas utilizar.

“Si se ponen las plantas que se pusieron en Ensenada estarían muertas muy rápido en Mexicali”, comentó Eric, y dijo que para su experimento está utilizando la planta Encelia farinosa, conocida como incienso.

Gracias a que en el estudio de Diana se dieron cuenta de que usar arena como sustrato aumenta el peso del sistema considerablemente, esta vez optaron por utilizar perlita, que es un material más ligero.

También hicieron los ajustes para tener un riego automatizado que permita reducir el tiempo dedicado a labores de mantenimiento. Todos estos cambios son parte de la exploración para conocer qué funciona y qué no en condiciones climáticas distintas.

El proyecto de Eric también contempla observar las contribuciones de los techos verdes para reducir la temperatura en una isla de calor, así como la modelación en software para proyectar cómo cambiaría el clima de una zona con la instalación de 10 mil metros cuadrados de techos verdes.

Muros verdes

Otro de los proyectos del grupo de investigación se desarrolla a través de la tesis de Brianda Córdova, estudiante del posgrado en Electrónica y Telecomunicaciones, con el cual experimentarán en Ensenada con muros verdes.

Brianda explicó que actualmente están en el proceso de diseño del sistema y la selección de la vegetación, pero será una variación de los proyectos de Diana y Eric porque el sistema ya no estará en el techo del inmueble sino montado como fachada en una de sus paredes.

“Vamos a tener un espacio de aire entre el muro de la casa y la fachada verde que sirva de colchón para que haya una menor transferencia de calor, entonces también va a servir como aislante, va a estar la parte del sombreado de la vegetación y esta parte del aire que va a estar ventilado”, detalló Brianda, quien aclaró que su proyecto está en una fase inicial.

Investigadores y estudiantes del grupo coincidieron en que, aunque están integrando lineamientos generales para el diseño e instalación de techos y muros verdes, las variaciones en el clima de cada lugar hacen necesario que los sistemas se analicen y ajusten a cada caso en particular.

Sin embargo, ante la escasez de investigación en el tema, los proyectos del grupo representan un avance significativo para combatir los prejuicios en torno a los techos verdes y promover sus beneficios.

“Los servicios ambientales y el ahorro energético son ventajas importantes para promover los techos verdes a nivel de política pública y convencer a las autoridades de que fomenten este tipo de infraestructura”, concluyó Ivett Zavala.

Palabras clave: muros, techos, verdes, SBN, guía, CICESE