PRINCIPIOS DE DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO

DE CUBIERTAS VERDESFORO:Manejo sostenible del sistema pluvial: propuestas para el futuro.

Carlos Alfonso Devia Castillocdevia@javeriana.edu.co

ProfesorFacultad de Estudios Ambientales y rurales

Departamento de Ecología y Territorio

Pontificia Universidad Javeriana

proyecto QUEBRADASPUJ - EAAB

junio 3 / 2010

CONTENIDOI. Definiciones básicas y contexto histórico

II. Aspectos tecnológicos de las cubiertas verdes

III.Planteamientos de investigación techos verdes

IV.Fuentes bibliográficas

V. Anexo fotográfico

I. DEFINICIONES BÁSICAS Y BENEFICIOS

I. Definiciones básicas y contexto históricoCorresponde a cubiertas vegetales establecidas sobre la parte superior (techo / terraza) de edificaciones.

Si bien se localizan “horizontalmente” pueden ser inclinadas e incluso verticales.

Francesco Fairello 2000. La arquitectura de los Jardines De la Antigüedad al Siglo XX. Estudios Universitarios de Arquitetura 3. Madrid Ed. Reverté.

Cubiertas verdes / techos verdes / techos eológicos / green roof

I. Definiciones básicas y contexto histórico

I. Definiciones básicas y contexto “nuevo”

http://www.tenchford.com/_images/Hobbitvisit.jpg

I. Definiciones básicas y contexto “nuevo”

El libro del ECOHUMOR Stand Eales. Ediciones SM Ecolección Tierraviva primera edición. Madrid 1.991.

Definiciones básicas• .... cubiertas vegetales establecidas sobre la parte superior (techo / terraza) de

edificaciones.

Sobre / soportado en “él” o / flotando en “él”

Contexto funcional de Techos verdes

Contexto funcional de Techos verdes

COMPARACIÓN ENTRE CUBIERTAS CONVENCIONALES Y CUBIERTAS CON VEGETACIÓN

Objetivos/ beneficios de las cubiertas verdes

1. Mejora la habitabilidad de lugar en donde se establece y del entorno (confort térmico y sonoro y reflectancia - albedo -).

2. Provee espacios de mejor calidad física y mental por ser un espacio natural vivo y dinámico.

3. Ofrece opciones productivas.

1. Se aprecian mejor que las áreas cubiertas por asfalto, metal o arcillas2. Aumenta el uso de espacios normalmente no utilizados.

1. Reduce el efecto de isla de calor en la ciudad.2. Disminuye los requerimientos de calefacción y/o enfriamiento en las

edificaciones en donde se establece.3. Controla efectivamente las dinámicas hídricas - escorrentía superficial -

normalmente presentes en áreas con superficies impermeables.4. Es un atenuador de sonidos, al interior de las construcciones y en el entorno5. Genera nichos para el aumento de la biodiversidad en las ciudades.

1. Aumenta la vida útil de las cubiertas (vía control de la radiación ultra violeta)2. Disminuye los requerimientos energéticos al interior de las construcciones (por

acondicionamiento de interiores)3. Disminuye requerimientos para el manejo de aguas de escorrentía4. Pueden ser potencialmente productivos (agricultura urbana)

Sociales

Estéticos

Ambientales

Económicos

RESPECTO A DINÁMICA HÍDRICA

Urban Water Retention by Greened Roofs in Temperate and Tropical Climate Manfred Köhler (1), Marco Schmidt (2), Friedrich W. Grimme (3), Michael Laar (3), Fernando Gusmão (4)

RESPECTO A DINÁMICA HÍDRICA

Urban Water Retention by Greened Roofs in Temperate and Tropical Climate Manfred Köhler (1), Marco Schmidt (2), Friedrich W. Grimme (3), Michael Laar (3), Fernando Gusmão (4)

RESPECTO A LA TEMPERATURA

leaf area index (LAI)

Performance evaluation of green roof and shading for thermal protection of buildings Rakesh Kumar!, S.C. Kaushik

LAI:Relación entre el área de la hoja y la superficie ocupada por la planta.

RESPECTO A LA BIODIVERSIDADGround-Nesting Birds on Green Roofs in Switzerland: Preliminary Observaciones. Nathalie Baumann University of Applied Sciences Wädenswil, Dept. of Natural Resources Sciences Green Roof Competence Centre, Grüental, Postfach 335, CH 8820 Wädenswil, Switzerland

Rare Invertebrates Colonizing Green Roofs in London. Gyongyver Kadas Royal Holloway University of London, Biological Sciences 4 West Heath Drive, London NW11 7QH U.K.

RESPECTO A LA BIODIVERSIDAD

Space for Urban Wildlife: Designing Green Roofs as Habitats in Switzerland by Stephan Brenneisen University of Applied Sciences Wädenswil, Grüental, Postfach 335, CH 8820 Wädenswil, Switzerland

Techos verdes y LEEDLeadership in Energy and Environmental Design

Los techos verdes contribuyen a puntos LEED A partir de:

# DESCRIPCIÓN PUNTOS

1 Lugar sostenible: a partir de la incorporación de vegetación genera espacios para aumentar la biodiversidad. 1

2 Manejo de agua de escorrentía: disminuyendo la escorrentía por cubiertas permeables y removiendo sólidos suspendidos y otros contaminante. 1 - 2

1 Efecto de isla de calor: Reducción significativa de la temperatura de los techos que aplica directamente a la disminución de la islas de calor. 1

4 Uso de recursos y materiales: La cubierta vegetal funciona como una sombrilla, aumentando la vida útil de otros materiales. 1 - 3

5 Fuentes locales: Los materiales para la construcción del techo verde pueden ser obtenidos de lugares a máximo 20 km de radio, puede contribuir a puntos por productos regionales puntos)

1 - 2

6 Productos Recilados: se pueden utilizar materiales reciclados y reciclables como polipropileno. 1 - 2

7 Eficiencia en uso de agua: bajo contextos tecnológicos adecuados se puede hacer un uso muy eficiente del agua. 1 - 2

8 Energía y atmósfera. Reduce requerimientos de acondicionamiento del aire al interior de las construcciones con todo lo que esto implica. 1 - 8

9 Materiales renovables: en función de los materiales utilizados. 1

10 Innovación y diseño: confort mental, disminución - atenuación - del sonido. 1- 2

http://www.liveroof.com/pg/Green_Roof_Basics/liveroof_and_leed_certification.html

II. Aspectos tecnológicos de las cubiertas verdes

Aspectos tecnológicos de techos verdesVegetación

Sustrato / contenedor / stock de agua (algibe)

Aislamiento / drenaje / barrera

Placa estructural

Aspectos tecnológicos de techos verdes

Aspectos tecnológicos de techos verdes

Green Roofs as Urban Ecosystems: Ecological, Structures,Functions,and Services

ERICA OBERNDORFER, JEREMY LUNDHOLM, BRAD BASS, REID R. COFFMAN, HITESH DOSHI, NIGEL DUNNETT, STUART GAFFIN, MANFRED KÖHLER, KAREN K. Y. LIU, AND BRADLEY ROWE

Aspectos tecnológicos de techos verdes

http://www.zinco-cubiertas-ecologicas.es

Aspectos tecnológicos de techos verdes

http://www.zinco-cubiertas-ecologicas.es

Aspectos tecnológicos de techos verdes

http://www.zinco-cubiertas-ecologicas.es

Aspectos tecnológicos de techos verdesSe requiere establecer una estructura que permita el crecimiento de plantas: - soporte físico (para anclaje de la raíz), - nutrientes y - almacenamiento de agua.

Tanto el soporte físico como los nutrientes y el agua está en función de las características de las plantas a establecer.

Bajo condiciones ideales:- Estructuras no contaminantes- Recirculación de agua- Diversidad de especies vegetales

Las condiciones de impermeabilización puede ser ofrecidas por el propio impermeabilizante de la cubierta o por los contenedores que soportan las plantas.

En función de la tecnología a utilizar es posible encontrar una gama muy amplia de opciones y costos y servicios asociados a la implementación de techos verdes.

Aspectos tecnológicos de techos verdes

MODULAR BIOTRAYS™

Aspectos tecnológicos de techos verdes

http://www.greenpaks.com/steepgreenpaks.html

... De super “estructuras” a elementos modulares ...

Aspectos tecnológicos de techos verdes

green roof blocks

http://www.greenroofblocks.com/greenroofblocks/productinfo.html

tipos de cubiertas verdes

Suculenta / crasulacea

Gramínea baja

Hierbabaja

Graminealta

Hierba alta Arbusto

Arbusto rastrero

Bejucosa rastrera

Bejucosa flotante

Rusticidad Alta mediamediamediamedia bajabaja mediamedia

Contenedor Sustrato Bajo porteBajo porteBajo porte mediano portemediano portemediano porte aisladoaisladoaislado

Colocación Anclada al pisoAnclada al pisoAnclada al pisoAnclada al pisoAnclada al pisoAnclada al pisoAnclada al piso FlotanteFlotante

Variables claves:- Tipo de material vegetal - rusticidad y altura- Requerimiento de contenedor / sustrato- Forma de colocación

1 2 3 4 5 6 7 8 9

tipos de cubiertas / alturas (cm)vegetación Suculenta /

crasulaceaGramínea

bajaGramínea

altaHierba

bajaHierba

alta ArbustoArbusto rastrero

Bejucosa rastrera

Bejucosa flotante

Grosor sustrato recipiente 10 - 15 5 - 10 20 - 25 10 - 15 15 - 25 25 - 50 --- --- ---

Altura vegetación 10 - 50 10 - 20 50 - 150 15 - 25 25 - 50 50 - 100 25 - 50 5 - 15 15- 25

Altura total vegetación 20 - 65 15 - 30 70 - 175 25 - 40 40 - 75 75 - 150 25 - 50 5 - 15 15 - 25

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fuente: trabajo de campo estudiantes PUJ.

tipos de cubiertas / peso (kg/m2)vegetación Suculenta /

crasulaceaGramínea

bajaGramínea

altaHierba

bajaHierba

alta ArbustoArbusto rastrero

Bejucosa rastrera

Bejucosa flotante

Peso vegetación 25-50 50-75 100-150 50-75 75-150 100-200 50-100 25-50 25-50

Peso sustrato 50-75 75-100 150-200 50-100 100-150 150-200 --- --- ---

Peso total vegetación 75-125 125-200 250-350 100-175 175-300 250-400 50-100 25-50 25-50

500

400

300

200

100

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Fuente: trabajo de campo estudiantes PUJ.

ASPECTOS TÉCNICOS- Componentes- Manejo- Cuidados especiales

1.Se deberá tener especial cuidado en los requerimientos hídricos de las plantas2. En algunos casos las plantas podrán / deberán ser podadas3. Es posible realizar cosecha de productos del techo verde4. Se requiere de renovación del sustrato utilizado en función del manejo de la vegetación5. Se requiere revisar la dinámica hídrica bajo el techo verde, previendo la presencia de

filtraciones6. Lo ideal es seleccionar tipos de vegetación con mínimos requerimientos de manejo

Manejo:

- Preveer la resistencia estructural de la construcción, por la carga adicional que soportará- Controlar las posibles fugas de agua- Establecer mecanismos de seguridad respecto al uso y manejo de los techos verdes (posibles caídas)

Como cuidados especiales:

contexto ecológico en la construcción y mantenimiento de techos verdes

• Uso de materiales amigables con el ambiente a cambio de materiales con alta huella ecológica:• Arcilla preferible a plástico• Madera preferible a arcilla

• Uso de materiales de “resíduo - desecho” para la construcción y/o mantenimiento:• Hojarasca• Desechos de construcción (a cambio de otros materiales de fuentes naturales)

• Diversidad de especies con énfasis en oferta de flores y frutos pequeños afines a avifauna y entomofauna (va un poco en contravía con el principio de uso de especies altamente rústicas)• Fucsia arbustiva (aves frugívoras y nectarívoras)• Agraz (frugívoras)• Tomate (frigivoras)• Festuca (granívoras)Uso eficiente de recursos

contexto ecológico en la construcción y mantenimiento de techos verdes

• Incorporación de apoyos a la fauna en términos de hábitat y de alimentos• Fuente de agua• Sitios para refugios y anidación• Suplementación de alimentos (bebederos)

• Habilitación de diversidad de hábitat (tipos diferentes de terrazas verdes) dentro de la misma terraza verde• Incorporando diversos tamaños en la vegetación usada• Incorporando diversas condiciones de encharcamiento para la vegetación utilizada

• Uso eficiente de recursos• Compostación• Recirculación de aguas y nutrientes

Contexto productivo (seguridad alimentaria directa o indirecta) en la construcción y mantenimiento de

techos verdes• Incorporación de especies de consumo directo:

• Productoras de hojas: lechuga• Productoras de raíces: cebolla• Productoras de frutos: tomate• Especias (tomillo)

• Incorporación de especies para venta directa• Flores (cartuchos)• Especias, hojas, raíces, frutos

• Incorporando material vegetal / tecnología• Tipos constructivos• material vegetal / infraestructura

• Disminuyendo requerimientos externos:• Ahorro de agua por recirculación / almacenamiento• Ahorro de “basuras” por compostación• Ahorro de compra de productos (por uso de productos directos)

• Opción de venta de servicios educativos / recreativos• Uso de la terraza como aula ambiental• Opción de observatorio de aves

III. Planteamientos de investigación

LINEAMIENTOS CLAVES• Principios básicos de diseño. El contexto ecológico de

los techos verdes

• Con base en beneficios esperados

• Con base en características de especies, sustratos y soporte físico

PRINCIPIOS BÁSICOS DE DISEÑO

• Sostenibilidad. Basado en huella ecológica, huella de carbón y huella de agua

• Servicios ambientales como Atenuación hídrica y térmica y aumento de la biodiversidad

• Potencial oferta hacia la seguridad alimentaria basada en productos de consumo directo y/o con opción de comercialización

• Comercio justo

BENEFICIOS ESPERADOS

• Dinámica hídrica: buscando la optimización en la retención de agua por eventos torrenciales (lluvia)

• Dinámica térmica: ligada al efecto de isla de calor, medición de variabilidad térmica sobre terrazas.

• Aumento de biodiversidad: basado en la diversidad de especies vegetales y de hábitat para fauna para aumentar la biodiversidad de la fauna

DINÁMICA HÍDRICA / TERMICA / BIODIVERSIDAD

• Sustratos / contenedor vrs plantas

tipos de vegetacióntipos de vegetacióntipos de vegetacióntipos de vegetación

1 2 3 4

tipo sustrato

a

tipo sustrato

btipo sustrato c

tipo sustrato

d

se evalúa la retención de

agua en mm de precipitación, temperatura,

fauna asociada.

DINÁMICA HÍDRICA / TERMICA / BIODIVERSIDAD

• Sustratos / contenedor vrs plantas

tipos de vegetacióntipos de vegetacióntipos de vegetacióntipos de vegetación

1 2 3 4

tipo contenedor

a

tipo contenedor

btipo contenedor c

tipo contenedor

d

se evalúa la retención de

agua en mm de precipitación, temperatura,

fauna asociada.

Implicaciones ecológicas de tipos de contenedores

Tipos de contenedoresTipos de contenedores

variables analizadasvariables analizadasvariables analizadasvariables analizadasvariables analizadasvariables analizadasTipos de contenedoresTipos de contenedores 1 2 3 4 5 6

material del contenedor

Plástico Muy alto Alta Alta Ninguna Muy baja Muy bajo

material del contenedor

Metal Alto Media Alta Media Media Bajomaterial del contenedor Arcilla Alto Media Baja Media Alta Alto

material del contenedor

Madera Bajo Baja Media Alta Media Medio

1. Impacto ambiental2. Durabilidad3. Resistencia4. Biodegradabilidad5. Amigabilidad con el entorno6. Peso

De Techos verdes a fachadas verdes

Bibliografíahttp://www.greenroofs.ca/http://www.usda.gov./stream_restorationwww.fao.org/index_es.htmhttp:// www.americanforests.org/http://www.greenroofs.com/http://www.liveroof.net/http://www.worldgreenroof.org/http://www.citiesalive.org/http://www.pioneerroofing.net/http://livingroofs.org/http://www.grsm.com.mx/nosotros.phphttp://www.greenroofs.com/projects/pview.php?id=475http://www.biotope-city.net/http://www.greenroofblocks.com/greenroofblocks/productinfo.html http://images.google.com/images?client=safari&rls=es-es&q=%22green+roof%22&oe=UTF-8&um=1&ie=UTF-8&ei=_o3vSZjjNtirtgfd-6HMDw&sa=X&oi=image_result_group&resnum=5&ct=titlehttp://www.zinco-cubiertas-ecologicas.esUrban Water Retention by Greened Roofs in Temperate and Tropical Climate Manfred Köhler (1), Marco Schmidt (2), Friedrich W. Grimme (3), Michael Laar (3), Fernando Gusmão (4)

Green Roofs as Urban Ecosystems: Ecological, Structures,Functions,and Services

ERICA OBERNDORFER, JEREMY LUNDHOLM, BRAD BASS, REID R. COFFMAN, HITESH DOSHI, NIGEL DUNNETT, STUART GAFFIN, MANFRED KÖHLER, KAREN K. Y. LIU, AND BRADLEY ROWE Space for Urban Wildlife: Designing Green Roofs as Habitats in Switzerland Stephan Brenneisen University of Applied Sciences Wädenswil, Grüental, Postfach 335, CH 8820. Wädenswil, Switzerland

Anexo fotográfico de situaciones “casuales” y

material vegetal potencialmente utilizable

en terrazas verdes

cubiertas verdes ...

orquídeas sobre techo granadilla sobre techo

curuba sobre techogramínea sobre techo

cubiertas verdes ...

suculentas / crasuláceas

cubiertas verdes ...

orquídeas (herbáceas altas - perennes)

herbáceas bajas (1 - 5 cm de altura)

cubiertas verdes ...

terrazas productivas en contenedores independientes:herbáceas bajas y altas de ciclo corto:lechuga, cebolla, tomate, repollo...

cubiertas verdes ...

contenedor en arcilla, de pequeñas dimensiones (20 x 30 x 5 cm)

Carlos Alfonso Devia Castillocdevia@javeriana.edu.co