EarthshipLos barcos terrestres (Earthships) son un concepto de casas respetuosas y coherentes con el medio en que se encuentran. Estas casas cuentan con diversas tcnicas de aprovechamiento de los recursos naturales inmediatos al edificio para lograr un alto grado de autoabastecimiento y de bienestar de sus habitantes. En la construccin de estos barcos terrestres se aplican tcnicas de la arquitectura solar pasiva para mantener unas condiciones trmicas siempre agradables en el interior del edificio y as prescindir del uso de sistemas de calefaccin. Sobre este marco arquitectnico optimizado se emplean tcnicas para abastecer otras necesidades bsicas de sus habitantes como el calentamiento de agua por energa solar, la obtencin de energa elctrica a travs de sistemas fotovoltaicos y elicos ,la obtencin de agua a travs de la recoleccin de la lluvia o el de la depuracin y aprovechamiento de aguas residuales. Los materiales empleados en la construccin de la casa son en buena medida reciclados, asi encontramos desde tierra prensada y adobe hasta latas de refrescos usadas y neumaticos gastados. Con este conjunto de tcnicas adecuadamente combinadas se logra una gran autonoma de la vivienda. Este concepto de autonoma unido a la forma alargada de los edificios es lo que le ha valido el apelativo de barcos terrestres (Earthships).El origen de este concepto hay que buscarlo en Estados Unidos. Si bien la mayor parte de las tcnicas se conocan de manera tradicional en distintas partes del mundo, su sntesis y combinacin con tcnicas modernas como la aplicacin de energa solar activa es lo que resulta totalmente novedoso.Existen pginas web estadounidense que venden los planos y kits completos para la construccin de los barcos terrestres (Earthships). Entre ellas queremos destacar aquella realizada por Kelly Hart www.greenhomebuilding.com. a la cual agradecemos su ayuda as como la cesin de fotografas para poder realizar este artculo.Sistemas que integran los barcos terrestres (Earthships) Energa solar PasivaLos barcos terrestres se disponen sobre el terreno de una manera especfica para lograr un mximo aprovechamiento de la energa solar pasiva y del efecto termorregulador del sueloSegn el rea climtica en que se situ el barco terrestre se jugara con estos dos elementos para lograr el fin mas adecuado. A grandes rasgos podemos diferenciar el empleo de estos elementos por reas climticas.Zonas o estaciones del ao predominantemente fras. En estos casos lo que se busca es optimizar al mximo la captacin de poder calorfico de los rayos solares. Por ello se disponen amplios ventanales orientados hacia el ecuador y se construyen los muros con gruesas paredes de materiales masivos que permitan almacenar el calor de las horas de sol, para en los momentos en que este falte sea liberado al aire. Por otro lado se juega con la gran masa terrestre y su potente efecto termorregulador para atemperar la temperatura del interior de la casa en los momentos climatolgicos especialmente desfavorables. La masa terrestre es inmensa y cuenta con una temperatura que en nuestros niveles superficiales (por debajo de la capa influenciada por la temperatura atmosfrica) se mantiene constante en aproximadamente 14 grados. Esta gran energa calorfica es empleada para suavizar la temperatura del interior de la casa. La forma en que los barcos terrestres aprovechan esa energa calorfica es construyendo sus estructuras semienterradas en el suelo para que entre en contacto con esa capa de tierra a temperatura constante

Zonas o estaciones del ao predominantemente calidas En estos casos se busca proteger el barco terrestre ( Earthship) del sol. En las reas donde se alternan estaciones clidas con fras esto se consigue aprovechando el distinto ngulo de incidencia del sol en verano (ms perpendicular) y en invierno ( mas inclinado) consiguindose la discriminacin selectiva mediante la cubierta.El elemento que regula la temperatura es en este caso es la masa terrestre, ya que el exceso de calor almacenado en las paredes se transmite a la inmensa masa del suelo, la cual apenas sube de temperatura. Para lograr que el suelo aumentara significativamente de temperatura seria necesario una cantidad de energa infinitamente superior.Factor importante es el aislante que recubre todo el barco terrestre ( Earthship) lo que evita que la estabilidad trmica de su interior se pierda hacia un exterior de temperaturas mucho ms variables.

Durante un da de invierno, el calor proveniente del sol entra al interior de la casa por los ventanales y calienta el aire y tambin los muros y el suelo prximo al edificio, quedando almacenando dicho calor en su densa materia. Obsrvese que mediante la cubierta se logra que solo entre el sol del invierno, el cual incide con una inclinacin mayor que en verano, que es cuando es detenido por la cubierta. La misma masa trmica logra que el exceso de calor en verano sea absorbido y no se eleve en exceso la temperatura del aire en el interior de la casa.

Durante la noche, el calor almacenado en muros y suelo, se libera al aire. En los casos de una sucesin de das climatolgicamente desfavorables en que no sea posible el almacenamiento del calor del sol en los muros, el ambiente en el interior de la casa se calienta por medio de las capas mas profundas de la tierra , las cuales estn a una temperatura constante de unos 14 grados centgradosEnerga solar activa Generacin elctrica: (Fotovoltaica y elica)Para la generacin de las necesidades elctricas de la casa se emplean sistemas fotovoltaicos, elicos o ambos combinados. Esta energa elctrica captada se almacena en bateras, para su posterior uso en los momentos que sea necesario. En teora es posible utilizar todo tipo de componentes electrnicos si la instalacin cuenta con la potencia adecuada . Se trata de una instalacin solar fotovoltaica o elica como las realizadas en cualquier otro mbito.

Energa solar trmica. Calentamiento de aguaEl agua para la ducha y otras necesidades se calienta a travs de sistemas solares trmicos. En los momentos en que por falta de Sol no se pueda calentar el agua lo suficiente entran en funcionamiento calderas de biomasa.Sistema de recoleccin de agua:Los barcos terrestres (Earthships) se abastecen a si mismos de agua. El procedimiento para lograrlo es mediante la recoleccin de agua de lluvia y de nieve. El agua de lluvia que cae sobre los tejados y otras superficies se canaliza por medio de conductos hacia un depsito central bien protegido del polvo y de los rayos solares, para evitar que se pudra. Las superficies de captacin de lluvia as como el tamao del depsito estn convenientemente dimensionados atendiendo a la climatologa del lugar en donde se construye la casa para asegurar que la cantidad de agua recogida sea suficiente. Este agua una vez utilizada es depurada y reutilizada hasta tres veces ms por medio de sistemas biolgicos y ecolgicos que sern explicados el en prximo puntoPara lograr la presin necesaria que haga til los distintos sistemas de agua (lavabos, fregaderos, duchas) el agua del depsito general se bombea a un tinaco o depsito de presin en altura. Gracias a este sistema el empleo de agua se puede hacer con total normalidad

Sistema de tratamiento de aguas residuales:Los Barcos terrestres ( Earthships) con la finalidad de aprovechar al mximo el recurso del agua emplean una serie de sistemas naturales de tratamiento de aguas residuales que le permiten utilizarla hasta en cuatro ocasiones. Los pasos de uso, reciclado y rehso del agua son las siguientes:1- El agua almacenada en el depsito de captacin de lluvia es distribuida y empleada en duchas, para lavar platos, lavabos y toda clase de requerimientos excepto en los sanitarios.

2- El agua se recoge de los sumideros y se lleva a las denominadas clulas botnicas interiores. Estos son grandes contenedores de tierra con cultivos de plantas de todo tipo. Aqu se realiza el segundo uso consistente en el riego de las plantas a la vez que un filtrado y depuracin que la prepara para el tercer uso3- Este agua depurada, si bien no es potable, es perfectamente utilizable para los sanitarios, ya que no emite ningn olor, Este supone el tercer uso que se hace del agua4- El agua resultante del tercer uso es entonces enviada a una fosa sptica convencional donde con la ayuda del calor solar (fosa con orientacin hacia el ecuador y en la que tiene una cubierta transparente que permite a su interior ser calentado por el sol) el proceso anaerobio se hace mas rpido y eficaz descomponindose la materia orgnica. Esta agua se pasa a continuacin a la clula botnica externa la cual filtra y la aprovecha por cuarta y ultima vez. El agua restante es ya liberada a la naturaleza con un muy bajo contenido contaminanteSistemas de cultivo de plantas y produccin de alimentos

Parte de los ya comentados procesos de tratamiento del agua hacen necesario el uso de las llamadas clulas botnicas, que son grandes contenedores de tierra en los cuales se cultivan plantas. Existen dos tipos de clulas botnicasClulas botnicas internas- Aquellas situadas en el interior de la casa. Debido a que la temperatura en el interior de la casa es uniformemente clidas, a su adecuada exposicin al sol y a la abundancia de agua disponible para el riego se hacen espacios especialmente aptos para el cultivo de todo tipo de plantas incluidas las tropicales. De estas plantas es perfectamente posible obtener alimentos para conseguir un cierto grado de autoconsumo.Clulas botnicas externas- Aquellas situadas en el exterior de la casa. En ellas se cultivan plantas adaptadas al medio externo, pero quiz sin la limitacin de agua que pueda tener este.

La arquitectura solar pasiva

Se entiende por arquitectura solar pasiva a aquella que aprovecha la energa solar que es captada a travs de ventanales o de los muros para mantener unas condiciones de bienestar en el interior de los edificios y reducir al mximo el uso de costosos y contaminantes sistemas de climatizacin. Se cuidan aspectos como la orientacin del edificio, la morfologa, los materiales que emplean as como la ubicacin en el terreno.La orientacin del edificioPara lograr un ptimo aprovechamiento del Sol incidente a lo largo del da las ventanas se abren en un muro con orientacin hacia el ecuador .Es por ello por lo que suele verse grandes ventanales con esta orientacin en los edificios cuyo diseo se rige segn los criterios de la arquitectura solar pasiva.En el resto de fachadas del edificio se disponen pocas ventanas y pequeas para evitar que se pierda el calor por ellas.

La tierra es una esfera que gira alrededor del sol. La radiacin solar cae con la mayor incidencia posible (90 ) en algn momento slo en la zona comprendida entre los trpicos. El lugar en que la radiacin cae con un ngulo mximo va variando a lo largo del ao, siendo la incidencia de 90 en el trpico de cncer el 21 de Junio (Verano en el hemisferio Norte) y mximo en el trpico de capricornio el 21 de Diciembre (Verano en el hemisferio Sur). Como se puede observarse empiricamente en el esquema, la mayor captacin de radiacion solar se logra con una orientacin de las ventanas hacia el ecuador.Morfologa del edificio Como la radiacin no incide con la misma inclinacin a lo largo del ao, mediante la colocacin de aleros y otros elementos se consigue un calentamiento selectivo del interior de la casa. En invierno, cuando los rayos solares son ms necesarios, stos caen ms inclinados sobre la superficie terrestre. Este hecho favorece la captacin de la energa solar a travs de los muros y las ventanas verticales.Es en verano cuando las temperaturas son altas que se hace necesario evitar que la radiacion solar llegue al interior de la casa. Para lograrlo se disponen aleros o cornisas que detienen los rayos solares en verano cuando son ms perpendiculares, y permiten que pasen en invierno cuando son ms inclinados.

ngulo de incidencia de la radiacin solar en diferentes estaciones en diferentes ciudades CuidadLatitudngulo de incidencia Solar 21 Diciembre *ngulo de incidencia Solar 21 Junio *

Madrid40,262773

Monterrey25,444288

Guadalajara (Mex)(1)20424787

Mxico DF(1)19244886

Mrida (Mex)(1)20574787

Antofagasta-23389044

Santiago (Chile)-33268034

Puerto Montt-41287226

Punta Arenas-53106014

Buenos Aires-34367933

* Incidencia Solar a las 12 del medioda hora solar(1) Estas tres ciudades alcanzan un ngulo de incidencia solar de 90 en las siguientes fechas:Guadalajara: del 18-05 al 22-05 y del 22-07 al 26-07Mxico: del 14-05 al 17-05 y del 27-07 al 30-07Mrida: del 18-05 al 22-05 y del 22-07 al 26-07Materiales empleadosPara que el calor ganado no se pierda o para evitar que el calor excesivo del exterior entre en la casa los muros del edificio han de estar convenientemente aislados. Estos muros actuarn adems como acumuladores trmicos liberando el calor que guardaron durante el da cuando la temperatura del aire del interior del edificio baje. Tambin acturn en los dias calurosos ya que absorvera el exceso de calor que el aire del interior de la casa pueda tener. Cuanto mas gruesos sean, mayor ser su masa trmica. y ms ayudar a temperar las temperaturas en climas de extremos. La ubicacin sobre el terrenoLa ubicacin sobre el terreno es tambin importante. Habr de evitar que las sombras de otros inmuebles o de rboles puedan proyectarse sobre el edificio en alguna poca del ao para que no le reste potencial de captacin de energa solar. Por el contrario en reas muy calurosas puede ser interesante estar a la sombra de otro cuerpo para evitar un excesivo calentamientoEn ocasiones es aceptable la plantacin de rboles de hoja caduca alrededor de la casa. De esta manera en los meses de calor las hojas del rbol evitan que la radiacin solar incida sobre la casa mantenindola fresca. Durante el invierno al despojarse el rbol de sus hojas se hace posible que los rayos del sol alcancen la casa y la calienten.Por otro lado una adecuada ubicacin del edificio protegido tras otro edificio o tras un accidente geogrfico (excepto por aquella fachada que mire al ecuador) puede evitar que el viento le robe el calor. Elementos arquitectnicos especficos para captar energa solarDentro de la arquitectura solar pasiva, existen elementos arquitectnicos que favorecen e intensifican la captacin de energa solar, entre ellos podemos destacar:Invernaderos adosados a la fachada orientada hacia el ecuador

Una forma sencilla de captar gran cantidad de calor del Sol es adosando un invernadero a la fachada del edificio orientada hacia el ecuador. El calor all captado se distribuye por toda la casa por conveccin. Para evitar perder demasiado calor por la noche, ya que el vidrio es buen transmisor de calor, es posible colocar persianas sobre los cristales que se cierran durante la noche. Otra tcnica para evitar prdidas nocturnas es separar por medio de un muro el invernadero del resto del edificio. En este caso el acceso al invernadero queda cerrado por la noche reduciendo en gran medida las prdidas.

Muro calefactor en forma de nido de abejaMediante unos sencillos bloques hexagonales de hormign se construye un efectivo sistema de calefaccin que adems permite una discriminatoria captacin de la energa solar, favorecindola en invierno y dificultndola en verano.Los bloques de hormign se disponen como lo hacen los panales de abejas. Estn pintados en su interior con pintura blanca reflectante excepto la parte mas prxima a la casa que se pinta de negro. Tras este primer muro de bloques de hormign hexagonales, se dispone otro muro grueso pintado totalmente de negro.

El funcionamiento es sencillo. Durante los meses de invierno la rayos solares inciden muy inclinados sobre el suelo y entran con facilidad en el interior de los bloques de hormign. Esta radiacin es reflejada por la parte pintada de blanco hacia la zona pintada de negro del propio bloque y hacia el muro negro posterior. La radiacin al topar con las zonas pintadas de negro se transforma en calor.El aire entre los bloques hexagonales y el muro se calienta y asciende por conveccin hacia el interior de la casa por unos conductos. Otra parte del calor queda almacenado en el muro y es liberado lentamente durante la noche. De esta manera se puede disfrutar del calor durante el da y durante la noche.

En verano, cuando las temperaturas son altas y no interesa captar la energa solar, la radiacin cae ms perpendicularmente y entra con ms dificultad en los bloques. La poca radiacin que logra entrar sufre un mayor nmero de reflexiones en la parte pintada de blanco difuminndose y dispersndose con lo que muy difcilmente llega a las superficies negras. Por otro lado el muro compacto sirve entonces como masa trmica que atempera la temperatura del interior de la casa, hacindola ms suave.

Muro TrombeEste sistema de captacin es en esencia un colector solar activo de aire integrado al muro. Sobre la fachada orientada al ecuador, que de preferencia ser un muro grueso pintado de negro o de un color oscuro, se coloca un vidrio para con la incidencia del sol provocar el efecto invernadero. En el muro hay una serie de conductos en la parte superior e inferior que comunican el espacio entre muro y cristal con el interior de la casa. Por su parte el vidrio tiene en la parte superior unos conductos que comunican el espacio entre muro y vidrio con el exterior.Su funcionamiento es sencillo. En invierno, la radiacin solar incide sobre la superficie del muro y lo calienta. Este calor se concentra gracias al efecto invernadero que provoca el cristal y calienta el aire en el interior de la estructura. El aire caliente asciende entonces por conveccin y se dirige al interior de la casa a travs de los conductos superiores del muro. Otra parte de la energa calorfica se queda almacenada en la masa del muro y se va liberando poco a poco hacia la casa durante la noche.En verano se cambia la configuracin de los conductos para lograr un efecto refrigerante. Por un lado se abren las compuertas de la parte superior del vidrio y el conducto de la parte inferior del muro. Por otro se cierra el conducto de la parte superior del muro. La radiacin solar al incidir en el muro calienta el aire que por conveccin asciende y sale al exterior por la compuerta superior del vidrio. El vaco dejado por el aire que ha salido es ocupado por aire procedente del interior de la casa que entra por los conductos en la parte inferior del muro. De esta manera se establece un efecto succin que provoca una corriente que renueva el aire del interior de la casa y produce un efecto refrigerante. La radiacin solar al incidir en el muro calienta el aire que por conveccin asciende y sale al exterior por el conducto del vidrio. El vaco dejado por el aire que ha salido es ocupado por aire procedente del interior de la casa que entra por los conductos en la parte inferior del muro, forzando a su vez que entre aire del exterior a la casa y provocando una corriente que la refrigera.

Mtodos para lograr un mayor aprovechamiento de la energa solar pasiva en casas no construidas siguiendo los principios de la arquitectura solar pasivaLas casas diseadas especficamente segn los criterios de la arquitectura solar pasiva y de la arquitectura bioclimtica logran por su propia configuracin un aprovechamiento automtico de la energa solar. Tambien es posible, aunque a menor escala, lograr mediante sencillas modificaciones un empleo de la energa solar pasiva en casas convencionales no construidas siguiendo los principios de la arquitectura solar pasiva. 1- Observacin de la entrada la luz solar en nuestra casaActualmente las casas se construyen ajenas a la orientacin magntico-geogrfica terrestre, siguiendo los trazados de las calles que atienden a otros criterios, por lo que las distintas fachadas de la casa pueden estar orientadas de manera totalmente caprichosa.En primer lugar es necesario observar las ventanas y las horas por las que la energa solar llega al interior de nuestra casa a lo largo del da en las distintas estaciones del ao. Adems habr que tener en cuenta las sombras que proyecten los rboles o los edificios externos.A modo de orientacin pueden servir las siguientes indicaciones: -Las fachadas orientadas principalmente hacia el ecuador son las ms favorables para la captacin solar, recibiendo la radiacin solar a lo largo de todo el da-Las fachadas orientadas principalmente hacia el polo terrestre ms cercano, no recibirn en ningn momento del ao radiacin solar directa. Excepcin la constituye una reducida franja en torno a la lnea del ecuador en algunos momentos del ao. En estas reas, al ser zonas tropicales clidas durante todo el ao, no se hace necesario seguir estos criterios para calentar la casa.-Las fachadas orientadas principalmente hacia el este, reciben la energa solar directa en las horas anteriores al medioda.(maanas)-Las fachadas orientadas principalmente hacia el oeste reciben la energa solar en las horas posteriores al medioda (en las tardes).2- Mtodos se aprevechamiento de la energa solar pasiva-Mediante los sencillos procedimientos que se explican a continuacin es posible lograr un aprovechamiento de la energa solar y ahorrar algo de dinero y energa en sistemas de climatizacin:En invierno se debe permitir la mxima entrada de luz solar directa al interior de la casa abriendo las cortinas de las ventanas en donde incida la luz solar directa y cerrando aquellas donde no incida para que no se escape demasiado calor. Para lograr un mayor ndice de conversin de esa luz en calor es conveniente aplicar una decoracin ( tapicera, alfombras, manteles y todo aquello que sea intercambiable) de colores oscurosUna buena forma de almacenar el calor es ubicar elementos que tengan mucha masa ( por ejemplo, sillones ,tresillos, mesas etc..) a la accin directa de la luz solar, de preferencia cubiertos con telas oscuras que absorban la radiacin a la vez que los protejan de ella.En las noches para evitar la prdida del calor ganado durante el da es importante contar con persianas o contraventanas que una vez cerradas eviten en alguna medida las importantes prdidas que se dan a travs de los vidrios.En verano, es importante evitar que la radiacin solar entre en la casa. Para ello se debe mantener las cortinas de la casa cerradas, incluso tambin las persianas o contraventanas medio cerradas. Puede ser recomendable la instalacin de un toldo que evite que la radiacin solar se introduzca en la casa o que impacte en el muro exterior.Tambin es recomendable en verano cambiar la decoracin de la casa hacia colores ms claros que reflejen ms la radiacin solar y evite que se transforme en calor.