Proyecto Cartuja Qanat: acción urbana innovadora para recuperar “la vida en la calle”

El espacio urbano se ha convertido en un territorio hostil para los ciudadanos. Como consecuencia, el uso del espacio público se ha ido reduciendo de manera paulatina y en la actualidad existen numerosas situaciones en los que ha queda reducido a una mera conexión entre edificios o para dirigir el movimiento de los habitantes desde el edificio a los vehículos que se encuentran en las zonas de aparcamiento. Es fundamental la reconversión de la mayor parte del espacio urbano, para dedicarlo a la multiplicación de usos y derechos ciudadanos, convirtiendo las calles en lugares para la convivencia. El eje motor del proyecto Cartuja Qanat es contribuir decisivamente a convertir la aspiración anterior en una realidad.

El lema del proyecto Cartuja Qanat es: “Recuperando la vida en la calle” y puede definirse como una operación revitalizante y de reciclaje urbano, que consta con un conjunto de actuaciones y elementos que, integrados, dan soporte a un sistema integrado de gobernanza y estrategia de ciudad. Todo ello para mejorar la accesibilidad universal, conseguir que las intervenciones superficiales sobre la urbanización existente logren reconfigurar el urbanismo ejecutado y desarrollar un nuevo modelo de gobernanza público-privado que permitirá la replicabilidad de los desarrollos del proyecto.

El proyecto CartujaQanat es una acción urbana innovadora cofinanciado por UIA (Urban Innovative Action, referencia UIA03-301). El proyecto está liderado por el Ayuntamiento de Sevilla y Emasesa, que junto con Parque Científico y Tecnológico PCT Cartuja, Universidad de Sevilla, CSIC e Innovarcilla forman el equipo del proyecto. El Grupo Termotecnia de la Universidad de Sevilla, dirigido por el catedrático Servando Álvarez Domínguez, es responsable de los objetivos vinculados con el control climático de los espacios abiertos y del desarrollo de herramientas para la replicabilidad de los desarrollos del proyecto. 

Estos objetivos se materializan en el diseño, modelización, experimentación, modelización y transferencia de diferentes elementos, tecnologías y sus diferentes integraciones de soluciones de control climático de espacios abiertos que permitan conseguir condiciones de confort térmico en exteriores.

En estos últimos años, el interés por el trabajo de la EXPO 92, realizado por el Grupo Termotecnia bajo la coordinación de Ginés Aparicio (Sociedad Estatal), ha resurgido debido a los problemas derivados del calentamiento global que ha intensificado la frecuencia de las olas de calor y la isla de calor urbana de muchas ciudades con las implicaciones que estos hechos tienen sobre la usabilidad de los espacios públicos en verano, el aumento de las demandas y los consumos de refrigeración de los edificios urbanos e incluso sobre la salud de colectivos vulnerables. 

Este interés se debe a que, en las horas centrales del verano, por ejemplo en Sevilla, hacen que en el espacio público sea absolutamente invivible la estancia. Sin embargo, en la EXPO 92 se diseñaron y crearon nuevas tecnologías que demostraron la viabilidad de estas soluciones. Asimismo, se hizo posible la usabilidad del recinto creado para tal evento en los meses más críticos del verano en Sevilla, actuaciones que si no se hubieran introducido en el mismo hubiera sido imposible el aprovechamiento de los espacios abiertos por los millones de visitantes.

Control climático

El control climático de espacios abiertos se puede definir como el conjunto de actuaciones sobre espacios abiertos que permiten a los ciudadanos realizar diferentes actividades previstas/nuevas de manera suficientemente confortable bajo condiciones climáticas hostiles. Es por ello que estas actuaciones funcionarán como soportes abiertos a múltiples actividades elegidas por los usuarios. Se trata, por tanto, de una experiencia innovadora de diseño urbano que pretende mejorar el confort ambiental mediante técnicas naturales a través del control del ruido, de la calidad del aire y del confort térmico; y la atracción del espacio público a partir de la implantación de los servicios básicos para residentes; la diversidad de las personas jurídicas y la presencia de verde urbano.

La primera materialización del trabajo realizado en el proyecto es el piloto situado en la Avenida Tomas Alva Edison del PCT Cartuja (antigua Avenida 1 – avenida del agua en la EXPO 92). Este piloto ha sido diseñado por Emasesa y la Universidad de Sevilla, con la colaboración de Idom en la redacción del proyecto y posteriormente en la dirección de obra. El piloto consiste en la rehabilitación de un anfiteatro existente de la época EXPO 92, la construcción de un nuevo espacio, el zoco, y el conjunto de elementos de conexión entre ellos.

El zoco puede ser un buen ejemplo del trabajo realizado durante el diseño del piloto, aunque un amplio catálogo de técnicas de control climático ha sido estudiado en el marco del proyecto para mejorar la habilitad de espacios abiertos. El zoco es un espacio de nueva creación con forma rectangular de 750 m2. Puede compartimentarse en subespacios según múltiples patrones para permitir la realización simultánea de diferentes actividades. Se sitúa a 2 m en depresión respecto al nivel de la avenida para minimizar la entrada de aire exterior. El confinamiento se completa con barreras semitransparentes en las dos dimensiones principales.

Las estrategias de control climático empleadas en el zoco se pueden agrupar según tres criterios y diferentes tecnologías. El criterio 1 es reducción de la radiación solar mediante una cobertura artificial opaca (1), barreras vegetales en el lado este (2) y barreras de lamas con vegetación en lado oeste (3). El criterio 2 es la reducción de la temperatura superficial mediante una cobertura con paneles radiantes (4) en la parte inferior para mantener una temperatura superficial por debajo de los 24 ºC en el día tipo. Finalmente, el criterio 3 es la reducción de la temperatura de aire mediante confinamiento por depresión geográfica asistido por barreras, pre-enfriamiento del aire exterior que penetra en el espacio a través de las barreras y la impulsión de aire frío producción mediante técnicas naturales.

Sistema natural de enfriamiento

La clave del proyecto es el sistema natural de enfriamiento que se puede dividir en producción de agua fría (noche) y de aire frío (día). En el modo día los protagonistas son los Qanats. En el proyecto se han reinterpretado los Qanats que eran infraestructuras hidrogeológicas de origen persa que se remontan al 1 milenio a.c. basadas en el uso del agua y la conducción por galerías de drenaje para mantener temperaturas estables de forma natural. Los Qanats utilizados tienen 40 m de longitud y se aíslan térmicamente del exterior usando rellenos de baja conductividad y un tratamiento con vegetación de la superficie. El aire se enfría usando agua de los Qanats.

Esta agua se usa para enfriar aire y la superficie inferior del zoco usando paneles radiantes no inerciales de alta densidad tipo Thermatop (Uponor). Este aire se distribuye a través de las gradas perimetrales y por desplazamiento desde el suelo. El aire que penetra a través de las barreras está pre-enfriado evaporativamente. Sin entrar en el detalle técnico de la instalación de acondicionamiento, se destacan los datos más destacados: unas condiciones de confort de 27 ºC en aire/24 ºC en cobertura; un caudal de aire exterior (confinamiento) de siete renovaciones hora preenfriados a 37 ºC; impulsión de aire frío al espacio procedente de conductos enterrados de 21 renovaciones hora a 25 ºC, e impulsión procedente de conductos sumergidos en los Qanats 11 renovaciones hora a 24 ºC.

A su vez, en el modo noche se emplean técnicas naturales para enfriar el agua de los Qanats. Los Qanats acumulan 140 𝑚3 de agua (70 m3 por Qanat) que se enfrían cada noche de forma natural desde 25 ºC a 19 ºC. La primera técnica desarrollada en el marco del proyecto es la película descendente (A) producida por boquillas de aspersión en abanico de gran apertura sobre los 380 m2 de paneles fotovoltaicos: enfriamiento radiante/convectivo/evaporativo. Y la segunda empleada son las más de 200 boquillas pulverizadoras planas (B) con gotas de diámetro inferior a las 0.5 mm proyectadas verticalmente hacia abajo alineadas en el acueducto: enfriamiento convectivo/evaporativo de gran intensidad.

Continuación natural de la EXPO 92

En su aspecto tecnológico, el proyecto Cartuja Qanat constituye la continuación natural de los trabajos de control climático que comenzaron con motivo de la EXPO 92, ampliando y actualizando los conceptos y procedimientos llevados a cabo en el trabajo original. Sin perder el espíritu de trabajo de aquella época, los más de 30 años transcurridos desde entonces han permitido la incorporación de TIC´s en aspectos como sensorización remota o inteligencia artificial para la gestión óptima de las instalaciones usando control de presencia, preferencias de los usuarios, predicción climática, etc.

Asimismo, se incorporan componentes y estrategias innovadoras como control solar variable, disipación nocturna hacia el cielo, disipación hacia el terreno con regeneración evaporativa nocturna, almacenamiento térmico en Qanats o producción de electricidad solar. Todo esto contribuirá a que el resultado del proyecto constituya una experiencia pionera de instalación de consumo de energía nula y de cero emisiones en base anual.

En los momentos actuales de la pandemia del Covid-19, la idea adquiere aún mayor fuerza por cuanto las actividades en espacios exteriores adquieren un protagonismo inusitado frente a las realizadas en espacios cerrados. Más aún en el espacio del piloto en el que convergen dos facultades en pleno crecimiento y diferentes centros de investigación. Esto posibilitaría la creación, por ejemplo, de aulas abiertas en la línea de un nuevo concepto de campus abierto.

Es una convicción del Grupo desde 1979 la importancia del clima urbano (confort en exteriores) e impacto del entorno urbano en el comportamiento térmico de los edificios. De ahí que la próxima actuación será en el entorno urbano de la Avenida Cruz Roja (Sevilla) bajo el proyecto LifeWatercool por el mismo grupo de trabajo que ha diseñado el piloto comentado.

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Este artículo aparece publicado en el nº 569 de CIC, págs. 16 a 18.