3.04 Tesis magister

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Aislantes biobasados: Reducción de la huella de carbono a través del uso de subproductos de la madera en edificios residenciales en Santiago de Chile
(2023) Donoso Rosas, Leopoldo Rolando Eleuterio; Victorero Castaño, Felipe Andrés; Palma Rojas, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
Desde los años 70, el mundo se ha enfocado en reducir la energía operativa, entendiendo que tiene un peso importante en las emisiones de huella de carbono del sector de la construcción. Esto ha decantado en la aprobación de certificaciones o estándares a nivel nacional e internacional que promueven el uso de viviendas más aisladas. Por otro lado, la normativa chilena ha intentado reducir en parte la energía térmica de calefacción de edificaciones, principalmente mediante el aumento del aislante térmico. Esto, junto a una descarbonización de la matriz energética, pone en mayor relevancia la energía incorporada, donde al tener más aislante, mayores son las emisiones de carbono totales a considerar. El objetivo de esta tesis es buscar alternativas idóneas o viables de aislante térmico con baja huella de carbono en su etapa de producción, evaluando el uso de biomateriales como materia prima y su eficacia como aislante, frente a aislantes convencionales, sin que afecte negativamente las demandas energéticas de un edificio residencial ubicado en Santiago de Chile. Además, identificar la viabilidad y limitaciones de este elemento para adentrarse en el mercado nacional, de tal manera que pueda ser incorporado en proyectos habitacionales en el país. Para ello, se lleva a cabo una recopilación exhaustiva de datos sobre los diversos materiales aislantes, sus propiedades, ventajas y desventajas. Se presta especial atención a los aislantes biobasados con potencial en Chile. Esta información sirve como base para establecer criterios y realizar experimentos que conducen al desarrollo de un prototipo de aislante térmico basado en aserrín, el cual se compara con un aislante convencional. Luego se realiza un análisis comparativo basado en múltiples parámetros para evaluar cómo los aislantes biobasados se comparan con los convencionales, en cuanto a la demanda energética y la huella de carbono. Este enfoque permite identificar las limitaciones asociadas con los materiales biobasados y acercarse a la identificación de un elemento idóneo o viable para edificios residenciales en Santiago de Chile. Los resultados sugieren que la adopción del aislante biobasado de aserrín muestra un prometedor potencial para mejorar la eficiencia energética en la construcción y reducir la huella de carbono. Su versatilidad en diversas aplicaciones y su potencial estético, ofrece un camino prometedor para lograr su adopción exitosa en el mercado chileno. No obstante, su éxito requerirá superar desafíos técnicos y económicos, así como cumplir con las regulaciones y estándares de seguridad establecidos en Chile. Asimismo, será esencial que la normativa, respaldada por políticas públicas, considere y promueva alternativas más sustentables e informadas en relación con los materiales utilizados en la construcción, con el objetivo de reducir las emisiones de carbono en el futuro.
Desarrollo de sistema estructural resiliente para un edificio de madera en Talca: análisis e integración vertical de industria PYME maderera de la Región del Maule
(2023) Daher Jerez, Sebastián; Ugarte Gurruchaga, Juan José; Sierra Martínez, Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
El cambio climático hoy en día obliga a modificar radicalmente los paradigmas bajo los cuales las personas viven en sociedad. Desde el punto de vista de la Arquitectura, es sustancial la posibilidad de aporte al combate de este fenómeno. Es más, de acuerdo con el Informe para el Calentamiento Global de la ONU de 2019, el sector de la construcción tiene una participación del orden del 40% en las emisiones de Gases de efecto invernadero a nivel mundial (GEI). (Dubois Antonio, 2019). A partir de la premisa anterior, el presente texto trata acerca del proceso de diseño de un nuevo Distrito de Innovación Sustentable para la ciudad de Talca, construido íntegramente en madera. En el marco del lugar de emplazamiento del proyecto, se expondrá un estudio sustantivo respecto a la sostenibilidad económica, social y ambiental detrás de la industria PYME maderera de la Región del Maule. Con los datos obtenidos de dicha investigación, se ahondará en el diseño un edificio en particular dentro de este distrito, desarrollando un sistema estructural a partir de un módulo industrializado elaborado íntegramente utilizando madera local. De forma sustentable y resiliente, se propone este sistema con el objetivo de unificar y/o asociar la fuerza de trabajo de las actualmente atomizadas unidades de aserraderos de la región. Lo anterior se realizará por medio del diseño de un nuevo producto (conformado con subproductos que actualmente ofrece la región), que haga ingresar a este disgregado y disminuido mercado a una nueva escala de negocio, cohesionándolo e integrándolo verticalmente, promoviendo así un progreso social óptimo para la comunidad local de la región del Maule.
Desempeño, potencial de mejoramiento y optimización en el diseño de una envolvente sometida a condiciones extremas de humedad
(2022) Schultz Hoffmann, Sofía Victoria; Martínez Gertner, María José; García Alfonso, Pilar; Alençon Castrillón, Renato d'; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
La humedad por condensación en las viviendas del sur de Chile es causa y efecto de la generación de diversos procesos orgánicos internos y externos que vulneran el bienestar y confort de las personas que las habitan. Se suma a esto el deterioro paulatino de los materiales que componen la edificación y al mismo tiempo comprometiendo la salud de sus residentes. Este tipo de manifestaciones relacionadas al vapor de agua afectan directamente la arquitectura, debido al desarrollo de procesos patológicos como el moho en muros y suelos que se dispersan en el ambiente, favoreciendo al mismo tiempo la pudrición y corrosión de elementos, como disminución del aislamiento térmico presente en los paquetes constructivos y produciendo a largo plazo, problemas de salud e incluso incomodidad de habitabilidad en los usuarios. En Valdivia, la lluvia es un factor importante en la aparición de humedad en el ambiente, condición climática desfavorable principalmente en los meses de invierno y otoño. A esto se le suma el problemático escenario del constante desarrollo de humedad en el interior de las viviendas por efectos de excesiva condensación, falta de luz solar, mala ventilación y actividad interior. Por otro lado, nos vemos enfrentados al tema del vapor de agua y los diversos manejos y tratamientos que este nos ofrece, entregándonos beneficios sustanciales para la salud del cuerpo humano tanto física, como mental. Desde la época de los griegos, la hidroterapia y los baños a distintas temperaturas se han utilizado y aprovechado por sus propiedades médicas y espirituales, manteniéndose a lo largo de la historia, como forma de alcanzar el confort y bienestar humano. Hoy en día esta tradición se traduce a una práctica sencilla que permite estimular el cuerpo desde el interior hasta el exterior, transformándose en espacios social y culturalmente ricos por todos los beneficios que estos nos entregan, desde la relajación hasta favorecer el sistema nervioso.
Estrategias de control climático a través de invernaderos comunitarios en Punta Arenas
(2023) Porras Valenzuela, Nicole Valeria; Río, Javier del; Zilleruelo, Guillermo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
La ciudad de Punta Arenas se enfrenta a un desafío arquitectónico de gran relevancia. En un entorno caracterizado por condiciones climáticas extremas, marcadas por temperaturas extremadamente bajas y fuertes vientos, resulta intrigante y problemático que no existan estrategias efectivas para mitigar sus efectos adversos. Esta carencia de soluciones impacta tanto en las viviendas como en los espacios comunitarios, donde la vulnerabilidad es más evidente, dado que están directamente expuestos a las inclemencias climáticas de la región. El foco de la investigación se centra en abordar el problema del confort térmico en los espacios comunitarios de Punta Arenas desde dos perspectivas fundamentales. Por un lado, se trata del desafío climático, con problemas de confort térmico en plazas, parques y otros espacios al aire libre destinados a actividades recreativas y encuentros informales. Por otro lado, abordamos la problemática urbana y social relacionada con la limitación física y la distancia que separan a los habitantes de los espacios comunitarios preexistentes en la ciudad. Esto se debe a la centralización de equipamientos comunitarios en el casco histórico de la ciudad, lo que plantea desafíos significativos para aquellos residentes que se encuentran en zonas más distantes de estos puntos de interés. Para abordar esta problemática de manera integral, la propuesta se basa en la arquitectura pasiva, la cual considera el clima y las condiciones ambientales para concebir viviendas y espacios energéticamente eficientes sin depender en gran medida de sistemas activos de climatización. En este contexto, se propone la implementación de un sistema de invernaderos comunitarios, que se distribuyen a menor escala, adosados a las viviendas, y a mayor escala, para atender a la comunidad en su conjunto. Estos invernaderos cumplen una doble función: optimizar la eficiencia energética de las viviendas al aprovechar las condiciones climáticas favorables otorgadas por los invernaderos y crear espacios resguardados que fomenten la interacción social y la cohesión comunitaria. Cada escala de invernadero responde a un tipo de programa específico, y esta mixtura de programas busca atender a diversos grupos etarios con diferentes necesidades y requerimientos en términos de equipamiento. En resumen, nuestra investigación tiene como objetivo presentar un modelo de vivienda sostenible que aborde estrategias para el control del confort térmico y promueva la interacción social en Punta Arenas. Además de proponer la implementación de invernaderos comunitarios, es esencial que se reconozca la relevancia de considerar los espacios comunitarios como un elemento fundamental a la hora de diseñar y planificar los barrios, funcionando como puntos de encuentro cohesionantes en la vida de la comunidad y estableciendo una base sólida para futuras soluciones y desarrollos.
Evaluación de estrategias que eviten el sobrecalentamiento en edificios de madera en climas mediterraneos templados con alta radiación solar. Caso de estudio: edificio residencial en Santiago, Chile
(2023) von Marees Recio, María Begoña; Palma Rojas, Diego; Victorero Castaño, Felipe Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
En Chile, el sector constructor emite entre un 30 y un 33% de las emisiones de gases de efecto invernadero, siendo el sub-sector residencial el que se lleva casi un 79% de estas emisiones. Adicionalmente, existe un déficit habitacional de 588.632 viviendas, lo que genera una tensión entre la necesidad de construir viviendas y mitigar el cambio climático. Para que esta relación sea mitigante en cuanto a emisiones de CO2, el papel de la madera es primordial, siendo este el material de construcción con mayor potencial para disminuir los niveles de CO2 atmosférico al secuestrarlo en su estructura. El problema radica en lo siguiente; en Santiago el clima es mediterráneo templado (Csb) con altos niveles de radiación solar, lo que representa un desafío para la construcción en madera ya que esta tiende a sobrecalentarse. Se plantea la aplicación de estrategias pasivas de diseño para prevenir el sobrecalentamiento. El objetivo principal de esta investigación es investigar, demostrar y cuantificar de qué manera las estrategias pasivas de diseño disminuyen la probabilidad de sobrecalentamiento en edificios de madera en climas Csb con alta radiación, para permitir su desarrollo y contribuir a disminuir las emisiones de CO2 del sub-sector constructor residencial. Para lograr esto, se realiza un levantamiento de información del fenómeno del sobrecalentamiento, en edificios de madera en climas mediterráneos templados con alta radiación solar, para generar un estado del arte y definir todas las estrategias pasivas de diseño que pueden ser utilizadas bajo estas condiciones climáticas. Se realizan simulaciones para comparar la demanda de energía operativa y el confort en un edificio de madera CLT sin y con estrategias pasivas aplicadas, con el software DesignBuilder. Finalmente, se comparan los dos edificios anteriores más el mismo en hormigón armado, con respecto a sus emisiones de CO2 con el software Athena, esto para concluir que las estrategias pasivas son elementos básicos e indispensables en la construcción en madera en climas Csb con alta radiación solar, al lograr disminuir las probabilidades de sobrecalentamiento y mitigar las emisiones de CO2 atmosférico.
Habitar entre laderas : barrios residenciales de bajo impacto ambiental en el borde costero de Puerto Montt
(2022) Bordoni Galleguillos, Carla Francesca; Lama Kuncar, Mauricio; Encinas Pino, Felipe; Domínguez Moure, Josefina; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
Bajo el contexto del cambio climático, el sector de la construcción es responsable de un tercio de las emisiones de los gases de efecto invernadero, principalmente C02. A causa del crecimiento urbano desmedido de las ciudades, liderado por las inmobiliarias, y el consumo de las áreas naturales, es que causan un gran impacto ambiental, provocando que enfrentemos a las consecuencias del cambio climático, las cuales repercuten directamente en la salud de los individuos, atentado contra el bienestar de los habitantes. El consumo desmesurado de suelo natural recae en la pérdida de ecosistemas y biodiversidad que se encuentra en las áreas naturales, siendo estos de gran valor para la ciudad al ser capaces de mitigar la contaminación generada por la emisión de gases. Para que las ciudades no sean vulnerables ante dichos efectos, se vuelve necesario diseñar y proyectar las ciudades del futuro de manera que sean capaces de adaptarse y mitigar la situación actual. Chile es un país altamente vulnerable al cambio climático, teniendo uno de los índices más altos de sufrir riesgos por desastres naturales, volviéndose necesario tratar de mitigar el impacto cuanto antes. Considerando que, en la construcción, la mayor cantidad de emisiones se dan en la etapa de operación de la vivienda, siendo un 30% asociado a calefacción, hay que enfocarse en el diseño de ésta para reducir estos números. Para el caso del área metropolitana de Puerto Montt, una ciudad portuaria que ha tenido un crecimiento horizontal desmesurado y que actualmente se ha declarado zona saturada por material particulado PM 2,5 debido a la alta contaminación por parte de los sistemas de calefacción de las viviendas, ha ido consumiendo su entorno natural, e imposibilitando así la posibilidad de tener corredores de biodiversidad, que su misma topografía aterrazada facilita. Si bien la ciudad ha crecido hacia la periferia, su borde costero también está sufriendo las consecuencias de la densificación desmedida por inmobiliarias en sus primeras terrazas, generando una ruptura tanto en los corredores como en su relación con el borde de la ciudad, volviéndose realmente necesario hallar una manera de habitar que tenga bajo impacto en el ambiente, permitiendo la existencia y recuperación de los corredores de biodiversidad. La propuesta proyectual consistirá en el diseño de un sector de su borde que responda a la topografía de su territorio y el cual integre los corredores de biodiversidad y la vivienda, enfocando el primer término hacia un masterplan escala ciudad que permita adaptarse al cambio climático, mientras que el segundo tenga relación con mitigar el impacto a través de su estructura, apuntando a una vivienda energía cero.
La deformación de la casa, experimentación arquitectonica en Alto Patache
(2024) Witto Mayorga, Antonia; Alonso Zúñiga, Pedro Ignacio; Ruiz Abraham, Javier Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Arquitectura
La casa es función que alberga el espacio vivido. Espacio donde ocurre la creación de un mundo a partir de las cosas que acumula el hombre en ella y es también un espacio que protege. Si hoy las casas se ordenan en función de lo público y lo privado ¿Qué será lo que entregue jerarquía para ordenar programas y objetos en la casa de la crisis climática? ¿Cómo será la casa del futuro? Ejercicios experimentales sobre el cuerpo, que involucran tanto rangos de movimiento como volumetría, junto con una investigación que abarca el consumo energético e hídrico promedio de las personas y la dependencia que se tiene a algunos objetos. Además de una detenida lectura climática del desierto. Inician una investigación experimental sobre la forma, el tamaño, el material, los objetos y la tecnología que podrían formar parte del diseño de las casas en el futuro. Dado que actualmente nos encontramos en un periodo de crisis climática la cual nos amenaza constantemente con los cambios que puede producir el calentamiento global es que el oasis de niebla Alto patache, al estar ubicado en el desierto bajo condiciones adversas que se corresponden con las amenazas del cambio climático se presenta como un escenario de prueba y experimentación frente a un futuro posible donde nuestras formas de vivir deban ser transformadas. De esta manera, el proyecto experimenta con el territorio y el habitante. Dando como resultado la deformación de nuestro hábitat usual, la casa. Adaptarse a nuevas prioridades de tipo energético, por ejemplo, altera la disposición de los elementos que dan forma a la arquitectura a la que hoy en día estamos acostumbrados, aquella que prioriza la separación de espacios según distintos grados de privacidad y que busca la mayor eficiencia económica. Por lo tanto, probar estrategias de emplazamiento, ensamblajes de instalaciones energéticas, técnicas de construcción, entre otras cosas. Serán las principales vías de experimentación para determinar cómo se alterarán, deformaran, transformaran las casas de hoy, para construir una casa para el futuro climático hostil.

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