Cartuja Qanat: el aire acondicionado natural llega a las calles de Sevilla

El sistema de ingeniería es complejo, pero su diseño bioclimático básico ya fue ejecutado por los persas en el primer milenio antes de Cristo, a través de la captación de agua mediante galerías subterráneas. Cartuja Qanat se ha inaugurado este lunes, 24 de octubre, "como el nuevo aire acondicionado natural" que llega a las calles de Sevilla mediante un sistema innovador de refrigeración a través del agua, la luz solar, el aire y las plantas o árboles. Así lo ha definido Juan Luis López, director de Proyectos y Obras de Emasesa, durante la inauguración de este espacio. Una intervención en la Avenida Tomas Alva Edison, en el Parque Científico y Tecnológico de la Cartuja, junto al Pabellón de México, que, tras casi dos años de obras (aunque su firma se llevó a cabo en 2018) y un presupuesto de 5 millones de euros, procedentes en un 80% de los Fondos Feder, consigue rebajar la temperatura exterior, aun estando al aire libre, unos 10 grados.

Cartuja Qanat supone una auténtica revolución tecnológica, aunque aún queden aspectos por limar como la vegetación del lugar, entre otros pavimentos y mobiliario de la zona. Pero lo cierto es que el sistema de testeo ya está operativo y con las jornadas de lanzamiento, celebradas este lunes y a las que han asistido más de 200 personas reunidas en torno a mesas y talleres participativos, la operatividad de este emplazamiento, una versión más sofisticada y técnicamente más compleja que el microclima de la Expo 92, es una realidad.

Este proyecto, puesto en marcha por el Ayuntamiento de Sevilla, cuenta con la participación de seis socios: Emasesa, Gerencia de Urbanismo, PCT Cartuja, la Universidad de Sevilla, el Instituto Eduardo Torroja del CSIC y Fundación Innovarcilla. Así, en la inauguración de este espacio "referente en la lucha contra el cambio climático", tal como lo ha presentado el alcalde de Sevilla, Antonio Muñoz, han intervenido, además de Muñoz, el secretario general de Investigación e Innovación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, Pablo Cortés; el director del Parque Científico y Tecnológico de la Cartuja, Luis Pérez; Margarita Paneque, delegada institucional del CSIC en Andalucía, y el rector de la Universidad de Sevilla, Miguel Ángel Castro. Todos, representantes de entidades que han firmado un acuerdo de colaboración con el fin de concretar las actividades y acciones que se desarrollarán en el lugar durante los próximos cuatro años.

Este espacio nace como referente en la transformación urbana con la reducción de la temperatura y la creación de sombras que faciliten la convivencia en la calle, pero también surge como un laboratorio abierto a las iniciativas ciudadanas y de startups que apuesten por los sostenible y los eficiente. La ecoinnovación y la acogida de nuevos modelos de negocio público-privada serán claves para que se desarrollen acciones de toda índole que unan ciencia, bienestar social y emprendimiento. Todo ello en torno a instalaciones como el zoco, el anfiteatro o la isla atemperada, cuyo buen funcionamiento sirven de guía para aplicarse y trasladarse a otras zonas de la ciudad.

El alcalde de Sevilla comenzó su intervención recordando que, en el Día de la Lucha contra el Cambio Climático, Sevilla presenta como propuesta este espacio "donde se junta la innovación, el compromiso con la sostenibilidad y la recuperación de un espacio emblemático de la Exposición Universal del 92. Hoy, fruto de la colaboración del Ayuntamiento con otros socios, damos muestra de nuestro compromiso con la sostenibilidad".

Margarita Paneque, delegada institucional del CSIC en Andalucía, ha hecho especial hincapié en la relevancia científica del proyecto, enmarcando la labor del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja. "En este proyecto de soluciones innovadoras para un desarrollo sostenible, el Instituto ha participado y aquí se ven los diseños de materiales que han empleado, por ejemplo, en la isla atemperada, con hormigones porosos drenantes empleados como elementos de producción de sombra así como de confinamiento que sirven de barrera térmica".

El rector de la Universidad de Sevilla, Miguel Ángel Castro, hizo un repaso por la colaboración que la entidad ya desempeña con los distintos organismo participantes en Cartuja Qanat. "Con este proyecto vamos a llevar a cabo un nuevo modelo de gobernanza para explotar el espacio", destacó el rector, que marcó las líneas u objetivos que desde la Universidad de Sevilla se desarrollarán aquí: modelo de gobernanza público-privado, gestión de actividades que tengan en cuenta el cuidado ciudadano, impulso de iniciativas innovadoras para el desarrollo social y económico de Sevilla, promoción de actividades para la ciudad y muy particularmente para la comunidad universitaria y promoción de actividades donde puedan participar la sociedad de su conjunto, además de poner en marcha un laboratorio ciudadano referido a la innovación social. "El espacio urbano se ha ido convirtiendo en territorio hostil para los ciudadanos. Se ha ido reduciendo a una mera conducción entre los edificios y sus vehículos. Es necesario reconvertir el espacio urbano en lugares para la convivencia", concluyó el rector.

Pablo Cortés, secretario general de Investigación e Innovación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, remarcó la importancia del PCT Cartuja "con más de 120 millones de euros en I+D, un espacio de innovación y emprendimiento al que se suma este laboratorio urbano". "Este proyecto es un ejemplo de saber aprovechar los recursos que lleva a la innovación y el emprendimiento. Tenemos nueve iniciativas empresariales, nueve startups trabajando en el laboratorio urbano, desarrollando soluciones en materia de calidad de aire, eficiencia energética, de movilidad y gestión del agua, gestión del agua que es fundamental en una época de clara situación de sequía", remarcó Cortés.

Por último, el alcalde de Sevilla, cerró el acto institucional de inauguración del Cartuja Qanat con una reflexión sobre los retos que Sevilla tienen que asumir entorno al cambio climático: "Con la sequía y las altas temperaturas, tenemos que asumir el cambio climático y que la sostenibilidad sea una realidad si queremos ser una ciudad competitiva en las próximas décadas. Estamos aquí, en un anfiteatro que recuperamos de la Expo 92, que funciona mediante un sistema de acueductos que ya inventaron los persas, pero esto será mucho más efectivo si las técnicas que estamos desarrollando aquí lo podemos desarrollar a otras partes de la ciudad, cada vez que haya una intervención del espacio público. No se puede quedar con una experiencia piloto que nace y muere en el parque tecnológico".

¿Qué es Cartuja Qanat?

Juan Luis López, director de Proyectos y Obras de Emasesa, ha aclarado qué es un qanat: "Es un depósito de agua subterráneo, y aquí tenemos dos, dos marcos prefabricados adosados a los marcos del zoco semihundidos. Esos qanats tienen unos tubos sumergidos, porque los qanats se llenan de agua fría, atemperada. Esos tubos conducen aire y ese aire al estar en contacto con agua fría se enfría y lo inyectamos en el zoco, de esa forma conseguimos un intercambiador: el frío del agua se transmite al aire y ese aire enfriado lo lanzamos al zoco, así conseguimos una temperatura en torno a 27 grados, una temperatura de cálculo de confort".

Hay dos sistemas básicos para enfriar el agua, añade López: "placas solares que por la mañana funcionan como tal y por la noche llevan unos sensores por los cuales hacemos descender una lámina de agua. Ese agua se va enfriando y se va almacenando en los qanats, se llega a una recirculación del agua y se va enfriando ese agua. El otro sistema consiste en los acueductos que llevan una serie de difusores que también funcionan por la noche vaporizando agua, ese agua vaporizada se enfría, se almacena en los qanats y durante el ciclo de una noche se enfría el agua para poder después inyectar el aire a través de los tubos sumergidos. Todo el agua se recircula. De manera natural está refrigerada. Es un aire acondicionado que se consigue por métodos naturales".

Para el funcionamiento de Cartuja Qanat se han desarrollado obras para la instalación de circuitos aire y agua, instalaciones auxiliares, entre otros, y, a su vez, se han modificado de algunos elementos existentes, como el acueducto o el anfiteatro, para adaptarlos a los objetivos bioclimáticos. En este emplazamiento de la Cartuja, los presentes encontrarán un zoco, un anfiteatro, zonas verdes, fuentes de agua y pérgolas así como una isla atemperada.

En lo que tiene que ver con la tecnología, Cartuja Qanat queda configurado como un entorno sostenible con un microclima gracias al aprovechamiento de los recursos hídricos a través de un qanat (infraestructura para captación y conducción de aguas subterráneas) que contribuye al enfriamiento del entorno; un anfiteatro bioclimático, un zoco construido bajo el nivel del suelo, y zonas ajardinadas y pérgolas vegetales como espacios de sombra. Todo ello, usando técnicas innovadoras desarrolladas por los socios del proyecto.

El punto de partida del proyecto desde el punto de vista de la tecnología de bioclimatización es el modelo de microclima desarrollado con éxito en la Exposición Universal de 1992, que ahora se amplía y completa con nuevas innovaciones.

Así, Cartuja Qanat incorpora estrategias 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 al desarrollo de una experiencia pionera de instalación de consumo de energía nula y de cero emisiones, planteando nuevos modelos de negocio que combinan con el conocimiento científico para el cambio, a través de la eco innovación y la adaptación a nuevas soluciones para la mejora microclimática.

Concretamente, en el proyecto Cartuja Qanat se utilizan tecnologías de enfriamiento asociadas a sumideros medioambientales más sutiles pero más replicables, como son el terreno (enfriamiento por conducción), el aire exterior durante el día (enfriamiento directo por evaporación), el aire exterior durante la noche (enfriamiento por convección/evaporación) y el cielo durante la noche (enfriamiento por radiación).

La mayoría del estrés térmico en el espacio urbano durante el verano procede de la radiación solar. Para conseguir condiciones de confort en el espacio público, se aplican estrategias de control de la radiación solar mediante elementos de sombra que no se sobrecalienten; reducción de temperaturas de las superficies que rodean a los ocupantes por debajo de la temperatura corporal y reducción de la temperatura del aire (únicamente cuando las otras dos estrategias se han implementado). Junto a esto, se generan nuevas zonas verdes y elementos de sombra aprovechando entre otras cuestiones la pérgola de la Expo con especies que se adaptan a las nuevas condiciones de salobridad del agua procedente del río Guadalquivir que se usa para proporcionar los nutrientes.

El anfiteatro

Todos estos elementos innovadores de control térmico se aplican en los tres grandes espacios que resultan de la intervención. En primer lugar, el anfiteatro, que fue utilizado durante la Expo 92 como quiosco de espectáculos. Tiene forma semicircular de aproximadamente 28 metros de diámetro y tiene capacidad para 200 personas. Se sitúa en depresión respecto al nivel de la avenida para minimizar la entrada de aire exterior. El confinamiento se completa con un muro diametral que cierra el escenario y los cipreses que rodean la zona de gradas. La intervención sobre el anfiteatro se basa en estrategias de control climático para aliviar la temperatura del emplazamiento, que implican el enfriamiento del aire mediante el uso del agua del estanque y de los qanats. Ese aire se distribuye a través del frente del escenario y los peldaños de las gradas. La forma del espacio y su nivel de confinamiento hace posible la creación de un "lago de aire" a baja temperatura en la zona donde se encuentran los ocupantes.

El zoco

En segundo lugar, 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. El zoco se sitúa a dos metros en depresión respecto al nivel de la avenida para minimizar la entrada de aire exterior. El cierre se completa con barreras semitransparentes en las dos dimensiones principales.

La isla atemperada

En tercer lugar, la isla atemperada, que se diseña como un espacio abierto con cierta linealidad que incorpora una serie de elementos verticales, horizontales y de mobiliario que sirve de nexo de unión entre el acceso a la plaza por el muro de la calle Leonardo Da Vinci y el Anfiteatro. El objetivo es crear un microclima atemperado a partir de tecnologías bioclimáticas innovadoras desarrolladas y probadas en este proyecto. Las soluciones incorporadas en la isla atemperada han sido previamente diseñadas y desarrolladas según requerimientos bioclimáticos, así como experimentadas y modelizadas para analizar sus prestaciones, partiendo inicialmente del estudio y la caracterización de los materiales que las componen, principalmente cerámica y hormigón.

Otro ejemplos, como el de Cruz Roja

Tal y como ha declarado el alcalde, las mismas técnicas que se emplean en Catuja Qanat, ya se están implantando en otro barrio de Sevilla, en la Macarena, dentro del proceso de peatonalización y transformación urbana de la Avenida de la Cruz Roja. "Y nuestro objetivo es que en los próximos años se desplieguen estas técnicas en otras intervenciones urbanas en otras zonas de la ciudad como Cerro-Amate, Bermejales o Sevilla Este".

En la Avenida de la Cruz Roja, una parada de autobús se nutre de un pequeño aljibe (qanat) que hace las veces de lo que sucede en el Cartuja Qanat, enfriando las paredes de la parada a través de unas placas solares que están en el colegio que se emplaza a su espalda. El agua se enfría en esos paneles por la noche y, a través de una bomba, se refrigeran las paredes de la parada.

También algunas zonas de la plaza se refrigeran con aire frío que se proporciona desde respiraderos y, dentro del propio colegio, a través de pérgolas y agua pulverizada, se rebaja la temperatura hasta 10 grados.