Els serveis ecosistèmics proporcionats pels sistemes d’integració de vegetació en els edificis
En aquest article tècnic es parla sobre els beneficis que comporta pels edificis la integració de vegetació, també a escala de ciutat, i s’avalua l’impacte de les cobertes i façanes verdes.
Aquest article tècnic ha estat publicat en el Dossier Tècnic 124 "Sistemes d’integració de vegetació en edificis".
01. Introducció
El procés d’urbanització de la Humanitat és a hores d’ara imparable. Més del 50% de la població mundial és urbana des de l’any 2021. Actualment, es calculen al voltant de 44 megaciutats, és a dir, àrees urbanes amb més de 10 M d’habitats, i 97 ciutats al voltant dels 5 M d’habitats. El resident urbà mitjà del món viu en àrees urbanes d’uns 625.000 habitants. L’any 2050, es preveu que el 70% de la població mundial viurà en zones urbanes (Demographia World Urban Areas 18th annual Edition, July 2022).
En aquest context, durant la darrera dècada ha anat creixent en popularitat un enfocament per al desenvolupament i la gestió urbana i periurbana basat en les solucions basades en la natura (SBN). Les SBN són una de les estratègies més importants en el camí cap a les futures ciutats resilients, sostenibles i circulars que s’ambicionen en els objectius de desenvolupament sostenible (ODS11. Ciutats i comunitats sostenibles).
Les SBN es defineixen com a “solucions inspirades i recolzades per la natura que proporcionen simultàniament beneficis ambientals, socials i econòmics”, les quals són sistèmiques, viables i localment adaptades, i, per tant, ajuden a construir la resiliència. Les SBN permeten incorporar processos i característiques naturals a les ciutats que proporcionen múltiples beneficis, altrament anomenats serveis dels ecosistemes (Dumitru, A. & Wendling, L., 2021).
Coberta enjardinada en l’aljub del Parc Científic i Tecnològic Agroalimentari de Lleida. Foto: IT4S Research Group.
Coberta enjardinada semiextensiva Escola Pérez-Iborra de BCN. Foto: IT4S Research Group.
Entre les diferents SBN que es poden aplicar en els entorns urbans i periurbans, destaquen les cobertes i façanes verdes d’edificis. Aquests innovadors sistemes d’integració de vegetació en l’envolupant dels edificis permeten aprofitar les escasses superfícies disponibles en el dens entorn construït i contribueixen a la renaturalització de la ciutat quan ja no hi ha opció per a les solucions tradicionals, com ara els boscos urbans, els parcs i jardins o l’arbrat de carrer, entre d’altres (Pérez, G. & Perini, K., 2018).
La integració de vegetació en la pell dels edificis és una estratègia que no solament rendibilitza els espais d’oportunitat que brinda el dens teixit urbà, sinó que a més es caracteritza per una proximitat a la ciutadania que s’alinea amb les tendències actuals del desenvolupament urbà (ecociutats).
A més, la provisió de verd de proximitat és de gran rellevància quan la mobilitat de la ciutadania és reduïda; per exemple, gent gran, infants, malalts, persones amb discapacitats, amb horaris laborals exigents, etc., i en situacions de confinament com la que s’ha viscut recentment de manera global amb la crisi de la COVID-19.
“La integració de vegetació en la pell dels edificis permet proveir verd de proximitat a la ciutadania i aprofita els espais d’oportunitat que brinda el dens teixit urbà”
Les cobertes i façanes verdes són una molt bona opció en l’estratègia global de renaturalització de les ciutats com a elements de connectivitat entre els elements de la infraestructura verda urbana tradicional.
02. Els beneficis de la integració de vegetació en la pell dels edificis
Els serveis ecosistèmics es defineixen de manera general com les contribucions dels ecosistemes a la Humanitat i al manteniment del medi natural en el qual s’emmarquen. Els serveis ecosistèmics es poden agrupar d’acord amb quatre categories:
- Serveis d’aprovisionament, és a dir, que permeten l’obtenció d’aliments, materials, aigua, recursos energètics, medecines, etc.
- Serveis de regulació i manteniment de l’entorn, com ara la regulació del clima, el control de la contaminació, garantir la pol·linització, el control de la transmissió de malalties, etc.
- Serveis culturals, que inclouen beneficis estètics i espirituals, de recreació i turisme, educació i ciència, entre d’altres.
- Serveis de suport del medi natuFaçana verda de doble pell al Casal Cultural de Golmés de Lleida. Foto: IT4S Research Group. La integració de vegetació en la pell dels edificis permet proveir verd de proximitat a la ciutadania i aprofita els espais d’oportunitat que brinda el dens teixit urbà. 15 #124 ral, el quals garanteixen la provisió sostenible i continuada dels serveis d’aprovisionament, regulació, manteniment i culturals. Per exemple, el manteniment de la biodiversitat o la formació de sòl.
La classificació CICES (Common International Classification of Ecosystem Services) desenvolupada per l’Agència Europea de Medi Ambient (AEE) proporciona un llistat actualitzat dels serveis ecosistèmics.
El medi construït es caracteritza per un ús massiu de materials inerts i de processos vinculats a l’activitat humana, majoritàriament desvinculats i antagònics als processos naturals. Aquest metabolisme urbà està exercint una forta pressió sobre el benestar i la salut de les persones i sobre el medi ambient en general. Per tant, la renaturalització de les ciutats ha deixat de ser una opció de disseny per passar a ser una demanda ètica en les polítiques municipals i nacionals.
A les ciutats, la provisió de serveis ecosistèmics està directament relacionada amb el sistema d’espais verds (infraestructura verda urbana) i, especialment, amb el potencial de la vegetació com a element fonamental en ’estratègia d’incorporar les solucions basades en la natura en la planificació urbana.
Amb la integració d’aquesta vegetació en l’envolupant dels edificis, es garanteix la provisió de múltiples serveis ecosistèmics, tant a escala d’edifici com a escala urbana (taula 1).
Taula 1. Serveis ecosistèmics proporcionats per les cobertes i façanes verdes. Font: elaboració pròpia.
02.01 Els beneficis a escala d’edifici
Les cobertes i façanes verdes són veritables sistemes constructius i formen part de l’envolupant de l’edifici. En conseqüència, el seu disseny, execució i manteniment repercuteixen directament sobre el funcionament de l’edifici al llarg de tota la seva vida útil (taula 1).
“Les cobertes i façanes verdes contribueixen a la provisió de múltiples serveis ecosistèmics, tant a escala d’edifici com de ciutat.”
Dels serveis ecosistèmics d’aprovisionament, en destaca especialment la utilització dels espais de coberta, i parcialment alguns de façana, per a la producció de productes agrícoles, de proximitat i/o autoabastiment, els quals no es limiten als productes alimentaris sinó que també es considera la possibilitat de produir plantes medicinals i aromàtiques, productes de decoració, etc. D’altra banda, activar la coberta facilita la possibilitat de capturar aigua de pluja, una pràctica necessària si es vol garantir el tancament del cicle de l’aigua en el manteniment de l’element verd. En algunes cobertes productives, s’han reportat rendiments de 15 kg/m²/any.
Pel que fa als serveis ecosistèmics de regulació i control, està científicament demostrada la contribució dels sistemes d’integració de vegetació en edificis a l’aïllament tèrmic i acústic de l’edifici.
Mur verd al pati interior de la fàbrica Moritz de BCN. Foto: IT4S Research Group.
Estudis previs en clima mediterrani van concloure que, tot i que es pot aconseguir un estalvi energètic anual de quasi el 50% per l’efecte de les cobertes verdes, en edificis ja aïllats aquestes reduccions poden oscil·lar entre el 4% i el 7% (Niachou, A., et al., 2001; Jaffal, I., et al., 2012; Saadatian, O., et al., 2013). A causa de la reducció de la temperatura superficial i l’ombra proporcionada per les plantes, els estudis científics demostren que en el clima mediterrani, en comparació amb un mur convencional, les façanes verdes poden tenir una eficiència energètica del 30%, i els murs vius, del 60%, durant la temporada de refredament de l’edifici (Pérez et al., 2014; Coma, J., et al., 2017; Pérez et al., 2017).
Estudis previs en clima mediterrani van concloure que, tot i que es pot aconseguir un estalvi energètic anual de quasi el 50% per l’efecte de les cobertes verdes, en edificis ja aïllats aquestes reduccions poden oscil·lar entre el 4% i el 7% (Niachou, A., et al., 2001; Jaffal, I., et al., 2012; Saadatian, O., et al., 2013). A causa de la reducció de la temperatura superficial i l’ombra proporcionada per les plantes, els estudis científics demostren que en el clima mediterrani, en comparació amb un mur convencional, les façanes verdes poden tenir una eficiència energètica del 30%, i els murs vius, del 60%, durant la temporada de refredament de l’edifici (Pérez et al., 2014; Coma, J., et al., 2017; Pérez et al., 2017).
Alguns autors han demostrat que les parets verdes també tenen bones propietats d’absorció acústica en comparació amb altres materials de revestiment. Igual que els sostres verds, l’absorció acústica de les parets verdes depèn del tipus de cobertura verda, la varietat d’espècies vegetals i els materials utilitzats en el sistema. Altres estudis també van obtenir increments de 2 dB de la insonorització amb un mur viu i un augment de 3 dB amb una façana verda (Azkorra, Z., et al., 2015; Pérez, G., et al., 2016).
A més, contràriament del que es podria pensar, en afegir noves capes exteriors a l’envolupant de l’edifici, aquests sistemes proporcionen més protecció dels materials de coberta i façana davant les inclemències meteorològiques, especialment de les làmines impermeabilitzants.
“Les cobertes i façanes verdes són veritables sistemes constructius que formen part de l’envolupant de l’edifici”
Finalment, amb referència als serveis ecosistèmics culturals, les cobertes i façanes verdes són elements de disseny arquitectònic de primer ordre que impacten en l’estètica final de l’edifici. Malgrat que no deixa de ser una percepció subjectiva, el seu valor estètic és innegable. La proximitat d’aquesta natura “integrada” a l’edifici permet un contacte ràpid i directe amb els elements naturals que garanteixen l’efecte biofílic i els seus efectes psicològics positius sobre les persones, i contribueixen així a la millora de la salut i el benestar.
S’ha demostrat que el contacte amb la natura beneficia diferents sistemes i funcions corporals, com ara el sistema cardiovascular, el sistema neuroendocrí, el sistema immunitari, l’aparell respiratori i el sistema nerviós, i també fomenta la salut psicològica dels humans.
També destaca el seu valor com a eina per a l’educació mediambiental de la ciutadania.
Tots aquests serveis i beneficis fan percebre l’edifici que integra vegetació com un objecte que, tant des del punt de vista estètic com des de la perspectiva de la construcció sostenible, és més valuós que un de convencional. Les cobertes i murs verds podrien incrementar el valor de les propietats residencials en un 15%.
02.02 Els beneficis a escala de ciutat
Les cobertes i façanes verdes contribueixen a la millora del medi ambient urbà (taula 1). Malgrat que les seves dimensions són limitades respecte dels elements tradicionals del sistema d’espais verds, com ara els boscos urbans, els parcs, etc., la integració de vegetació en les pells dels edificis ha de significar un increment de la superfície verda en les àrees més poblades de les ciutats que val la pena de ser impulsada.
“Les cobertes i façanes verdes contribueixen a la millora del medi ambient urbà”
Aquests sistemes proporcionen múltiples serveis de regulació i manteniment en l’àmbit urbà. En destaca la capacitat de reducció de l’efecte d’illa de calor urbana. L’evapotranspiració que proporcionen les superfícies verdes millora les condicions de confort, tant de temperatura com d’humitat, del medi ambient construït. A més, se substitueixen superfícies dures i captadores de calor per vegetació. Generalment, la reducció mitjana de la temperatura circumdant proporcionada per les cobertes verdes és d’1,34º C, ja que varia entre una mitjana mínima i màxima d’1 a 2,3º C. Les façanes verdes i els murs vius poden contribuir de mitjana a una disminució de la temperatura urbana d’1,37º C (Qin, X., et al., 2012).
Així mateix, aquests sistemes tenen la capacitat de retenir l’aigua d’escorrentia urbana durant els episodis de pluges fortes, cada cop més freqüents, a conseqüència del canvi climàtic, fet que alleugereix els sistemes de clavegueram urbà. Això no solament evita els danys associats de les inundacions sinó que permet estalviar recursos, en dimensionar els sistemes de drenatge i clavegueram. Molts països ja estan incorporant ajudes a l’establiment de cobertes verdes per millorar el drenatge urbà. En general, les cobertes verdes extensives contribueixen de mitjana un 40% a disminuir l’escorrentia de les aigües pluvials. Una coberta verda intensiva mostra una capacitat mitjana de retenció d’aigües pluvials del 80% (Manso, M., et al., 2021).
La capacitat de segrestar CO2 de la vegetació està directament relacionada amb la biomassa produïda. L’increment de vegetació a la ciutat mitjançant cobertes i façanes verdes contribueix a la captura de CO2 . En referència a les cobertes verdes, mentre que alguns autors van calcular una capacitat de segrestar d’1,22 kg de CO2/m²/any, altres van assenyalar que el segrest de carboni de la coberta verda era de 0,313 kg de CO2/m²/ any (George, A. & Palmyra, V., 2012; Heusinger, J. & Weber, S., 2017). En referència als sistemes verticals, es va calcular que l’acumulació mitjana anual de CO2 va ser de 0,56 kg CO2/ m2 (Marchi, M., et al., 2015).
Pel que fa a la captura de contaminants en cobertes verdes, es va mesurar una capacitat d’eliminar el 52% d’O3 , el 27% de MO2 , el 14% de PM10 i el 7% de SO2 (Yang, J., et al., 2008). Es pot dir que 1 m² de coberta verda pot compensar les emissions anuals de partícules d’un cotxe (Rowe, D. B., 2011).
A més, està científicament demostrat que la vegetació té la capacitat de capturar i eliminar contaminants i pol·lució (fitoremediació). Els substrats emprats en aquests sistemes, especialment en les cobertes verdes, també poden contribuir parcialment a la captura de contaminants que seran posteriorment degradats i emprats per les plantes. Estudis basats en la deposició en sec en cobertes verdes mostren una capacitat mitjana d’eliminació d’O3 d’1,96 g/m²/any, de PM10 d’1,47 g/m²/any i de NO2 al voltant d’1,03 g/m²/any. També es van obtenir resultats mitjans significatius per a SO2 (0,41 g/m²/any) i CO (0,41 g/m²/any) (Manso, M., et al., 2021). Els murs verds també poden contribuir a l’eliminació de contaminants atmosfèrics fins a un 11,7%-40% de NO2, un 42%-60% de PM10, un 40% d’O3 , 3,5% de SO2 , 1,34% de CO i també el 34% PM2,5 (Pugh ,T. A. M., et al, 2012; Jayasooriya V., et al., 2017).
Els sistemes BIG contribueixen a la qualitat de l’escorrentia de l’aigua urbana i disminueixen la quantitat de pols, contaminants i nutrients que s’enviarien al sistema de clavegueram i al corrent receptor (Hashemi, S. S. G., et al, 2015; Steusloff, S., 1998). Les cobertes verdes retenen fins a un 92% de Cb, 97% Cu, 99% Pb, 96% Zn. A més, les cobertes verdes retenen els nutrients, amb una retenció mitjana del 80% de NO3 i del 68% de PO4 . Alguns autors fan referència a resultats adversos, en què la qualitat de l’aigua es veu afectada per les cobertes verdes, fet que depèn en gran mesura de la composició del substrat.
Finalment, les plantes de les cobertes i façanes verdes poden aportar un cert efecte de reducció del soroll urbà. Se sap que aquest efecte té lloc per l’efecte de difracció del so en el fullatge i per absorció en els substrats i altres materials absorbents emprats.
La disminució dels nivells de soroll varia de 5 dB a 20 dB, segons les freqüències, el tipus de suport, la composició i profunditat del substrat, el contingut d’aigua i els tipus i l’etapa de desenvolupament de les espècies vegetals (Essays, U., 2018; Connelly, M. & Hodgson, M., 2013).
03. La mesura i l’avaluació de l’impacte de les cobertes i façanes verdes
El camí cap a la sostenibilitat, i concretament cap a l’arquitectura i les ciutats sostenibles, passa inevitablement per un canvi conceptual en què cal dissenyar els edificis com a “processos” i no com a objectes.
“La incorporació d’elements vius en arquitectura no ha de ser vist com un cost, sinó com una oportunitat. Cal dissenyar els edificis com a “processos” i no com a objectes. La provisió dels serveis ecosistèmics té lloc al llarg de tota la vida útil de l’edifici”
En aquesta nova concepció, que considera totes les fases del cicle de vida de l’edifici, la incorporació d’elements vius que necessiten un manteniment continu, les plantes principalment, no ha de ser vist com un cost, sinó com una oportunitat. L’oportunitat de gaudir dels múltiples serveis ecosistèmics d’aquesta vegetació durant molts anys.
Ara bé, en l’escenari actual, regulat principalment per criteris econòmics, malauradament encara cal justificar el balanç cost-benefici d’aquestes actuacions de renaturalització de la ciutat. En aquest sentit, la possibilitat de monitorar i fer l’avaluació dels impactes de les SBN i específicament dels sistemes d’integració de vegetació en l’envolupant dels edificis ha de possibilitar fer aquest balanç cost-benefici. Aquestes dades, a més, han de servir no solament per ser conscients i justificar la viabilitat de les actuacions, sinó també com a eina de millora continuada dels dissenys i les activitats de gestió i manteniment. Aquest darrer procés és crucial i ha de permetre l’optimització de la provisió dels serveis ecosistèmics al llarg de tota la vida útil de l’edifici.
El desenvolupament de plans de monitoratge i avaluació dels impactes, específics per a cada projecte, serà la clau de l’èxit en la futura implementació dels sistemes d’integració de vegetació en edificis. Aquests plans de monitoratge i avaluació d’impactes han de ser científicament robustos, però alhora viables i participatius. La implicació dels principals agents involucrats en els sistemes, arquitectes i enginyers a càrrec del disseny, propietaris dels edificis, usuaris, tant directes com indirectes, i empreses del sector de les cobertes i façanes verdes, serà de gran importància en aquests processos.
Autoria
Dr. Gabriel Pérez Luque
Director del Departament d’Enginyeria Industrial i de l’Edificació.
Professor agregat. UdL. IT4S Research Group.
Dr. Julià Coma Arpón
Coordinador del Grau d’Arquitectura Tècnica i de l’Edificació.
Professor lector Serra Hunter. UdL.
T4S Research Group
