La respuesta bioclimática de la arquitectura histórica. Ex Convento de San Francisco en Querétaro

Universidad Autónoma Metropolitana
Laboratorio de Arquitectura Bioclimática
Departamento de Medio Ambiente
Ciencia y Artes para el Diseño

Introducción

La Universidad Autónoma Metropolitana a través del Área de Arquitectura Bioclimática ha desarrollado una línea de estudio relacionada con aspectos ambientales y energéticos de edificaciones históricas, tomando como elementos de estudio los conjuntos conventuales, monásticos y educativos de los siglos XVI, XVII y XVIII. Por ser estructuras muy complejas, de amplia interrelación con el medio natural como principio de sustentabilidad albergaron en su arquitectura actividades diversas tales como la educación, la recreación y la producción o conservación de alimentos, todas ellas aunadas a un ambiente con un profundo sentido espiritual. Esta línea de investigación permite revalorar la arquitectura patrimonial por sus saberes ambientales con lo cual se tiene un valor agregado que soporte su conservación y revitalización.

Localidad

A una distancia en línea recta de 188 kilómetros de la Gran Tenochtitlán se encuentra Santiago de Querétaro, nombre oficial de la localidad de estudio, capital del Estado de Querétaro, México, a 20° 31’ de latitud norte y 100° 23’ de longitud. El clima que la caracteriza es semiárido, BSk según la clasificación climática de Köppen. La ruta marcada por las culturas indígenas, la continuaron desarrollando los españoles en el territorio, construyendo puentes para el paso de carretas y consolidando una movilidad cultural que facilitó el intercambio de ideas y creencias, de personas y de mercancías, principalmente del valioso metal que le dio el nombre del Camino de la Plata. Este sendero histórico nacional fue reconocido como Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en el año 2010, mención que recibió por fungir como un elemento histórico de comunicación con el Estado de Querétaro, a través del cual llegaron los franciscanos.

Antecedentes históricos

Los antecedentes históricos se remontan al Códice Mendocino, en el cual se establece que el actual Estado de Querétaro era denominado por los habitantes oriundos como Tlachco en purépecha o Nada Maxei en lengua otomí, ambas conel mismo significado: lugar entre peñas.

El sitio fue llamado por estos pobladores como Lugar de Peñas Grandes, con la presencia de elevaciones como la Sierra Gorda de Querétaro y Peña de Bernal, elementos de valor simbólico para las culturas indígenas por la veneración de la fertilidad; en estas montañas se genera la vida, ya que poseen los contenedores de agua y son la representación de los dioses. En la Sierra de Querétaro en la que se localizan los grupos indígenas con cultura y sociedad afín a las poblaciones del Golfo de México, es una región rica en minerales y piedras hermosas, valoradas desde la época prehispánica. A la llegada de los españoles al territorio, en la serranía, se encontraba un grupo indígena denominado los jonaces, los cuales estaban dedicados a la recolección y la caza (EMM, s.f.).

El territorio queretano lo poblaron las culturas otomí, purépecha y chichimeca, esta última solo temporalmente; dejando su presencia en las zonas arqueológicas de Toluquilla, Las Ranas y El Cerrito. Una fusión entre la cultura prehispánica y la católica se dio en los oratorios, en los cuales se construyeron capillas que hoy en día prevalecen con una dualidad religiosa.

En el siglo XVI llegan los españoles a Querétaro y se suman a la población local, creando las primeras ciudades bajo el Camino de la Plata cruzando el territorio y construyendo a su paso la ciudad colonial de Santiago de Querétaro, en honor al apóstol del mismo nombre.

El resultado de esta fusión cultural crea nuevas expresiones estilísticas, como son las Capillas Otomíes, también denominadas Capillas de indios, características de la arquitectura del desierto queretano. Estas fueron construidas sobre los oratorios prehispánicos.

El sitio

El territorio de Querétaro se divide en dos unidades ambientales: la zona de la Sierra Queretana y la de los valles; esta distinción se realiza en base a sus características físicas (topografía, hidrología, vegetación) y por la condición climatológica. Santiago de Querétaro se localiza en los valles, lo cual permitió que la traza urbana se expandiera horizontalmente.

El convento de San Francisco de Querétaro

Los primeros religiosos que llegan a México son de la orden franciscana, ellos erigen las primeras capillas y ermitas que con el tiempo fueron adosando espacios hasta formar los grandes conjuntos religiosos. Del primer convento que se edificó en Querétaro quedan solo algunos elementos reutilizados en la construcción del actual Convento de San Francisco.

La pérdida de algunos de sus edificios y espacios exteriores limita la posibilidad de documentar el comportamiento del conjunto y de algunas de las tecnologías ambientales, que seguramente ocuparon el espacio de la huerta. Se cree que el recinto franciscano era de una sola nave, con una cubierta de bóveda; tenía una viguería de madera y piezas de barro, un terrado y el acabado del piso de la azotea. La portada debió ser austera, como lo indican los principios de la orden. Los materiales característicos de la época eran la cal y canto y el adobe; igualmente se utilizaban los muros bruñidos y ornamentados con frescos de grisalla, pintura monocroma.

El religioso Fray Alonso Ponce, en el Tratado curioso y docto de las grandezas de la Nueva España (De Ciudad Real, 1993) escribió: “El convento de Querétaro, cuya vocación es Santiago, está acabado, con su iglesia, claustro, dormitorios y huerta, tiene buen edificio de cal y canto” (p. 74). Con el paso del tiempo el primer convento franciscano fue modificado y ampliado para cubrir las necesidades religiosas, administrativas y comerciales; espacios para la educación y la enfermería, así como los espacios destinados para los sacerdotes y el noviciado.

El conjunto monástico original, estaba localizado en un predio de forma cuadrada, en el que situaba un amplio atrio, el cementerio de la comunidad religiosa, la huerta, las cuatro capillas, el patio de la enfermería y el patio del campo. El claustro principal, el Claustro de los Naranjos y el patio de los novicios, aún los podemos observar en pie; el Claustro de los Naranjos se extendía y conformaba un tercer claustro con el patio de la enfermería al centro. La Iglesia y la casa parroquial se conservan, con funciones independientes al convento, así como el patio colindante con el patio de los novicios. El esquema arquitectónico empleado es el claustro con patio central, y es gracias a este que la luz natural, la temperatura, la humedad y la incidencia solar se controlan hacia los espacios semiabiertos de los corredores y al interior de los locales.

A lo largo del siglo XVII experimentó una intensa actividad constructiva; más que un convento, se convirtió en un conjunto religioso. Alcanzó una superficie total de aproximadamente 28.000 m², que lo transformó hasta 1803, en una microciudad autosustentable y con actividades de formación de novicios y enseñanza de lectura y escritura a los niños con posibilidades económicas limitadas.

Desde el punto de vista bioclimático, el recinto aplica la estrategia de control microclimático con el patio rodeado por edificios elevados en dos niveles y con un sistema de humidificación por medio de fuentes, tanto en el patio principal como en el patio de los naranjos.

La masividad está presente, al igual que en muchos edificios históricos, como un sistema constructivo local que funciona correctamente en un clima seco como el de Querétaro, para estabilizar las temperaturas al interior de los locales por efecto de retardo térmico y oscilación al interior de los espacios.

Materiales

Los materiales utilizados en la construcción y la ornamentación de las edificaciones provinieron de los bancos de materiales existentes en la región como aparece en las fuentes bibliográficas y la cartografía del medio natural. A continuación, se describen los materiales de uso frecuente en las edificaciones, así como la localización dentro del conjunto, complementando la información con imágenes fotográficas.

La planta baja del claustro principal estructura su cubierta con bóvedas de pañuelo, mientras que en planta alta los techos cierran con bóvedas de planta circular. En el claustro del patio de los naranjos, en el interior de los locales, los techos son de bóveda catalana tanto en planta baja como en planta alta; la cubierta está soportada por una viguería de madera, en donde se apoyan piezas de barro que reciben la tierra compactada y rematan con un firme de cal y arena, con un impermeabilizante natural como acabado final.

Los muros son de cal y canto en su basamento y adobe, con un aplanado de cal y arena y un terminado final bruñido y fresco de grisalla. En algunos muros se identifican pinturas monocromáticas.

El piso de planta alta del Claustro de los Naranjos muestra el piso original y la intervención en la remodelación del edificio. Otros pisos han sido suplidos por losetas de barro, dada la función del edificio y la necesidad de tener materiales resistentes al tránsito. En una de las salas del Claustro de los Naranjos, en planta alta, se encuentran pisos de madera, y los demás pisos interiores, son de barro, tanto en la planta alta como en la planta baja.

Al exterior, en las circulaciones y andadores, el material utilizado es cantera. En la planta alta, en la Sala de Profundis, se han colocado pisos de madera; sin embargo, dominan los pisos de barro cocido al interior y de cantera para los exteriores.

Los pisos de barro tienen una conductividad térmica desde 0,36 hasta 1,21 W/°C (ASHRAE), en promedio de 80 a 87 W/m °C; al estar expuestos a la radiación directa del sol, almacenan el calor y lo intercambian con el ambiente, conservando tibio el ambiente. Los pisos de cantera, puestos en exteriores, tienen una conductividad térmica de 3,50 W/°C (ASHRAE, piedra compacta); al estar expuestos a la radiación solar, el período de tiempo en calentarse y enfriarse es mayor que el del barro. Si a ello le sumamos la humedad de la fuente y la vegetación, el intercambio de energía por convección produce un ambiente fresco al exterior.

Las columnas son de cantera, con variantes en formas, texturas y ornamentación; principalmente en los capiteles, en las molduras y el estriado de los fustes. Presentan una función importante en el clima seco, al funcionar como sistema estructural de los dispositivos de control solar como son los andadores abiertos, pasillo o corredores; aportando transparencia a los espacios para la ventilación y el paisaje.

En la planta alta, los pasillos presentan una reja baja de herrería para continuar con la estética y replicar la función. Los acabados de las columnas –remates, molduras– y los marcos de las puertas y ventanas son de cantera proveniente de la región queretana. En los muros, los aplanados son de arena cernida y cal apagada, tienen un terminado de aplanado fino bruñido con pintura a la cal y ornamentación monocromática.

La cal permite la respiración de los muros y las cubiertas abovedadas, por lo que este material ha sido utilizado desde la época prehispánica en México y durante el Virreinato en las edificaciones y pinturas al fresco de los edificios religiosos.

Las alteraciones y modificaciones que los edificios históricos han tenido en el tiempo, generan problemas de humedad al modificar la piel natural, por lo que el uso de materiales locales, aptos a las condiciones climáticas y sistemas constructivos del lugar, permiten la óptima restauración de las edificaciones.

En el caso del convento franciscano, a pesar de estar en un clima seco, se detectaron problemas de humedad por contacto tanto en los muros como en las cubiertas, o de capilaridad ascendente en espacios complementarios de la parroquia, en colindancia con el Museo Regional de Querétaro.

Las puertas y ventanas son de madera, con forma rectangular, con oscuros de madera, de dos hojas, segmentados en cinco partes cada una de ellas. Estos dispositivos permiten el control de la iluminación en fracciones de cuartos, sextos y octavos de luz, de igual manera se puede intervenir con la ventilación.

El manejo controlado de los requerimientos de iluminación, incidencia solar y ventilación permiten establecer en forma individual el requerimiento de vincularse con el exterior o la protección a las condiciones de incomodidad exterior, considerando el amplio rango de bienestar térmico que puede tener el usuario por arropamiento, actividad metabólica, edad, complexión corporal, o por el estado de salud o de ánimo.

El clima

Las condiciones atmosféricas reinantes en Santiago de Querétaro son registradas en seis estaciones meteorológicas actualmente en operación. Para el análisis climatológico de la localidad se utilizaron los datos registrados de 1951 a 2010, en la estación 00022063, Querétaro (DGE), misma que se localiza en una latitud de 20° 57’, una longitud de 100° 37’ y a una altura de 1.872 m s.n.m. Querétaro se clasifica en un clima seco extremoso, tipo Ganges (el más seco de los climas subhúmedos, con lluvias en verano), no hay canícula (período de temperaturas altas y sequía que se presenta en verano), y un Bioclima Templado Seco (Fuentes y Figueroa, 1990).

Los valores anuales de temperatura presentan una mínima de 7,5 °C, una media de 19,1 °C y una máxima de 26,7 °C, con una oscilación promedio de 15,2 °C. Se observa que existen dos períodos térmicos diarios, el de temperaturas mínimas (siempre fuera de la zona de confort térmico general) y el caluroso con temperaturas máximas que sobrepasan la zona de bienestar térmico global.

La localidad presenta, en los promedios anuales, una radiación solar total de 705 Wh/m², lo que indica que la radiación puede ser aprovechada para la climatización pasiva y como sistema de generación de energía, considerando que la radiación total media en los Estados Unidos Mexicanos es de 5,3 kWh/m² por día. La radiación difusa anual es de 199 W/m² día y la máxima directa de 506 W/m² por día (CONAGUA, 2021).

Condiciones climáticas

Los valores estimados de humedad media se encuentran dentro del rango de 50 a 63% a lo largo del año, con una media anual de 56,2%, mientras que la humedad relativa mínima oscila dentro del rango de 9 a 15% en promedio, con una mínima anual de 12,6%. La humedad máxima en su promedio anual es de 76,9%.

La humedad relativa está vinculada con el elemento hidrométrico de la precipitación pluvial. La clasificación de Bioclimas de Víctor Fuentes y Aníbal Figueroa (1990) considera la precipitación pluvial total como un indicador del clima.

La precipitación total anual es de 525 mm con dos períodos: el seco que corresponde a los meses de octubre a mayo y el de lluvias, en los meses de junio a setiembre. Con relación al índice ombrotérmico el período de secas corresponde a nueve meses, de los cuales 4 cuatro son húmedos.

El viento dominante proviene del norte, manteniendo una frecuencia constante entre el 15 y el 20% en el rango NO, N y NE; mientras que el rango E, SE, S, SO y O se mantiene con una frecuencia de 4 a 10% en el comportamiento promedio anual.

Conclusiones sobre el clima

El clima en Santiago de Querétaro, en la estación Querétaro (DGE), es B s1hw (e)g según la clasificación climática de Köppen, adecuada a los Estados Unidos Mexicanos por Enriqueta García (2004); correspondiendo a un clima seco extremoso, tipo Ganges, no hay canícula. El Bioclima de una localidad corresponde a un templado seco, según la clasificación por Bioclimas de Figueroa y Fuentes (1990).

Estrategias de diseño bioclimático

El análisis de la información climatológica, antes descrito, determina las estrategias y conceptos de diseño para la climatización, en búsqueda del bienestar de los usuarios.

Las temperaturas mínimas se encuentran por debajo de la zona de confort térmico durante todo el año, mientras que las temperaturas medias entran en la zona de confort recién en el período de primavera y verano. Es en los meses de marzo a agosto, cuando las temperaturas máximas sobrepasan el límite superior de la zona de confort térmico.

En el gráfico de temperaturas (Figura 5) se observa la amplitud de oscilación térmica con un promedio medio anual de 15,2 °C. La mayor amplitud corresponde a los períodos secos.

Los valores horarios de temperatura muestran los requerimientos de calentamiento con un porcentaje anual de 59%, en un promedio dentro del horario de las 22 a las 11 horas del día siguiente; mientras que el estado de bienestar térmico es a partir de las 12 horas hasta las 21 horas a excepción de la primavera y el verano que se da un sobrecalentamiento promedio desde las 14 hasta las 17 horas, con requerimientos de enfriamiento correspondientes al 15% anual. La radiación máxima total se mantiene sobre el límite superior, a excepción de los meses de noviembre y diciembre, cuando desciende ligeramente. La radiación difusa se mantiene inferior al límite, mientras que la máxima directa se encuentra en el rango de los 500 a 700 W/m².

En el gráfico de días grado (Figura 8) se tiene un requerimiento de calentamiento total de 1.225 DGC. El requerimiento de enfriamiento se aplica a los meses de primavera y verano con un valor anual de 96,2 DGE. El índice ombrotérmico determina la relación entre la temperatura media y la precipitación pluvial con un período de lluvias de cuatro meses húmedos (junio a setiembre); siendo julio el de mayor precipitación pluvial. Los meses de primavera, otoño e invierno se clasifican como meses secos.

Los valores horarios de humedad estimada (Querétaro EDG) indican que el 73% del valor anual se encuentra en confort higrométrico; el requerimiento de deshumidificación es del 25,3% y el de humidificación corresponde a 1,4% del valor anual.

Con relación a los valores horarios de humedad (Aeropuerto, Querétaro), el 54,29% está en confort higrométrico, mientras que la zona de bajo contenido de humedad es de 6,6% (los valores presentan mayor sequedad en la humedad relativa con respecto a la estación DGE, Querétaro) y las humedades con un rango mayor al 70% tienen un porcentaje del 39,2%.

Se considera la humedad de aeropuerto para la definición de estrategias bioclimáticas para la climatización, por ser la condición de mayor sequedad la que presenta un reto mayor, en la búsqueda de estrategias y conceptos de diseño para el confort higrométrico.

El efecto microclimático, de isla de calor, está presente en Querétaro con un incremento de temperatura y una disminución de humedad (Godinez y López, 2018).

Con respecto a la precipitación se observa que, en los meses de noviembre a abril, se mantiene por debajo de los 20 mm y con valores inferiores a 40 mm en los meses de mayo y octubre. Junio, agosto y setiembre se encuentran en el período de lluvias con un valor inferior a los 85 mm y menos de 140 mm para el mes de julio, el cual presenta la mayor descarga pluvial. La precipitación total anual de 525 mm es un indicador de la condición seca de la localidad, con un requerimiento de humidificación durante la tarde, cuando se presenta la humedad relativa mínima, en el mes de abril.

Inercia térmica y Masividad

En Querétaro, el diferencial de temperatura entre el día y la noche tiene una gran amplitud, por ello, la estrategia principal en la localidad de Santiago es la inercia térmica y masividad, con el objetivo de reducir la oscilación de las temperaturas al interior de los locales.

Los materiales seleccionados deben almacenar la energía térmica durante el día y liberarla hacia los espacios habitables durante el período nocturno, en el funcionamiento mensual de las edificaciones.

En los períodos estacionales la estrategia de la masividad debe responder al calentamiento en invierno y al enfriamiento en verano, como se puede observar en los datos horarios y mensuales de temperatura.

Ventilación

Al concluir que la principal estrategia de climatización para la localidad es la inercia térmica y la masividad, la ventilación en el eje noroeste, norte y noreste corresponde a las orientaciones dominantes de los meses calurosos, por lo que debe aplicarse en el período comprendido por los meses de marzo a julio (valor alto de calmas) y agosto, en las horas de sobrecalentamiento (14 a 17 hs). La renovación del aire es un requerimiento para la sanidad de los espacios interiores.

La carta bioclimática indica un requerimiento de calentamiento durante las primeras horas del día con un valor máximo de 75 W en el mes de enero y un mínimo de 20 W en el mes de mayo. La demanda a las 14 horas es de enfriamiento a través de humidificación, con un requerimiento máximo en mayo de E: 1,45 m³; y en abril hay una necesidad de 3 m/s de ventilación; de mayo a octubre requiere una ventilación en el rango de 0,5 a 1,0 m/s, velocidad permisible al interior de los locales.

El diagrama psicrométrico indica el requerimiento de calentamiento con ganancia solar (ligera a media del 25 al 50% de eficiencia) a partir de la salida del sol, y enfriamiento durante la tarde, dentro de las estrategias de masa térmica, enfriamiento evaporativo y ventilación diurna, con un valor máximo de 1m/s.

El resumen del clima indica dos condiciones climáticas en Querétaro. El primero corresponde a un clima cálido en los meses de abril a septiembre (50% valor anual), la segunda temporada corresponde a un templado subhúmedo para los meses de enero, febrero, marzo, setiembre, octubre, noviembre y diciembre (el restante 50%). Es por ello, que puede haber dualidades en la definición de las estrategias de diseño bioclimático.

La estrategia básica de climatización en Santiago de Querétaro es el calentamiento (59%) solar directo, durante las mañanas a partir de la salida del sol hasta las 11 horas y calentamiento solar indirecto que permita a través de la masa térmica el almacenamiento de energía térmica para transmitirla al interior de los espacios arquitectónicos en las horas frías de la noche, de las 22 hasta las 11 horas. Enfriamiento (15%) de marzo a agosto de las 14 a 17 horas en promedio, utilizando la estrategia de ventilación o humidificación (6,6%) en los meses de febrero, marzo, abril y mayo. La reducción de las oscilaciones térmicas a través de la masa térmica reduce los requerimientos de calentamiento y enfriamiento, estabilizando el comportamiento térmico al interior. Configuración ligeramente alargada de la planta en un eje largo oriente (ganancia directa), poniente (ganancia indirecta). Ventana del 20 al 30% de la superficie de la fachada, con dispositivos de control solar en las horas de sobrecalentamiento y con un sistema de aislamiento para evitar pérdidas por convección durante la noche. Elementos masivos en pisos, muros y cubiertas, con un retardo térmico (materiales de muros hacia el poniente) mínimo de 8 horas, que aporte estabilidad térmica al interior de los espacios habitables.

Tecnologías para la sustentabilidad

Toda edificación anterior al siglo XIX obligadamente respondía a una eficiencia energética en la iluminación, climatización, ventilación y funcionamiento de los sistemas de refrigeración.

En el ex Convento de San Francisco se utilizó la energía del sol, del viento para la climatización de los edificios arquitectónicos, con tecnologías como las ventanas de tres capas. Una transparente y otra de madera, forman el sistema para controlar las pérdidas de energía durante las horas nocturnas. Además de climatizar los espacios, también se controlaba la iluminación y la ventilación del interior de los espacios habitables. Es probable que haya existido una cava y una cámara fría sin embargo no se encontró documentado el sistema y el patio de las cocinas es el área destinada a la seguridad y vigilancia del hoy Museo Regional de Querétaro, razón por la cual claustro de las cocinas tiene el acceso prohibido al público.

En un clima seco como el de Querétaro el agua es escasa y lo fue en la época del Virreinato, por ello la construcción del acueducto para dotar a todos los conventos y a las fuentes de las principales localidades de agua proveniente de las cañadas. El conjunto cuenta con un sistema para la captación, almacenamiento y utilización del agua de lluvia, como sistema de abastecimiento.

Climatización pasiva

En un clima seco como el que se presenta en Santiago, con una amplitud en las oscilaciones térmicas, la estrategia básica de diseño es la masividad con aportes indirectos en las horas de la tarde y el calentamiento solar pasivo con aportes directos durante la mañana. Las puertas-ventanas están seccionadas en partes proporcionales, para controlar la cantidad de radiación (térmica y lumínica) permitida hacia el interior. Los patios aportan viento, sol y agua para la operación de la arquitectura, con cuatro formas y proporciones distintas.

El claustro principal se compone de un patio con forma cuadrada rodeado perimetralmente por un corredor en la planta baja. El mismo esquema se repite en la planta alta. Una fuente al centro del patio enmarca el espacio, el cual es humidificado en forma natural. Los espacios habitables se ubican hacia el SE y SO; donde solo incide el sol en verano a través del patio, sin embargo, el corredor perimetral funciona como sistema de control solar en ambas plantas.

El Claustro de los Naranjos se desarrolla con un patio casi cuadrado que tiene tres muros masivos que, a través del patio, tienen una orientación NE, SE y SO, con una superficie de vanos inferior al 10% de la superficie de fachada, lo que permite almacenar a través de los muros las ganancias indirectas para utilizar la energía calorífica al interior de los locales.

La cuarta fachada recibe el sol proveniente del noreste, con una circulación exterior en la planta alta que permite a los usuarios recibir el sol de la mañana; la dimensión de piso a techo en la planta alta permite, a su vez, la incidencia indirecta sobre el muro.

El Claustro de los Novicios y de servicio tiene patios con forma rectangular, pero con diferente orientación. El Patio de los Novicios se desarrolla en orientación NE-SW en su eje largo y recibe el sol de la mañana en los muros ciegos, mientras que el sol de la tarde no accede a los espacios habitables gracias a un corredor con arcos que protege los muros. La sección corta del patio recibe unas horas de sol antes y después del cenit porque son los propios edificios los que generan el sombreado, limitando entre sí los aportes térmicos por radiación. El patio de servicio es el de menor dimensión de los cuatro patios.

Se realizaron mediciones por medio de un termómetro infrarrojo para registrar las temperaturas de superficie, sin contacto (por ser un inmueble de valor histórico). Se siguieron las recomendaciones de los manuales, considerando las interferencias ambientales que pueden afectar las lecturas como son entre el polvo en la superficie, la humedad ambiente, polen y humos; se consideró el tiempo de estabilización del equipo, así como la distancia mínima entre el objeto y el termómetro.

En la iglesia, la diferencia de temperatura de superficie entre los muros norte y sur varía en 1,5 °C y con respecto al techo de mayor magnitud presentan una diferencia de 1,2 °C. La cubierta del crucero es una bóveda que, por su forma esférica, debería tener una menor ganancia térmica que la cubierta de cañón corrido de la nave principal, sin embargo, tiene un acabado rojo oscuro, lo que incrementa en 1,5 °C la temperatura, con respecto a las otras cubiertas.

En el exterior de la iglesia se tomaron lecturas de temperatura de superficie de tres materiales distintos en el pavimento. La primera lectura es de una placa de metal con un valor de 42 °C, la segunda corresponde al adoquín con una temperatura de 69,5 °C y la tercera, en un piso de cantera, cuenta con un valor de 65 °C.

De estos materiales, la piedra es utilizada en el conjunto religioso, se encuentra expuesta en los patios y circulaciones exteriores. Los valores de temperatura del aire, provenientes de los datos climatológicos normalizados, registran en el mes de mayo una temperatura máxima a las 14 horas de 27,7 °C, en correspondencia a la toma de temperatura radiante de superficie.

Los registros que se realizaron a partir de las 12 hs inician con temperaturas elevadas que indican un sobrecalentamiento en la localidad. La zona de confort térmico horario es de 21,3 a 26,3 °C.

El análisis muestra que la temperatura radiante de los materiales al exterior está en el rango de la temperatura ambiente en sobrecalentamiento. Por lo tanto, son los materiales que aportan un intercambio por radiación hacia los espacios exteriores, principalmente de los pavimentos en plazas y andadores alcanzando a las 14:20 hs una temperatura de 65 °C al sol.

Iluminación natural

El aprovechamiento e incremento de la luz natural al interior de los espacios a través del abocardado del paño interior de los muros, con la intención de incrementar la sección de luz a través de su reflexión. Los aplanados bruñidos y con agregados, como la clara de huevo, dan a las superficies de los muros encalados en colores claros (pintura a la cal) un acabado brillante de pantalla de luz.

La cercanía de las ventanas a la luminancia de la bóveda celeste es para aprovechar los óptimos niveles de iluminación para la lectura; como se muestra en la Fotografía 8, esto se lograba ensanchando la sección de la ventana al doble de la sección del vano para incrementar en un 100% la luminancia. El espacio abocardado es aprovechado en el diseño de mobiliario hecho en obra, permanente y duradero para tomar asiento y guardar bajo el asiento los libros.

El refectorio, en donde los franciscanos tomaban sus alimentos, ha sido transformado en un auditorio para las actividades del museo. Las puertas-ventanas funcionan como sistema de acceso desde el patio de los naranjos. La iluminación se implementa utilizando los sistemas antes descritos que se utilizaban para ampliar la sección de los muros, aunado al tratamiento de las bóvedas, con la formación de pechinas que funcionan como pantallas para reflejar la luz del exterior, con el fin de conducirla a una tercera parte del claro de la bóveda.

El espacio de las cocinas, que colinda con el refectorio, aún conserva un bracero como recordatorio de la preparación de las comidas en cocinas de leña. Para la preservación de los alimentos había cocinas de humo, por lo que se pueden imaginar los humos y los olores que estos espacios generaban.

El proceso de combustión con leña, tiene a su favor el retorno del CO₂ que tomaron las especies vegetales del lugar, reincorporándose al ciclo natural; mientras que actualmente el gas se toma de los minerales, sin que se reincorpore nuevamente a ellos.

Podemos resumir afirmando que el conjunto franciscano es un edificio que cubre los ejes de la sustentabilidad, pues es eficiente energéticamente y cuenta con climatización pasiva, iluminación natural, ventilación, renovación del aire al interior de los locales y aromatización natural, así como humidificación con cuerpos de agua y vegetación. Igualmente recolecta y hace uso del agua pluvial, la cual pasa por un proceso de tratamiento y reincorporación al suelo a través de la huerta; ahí mismo, se generaba la producción de alimentos, la preservación mediante los sistemas de conserva y el ahumado, así como la medición del tiempo a través del reloj de sol y el uso de materiales naturales de sencilla incorporación al medio.

Conclusiones generales

La principal aportación de conocimiento de esta investigación es la revalorización de los conceptos y estrategias de diseño bioclimático, así como la identificación de las tecnologías ambientales utilizados en el diseño y operación del antiguo Convento de San Francisco en Santiago de Querétaro, bajo la premisa de los indicadores de la adaptación de la edificación al clima, los principios de la sustentabilidad y las necesidades de bienestar y salud de los usuarios.

La autonomía energética para la climatización pasiva como respuesta arquitectónica, la eficiencia en el uso de la luz natural y el aislamiento acústico, la ventilación natural de los espacios y la eficiencia en el uso de los recursos naturales nos lleva a reflexionar sobre la necesidad de replicar estos principios de diseño bioclimático y sustentable en las edificaciones contemporáneas; y porque no, revitalizar el hábitat construido con valor histórico, retomando como principio el diseño original de gran valía ambiental.

Las instituciones de educación superior a través de sus profesores investigadores han diseñado y construido Centros de Investigación y Laboratorios especializados para la evaluación bioclimática y energética de la arquitectura y su entorno urbano, incluyendo la arquitectura patrimonial en su revitalización por su valor ambiental ■

REFERENCIAS

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SECCIÓN DEBATES
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Cómo citar este artículo (Normas APA):

Castonera Espinosa, G. M. (Noviembre 2021 – Abril 2022). La respuesta bioclimática de la arquitectura histórica. Ex Convento de San Francisco en Querétaro. [En línea]. AREA, 28(1). Recuperado de https://www.area.fadu.uba.ar/area-2801/castorena-espinosa2801/