INNOVACIÓN EN LA OPTIMIZACIÓN DE RECURSOS EN LA ARQUITECTURA.

EL CIELO ES EL LIMITELANGARICA SARABIA VICTOR

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INDICE

A PALOS DE CIEGO _ 03

MONUMENTO AL PROGRESO _ 05

EL TAMAÑO NO IMPORTA _ 07

BAJAR PARA SUBIR _ 15

VER PARA CREER _ 19

EL CIELO ES EL LIMITE _ 22

FUENTES _ 24

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A PALOS DE CIEGO

El desarrollo de grandes edificaciones en la arqui-tectura de los últimos años, específicamente rasca-cielos, ha sido uno de los temas más controversia-les en el crecimiento de las ciudades y la construc-ción del complejo arquitectónico del corredor finan-ciero “Cuatro Torres” en Madrid no ha sido la ex-cepción.

Mientras las fuerzas políticas y económicas del pa-ís consideran estas edificaciones como un referen-te de poder y de desarrollo, gran parte de la ciuda-danía llega a considerarlos como un gasto innece-sario y un monumento al consumo.

Por otro lado, y fuera de la opinión pública, lo que es un hecho relevante e irrefutable es que la ex-pansión de la mancha urbana de los últimos años llevó a su límite el máximo de la ciudad, haciendo que los ojos del mundo comenzaran a poner su vista en el desarrollo de ciudades más compactas con edificios más altos.

Pero, la idea de generar una ciudad compacta no sólo debe resultar en la edificación de grandes rascacielos, sino que debemos considerar una ciu-dad compacta en todos los aspectos, en traslados, en tiempos, en gastos y sobre todo en energía.

En las próximas letras se plantea a manera de ejercicio la posibilidad de mejorar la gestión de re-cursos naturales, de edificación y recursos econó-micos con tal de hacer de estos hitos urbanos de gran altura un referente de sostenibilidad y ya no sólo de poder. Pensando no sólo en el beneficio sostenible del edificio sino también en el de la ciu-dad, e ignorando el gusto y opinión propia de cada persona, nuestra visión sobre la ejecución de es-tas grandes masas arquitectónicas podrá cambiar buscando que se conviertan en un beneficio para la ciudadanía, para no ir a pasos de ciego hacia el futuro.

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En la búsqueda de la modernidad después de la revolución industrial, el desarrollo de las ciudades se dio a pasos agi-gantados, a consecuencia, el urbanismo renacentista se hizo a un lado, abriendo camino a nuevos modos de formar la ciudad.

Dentro de esta etapa de búsqueda y desarrollo comienzan a destacar teorías y aplicaciones urbanas, unas realizadas con mayor éxito que otras, entre los cuales, los desarrollos urbanos como la “Ciudad Jardín” de Howard, o el desenvol-vimiento de las ciudades americanas, más específicamente “La Ciudad del Automóvil” tuvieron las mayores oportunida-des de progreso.

Es en esta misma etapa que el cambio en el estilo de vida hacia una sociedad más desarrollada e industrial provoca-ría grandes migraciones del campo a las ciudades, el au-mento demográfico, la construcción de vivienda social para las grandes masas de personas y por tanto la expansión de la “Mancha Urbana”.

Durante este periodo comenzaron a destacarse las nuevas formas del “hacer ciudad”, es decir, empezaron los gran-des desarrollos habitacionales, muy ligados a los postula-dos propuestos por Le Corbusier en su “Unidad Habita-ción”, en el que la redensificación vertical de la ciudad se convierte en el eje de diseño de estos desarrollos.

A su vez, teorías urbanas como las de Kevin Lynch, nos ha-blaban sobre sendas, bordes, distritos, nodos e hitos. Sin embargo, la conceptualización de estos espacios urbanos de manera horizontal no convivieron del todo con la arqui-tectura vertical. En efecto, durante los años posteriores al planteamiento de estas teorías, muchas de las ciudades y gran parte de la arquitectura, resultaron en un hito al auto-móvil, un nodo de consumo repartido irregularmente entre todos sus distritos sin reconocer las sendas de las ciuda-des y sin respetar los bordes.

2MONUMENTO AL PROGRESO: EL CRECIMIENTO DE LAS CIUDADES.

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Desde las últimas décadas el consumo energético mun-dial se ha elevado alarmantemente por varias razones, entre las cuales podemos destacar la explosión demográ-fica de los años 70’s y el desarrollo ligado directamente a la dependencia cada vez mayor de la tecnología.

Esto ha modificado nuestro estilo de vida cada vez más hacia un consumo energético mayor, haciendo que las edificaciones sean cada vez más altas y con mayores densidades, guiando la construcción de las metrópolis hacia una ciudad vertical.

EL TAMAÑO NO IMPORTA: EL COSTO DE LA ENERGÍA.

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Las ciudades son las causantes de fenómenos tales co-mo el calentamiento global, el impacto al medio ambien-te, los daños a la salud, la gran contaminación, la crisis financieras, el consumo de recursos, sin olvidar los de-sastres económicos.

Actualmente poco más del 50% de la población mundial vive en las ciudades, y se proyecta que hacia el año 2050, el 75% de la gente esté concentrada en las urbes. Esto significa en números cerrados que cada semana que transcurra hasta el año 2050, un millón de personas formarán parte de las diferentes ciudades alrededor del mundo.

Pero, no todo está perdido.

Aunque las Urbes son en inicio del problema, también estás son la única solución, ya que no sólo agrupan dis-tintas problemáticas, sino que también son el origen y el conjunto de ideas, de desarrollo, de innovación, de re-cursos, de riqueza y de pensadores.

Por estas razones surge el planteamiento de una teoría científica sobre el desarrollo de las ciudades nombrada “The Surprising math of cities and corporations”, realiza-da por un conjunto interdisciplinar, y dirigido por el Dr. Geoffrey West, especialista en física y biología, del San-ta Fe Institute en los EE. UU.. Dicha teoría arroja datos tremendamente interesantes para el desarrollo de estas ciudades al enfocarse sobre todo a la evolución y al au-mento de las mismas.

Gran parte de las tendencias actuales en el desarrollo científico se basan en la biomimética, es decir, buscan inspiración en la naturaleza para la creación de nuevas teorías y tecnologías, por lo que este estudio no es la excepción.

La premisa del estudio está basada en teorías urbanas del siglo XX que han relacionado las edificaciones y las urbes con elementos vivos y parte de la idea que gene-ra la pregunta siguiente:

¿Son las ciudades, grandes organismos que satisfa-cen las leyes de la biología?

Pensando concretamente en las ciudades, podemos re-marcar que a lo largo de la historia, muy pocos casos de grandes urbes han sido destinados a la ruina. Al mis-mo tiempo que de manera general las compañías y cier-tos grupos económicos fallecen, la ciudad se regenera, se adapta y se transforma, innova para ser reimpulsada y rehabilitada.

A partir de esta idea regenerativa que las ciudades co-mienzan a ser consideradas como elementos vivos así como un bosque que después del incendio vuelve a le-vantarse desde sus propias cenizas... Y para entender este planteamiento de regeneración y consumo, ambos casos se enfocan en el concepto de “Escala”.

A lo largo del proceso del desarrollo y crecimiento de las ciudades, similar al de los seres vivos, todo se resu-me en la Escala.

Observando el crecimiento de una rata, podemos adivi-nar y pensar como sería el crecimiento de un caballo, de un elefante o de una ballena, incluido el de los seres humanos. Cuando se crece exponencialmente y muere, finalmente se llega a un equilibrio en el que el tamaño importa relacionado directamente a la masa del sujeto de estudio, desligado del metabolismo.

Se demuestra aquí el crecimiento físico de una rata, lo cual no es diferente al de cualquier otro ser viviente. Pero tam-bién va relacionado con las ciudades y puede aplicarse tan-to a ellas como a las corporativos. Después de un crecimien-to exponencial, se logra llegar en ambas a un equilibrio.

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Lo que más se destaca en la naturaleza, es que el con-sumo de energía no se realiza de manera linear o expo-nencial según aumente la cantidad de masa, sino que se genera de una manera sub-linear. En efecto, el au-mento de consumo energético no es directamente pro-porcional al aumento de la misma, sino que aumenta solamente en 3/4 ‘s.

Es de este modo que la naturaleza evita un consumo desmedido de energía y mantiene el equilibrio en un sistema de biodiversidad tan complejo como en el que habitamos en el cual cada ser vivo ha evolucionado en un determinado tiempo y espacio y en condiciones completamente diferentes unos a otros.

Dicho de otro modo, si el crecimiento fuera exponen-cial en el consumo de energía, la comparativa entre un ratón de dos gramos y un elefante de dos toneladas, resultaría en que un elefante consumirá dos millones de veces mas energía que el ratón.

Sin embargo, no es así. Lo que se demuestra en la grá-fica de consumo energético de varios individuos lo po-demos resumir por medio de la siguiente ecuación:

R = a x Wb9

En este gráfico se observa el crecimiento sub-linear del consumo energético por día de algunos seres vivos, donde se gene-ra de manera controlada el aumento energético directamente ligado a la masa del individuo. El crecimiento no exponen-cial de la misma, demuestra el control que se mantiene en el consumo energético.

En la que “R” es el consumo de oxígeno o la disipación de calor (no importa qué variable utilicemos para represen-tar la actividad metabólica), “W” es la masa, “a” es un coeficiente (cuyo valor depende de diferentes factores), y “b” es una potencia que vale 0’75 para el conjunto de los animales.

Si esa potencia valiera 1, entonces , la dependencia entre metabolismo y masa sería lineal y simple, por lo que el metabolismo sería directamente proporcional al tamaño.

Sin embargo, como se ha señalado, vale 0’75 (3/4), y a pesar de las varias hipótesis planteadas para explicar el por-qué de ese valor, no hay consenso entre los especialistas.

Pero aún siendo desconocido el fundamento biológico del valor 0’75, las consecuencias del mismo son de gran tras-cendencia. Como se indica, la tasa metabólica (expresada como consumo de oxígeno o producción de calor por unidad de masa) es mayor en los animales de menor tamaño.

Por lo que basándonos en la ecuación anterior, podemos expresar esta idea también mediante otra ecuación, ya que M (tasa metabólica) = R/W y por lo tanto, M = R x W-1. Y eso implica que M = a x Wb x W-1, y por lo tanto, M = a x W(b-1).

Si tenemos en cuenta que b = 0’75, la ecuación quedaría del siguiente modo: M = a x W-0’25. El valor negativo de la potencia indica que la dependencia entre las dos variables (tasa metabólica y masa) es negativa, es decir, cuando aumenta la masa, disminuye la tasa metabólica y por lo tanto disminuye el consumo energético por KG de masa.

Dando como resultado el concepto de la “economía de escala” en donde entre más grande eres, menos consumo energético necesitas. lo cual, una vez traducido al aumento de población en las ciudades, tiene como consecuencia generar un ahorro en infraestructura de consumo.

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El objetivo de las ciudades es crecer lo más posible con un consumo menor, siem-pre con la intención de conseguir resultados económicos, sociales y de desarrollo a manera exponencial, y donde la idea resulta un tanto contradictoria.

La interacción de estas dos ideas se da por medio de la interrelación entre las Re-des conformadas por las personas: por este medio es posible relacionar los facto-res biológicos y sociales representados por el consumo y desarrollo.

Las personas son la parte vital de interrelación entre las diversas y complejas re-des que conforman las ciudades, y es gracias a éstas que se puede medir el cre-cimiento y la escala de las ciudades para compararlas.

Aunque la ecuación antes mencionada para el consumo energético es aplicable para el crecimiento humano y metabolismo de las ciudades, no es valida para conceptos desligados a la biología y que van más relacionados al desarrollo co-mo lo son económicos, laborales, y sociales.

Por lo tanto, a pesar de que se duplique el tamaño de las ciudades, su consumo no aumentara de la misma manera. Lo que se ve reflejado en el estudio es como el desarrollo y lo social se escalan a una mayor velocidad de manera superlineal, es decir mayor a 1, y mientras el crecimiento metabólico aumenta al 0,75’, el fac-tor social aumenta en un 1,10’ a un 1,20’.

La Gráfica demuestra el aumento de estaciones de combustible en diferentes países y el aumento en su escala (población) que va de manera muy ligada relacionada al aumento del 75% antes mencionado, en todos los países de la misma manera. Y este sistema aplica a todo tipo de desarrollo de infraestructura de consumo.

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La problemática del desarrollo en los factores sociales es su Universalidad. En efecto, si bien el ingreso per cá-pita aumenta, y el registro de patentes aumentan, tam-bién lo hacen factores como el crimen, el aumento de enfermos y la propagación de enfermedades. En otras palabras, aumentan de igual manera exponencial tanto los beneficios como los daños.

El aumento en factores sociales en un 1,15 promedio al duplicar la población de cualquier ciudad, se contrapo-ne al ahorro antes demostrado en infraestructura de con-sumo. Por este motivo es posible el que las ciudades durante los próximos años hasta el 2050 puedan permi-tirse recibir la cantidad de un millón de personas cada semana sin importar su localización, y todo este fenóme-no universal es posible gracias a estas redes de interre-lación entre estos factores conformados por la pobla-ción.

Como antes se mencionó, todo sistema biológico o de crecimiento sublinear está destinado a encontrar un equilibrio, lo cual sucede fácilmente en las ciudades. Pero, todo sistema en continuo crecimiento, tarde o tem-prano se dirigirá al colapso por diversos factores al no haber una renovación.

La gráfica anterior, en donde se combina el aumento de pa-tentes, salarios, crimen y enfer-medades, confirma que cuando se duplica el tamaño de una ciudad, no solo aumenta el numero de ingresos, patentes, colegios, policías y gente creati-va, sino que también aumenta el crimen, cantidad de enferme-dades, cantidad de deshechos, etc. todos por aproximadamen-te un 15% sin importar el sitio.

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La gráfica a) demuestra el aumento total de los salarios en las zonas metropolitanas de EE. UU. de las zonas metropolitanas en un 1.12, y la gráfica b) el aumento de el empleo creativo en un 1.15. Lo que demuestra que los factores sociales aumentan de manera exponencial conforme se da el crecimiento de las metrópolis. Donde entre mas grande es una urbe, mayor es su producción per Cápita al contrario que en la naturaleza.

Gráfica de representación del sistema, que conforme se acerca a la punta del desarrollo, alguna innovación reinicia el ciclo. provocando despuntes mas altos y ciclos cada vez mas rápidos.

Entonces, la pregunta a responder seria: ¿cómo se ha logrado la manutención del sistema de las ciudades por siglos y siglos?. Es aquí donde la ventaja de las ciudades viene a suceder como aglomeraciones de gente y redes sociales. Y cuya respuesta a la pregunta es sin lugar a dudas la innovación.

La ciudad es el único ambiente para el ser humano en donde si bien, el crecimien-to es exponencial a medida que este se acerca a su máximo desarrollo, e irreme-diablemente al fracaso, la innovación humana hace que el ciclo se repita, reini-ciando el crecimiento, impulsando siempre al aumento de factores sociales evitan-do el colapso del sistema.

La problemática que surge de estos ciclos sociales interrelacionados, es que ca-da vez la innovación debe de ser más y más rápida, lo cual va directamente liga-do al ritmo de vida, y nos obliga a tener que pensar e innovar mucho más rápido y mejor conforme el tiempo avanza.

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BAJAR PARA SUBIR: EVITAR EL COLAPSO DEL SISTEMA

Basados en el texto anterior, podríamos afirmar que si el consu-mo energético aumenta en una proporción de ¾ al duplicar el tamaño de la ciudad, los costos a su vez aumentaran un 15% con respecto al mismo cambio.

Con esto en cuenta, la relación entre los factores biológicos y so-ciales, nos obligan a cuestionar la solución de las ciudades, ya que disminuye el consumo pero aumenta el costo.

Por otro lado, el aumento de los costos energéticos en España ha sido un problema que ha ido aumentado a lo largo de los últi-mos años, y como en toda economía mundial, se espera que si-ga en aumento.

Si a esto aumentamos la próxima migración y aumento de las ciu-dades, podríamos pensar que gran parte de las ciudades espa-ñolas, mas específicamente Madrid, se podría estar al borde de un colapso económico por gasto energético.

Así que lo que se requiere una inmediata innovación.

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Conforme a la gráfica anterior se muestra como crecen las ciudades españolas pero no aumenta la producción mientras si lo hace el gasto, y enfocándonos al caso mas especifico de Madrid, es por sus características geográficas y sociales que podemos afirmar que la metrópolis consumirá mucho mas de lo podría generar, dependiendo de zonas ajenas a ella, si no se produce un cambio rápido.

La Gráfica superior muestra como crecen las ciudades españolas en consumo. Pero hay que pensar que la producción no aumenta, mientras si lo hace el gasto.

Así que enfocándonos al caso mas especifico de Madrid, es por sus característi-cas geográficas y sociales que las proyecciones afirman que la metrópolis consu-mirá mucho mas de lo podría generar hacia el 2016, dependiendo de zonas aje-nas a ella si no se produce un cambio rápido.

Las políticas energéticas españolas de los últimos años han continuado sobre una sola línea de pensamiento, por lo que no han sido del todo certeras. Esperan-do producir grandes cantidades de energía en zonas lejanas a las ciudades, pro-bablemente no vaya a solucionar las cuestiones venideras.

Por estos motivos es necesario comenzar a pensar en las ciudades como fuentes productoras de energía, no solo de consumo.

Es necesario considerar las urbes como productoras no como dependientes, ya que gran parte de la energía se pierde en el traslado de la misma al ser produci-da en otros lugares, y el exportar energía constantemente no es ni ecológica ni económicamente sostenible. Por lo que es necesario geo localizar el problema. Es vital aceptar que España no es Dinamarca, y no cuenta con la cantidad ni velo-cidad de vientos que atraviesan el pais y alrededor de todas sus costas el país nórdico. Hay que contar con lo que se tiene, y con lo que España cuenta es sol.

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La imagen demuestra claramente las

corrientes de aire superiores que

atraviesan todo el territorio del país

nórdico, mientras que en España las

corrientes, de menor intensidad, rodean en

su mayoría al país.

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La insolación que recibe el país ibérico es casi 3 veces mayor que

la que recibe la península escandinava.

Y aun así, países del norte como Alemania o

Gran Bretaña se las arreglan para producir

gran cantidad de energía por medios

solares.

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VER PARA CREER: TORRE CAJA MADRID

Junto a todo lo anterior, el quehacer arquitectónico de los últimos años no ha sido tan reconocido desde el pun-to de vista social, y los gran parte de la ciudadanía con-sidera que el impulso de políticas económicas por me-dio de la elaboración de un corredor comercial de gran altura dentro de la ciudad ha sido un gasto innecesario.

Pero si la construcción en altura es la única posibilidad de lograr una redensificación de la ciudad, desligado a las bondades o deficiencias del proyecto antes mencio-nado, la realidad es que la visión de un proyecto a ese nivel pudo haber sido mas amplia para no solo apoyar el desarrollo del sector económico, sino de varios secto-res mas.

La edificación del corredor comercial “Cuatro Torres” en el norte de Madrid, ha sido uno de los proyectos de gran impacto mas polémicos de las ultimas décadas en la metrópoli, y retomando los conceptos anteriores, el estar en contra de la edificación en altura en las gran-des ciudades seria una idea contradictoria a las próxi-mas situaciones que comienzan a afectar a la sociedad actual.

El ampliar la visión en estos proyectos no solo como re-presentantes de poder, sino como intervenciones de un mayor impacto a sus alrededores podría ser muy benéfi-co para la zona, y aumentaría la aprobación de la ciuda-danía.

El caso concreto a tratar es la primera de estas polémi-cas edificaciones, la Torre Caja Madrid.

Mediante un estudio de proyecto, el rascacielos proyec-tado por el Arq. Sir Norman Foster, no solo podría ser un foco de atención a las miradas de automovilistas que salen de Madrid, ni el inicio de lo que representa el po-der económico español. Sino que verdaderamente po-dría ser ejemplo de sostenibilidad e innovación para es-ta y todas las grandes metrópolis Europeas.

El planteamiento del proyecto es sencillo. Es hacer un edificio que se nombra sostenible, realmente sostenible, esto significa basándonos en la definición de la CNU-MAD sobre desarrollo sostenible, que debe satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin com-

prometer las posibilidades de las del futuro para aten-der sus propias necesidades, y de ser posible aumentar los recursos.

Partiendo de esta idea tan básica podemos afirmar que un Hito como este podría ser llevado al próximo nivel.

La Torre Caja Madrid, es fácilmente reconocida de entre las cuatro torres por su larga fachada recubierta de ace-ro inoxidable. Que no solo da una vista de alta tecnolo-gía al edificio, sino que también es un excelente reflec-tor para la luz solar.

Reflector en el que todo madrileño, podrá ser deslum-brado por el reflejo de luz que brota del rascacielos, agradable sobre todo si la persona se encuentra circu-lando en su automóvil.

Y sin tener relación alguna con las bondades que pudie-ra tener el proyecto, este rayo de luz nos recuerda lo ol-vidado en España por las políticas energéticas, el sol.

Según la memoria descriptiva del edificio publicada por FCC construcción, el edificio “sostenible” prevé un con-sumo anual de 22.850 MW/hr al año.

La orientación norte-sur del edificio, y su amplia facha-da de acero inoxidable, son las condiciones propicias para lograr cambiar por completo el sentido sostenible del edificio.

Este edificio se encuentra en la posición diseño y consu-mo perfectos para una intervención que cambie el para-digma del consumo energético en la urbe madrileña.

Actualmente la torre cuenta con aerogeneradores que en el documento antes mencionado no indica cual es la producción total de energía para el edificio, solo se men-ciona que produce parte de la energía que consume, e independientemente de la cantidad producida, la ener-gía eólica a esa escala nunca lograría cubrir la totalidad de necesidad energética requerida.

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Por esto, la propuesta involucra la sustitución de esa fa-chada sur de acero inoxidable por el uso de paneles fo-tovoltaicos, que mediante su funcionamiento regular, lo-gran abarcar ampliamente el consumo energético del edificio y además lo sobrepasan, pudiendo generar energía para la comunidad, evitando el consumo de energía proveniente de otras zonas.

La fachada sur cuenta con 1.200 m2 de fachada ciega y sin acristalamiento, con posibilidades de generar ener-gía y no solo reflejarla.

Los datos obtenidos de JRC (Photovoltaic Geographical Information System) De la Unión Europea, indican que la producción de energía, y en la posición geográfica del edificio, con paneles fotovoltaicos empotrados en facha-da,seria de un mínimo de 2050 Kw/hr m2 (año) y un má-ximo de 2820 Kw/hr m2 (año), según sea ejecutada la instalación.

Por lo tanto la producción energética del edificio signifi-caría cubrir el consumo energético de todo el edificio y un poco mas. Donde el resultado de producción podría variar de 20.910 Mw (año) en el caso menos favorable, y 28.764 Mw (año) en el mas favorable. Pudiendo no so-lo enfocarse a la producción de energía fotovoltaica, si-no también a energia termo solar u otras variantes.

22.850 < 28.764

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Si bien, las imposibilidades presupuestarias impiden la ejecución de ideas de alto impacto como convertir uno de los edificios mas altos de Madrid en una central energéti-ca solar, esto solo es un ejemplo para lograr demostrar como en una fachada se logra representar toda esa pe-queña suma de fachadas y tejados a lo largo de toda la mancha urbana de Madrid y toda España, que con un pe-queño cambio de material, pueden hacer pequeñas accio-nes que tarde o temprano ayudaran a que el gasto ener-gético y económico no se vaya hasta al cielo ni al limite.

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EL CIELO ES EL LIMITE

SERVICIO DE INFORMACION METEOROLOGICA MUNDAL

BIOLOGY, ANIMAL ENERGETICS AND SCALING

TERRA METRICS GOOGLE BY NASA USA

THE SURPRISING MATH OF CITIES AND CORPORATIONS, SANTA FE INSTITUTE DR.GEOFFREY WEST

JRC PHOTOVOLTAICGEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM UE

DATABANK BANCO MUNDIAL

CNUMAD

EUROSTAT

TORRE CAJA MADRID, MADRID, FCC CONSTRUCCIONES

BIOMIMICRY 3.8

ASKNATURE

FOSTER AND PARTNERS AC

LA IMAGEN DE LA CIUDAD, KEVIN LYNCH

FUENTES

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DR. ANTONIO RUIZ DE ELVIRA