¿Qué es una vivienda autosuficiente energéticamente?

• Limitada demanda energética
• Consumo energético reducido
• Aprovechamiento de las energías renovables

Características principales de las casas autosuficientes

• Energía renovable
• Gestión del agua
• Aislamiento térmico
• Ventilación eficiente

Ventajas de las casas autosuficientes

• Independencia energética
• Ahorro de costes
• Reducción de la huella de carbono

Cómo planificar una vivienda autosuficiente

• Ubicación y orientación
• Diseño y construcción
• Sistemas de energía renovable
• Gestión del agua y saneamiento

Costes y precios de las casas autosuficientes

Certificaciones para viviendas autosuficientes

Ayudas y subvenciones para construir casas autosuficientes

Ejemplos de viviendas autosuficientes en España

¿Qué es una vivienda autosuficiente energéticamente?

Se entiende que una vivienda es autosuficiente energéticamente cuando es capaz de generar sus propios recursos para satisfacer su demanda energética sin depender de fuentes externas de energía. E incluso en algunos casos, es capaz de compartir la energía generada in situ. En este sentido, una vivienda autosuficiente debe de ser construida o rehabilitada siguiendo tres principios básicos:

Limitada demanda energética

Una vivienda autosuficiente tiene una limitada demanda energética, cuando necesita muy poca energía para satisfacer los servicios básicos que garanticen el confort térmico interior. Dichos servicios son básicamente la calefacción, la refrigeración, la iluminación y la ventilación. Para ello es necesario que la vivienda disponga de una envolvente térmica correctamente aislada. Como criterio se pueden seguir los principios de la arquitectura bioclimática o de aquellos estándares de construcción de alta eficiencia energética que existen en la actualidad. Todos ellos basados en la aplicación de una serie de estrategias de diseño pasivo. Se trata de estándares que consideran, además del adecuado aislamiento de la envolvente térmica, otros criterios complementarios de diseño para una arquitectura eficiente energéticamente hablando, como es la correcta orientación, el estudio del entorno, el factor de forma, la inercia térmica o la hermeticidad entre otros.

Consumo energético reducido

El segundo principio es que el consumo energético total de la vivienda sea limitado. Para ello, una vez limitada la demanda energética, es necesario que las instalaciones térmicas tengan un elevado rendimiento energético. Y no sólo eso, también es necesario elegir un combustible con un factor de paso bajo. Es decir, el factor de paso de un combustible es un coeficiente de conversión que relaciona la energía final consumida por una instalación con la energía primaria necesaria para producirla. En una vivienda autosuficiente este factor es fundamental porque el objetivo consiste en minimizar la energía primaria no renovable. Un combustible con un factor de paso bajo implica un proceso eficiente, con una baja pérdida de energía en su producción, transporte y transformación. El factor de paso igual a uno, significa que la energía que se produce es igual a la que se consume, lo cual se corresponde con energías renovables generadas in situ. En cuanto al impacto ambiental, se debe priorizar los combustibles de cero emisiones de CO2.

Aprovechamiento de las energías renovables

Una vez cumplidos los dos principios anteriores, el tercero consiste en el aprovechamiento de las energías renovables generadas in situ. Pero eso sí, para una autonomía total será necesario el almacenamiento en baterías, o en su defecto, una conexión de respaldo a la red eléctrica para los momentos de baja producción. Por otro lado, la tecnología y la viabilidad serán requisitos fundamentales. Es decir, se deben seleccionar tecnologías que se adapten a la ubicación y al diseño de la vivienda.

Características principales de las casas autosuficientes

Una vez conocidos los principios básicos de diseño para alcanzar una vivienda autosuficiente desde el punto de vista energético, a continuación, vamos a profundizar en las características principales que definen este modelo de construcción. Para ello es importante matizar que una vivienda autosuficiente puede ser considerada como un ecosistema integrado, donde cada elemento se diseña para interactuar de manera eficiente. El objetivo consiste en reducir al máximo la dependencia de recursos externos y alcanzar un impacto ecológico mínimo. Este enfoque integrador incluye no sólo la producción y gestión de la energía sino también la optimización del uso del agua, la selección de materiales y la reducción de los residuos construcción.

Energía renovable

El aprovechamiento de las energías renovables es el pilar fundamental de toda vivienda autosuficiente, lo cual permite reducir o anular la dependencia de fuentes externas. En cualquier caso, la tecnología elegida se adecuará a las circunstancia de cada vivienda teniendo en cuenta su ubicación y necesidades energéticas. La energía solar fotovoltaica se puede instalar en cubierta o fachada para la producción de electricidad durante las horas de sol. El excedente se puede almacenar en baterías o verter a la red para ser compartido. Los servicios cubiertos por la fotovoltaica incluyen el coche eléctrico. La aerotermia o la geotermia son sistemas de alta eficiencia energética, consideradas fuentes de energía renovable, que aprovechan la energía del aire ambiente o del subsuelo para producir agua caliente sanitaria, calefacción e incluso refrigeración. La solar térmica permite producir agua caliente aprovechando la radiación solar y se puede combinar con la aerotermia o la geotermia. Y por útlimo, aunque menos conocida, la eólica (minieólica) puede ser en algunos casos, una buena alternativa para la producción de electricidad.

Gestión del agua

Al igual que sucede con la energía, el agua es un recurso que hay que gestionar de manera eficiente. En este sentido, en una vivienda autosuficiente, el consumo responsable del agua supone la reducción del consumo del agua potable y el aprovechamiento de fuentes alternativas. La idea es la de establecer un ciclo cerrado donde el agua se usa, se reutiliza o se recicla.

Aislamiento térmico

El correcto aislamiento de la envolvente térmica es el criterio básico para cumplir con el principio de reducción de la demanda energética de la vivienda autosuficiente. Éste debe de ser continuo para eliminar o reducir los puentes térmicos. Su espesor y conductividad dependerá de la zona climática donde se ubique la vivienda. En el mercado existen diversas soluciones de aislamiento térmico para fachadas, cubiertas, suelos y particiones. Las soluciones de aislamiento térmico por el exterior son las más efectivas ya que resuelven los puentes térmicos y anulan el efecto de pared fría contribuyendo a la reducción o eliminación del riesgo de condensaciones. No obstante, el aislamiento también se puede instalar por el interior de los cerramientos. En cuanto al material aislante los más habituales son la lana mineral, el poliestireno expandido EPS o extrusionado XPS y la espuma de poliuretano PUR, aunque existe una tendencia a ir incorporando aislamientos más naturales como la fibra de madera, el corcho o la celulosa.

La instalación de aislamiento térmico en la envolvente térmica se completa con la instalación de ventanas de altas prestaciones y la barrera de hermeticidad. El sellado de las carpinterías exteriores y la continuidad de la barrera hermética elimina las infiltraciones de aire no deseadas, las cuales pueden representar hasta el 50% de las pérdidas energéticas de una vivienda.

Ventilación eficiente

Toda vivienda debe de contar con un sistema de ventilación que garantice la adecuada calidad del aire interior, libre de contaminantes que pueden afectar a la salud de los usuarios. En una vivienda autosuficiente el sistema de ventilación no debe comprometer la eficiencia energética de la misma. Es decir, la renovación del aire interior no debe suponer una fuente de pérdidas energéticas que aumenten el consumo de las instalaciones térmicas de calefacción y refrigeración. En este sentido se recomienda la instalación de sistemas de ventilación mecánica de doble flujo con recuperador de calor. Un sistema que funciona de forma continua, suministrando aire fresco del exterior, pero preacondicionado en el recuperador de calor, al aprovechar la energía del aire que se extrae y que se transmite al aire limpio que entra. Esto significa que en invierno el aire frío entrante se calienta con la energía del aire saliente, y en verano el aire caliente se enfría.

Ventajas de las casas autosuficientes

Las principales ventajas de optar por el diseño y construcción de una casa autosuficiente son:

Independencia energética

Se trata de una de las principales ventajas de toda vivienda autosuficiente. La independencia energética libera a sus propietarios de las fluctuaciones del precio de la energía. Al generar su propia electricidad, la vivienda autosuficiente se convierte en un productor activo en lugar de un consumidor pasivo. Para ello la vivienda debe contar con una instalación solar fotovoltaica y baterías para almacenar el exceso de producción durante el día, para su uso nocturno o en días con menor producción. De esta manera se garantiza un suministro constante sin depender de la red eléctrica. Una autonomía que sin duda aporta una notable resiliencia ante cortes de luz o crisis energéticas.

Ahorro de costes

El diseño de una vivienda autosuficiente puede implicar una inversión inicial ligeramente superior al invertir en instalaciones térmicas, energías renovables y sistemas constructivos de alta eficiencia energética. Sin embargo, esta inversión se compensa a largo plazo con un ahorro de costes en la factura energética o en la factura del agua. Con ello se consigue amortizar la inversión en un tiempo prudencial y a la vez se incrementa significativamente el valor de la propiedad, en un mercado donde la eficiencia energética y la sostenibilidad se valoran cada vez más.

Reducción de la huella de carbono

Las viviendas autosuficientes contribuyen a la descarbonización del parque inmobiliario, ya que reducen significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Tienen por lo tanto un Potencial de Calentamiento Global (PCG) muy reducido. El PCG es un concepto que introduce la actual Directiva (UE) 2024/1275 de Eficiencia Energética de los edificios, que mide la contribución general del edificio a las emisiones causantes del cambio climático, que comprende las emisiones de gases de efecto invernadero incorporadas en los productos de construcción y las emisiones directas e indirectas de la etapa de uso. La idea es conseguir un parque inmobiliario descarbonizado para 2050, reduciendo o anulando la dependencia de los combustibles fósiles y acelerando la transición energética. Las casas autosuficientes utilizan fuentes de energía 100% renovables, no emiten dióxido de carbono ni otros contaminantes, por lo que su huella de carbono se reduce al mínimo. Un compromiso que se extiende a la elección de materiales de bajo carbono embebido y a la reducción de los residuos de construcción, lo que garantiza que el ciclo de vida completo de la vivienda sea de baja huella de carbono.

Cómo planificar una vivienda autosuficiente

El diseño y construcción de una vivienda autosuficiente comprende una serie de etapas o fases:

Ubicación y orientación

Se trata de la primera fase de análisis de la parcela y de su entorno. La vivienda se diseña y ubica estratégicamente para aprovechar la radiación solar en invierno a modo de ganancias solares como sistema de calefacción pasivo y para protegerse, en cambio, del sobrecalentamiento en verano, evitando las ganancias solares no deseadas. El análisis de la ubicación y de la orientación de la vivienda debe tener en cuenta no solo la trayectoria solar, sino la dirección del viento, la presencia de vegetación y de masas de agua, la topografía de la parcela y los edificios próximos.

Diseño y construcción

El diseño del edificio dependerá del análisis realizado en la fase anterior. En esta fase se determina la forma de la vivienda, su factor de forma, el sistema de sombreamiento fijo y/o móvil, el sistema constructivo más apropiado según los recursos disponibles en la zona, el cual podrá ser más o menos industrializado, y la materialidad con recursos de proximidad.

Según el clima de la zona se deberá valorar el espesor y características del aislamiento térmico, así como el aprovechamiento de la inercia térmica. Se podrán implementar estrategias de diseño innovadoras como fachadas y cubiertas verdes, fachadas cinéticas, ventiladas, muros trombe o invernaderos. La industrialización de las soluciones constructivas en mayor o menor grado, influirá en los plazos de ejecución y también en el impacto ambiental asociado a la construcción de la vivienda, que será menor al implementar técnicas de construcción en seco, con un menor consumo de agua y de energía y una menor generación de recursos. Las soluciones industrializadas elaboradas en taller y transportadas a la obra para su ensamblaje tienen una menor huella de carbono en comparación a la construcción tradicional y se ejecutan en un entorno cerrado y controlado con un mayor grado de seguridad para los trabajadores.

La selección de materiales se realiza en base a criterios de bajo impacto ambiental: reciclables y/o con contenido reciclado, de baja energía embebida, de reducido contenido de COV y bajas emisiones, de maderas certificadas FSC, de proximidad o km 0. Se podrá realizar un análisis de ciclo de vida del edificio para valorar las estrategias más adecuadas con el objetivo de reducir al máximo el impacto ambiental de la vivienda por su construcción, uso, mantenimiento y fin de vida y por lo tanto su huella ecológica.

Sistemas de energía renovable

En esta fase, se eligen sistemas de climatización eficientes, así como el sistema de energía renovable más adecuado para la vivienda autosuficiente. El uso de aerotermia, geotermia o de bomba de calor de alto rendimiento será la mejor elección para satisfacer las necesidades de agua caliente, calefacción y refrigeración. Dichas instalaciones se pueden combinar con paneles solare fotovoltaicos y/o térmicos. Los primeros producen electricidad a partir de la radiación solar abasteciendo las instalaciones anteriores y cualquier instalación, aparato o electrodoméstico que consuma electricidad en la vivienda. Incluso se puede recargar el vehículo eléctrico. Los paneles solares complementan al generador que produzca agua caliente aumentando su rendimiento. Las calderas de combustibles fósiles no son una opción en la vivienda autosuficiente.

Respecto al sistema de ventilación de la vivienda para la calidad del aire interior, se recomienda el sistema de ventilación mecánico con recuperador de calor. Existen estrategias de diseño basadas en la ventilación natural, como la ventilación cruzada, el pozo canadiense o el efecto chimenea, que pueden ser efectivas pero planteadas como una opción complementaria del sistema mecánico. La ventilación natural en una vivienda autosuficiente es una opción válida, pero no una solución única en el contexto de la normativa actual y de los estándares de eficiencia energética de lo que se considera una casa pasiva o de muy bajo consumo. La ventilación mecánica con recuperador de calor es la solución más efectiva para garantizar la óptima calidad del aire interior, asegurando un caudal constante y controlado sin perder energía.

La instalación se completa con el control domótico y la automatización. Un sistema inteligente monitoriza y gestiona el consumo de energía en tiempo real, optimizando el funcionamiento de los electrodomésticos, la iluminación y las instalaciones térmicas y de renovables.

Gestión del agua y saneamiento

En una vivienda autosuficiente la gestión del agua se concibe como un ciclo cerrado, evitando así el vertido de aguas residuales a la red pública de saneamiento. Este enfoque integral incluye estrategias de ahorro en el consumo del agua, la captación, almacenamiento y filtrado de otras fuentes de agua alternativas y el tratamiento de los efluentes.

La reducción del consumo de agua potable se consigue mediante la instalación de grifos e inodoros de bajo consumo y la selección de electrodomésticos eficientes.

El aprovechamiento de otras fuentes de agua alternativas consiste, primero, en la captación y el almacenamiento del agua de lluvia, la cual se recoge en la cubierta de la vivienda y se canaliza hasta un depósito donde se filtra y posteriormente se usa para cisternas de inodoros o riego del jardín. Y segundo, en el reciclaje de las aguas grises provenientes de duchas, lavabos y lavadoras, que se recogen en un depósito separado, se purifican y se reutilizan para cisternas de inodoros, riego del jardín o la piscina.

En lo que se refiere al riego, se propone la instalación de sistemas de riego eficiente como el riego por goteo, y la selección de especies vegetales autóctonas o adaptadas al clima que requieren un riego nulo o limitado.

El saneamiento y tratamiento de las aguas residuales, principalmente el agua proveniente de los inodoros, se soluciona con la implementación de sistemas de saneamiento ecológico. Principalmente mediante la instalación de fosa séptica de alta eficiencia, que realiza una primera depuración biológica de las aguas negras antes de su filtración al terreno, donde los microrganismos terminan de descomponer los contaminantes; o mediante sistemas de fito-depuración o humedales artificiales, que consisten en estanques o lechos de grava con plantas acuáticas que absorben y metabolizan los contaminantes del agua residual, purificándola de forma bilógica.

Costes y precios de las casas autosuficientes

El coste de una vivienda autosuficiente es ligeramente superior al de una vivienda considerada como convencional, como consecuencia de la inversión en materiales y tecnologías de alta eficiencia energética. Aunque como ya se ha comentado, dicha inversión se amortiza con el tiempo al obtener un ahorro económico en las facturas de los suministros. Por otro lado, dicho coste puede variar significativamente según diversos factores, por lo que no existe un precio único.

Los factores que determinan el nivel de autonomía y las calidades del proyecto influyen en el precio de la vivienda. Las tecnologías de energía renovable influyen en el precio de manera que, a mayor autonomía, mayor es la inversión. Los materiales de construcción sostenibles como la madera, la paja o el corcho pueden tener un coste inicial diferente al de los materiales convencionales, pero ofrecen un mejor rendimiento a largo plazo. La construcción tradicional es más costosa en mano de obra y tiempo, por lo que las viviendas prefabricadas o industrializadas, suelen ser más económicas y rápidas de construir, por su eficiencia en el proceso y optimización de los materiales constructivos. La superficie y la complejidad del diseño también es un factor determinante en el coste de la vivienda.

El precio mínimo lo podemos encontrar en casas modulares prefabricadas con cierto grado de autosuficiencia energética a partir de los 20.000 euros para modelos muy básicos y de tamaño reducido. Para modelos más completos las encontramos desde los 110.000 euros. El precio máximo no tiene un límite fijo. Una vivienda autosuficiente de alta gama, con un diseño exclusivo, materiales de lujo e instalaciones de alta tecnología, pude superar el medio millón de euros. Una vivienda de 120 m2 diseñada bajo los criterios del estándar Passivhaus puede costar entre los 180.000 euros y los 300.000 euros, sin contar el terreno. Todos los precios indicados se refieren al presupuesto de ejecución material de la vivienda sin incluir otros conceptos como impuestos, tasas, solar ni honorarios de técnicos o ensayos.

Certificaciones para viviendas autosuficientes

En la actualidad no existe una certificación específica de viviendas autosuficientes, pero sí existen en cambio certificaciones ambientales que evalúan la sostenibilidad de los edificios teniendo en cuenta la aplicación de estrategias de diseño y construcción que se alinean con todos los criterios anteriormente comentados. Se trata de sellos de certificación que garantizan que una vivienda ha sido diseñada y construida para funcionar con un consumo energético casi nulo e incluso en algunos casos con balance positivo. Las certificaciones más extendidas en nuestro país son BREEAM, LEED, Verde (nacional) o DGNB.

El estándar Passivhaus por su parte, es un estándar de construcción de alta eficiencia energética que representa precisamente los principios de diseño y construcción de una vivienda autosuficiente energéticamente. Toda vivienda certificada con el estándar Passivhaus cumple cinco criterios básicos: aislamiento térmico de alto rendimiento, ventanas y puertas exteriores de altas prestaciones, hermeticidad de la envolvente térmica, ausencia de puentes térmicos y ventilación mecánica controlada con recuperación de calor. Al implementar estos criterios de diseño, la demanda energética de la vivienda es muy reducida. El poco consumo se satisface con energía renovable in situ, hecho que permite alcanzar la autosuficiencia de la vivienda, y en muchos casos, producir excedentes de energía. El estándar Passivhaus no sólo certifica una casa altamente eficiente, sino que también establece las bases para una independencia energética completa.

Ayudas y subvenciones para construir casas autosuficientes

Actualmente no existen ayudas y subvenciones para construir casa autosuficientes como tal, sino que se destinan a aspectos clave que sí están relacionados con este concepto, como la mejora de la eficiencia energética, la reducción del consumo de energía no renovable y la integración de las energías renovables en los edificios. Dichas ayudas se articulan a través de ayudas directas o de beneficios fiscales en forma de deducciones. Están canalizadas mayoritariamente por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR) el cual está financiado por los fondos europeos Next Generation EU, que cada comunidad autónoma gestiona en sus correspondientes convocatorias.

Ejemplos de viviendas autosuficientes en España

El primer ejemplo de casa autosuficiente es la Cork Oak Maison en Sotogrande (Cádiz). Diseñada por el estudio de arquitectura de Fran Silvestre Arquitectos, el proyecto fue completado en 2021. Si bien es cierto que es una villa de lujo, lo cierto es que es un ejemplo de casa totalmente autosuficiente que funciona off-grid. La vivienda genera su propia electricidad con paneles solares fotovoltaicos y un gran banco de baterías de iones de litio almacena el excedente. Es una vivienda de energía positiva que genera más energía de la que consume. En lo que respecta a la gestión del agua, la vivienda dispone de un pozo particular, un sistema de recogida de agua de lluvia y una depuradora biológica para el tratamiento de aguas residuales, gestionando así su propio ciclo del agua. En cuanto a la climatización, utiliza la geotermia para calentar y enfriar la vivienda de manera muy eficiente.

Otro ejemplo de casa autosuficiente, pasiva y bioclimática, que aplica estrategias de diseño para minimizar la demanda energética, más modesta que el ejemplo anterior, es la Casa Pasiva en Arteaga (Vizcaya). Se finalizó también en 2021 y fue diseñada por los arquitectos Emiliano López y Mónica Rivera. Cuenta con la certificación Passivhaus, lo cual garantiza su alta eficiencia energética. Además, la casa se concibe como un ejemplo de economía circular y de sostenibilidad integral. Las principales estrategias aplicadas son el diseño bioclimático, el uso de materiales de proximidad Km 0, el aislamiento térmico superior en toda la envolvente, la hermeticidad extrema para evitar infiltraciones y el uso de sistemas de alta eficiencia energética como la ventilación mecánica con recuperación de calor, que cubre la mínima demanda energética de la vivienda. No está completamente desconectada de la red, pero su consumo energético es tan bajo que se considera autosuficiente en la práctica.

Un último ejemplo es el de la vivienda unifamiliar pasiva y bioclimática del arquitecto Juan Manuel Sánchez La Chica de Ecoproyecto, en Santiago de la Ribera (Murcia). Finalizada en 2017 no cuenta con la certificación Passivhaus, pero sí sigue sus principios básicos de diseño y construcción, y es considerada de consumo de energía casi nulo. Las estrategias de autosuficiencia incluyen el diseño y construcción de grandes aleros, pérgolas y lamas para dar sombra a las ventanas y evitar sobrecalentamientos, aislamiento térmico continuo en la envolvente y alta hermeticidad para evitar infiltraciones de aire y mantener el confort interior, ventilación mecánica controlada con recuperador de calor, instalación de paneles solares fotovoltaicos en la cubierta para la producción de electricidad y aerotermia para la producción de agua caliente sanitaria y de apoyo a la climatización.