Edificio autónomo

En la década de 1970, grupos de activistas e ingenieros se inspiraron en las advertencias sobre el inminente agotamiento de los recursos y la hambruna. En Estados Unidos, un grupo autodenominado los Nuevos Alquimistas se hizo famoso por la profundidad de la investigación aplicada a sus proyectos. Utilizando técnicas de construcción convencionales , diseñaron una serie de proyectos de " biorefugios ", el más famoso de los cuales fue la comunidad biorrefugio El Arca en la Isla del Príncipe Eduardo . Publicaron los planos de todos ellos, con cálculos de diseño detallados y planos arquitectónicos. El Arca utilizaba bombeo de agua y electricidad mediante energía eólica y era autosuficiente en la producción de alimentos. Contaba con viviendas para personas, tanques para la cría de tilapia para obtener proteínas , un invernadero regado con agua de los peces y un sistema de recuperación de aguas residuales de circuito cerrado que reciclaba los desechos humanos en fertilizante desinfectado para los tanques de peces. ^{[ 1 ]}

Entre 1975 y 1977, el arquitecto australiano y profesor de la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Sídney , Col James , en colaboración con el diseñador urbano, arquitecto, artista y tutor universitario Nick Hollo, diseñó y construyó una casa autónoma en los terrenos de la universidad, en colaboración con los estudiantes. ^{[ 2 ]} Esto enseñó sostenibilidad en la autoconstrucción a cientos de estudiantes. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

En la década de 1990 se desarrolló el concepto de Earthships , similar al proyecto Ark, pero organizado como una empresa con fines de lucro, cuyos detalles constructivos fueron publicados en una serie de tres libros por el arquitecto estadounidense Mike Reynolds . El material de construcción son neumáticos rellenos de tierra . Esto crea una pared con gran masa térmica (véase refugio de tierra ). Se colocan terraplenes en las superficies expuestas para aumentar aún más la estabilidad de la temperatura de la casa. El sistema de agua comienza con agua de lluvia, procesada para beber, luego para lavar, luego para regar las plantas, luego para la descarga del inodoro, y finalmente el agua residual se recicla nuevamente para regar más plantas. Las cisternas se colocan y utilizan como masas térmicas. La energía, incluyendo electricidad, calefacción y agua caliente, proviene de energía solar .

En la década de 1990, algunos arquitectos como William McDonough y Ken Yeang aplicaron un diseño de edificios ambientalmente responsable a grandes edificios comerciales, como edificios de oficinas, logrando que fueran prácticamente autosuficientes en la producción de energía. Un importante edificio bancario ( la sede del Grupo ING en Ámsterdam ) en los Países Bajos también se construyó con un enfoque autónomo y artístico.

En 2002, los arquitectos británicos Brenda y Robert Vale escribieron: ^{[ 5 ]}

En toda Australia es posible construir una «casa sin facturas», que sería confortable sin calefacción ni aire acondicionado, generaría su propia electricidad, recogería su propia agua y gestionaría sus propios residuos. Estas casas se pueden construir hoy mismo utilizando técnicas estándar. Es posible construir una «casa sin facturas» por el mismo precio que una casa convencional, pero sería un 25 % más pequeña.

Existen muchos métodos para recolectar y conservar agua. Reducir su consumo resulta rentable.

Los sistemas de aguas grises reutilizan el agua de lavado para las cisternas de los inodoros o para regar el césped y los jardines . Estos sistemas pueden reducir a la mitad el consumo de agua de la mayoría de los edificios residenciales; sin embargo, requieren la compra de un pozo de bombeo, una bomba de presurización de aguas grises y tuberías secundarias . Algunos constructores están instalando urinarios sin agua e incluso inodoros de compostaje que eliminan el consumo de agua en la eliminación de aguas residuales.

La solución clásica, que requiere mínimos cambios en el estilo de vida, es utilizar un pozo . Una vez perforado , el pozo necesita una cantidad considerable de energía. Sin embargo, los pozos modernos pueden reducir el consumo de energía a la mitad o incluso más que los modelos antiguos. En algunas zonas, el agua de pozo puede estar contaminada. El filtro de arsénico Sono elimina el arsénico perjudicial del agua de pozo. No obstante, perforar un pozo es una actividad incierta, ya que los acuíferos están agotados en algunas zonas. Además, puede resultar costoso.

En regiones con suficiente precipitación, suele ser más económico diseñar un edificio para aprovechar el agua de lluvia , con suministro suplementario en épocas de sequía . El agua de lluvia es excelente para el lavado, pero requiere tratamiento antibacteriano. Si se utiliza para beber, es necesario añadir minerales o mineralizarla. ^{[ 6 ]}

La mayoría de los climas desérticos y templados reciben al menos 250 milímetros (9,8 pulgadas) de lluvia al año. Esto significa que una casa típica de una sola planta con un sistema de aguas grises puede cubrir sus necesidades de agua durante todo el año solo con el agua de su tejado. En las zonas más secas, podría requerir una cisterna de 30 metros cúbicos (7900 galones estadounidenses ) . Muchas zonas tienen un promedio de 13 milímetros (0,51 pulgadas) de lluvia por semana, y en ellas se puede usar una cisterna de tan solo 10 metros cúbicos (2600 galones estadounidenses ) .      

En muchas zonas, es difícil mantener un techo lo suficientemente limpio para que el agua sea potable. ^{[ 7 ]} Para reducir la suciedad y los malos sabores, los sistemas utilizan un techo colector metálico y un tanque de "limpieza de techo" que desvía los primeros 40 litros. El agua de la cisterna suele estar clorada , aunque los sistemas de ósmosis inversa proporcionan agua potable de aún mejor calidad.

En la casa romana clásica ("Domus"), el agua potable provenía de una cisterna (el "impluvium"), que era un elemento decorativo del atrio, el espacio público principal de la casa. Se alimentaba mediante bajantes que caían desde la abertura del techo orientada hacia el interior (el "compluvium"). A menudo se cultivaban nenúfares en ella para purificar el agua. Las familias adineradas solían complementar el agua de lluvia con una pequeña fuente alimentada por una cisterna de la ciudad. El impluvium siempre tenía un desagüe de rebose para evitar que inundara la casa. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Las cisternas modernas suelen ser grandes depósitos de plástico. Los depósitos por gravedad sobre torres bajas son fiables, por lo que las reparaciones de la bomba no son tan urgentes. La cisterna más económica es un estanque o piscina vallada a nivel del suelo.

Reducir la autonomía disminuye el tamaño y el costo de las cisternas. Muchos hogares autónomos pueden reducir el consumo de agua a menos de 38 litros (10 galones estadounidenses ) por persona al día, de modo que, en caso de sequía, se puede suministrar agua para un mes a bajo costo mediante camiones cisterna. El autoabastecimiento suele ser posible instalando tanques de agua de tela que se adaptan a la caja de una camioneta. 

Puede resultar conveniente utilizar la cisterna como disipador de calor o trampa para una bomba de calor o un sistema de aire acondicionado ; sin embargo, esto puede calentar el agua potable fría y, en años más secos, puede disminuir la eficiencia del sistema de climatización.

Los destiladores solares pueden producir agua potable de manera eficiente a partir de agua de acequia o de cisterna, especialmente los diseños de humidificación de efecto múltiple de alta eficiencia , que separan el/los evaporador/es y el/los condensador/es.

Las nuevas tecnologías, como la ósmosis inversa, permiten obtener cantidades ilimitadas de agua pura a partir de agua contaminada, agua de mar e incluso aire húmedo. Existen desalinizadoras para yates que transforman el agua de mar y la electricidad en agua potable y salmuera . Los generadores de agua atmosférica extraen la humedad del aire seco del desierto y la filtran para obtener agua pura.

Drainage systems are a crucial compromise between human habitability and a secure, sustainable watershed. Paved areas and lawns or turf do not allow much precipitation to filter through the ground to recharge aquifers. They can cause flooding and damage in neighbourhoods, as the water flows over the surface towards a low point.

Typically, elaborate, capital-intensive storm sewer networks are engineered to deal with stormwater. In some cities, such as the Victorian era London sewers or much of the old City of Toronto, the storm water system is combined with the sanitary sewer system. In the event of heavy precipitation, the load on the sewage treatment plant at the end of the pipe becomes too great to handle and raw sewage is dumped into holding tanks, and sometimes into surface water.

Los edificios autónomos pueden abordar la precipitación de varias maneras. Si se combina una cuneta absorbente de agua para cada patio con calles de concreto permeable , se pueden omitir los desagües pluviales del vecindario. Esto puede ahorrar más de $800 por casa (década de 1970) al eliminar los desagües pluviales. ^{[ 12 ]} Una forma de usar los ahorros es comprar lotes más grandes, lo que permite más comodidades al mismo costo. El concreto permeable es un producto establecido en climas cálidos y en desarrollo para climas fríos. En climas fríos, la eliminación de los desagües pluviales a menudo puede aún ser suficiente para comprar suficiente terreno para construir cunetas (zanjas poco profundas para recolectar agua) o terraplenes que impidan el paso del agua. Este plan proporciona más terreno para los propietarios y puede ofrecer una topografía más interesante para el paisajismo. Además, un techo verde captura la precipitación y usa el agua para cultivar plantas. Se puede construir en un edificio nuevo o usar para reemplazar un techo existente.

Dado que la electricidad es un servicio costoso, el primer paso hacia la autonomía es diseñar una casa y un estilo de vida que reduzcan la demanda. Las luces LED , las computadoras portátiles y los refrigeradores a gas ahorran electricidad, aunque estos últimos no son muy eficientes. ^{[ 13 ]} También existen refrigeradores eléctricos supereficaces, como los producidos por la empresa Sun Frost, algunos de los cuales consumen aproximadamente la mitad de electricidad que un refrigerador comercial con certificación Energy Star .

Mediante un techo solar, las células solares pueden generar energía eléctrica. Los techos solares pueden ser más rentables que la instalación de paneles solares en edificios ya existentes, ya que estos necesitan techos de todos modos. Las células solares modernas tienen una vida útil de aproximadamente 40 años, lo que las convierte en una inversión razonable en algunas zonas. Con una inclinación adecuada, las células solares se limpian con el agua de lluvia, por lo que prácticamente no tienen impacto en el estilo de vida.

Muchas zonas tienen largas noches de invierno o días oscuros y nublados. En estos climas, una instalación solar podría no ser rentable o se necesitan grandes sistemas de almacenamiento de baterías para lograr la autosuficiencia eléctrica. ^{[ 14 ]} En climas tormentosos o ventosos, las turbinas eólicas pueden reemplazar o complementar significativamente la energía solar. ^{[ 15 ]} La casa autónoma promedio solo necesita una pequeña turbina eólica , de 5 metros o menos de diámetro. En una torre de 30 metros (100 pies), esta turbina puede proporcionar suficiente energía para complementar la energía solar en días nublados. Las turbinas eólicas disponibles comercialmente utilizan generadores de CA sellados de una sola pieza móvil y palas pasivas de autoemplumado para años de funcionamiento sin mantenimiento.

La principal ventaja de la energía eólica es que las turbinas eólicas de mayor tamaño tienen un coste por vatio inferior al de las células solares, siempre que haya viento. La ubicación de la turbina es crucial: al igual que en algunos lugares no hay suficiente sol para las células solares, en muchas zonas no hay suficiente viento para que una turbina sea rentable. En las Grandes Llanuras de Estados Unidos, una turbina de 10 metros (33 pies) puede suministrar energía suficiente para calentar y enfriar una casa totalmente eléctrica bien construida. Su uso económico en otras zonas requiere investigación y, posiblemente, un estudio del emplazamiento. ^{[ 16 ]}

Algunos emplazamientos tienen acceso a un arroyo con un cambio de elevación. Estos emplazamientos pueden utilizar pequeños sistemas hidroeléctricos para generar electricidad. Si la diferencia de elevación supera los 30 metros (100 pies) y el arroyo fluye durante todo el año, esto puede proporcionar energía continua con una instalación pequeña y económica. Los cambios de elevación menores requieren instalaciones o presas de mayor tamaño y pueden ser menos eficientes. La obstrucción en la entrada de la turbina puede ser un problema práctico. La solución habitual es una pequeña poza y una cascada (una tubería forzada) para evacuar los residuos flotantes. Otra solución es utilizar una turbina que resista los residuos, como una turbina helicoidal Gorlov o una turbina Ossberger .

En épocas de baja demanda, el exceso de energía puede almacenarse en baterías para su uso futuro. Sin embargo, las baterías deben reemplazarse cada pocos años. En muchas zonas, los gastos de las baterías pueden eliminarse conectando el edificio a la red eléctrica y operando el sistema con medición neta . Se requiere permiso de la compañía eléctrica, pero esta generación cooperativa es obligatoria por ley en algunas zonas (por ejemplo, California). ^{[ 16 ]}

Un edificio conectado a la red eléctrica es menos autónomo, pero más económico y sostenible, con menos sacrificios en el estilo de vida. En las zonas rurales, el coste y el impacto de la red pueden reducirse mediante el uso de sistemas de retorno a tierra de un solo cable (por ejemplo, el sistema MALT ).

En zonas sin acceso a la red eléctrica, se puede reducir el tamaño de la batería utilizando un generador para recargarla durante periodos de escasez de energía, como nieblas prolongadas. Los generadores auxiliares suelen funcionar con propano , gas natural o, en ocasiones, diésel . Una hora de carga suele proporcionar un día de funcionamiento. Los cargadores residenciales modernos permiten al usuario programar los tiempos de carga, de modo que el generador permanece silencioso por la noche. Algunos generadores realizan autodiagnósticos una vez por semana. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

Los recientes avances en cojinetes magnéticos pasivamente estables podrían permitir algún día el almacenamiento económico de energía en un volante de inercia en el vacío. Grupos de investigación como Ballard Power Systems de Canadá también trabajan en el desarrollo de una " celda de combustible regenerativa ", un dispositivo capaz de generar hidrógeno y oxígeno cuando hay energía disponible y combinarlos de manera eficiente cuando se necesita.

Las baterías geotérmicas aprovechan las corrientes eléctricas subterráneas, conocidas como corrientes telúricas . Se pueden instalar en cualquier parte del subsuelo y proporcionan únicamente bajos voltajes y corrientes. En el siglo XIX, se utilizaban para alimentar telégrafos . A medida que aumente la eficiencia de los electrodomésticos, podrían volverse prácticas.

Las pilas de combustible microbianas y los generadores termoeléctricos ^{[ 19 ] [ 20 ]} permiten generar electricidad a partir de biomasa. La planta puede secarse, picarse y transformarse o quemarse entera, o bien dejarse viva para que las bacterias transformen los residuos vegetales.

La mayoría de los edificios autónomos están diseñados para utilizar aislamiento, masa térmica y calefacción y refrigeración solar pasiva. Ejemplos de ello son los muros Trombe y otras tecnologías como las claraboyas .

La calefacción solar pasiva puede calentar la mayoría de los edificios incluso en climas templados y fríos. En climas fríos, los costos adicionales de construcción pueden ser tan solo un 15 % superiores a los de edificios nuevos convencionales. En climas cálidos, aquellos con menos de dos semanas de noches heladas al año, el costo es nulo. El requisito básico para la calefacción solar pasiva es que los colectores solares estén orientados hacia la luz solar predominante (hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur ), y que el edificio incorpore masa térmica para mantenerlo caliente durante la noche.

Un sistema de calefacción solar reciente, aunque algo experimental, denominado «calefacción geosolar anualizada », resulta práctico incluso en regiones con escasa o nula exposición solar en invierno. ^{[ 21 ]} Utiliza el suelo bajo el edificio como masa térmica. Dado que la precipitación puede disipar el calor, el suelo se protege con faldones de aislamiento plástico de 6 m de espesor. La masa térmica de este sistema es suficientemente económica y grande como para almacenar el calor del verano necesario para calentar un edificio durante todo el invierno, y el frío del invierno suficiente para enfriarlo en verano.

En los sistemas geotérmicos anuales, el colector solar suele estar separado del espacio habitable (y su temperatura puede variar). El edificio puede construirse con materiales aislantes , como por ejemplo, con balas de paja . Algunos edificios se han diseñado aerodinámicamente para que la convección a través de conductos y espacios interiores elimine la necesidad de ventiladores eléctricos.

Un diseño más modesto de "energía solar diaria" resulta práctico. Por ejemplo, con un sobrecoste de construcción de aproximadamente un 15%, los códigos de construcción Passivhaus en Europa utilizan ventanas aislantes de alto rendimiento, aislamiento R-30, ventilación con recuperación de calor (HRV) y una masa térmica reducida. Con pequeños cambios en la orientación del edificio, las modernas ventanas con aislamiento de kriptón o argón permiten que ventanas de aspecto normal aporten calor solar pasivo sin comprometer el aislamiento ni la resistencia estructural. Si se dispone de un pequeño calefactor para las noches más frías, una losa o una cisterna en el sótano pueden proporcionar la masa térmica necesaria de forma económica . Los códigos de construcción Passivhaus, en particular, ofrecen una calidad del aire interior excepcionalmente buena, ya que los edificios renuevan el aire varias veces por hora, haciéndolo pasar por un intercambiador de calor para mantener el calor en el interior.

En todos los sistemas, un pequeño calefactor auxiliar aumenta la seguridad personal y reduce el impacto en el estilo de vida a cambio de una pequeña disminución de la autonomía. Los dos sistemas de calefacción más populares para viviendas de alta eficiencia son una pequeña bomba de calor , que también proporciona aire acondicionado , o un calefactor de aire central hidrónico (radiador) con recirculación de agua procedente del calentador . Los diseños Passivhaus suelen integrar el calefactor con el sistema de ventilación.

Los refugios subterráneos y las barreras contra el viento también pueden reducir la cantidad absoluta de calor que necesita un edificio. A varios metros bajo tierra, la temperatura oscila entre 4 °C (39 °F) en Dakota del Norte y 26 °C (79 ^° F) [ ^{21 ]} en el sur de Florida. Las barreras contra el viento reducen la cantidad de calor que se disipa de un edificio.    

Los edificios redondeados y aerodinámicos también pierden menos calor.

Un número creciente de edificios comerciales utiliza un ciclo combinado con cogeneración para proporcionar calefacción, a menudo agua caliente, a partir de la salida de un motor alternativo de gas natural , una turbina de gas o un generador eléctrico Stirling . ^{[ 22 ]}

Las viviendas diseñadas para hacer frente a las interrupciones en los servicios públicos generalmente incorporan una estufa de leña , o bien calefacción y electricidad a partir de gasóleo o gas embotellado , independientemente de sus otros mecanismos de calefacción.

Los calefactores y cocinas eléctricas pueden proporcionar calor sin contaminación (dependiendo de la fuente de alimentación), pero consumen grandes cantidades de electricidad. Si se dispone de suficiente electricidad mediante paneles solares, turbinas eólicas u otros medios, los calefactores y cocinas eléctricas se convierten en una opción práctica y autónoma.

Los sistemas de recuperación de calor para agua caliente recuperan el calor de las tuberías de desagüe. Aumentan la autonomía de un edificio al disminuir el calor o el combustible utilizado para calentar el agua. Son atractivos porque no implican cambios en el estilo de vida.

Los sistemas actuales de calentamiento de agua doméstico, prácticos y confortables, combinan un sistema de precalentamiento solar con un calentador de agua termostático a gas , lo que garantiza una temperatura constante del agua y un suministro ilimitado. Esto reduce el impacto en el estilo de vida, aunque a costa de una menor autonomía.

Los calentadores solares de agua permiten ahorrar grandes cantidades de combustible. Además, pequeños cambios en el estilo de vida, como lavar la ropa, fregar los platos y bañarse en días soleados, pueden aumentar considerablemente su eficiencia. Los calentadores solares puros son especialmente útiles para lavanderías, piscinas y baños exteriores, ya que se pueden programar para su uso en días soleados.

El secreto fundamental de un sistema de calentamiento de agua solar reside en el uso de un depósito bien aislado. Algunos sistemas cuentan con aislamiento al vacío , funcionando de forma similar a grandes termos . El depósito se llena de agua caliente en días soleados y permanece disponible en todo momento. A diferencia de un calentador de agua convencional, este depósito solo se llena cuando hay luz solar. Un buen sistema de almacenamiento permite la utilización de un colector más pequeño y de tecnología más avanzada. Dichos colectores pueden emplear tecnologías relativamente novedosas, como el aislamiento al vacío y la concentración reflectante de la luz solar.

Los sistemas de cogeneración producen agua caliente a partir del calor residual . Generalmente obtienen el calor de los gases de escape de un generador o una pila de combustible.

El reciclaje de calor, la cogeneración y el precalentamiento solar pueden ahorrar entre un 50 % y un 75 % del gas que se consumiría de otro modo. Además, algunas combinaciones ofrecen una fiabilidad redundante al contar con varias fuentes de calor. Algunas autoridades recomiendan sustituir el gas embotellado o el gas natural por biogás . Sin embargo, esto suele ser poco práctico a menos que haya ganado en la propiedad. Los residuos de una sola familia generalmente no son suficientes para producir metano para algo más que pequeñas cantidades de cocción.

Los edificios geotérmicos solares anualizados suelen tener faldones aislantes enterrados, inclinados e impermeables que se extienden 6 metros (20 pies) desde los cimientos, para evitar fugas de calor entre la tierra utilizada como masa térmica y la superficie. 

También son posibles mejoras menos drásticas. Se pueden instalar toldos en las ventanas durante el verano. Los aleros pueden extenderse para proporcionar la sombra necesaria. Esto también da sombra a las paredes de la casa, reduciendo los costos de refrigeración.

Otro truco consiste en enfriar la masa térmica del edificio por la noche, quizás con un ventilador central , y luego enfriar el edificio con el calor de dicha masa térmica durante el día. Resulta útil poder dirigir el aire frío de un radiador orientado al cielo (quizás un colector solar de calefacción de aire con otra función) o un enfriador evaporativo directamente a través de la masa térmica. En noches despejadas, incluso en zonas tropicales, los radiadores orientados al cielo pueden enfriar por debajo del punto de congelación.

Si un edificio circular es aerodinámicamente liso y más frío que el suelo, puede enfriarse pasivamente mediante el "efecto cúpula". Numerosas instalaciones han demostrado que una cúpula reflectante o de color claro induce un vórtice vertical local impulsado por el calor que succiona el aire más frío de la parte superior hacia abajo, dentro de la cúpula, siempre que esta esté correctamente ventilada (con una única rejilla de ventilación superior y rejillas periféricas). Algunas personas han reportado una diferencia de temperatura de hasta 8 °C ( 15 °F ) entre el interior y el exterior de la cúpula. Buckminster Fuller descubrió este efecto con un diseño de casa sencillo, adaptado de un silo de grano , y lo adaptó para su casa Dymaxion y sus cúpulas geodésicas .

Los refrigeradores y aires acondicionados que funcionan con el calor residual de los gases de escape de un motor diésel, la chimenea de un calentador o un colector solar están empezando a utilizarse. Estos emplean los mismos principios que un refrigerador de gas. Normalmente, el calor de la chimenea alimenta un enfriador de absorción . El agua fría o la salmuera que produce el enfriador se utiliza para enfriar el aire o un espacio refrigerado.

La cogeneración es popular en los edificios comerciales nuevos. En los sistemas de cogeneración actuales, pequeñas turbinas de gas o motores Stirling alimentados con gas natural producen electricidad y sus gases de escape impulsan un enfriador absorbente .

NRG Solutions, Inc. presentó un refrigerador para remolque de camión que funciona con el calor residual de los gases de escape diésel de un tractor. NRG desarrolló un intercambiador de calor y un vaporizador de gas amoníaco hidrónico , los dos componentes esenciales, novedosos y no disponibles comercialmente, de un refrigerador que funciona con calor residual.

Un sistema similar (refrigeración multifásica) puede emplearse con un enfriador evaporativo multietapa. El aire se hace pasar por una solución salina pulverizada para deshumidificarlo, luego por una solución acuosa pulverizada para enfriarlo y, finalmente, por otra solución salina para deshumidificarlo nuevamente. La salmuera debe regenerarse, lo cual puede realizarse de forma económica con un destilador solar de baja temperatura. Los enfriadores evaporativos multifásicos pueden reducir la temperatura del aire en 28  °C (50  °F) y, al mismo tiempo, controlar la humedad. Si el regenerador de salmuera utiliza altas temperaturas, también esteriliza parcialmente el aire.

Si se dispone de suficiente energía eléctrica, la refrigeración puede proporcionarse mediante aire acondicionado convencional utilizando una bomba de calor .

La producción de alimentos se ha incluido a menudo en proyectos autónomos históricos para proporcionar seguridad. ^{[ 23 ]} La jardinería intensiva y especializada puede sustentar a un adulto con tan solo 100 metros cuadrados de tierra por persona, ^{[ 24 ] [ 25 ]} posiblemente requiriendo el uso de agricultura orgánica y aeroponía . Algunos sistemas de producción de alimentos intensivos y de bajo esfuerzo probados incluyen la jardinería urbana (interior y exterior). El cultivo interior puede establecerse utilizando hidroponía , mientras que el cultivo exterior puede hacerse utilizando permacultura , jardinería forestal , agricultura sin labranza y agricultura sin hacer nada .

A veces también se incluyen invernaderos . ^{[ 23 ] [ 26 ]} En ocasiones, también se equipan con sistemas de riego o sistemas de almacenamiento de calor que pueden regar las plantas o ayudar a almacenar la energía del sol y redistribuirla por la noche (cuando los invernaderos comienzan a enfriarse). ^{[ 23 ] [ 27 ]}