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viernes, 26 de septiembre de 2008

El espacio arquitectónico moderno y su diseño

Última parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
El espacio arquitectónico moderno y su diseño

Hay dos aspectos fundamentales que determinan la forma y función el espacio arquitectónico: Su fin causal y las herramientas de la composición espacio edificatoria.

Las necesidades espaciales del hombre se han modificado drásticamente en este siglo, como consecuencia de las tendencias económicas y sociales producidas por el desarrollo de tecnologías de comunicación masiva. La televisión, el radio, la aviación, los satélites y la computación han contribuido a un cambio en la vida terrestre. A principio del Siglo XX, las viviendas requerían espacios unifuncionales para ser útiles. Existían residencias con espacios tales como alcobas, recámaras, estancias, comedores, ante comedores, salones de juegos, salones de baile, bibliotecas, recibidores, vestidores, cocinas, alacenas, cuartos para la servidumbre y caballerizas. Cada uno de los espacios mencionados consistió en muchos metros cuadrados y cúbicos. Una casa así, sería incosteable actualmente, además de inútil. La tendencia actual marca la necesidad de espacios multifuncionales en cada edificio. Espacios que sean útiles en un sinnúmero de actividades humanas. Hoy en día, un espacio unifuncional es es un formalismo anacrónico, pertenece a otra época. Los edificios actuales se construyen para diferentes destinos, tan distintos como lo son los fines utilitarios de los edificios del Imperio Romano para nosotros.

Las nuevas herramientas del diseño y desarrollo del proyecto marcan una diferencia trascendental comparados con los procesos usados por nuestros maestros hace poco más de una década. La computación ha cambiado la forma en la que el arquitecto proyecta los espacios y controla la construcción de edificios. La tinta y el papel fueron sustituidos por el microprocesador. El cambio implica un incremento en la eficiencia, calidad y velocidad de cualquier profesionista en respuesta a las necesidades de su cliente. El dibujo asistido por computadora, ayudado por la realidad virtual, permiten evaluar las características de un espacio meses antes de la colocación de la primera piedra. Dentro de una graficación tridimensional, el usuario puede percibir formas, colores, texturas y sombras, a través de una animación controlada por el arquitecto sobre el monitor. El salto ha sido enorme, si lo comparamos con la incipiente composición bidimensional que los estudiantes de arquitectura efectuaban sobre el papel hace diez años. Sólo el dominio perfecto de la geometría descriptiva y una clara visión mental tridimensional, permitían un buen diseño, una buena composición. Ahora, cualquier opción considerada puede ser apreciada, sin mucho esfuerzo, en cualquier computadora.

En el futuro, la tecnología permitirá la utilización de simuladores tridimensionales (35). debe para que el usuario camine fácilmente dentro del proyecto a construir. Como quien va a un viaje, el usuario podrá sentir y gozar su espacio, y emitir los puntos de vista necesarios al arquitecto para su evaluación. El futuro de la forma y función de arquitectura es apasionante, pero tanto hoy como entonces, dependerá siempre del buen criterio y la creatividad del diseñador.


Conclusión

La época actual determina un parteaguas en la historia del arquitectura. Nunca como ahora, el arquitecto tiene que evaluar las condiciones que el futuro le plantea. Revisando a conciencia los materiales, las estructuras, las instalaciones y los espacios por venir, es justo señalar que la formación actual del arquitecto carece de los conocimientos matemáticos, físicos, biológicos, químicos, genéticos, electrónicos, informáticos y filosóficos necesarios para protagonizar el cambio. La arquitectura se está rezagando diariamente en comparación a otras artes y ciencias. Debemos acabar con ideologías y elitismos, con costumbres y atavismos. Es nuestra obligación acabar con los fantasmas de antepasados que se niegan a abandonarnos. Es necesario preparanos. Es indispensable actualizarnos.

¿Quiénes construirán las ciudades del futuro? ¿Quiénes desarrollarán los espacios habitables en el fondo del mar, en la órbita terrestre, en la superficie lunar o en los desiertos marcianos? ¿Los arquitectos cederemos a los técnicos e ingenieros nuestro deber con el espacio arquitectónico? ¿Seremos capaces de traicionarnos a nosotros mismos?

Cuando la humanidad está a pocos siglos de habitar otros mundos en el sistema solar, los arquitectos debemos razonar si deseamos tomar parte, o perdernos, como tantos oficios antiguos, en el olvido de la historia. El futuro de la arquitectura nos espera.

Ilustración 8. Las ciudades futuro, según el arquitecto Paolo Soleri. Nótese un esquema ubicado a la izquierda que representa el Empire State Building, permitiendo la apreciación real de la escala de estas superestructuras. En los años setentas se consideró a Soleri fuera de toda realidad, puesto que la construcción de estos edificios ocasionaría un hundimiento del subsuelo, difícilmente controlable, causado por el peso tremendo de la construcción. Pero si los materiales fueran cinco veces más ligeros y resistentes, es muy probable que su idea, al fin y al cabo, no sea tan descabellada. La gran pregunta será ¿seremos los arquitectos los que las construyan?



CITAS

(35) La forma de interacción ideal más investigada y en proceso de desarrollo es utilizando hologramas realistas inmersivos.Regresar



LECTURAS RECOMENDADAS

ALEXANDER, Charles P. et al., Noviembre 7 de 1994, State of the planet: A special report, Time Magazine, Nueva York, EE.UU., pp. 34-49.

BARBIER, Maurice, et al., (4a. Edición), Diccionario técnico de edificación y obras públicas, Editorial Gustavo Gili, Colección Arquitectura y Crítica, Barcelona, España, 1982.

BARDOU, Patrik, et al., (1a. Edición), Sol y Arquitectura, Editorial Gustavo Gili, Colección Tecnología y Arquitectura, Barcelona, España, 1980, pp. 45-83.

DYSON, Freeman J., "El mundo, la carne y el demonio", conferencia sobre la obra de J. D. Bernal, Inglaterra, Birbeck College of London, 1972.

GALIANA MINGOT, Tomás de, (1a. Edición), Diccionario Ilustrado de las Ciencias, Editorial Larousse, México, 1992.

Gran Enciclopedia Larousse, (15a. Reimpresión), Diccionario Ilustrado de las Ciencias, Editorial Planeta, Barcelona, España, Tomos V y VIII, 1980.

HOLLISTER, Anne, et al., Mayo de 1991, Our Next Home Mars: Bringing a dead world to life, Life Magazine, Nueva York, EE. UU., pp. 24-38.

JACKSON, James O., Julio 17 de 1995, Off the screen, Nueva York, Time Magazine, pp. 52-53.

LANUZA, José A., (1a. Edición), Operación Supervivencia, El drama ecológico y usted, Editorial Offset, Colección Nuestro Tiempo, México, 1986, Vol. 40.

LEMONICK, Michael D., Future tech is now, Nueva York, Time Magazine, 17 de julio de 1995, pp. 34-39.

MANSELL, George, (1a. Edición), Anatomy of Architecture, The Hamlyn Publishing Group Limited, Inglaterra, 1979.

MIMS, Forrest M. III, (9a. Edición), Getting Started in Electronics, Archer Radio Shack, EE. UU., 1983.

NASH, J. Madeleine, Copying what comes naturally, Nueva York, Time Magazine, 8 de marzo de 1993, pp. 38-39.

OTTO, Frei, et al., Arquitectura adaptable, Seminario organizado por el Instituto de Estructuras Ligeras (IL), Editorial Gustavo Gili, Colección Tecnología y Arquitectura, Barcelona, España, 1979, pp. 192-195.

PALMES, James C., editor, (7a. Edición), Sir Banister Fletcher's A History of Architecture, The Athlone Press University of London, Gran Bretaña, 1975.

PEVSNER, Nikolaus, (1a. Edición), The sources of modern architecture and design, Thames and Hudson, Ltd., Gran Bretaña, 1968.

SAECHTLING, Hansjürgen, (1a. Edición), Los plásticos en la construcción, Editorial Gustavo Gili, Colección Tecnología de Plásticos, Barcelona, España, 1978.

SAGAN, Carl, (1a. Edición), El cerebro de Broca, Reflexiones sobre el apasionante mundo de la ciencia, Ediciones Grijalbo, Serie Biología y Psicología de Hoy, México, 1984, Vol. 4, pp. 9-12.

VILLAGRAN GARCIA, José, Teoría de la arquitectura, 3a. ed., México, INBA-SEP, Cuadernos de Arquitectura y Conservación del Patrimonio Artístico, número extraordinario, 1983.

WARE, Dora, et al., (7a. Edición), Diccionario manual ilustrado de arquitectura: Con los términos más comunes empleados en la construcción, Editorial Gustavo Gili, Colección Arquitectura y Crítica, Barcelona, España, 1981.








D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.

jueves, 25 de septiembre de 2008

Instalaciones en el Siglo XX: la electrónica, la cibernética y la informática

Decimo Primera parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
Instalaciones en el Siglo XX: la electrónica, la cibernética y la informática

La construcción tradicional considera como instalaciones básicas la eléctrica, la hidráulica, el gas y la sanitaria. Con los edificios del Siglo XX, los elevadores, el aire acondicionado, el sonido ambiental, la calefacción y la telefonía, entre otras, se integraron a la arquitectura como instalaciones especiales. Ambos tipos de instalaciones requieren de abastecimiento de agua, drenaje, luz, gas y comunicaciones, todas externas al predio propio de la construcción. El edificio es dependiente de sus servicios públicos. La generación de estos servicios es ajena a lo construido. Este concepto de suministro ha sido el detonante de la concentración y sobrepoblación de las ciudades modernas. En parte, toda persona residente en las provincias y el campo tiende a emigrar a las ciudades en busca de las comodidades colaterales a estos servicios.

Ilustración 7. La tecnología fotoeléctrica está disponible para cualquier clase social o país. A donde no llegan los servicios urbanos, llega la radiación solar.

Para el final de ésta década, la población mundial será predominantemente urbana. Entonces, se estima, existirán 21 mega ciudades con poblaciones superiores a los 10 millones de habitantes. La inercia de crecimiento de las urbes debe ser revertida para evitar problemas en el abasto alimenticio y la degradación social. Si lo que la población busca son los servicios completos que faciliten su desarrollo, se debe encontrar otra alternativa de distribución, que permita a los habitantes rurales obtener en su posición geográfica original lo mismo que los habitantes urbanos tienen. La tecnología constructiva actual, correctamente aplicada, puede usarse como herramienta para lograrlo: desde hace varias décadas, los arquitectos hemos manejado y aplicado los conceptos de arquitectura bioclimática y tecnológica(31).

La arquitectura bioclimática pretende dar solución a problemas, generalmente térmicos, mediante la concepción de elementos estructurales y divisorios integrados al edificio. El objetivo es el dominio del balance térmico a través del control de la radiación solar y terrestre, por medio de una envoltura habitable, sencilla y eficaz. Mediante la ubicación adecuada, la orientación, los grosores de muros, materiales diversos y ventilaciones complejas, se trata de crear edificios agradables y funcionales que eviten instalaciones especiales.

Por otro lado, la arquitectura tecnológica busca integrar a la construcción, un conjunto de técnicas de helioingeniería destinadas a satisfacer las necesidades y exigencias del edificio. Se utilizan, primordialmente, la electrónica, la cibernética(32) y la informática (33) para lograrlo. Todo tipo de equipo o maquinaria desarrollada son bienvenidos para solucionar los servicios del edificio. Mediante colectores solares, celdas fotoeléctricas (34), mecanismos electrónicos, materiales novedosos y equipo electromecánico, se crean edificios útiles, independientemente de su estructura y ubicación. Su meta final es crear "edificios inteligentes".

Ambos conceptos se encuentran enfrentados y polarizados en la práctica. Ambos se han aplicado tímidamente, logrando éxitos y fracasos. Las dos tendencias presentan problemas y ventajas. El bioclimatismo tiende a abusar de los procesos constructivos artesanales y la dosificación de materiales pétreos regionales, creando edificios masivos y caros. El tecnologismo a ultranza tiende a olvidar el valor del proyecto arquitectónico para adosar sobre el edificio sólo su equipo. Si en el futuro se desea crear edificios independientes de cualquier servicio urbano, ubicados en cualquier posición geográfica del planeta, lejos de las grandes urbes, el arquitecto debe desarrollar, mezclar y aplicar ambas tendencias en sus construcciones. Debemos estar conscientes de que esto nunca se podrá lograr si el arquitecto no conoce los materiales y las técnicas adecuados.



CITAS

(31) Centrada especialmente en la telemática y cibernética, para controlar informáticamente su funcionamiento y el gasto de energía.Regresar

(32) La cibernética es la ciencia que estudia los métodos de comunicación y control para aplicar los hay equipos, maquinarias y computadoras, inspirándose en el organismo humano.Regresar

(33) La informática es la ciencia cuya finalidad es el tratamiento automático de información, generalmente por medio de las computadoras. Regresar

(34) En el futuro, el Sol puede ser nuestra principal fuente de energía: El Planeta recibe anualmente 7.3 x 1017 Kwh sobre su superficie, mientras que toda la energía artificial generada en el mundo alcanza solamente los 6.6 x 1012 Kwh, 18,000 veces menor.Regresar







D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.

miércoles, 24 de septiembre de 2008

Las nuevas tecnologías de cubiertas, soportes y tabiques del Siglo XX

Décima parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
Las nuevas tecnologías de cubiertas, soportes y tabiques del Siglo XX

Al construirse el Pabellón(26) de EE. UU. en la Expo Montreal '67, el arquitecto Richard Buckminster Fuller mostró al mundo un nuevo camino constructivo: las estructuras espaciales y las geodésicas. Fuller desarrolló un método para cubrir grandes áreas sin soportes intermedios. Inventó las estructuras tridimensionales, trianguladas planas y en forma de cúpula. El pabellón demostró ser sumamente práctico, puesto que se le logró levantar en tan sólo 20 horas. Fuller persiguió una arquitectura adaptable que cumpliera con dos objetivos: El primero, fue la búsqueda de libertad del usuario dentro de un gran espacio de luz. El segundo, diseñar habitaciones desplazables y no fijas al terreno.

La idea de la no permanencia del edificio sobre el terreno sedujo a Frei Otto, quien inventó las estructuras lonarias(27) y las estructuras neumáticas. En el primer caso, Otto desarrolla cubiertas gigantescas, a base de lonas de poliéster(28), tensadas a postes con cables de acero. En el segundo caso, creó un espacio dentro de una membrana sellada de poliéster inflada con aire permanentemente, sin ningún otro tipo de soporte adicional. Su arquitectura demostró lo que siempre, bajo un tono ecologista, defendía: su rotunda negativa a llenar la superficie terrestre con edificios perdurables.

Tanto Fuller como Otto son muestras de caminos estructurales interesantes que la arquitectura puede seguir(29). Sin embargo, ante la visión de los materiales que el futuro nos depara, es conveniente analizar otras rutas no menos importantes.

Ilustración 6. El concepto de Hübner y Huster, es aprovechado por la NASA para construir la Estación Orbital Internacional Alfa.

En 1973, los arquitectos Peter Hübner y Frank Huster desarrollaron módulos habitacionales construidos principalmente de aluminio, fibra de vidrio y plástico. Cada módulo era diseñado de acuerdo a una función específica. Había células para estancias, recámaras, comedores, vestíbulos, alacenas, baños y cocinas. Todos los módulos se fabricaron con la misma dimensión externa: 3.00 x 3.00 x 2.50 m aproximadamente. Todos ellos poseyeron una forma prismática básica que permitió un perfecto ensamblaje en sus accesos(30). debe. Organizando los módulos sobre el terreno, se podía lograr muchas viviendas conectadas o grandes residencias. La importancia de este ejemplo reside en que los módulos fueron totalmente armados en una fábrica, y que la colocación sobre el terreno corrió a cargo de un pequeño grupo de técnicos, que necesitaron únicamente construir una losa superficial de concreto armado como cimiento. El objetivo final ideal era que el usuario pudiera comprar módulos posteriores para ampliar y mejorar su vivienda. El sistema permitía inicialmente un solo nivel, pero tanto Hübner como Huster estaban desarrollando un sistema para crecer las viviendas verticalmente.

En 1971, otro arquitecto desarrolló una idea sumamente interesante: David George Emmerich propone viviendas y edificios con formas geométricas similares a la cúpula geodésica. La diferencia estriba en que no requiere de una estructura metálica portante, porque la cúpula se construye a base de piezas plásticas triangulares sencillas, no mayores de un metro cuadrado, las cuales son atornilladas entre sí. Su primer prototipo consistió en una vivienda de cuatro habitaciones, 55 m² de superficie habitable, un volumen útil de 157 m³, y una cubierta poliédrica cuyo peso no excedió a las 2.5 toneladas. El objetivo era vender las piezas triangulares en un centro comercial, para que cualquier usuario construyera en pocas horas su casa, siguiendo un instructivo impreso con esquemas fáciles de entender.

Ambos ejemplos muestran soluciones cuyo concepto puede ser utilizado con los materiales del futuro. Si ninguno de ellos tuvo en su momento aceptación se debió su costo inicial. Si ninguno prosperó, fue por la negativa instintiva de los usuarios a utilizar procesos no tradicionales en sus viviendas. ¿Podemos saber cómo serán los edificios en el futuro? ¿Qué forma estructural tendrán? Definitivamente nadie puede contestarlo, pero algo es cierto: Las estructuras deberán constar de elementos prefabricados, fácilmente transportables por cualquier usuario, que permitan la autoconstrucción sin desperdicio, que faciliten la ampliación y redimensionamiento de espacios existentes y que requieran un nulo mantenimiento. Las estructuras deberán tener un peso propio ultraligero y soportar grandes cargas en su seno, además de ser resistentes a cualquier inclemencia climática. Las estructuras se fabricarán masivamente y serán distribuidas en cualquier población del planeta. Estos son grandes retos tecnológicos a solucionar, pero por primera vez en la historia de la humanidad, los arquitectos tenemos a nuestro alcance las herramientas para lograrlo.


CITAS

(26) La estructura consistió en un esqueleto de tubos de aluminio unidos en módulos triangulados, con plástico trasparente como cubierta.Regresar

(27) El Estadio Olímpico de Munich '72 cubre un área de 35,000 metros cuadrados, con una membrana lonaria tensada.Regresar

(28) Con poliéster se fabrican pinturas, fibras, barcos, automóviles, lavabos y fregaderos.Regresar

(29) El Pabellón Olímpico de Atlanta '96 está completamente construido con lonarias y neumáticas que serán reutilizadas en Tokio para las Olimpiadas de invierno.Regresar

(30) La Estación Orbital Internacional Alfa será construida con módulos cilíndricos similares, más complejos, enviados desde la Tierra.Regresar







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martes, 23 de septiembre de 2008

Las proezas estructurales del Siglo XX

Novena parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
Las proezas estructurales del Siglo XX

Cuando la Torre Eiffel se construyó para la Feria Mundial de 1889, albergando la nueva tecnología de elevadores, tres restaurantes y un teatro de 250 espectadores, se sentaron las bases de la construcción y la estructuración de los edificios del Siglo XX. La torre, que mide más de 300 m de altura, definió la creación de rascacielos tan importantes como el Empire State Building (1930) en Nueva York, que durante algo más de treinta años, detentó el primer lugar en altura. Otro ejemplo es la Torre CN de Toronto (1973), que fue hasta hace unos años, la estructura más alta jamás construida. La torre mide 553 m y alberga un centro de telecomunicaciones y restaurantes. Su construcción no se hubiese logrado, de no utilizarse el concreto pretensado.

Pero no sólo lograr la máxima elevación fue primordial, sino que se investigaron estructuras de concreto mucho más ligeras, económicas y que cubríesen un mayor claro. Dos arquitecto son determinantes en este impulso: Pier Luigi Nervi y Félix Candela. Nervi desarrolló elementos portantes prefabricados en concreto, que combinados con los colados en sitio, facilitaron la construcción de grandes espacios, de bellas nervaduras, para edificios administrativos, de exposición, aeropuertos, estadios (24) y puentes. Candela integró al máximo la geometría descriptiva al concreto armado, logrando cascarones autoportantes que cubrieron iglesias, mercados, fábricas y viviendas. El paraboloide hiperbólico, los conoides, las superficies regladas y los paraguas tomaron vida con sus diseños. Pier Luigi Nervi llevó a su mayor expresión la trabe de concreto armado, mientras que Félix candela hizo lo propio con la losa plana(25).



CITAS

(24) En el Palacio del Deporte de Roma (1958), Nervi combina losas plegadas, losas en abanico, nervaduras, precolados y losas aligeradas.Regresar

(25) La Iglesia de la Medalla Milagrosa (1954) es una muestra de la búsqueda de Candela de llevar al concreto armado al límite de esfuerzo, con losas de 4 cm de espesor.Regresar







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lunes, 22 de septiembre de 2008

Las estructuras de la arquitectura

Octava parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
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Mayo - Julio de 1996.
Las estructuras de la arquitectura

Así como la mayoría de la tecnología actual no existiría sin el desarrollo y la invención de materiales adecuados, las estructuras son producto evidente de los materiales considerados para su creación. Los griegos perfeccionaron un sistema estructural de chozas construidas a base de troncos en el perímetro del edificio, que soportaban una techumbre plana consistente en vígas de madera y barro. Posteriormente, lograron efectuar las primeras cubiertas a dos aguas, en donde utilizaron, tímidamente, la triangulación de elementos estructurales de madera. Las columnas de troncos de madera fueron paulatinamente sustituidas por columnas dóricas de mármol blanco, agrupadas en peristilos. Los egipcios manejaron, bajo el mismo concepto, columnas, vígas madrinas y cubiertas planas dentro de sus famosas salas hipóstilas. En el Imperio Romano, el Panteón de Agripa se levanta como homenaje a los muros de carga de concreto y las losas acasetonadas, convirtiéndose en el edificio con cúpula o domo más importante de antigüedad. Los romanos manejaron, por primera vez, el arco de medio punto, la bóveda de medio cañón corrido con sus intersecciones, y la semicúpula.

Las estructuras lograron un paso evolutivo importante en el gótico: La creación de nervaduras de cantera, perfectamente cortadas y labradas, facilitó la edificación de bóvedas con crucerías, ayudando a seleccionarla y construirla por etapas. La armadura de madera tomó fuerza y el arco de medio punto fue sustituido por el ojival, mientras que el contrafuerte del románico cedió el paso a los arcos botareles. La altura lograda hasta entonces fue superada: La verticalidad era la meta.

Cuando el hierro colado y el acero hicieron su aparición, se buscó aplicarlos a las formas estructurales previamente mencionadas. Poco tiempo pasó, para que se descubriera la diversidad de armaduras trianguladas que permitían. La viga de alma abierta apareció, y las columnas de piedra se sustituyeron por las de hierro, mientras que el vidrio se funcionaba a las bóvedas. Al mismo tiempo, en el área de la ingeniería, los puentes de suspensión colgante de hierro se inventaron, destacandose el puente inglés Clifton, construido por Isambard Kingdom Brunel en 1830. Este puente libró un claro de 213 m sobre un río a 73 m de altura.

El concreto armado encontró en dos edificios su máxima expresión. El primero fue el Centenary Hall de Breslau, construido por Max Berg en 1913, que consistió en una cúpula formada de nervaduras de concreto armado, cubriendo un área libre superior a los 2100 m². El edificio logró una economía, ligereza y grandeza difícilmente igualada hasta Nervi. El segundo es la capilla de Notre Dame Ronchamp, construida por Le Corbusier en 1950, donde la máxima plasticidad posible de concreto armado se explotó para crear formas bajo el diseño inteligente y detallado de la cimbra de madera.







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domingo, 21 de septiembre de 2008

Los materiales agresivos y tóxicos para nuestro mundo: la ecología

Séptima parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
Los materiales agresivos y tóxicos para nuestro mundo: la ecología

Al final del Siglo XX, la humanidad se encuentra en medio de diversos problemas que merecen toda la atención y la participación posible. El problema de la contaminación, la desforestación, la extinción de las especies(21) y la generación de basura atañe directamente a la industria de la construcción. Los arquitectos somos responsables directos de estos problemas al momento de diseñar o edificar. En el proceso de gestación del proyecto, el arquitecto determina la ubicación del edificio sobre el terreno, y generalmente toma el mejor lugar. Si, aquel lugar que es más bello y soleado, que posee un microcosmos ecológico propio, con bellas plantas, insectos y animales. Al momento de iniciar la construcción, destruimos ese sistema biológico, envenenamos permanentemente el suelo con cal, cemento, ácidos, y generamos basura y cascajo. La destrucción no se limita a nuestro terreno, ya que durante el proceso de construcción generamos nubes densas de tierra, polvo y cal, que se esparcen sobre nuestros vecinos. Los mismos camiones, grúas, trascabos y excavadoras que utilizamos generan ruido, monóxido de carbono y ozono, sin mencionar el congestionamiento vial. Nuestros obreros generan basura y destrucción adicional. No sólo requerimos madera para nuestros carpinteros, sino que talamos cualquier árbol que se interponga frente a nuestro proyecto. Siempre pensamos que, después, podremos crear nuevos jardines que suplan lo que destruimos. Pero se nos olvida que un árbol tarda más de veinte años en crecer, que para que regresen las aves e insectos, que no hayamos extinguido, se requieren veces, años o toda una vida.

Ilustración 5. Los arquitectos somos culpables directos de la extinción de miles de especies, que como el rinoceronte hoy permite, podrían habernos proporcionado sus secretos y misterios.

Si los materiales y procedimientos constructivos que utilizamos actualmente son agresivos y tóxicos a nuestro planeta, los arquitectos debemos esforzarnos por buscar otra solución. En cuanto al proyecto, los edificios debe construirse siempre en aquellas partes del terreno que estén en peores condiciones, nunca sobre las más bellas, cómodas y saludables. Se debe considerar al edificio y su terreno como un solo ecosistema integral. En lo que toca la construcción, debemos usar, cada vez más, distintos tipos y niveles de prefabricación para evitar al máximo los materiales agresivos, el proceso artesanal y el desperdicio. La madera debe excluirse de la edificación (22). Para ello, debemos poner atención a los materiales novedosos que hemos analizado, para generar mejores, más limpios y eficientes procesos constructivos. Al globalizar estos nuevos procesos, los haremos accesibles en costo. Además, para diluir el daño que hemos generado, se debe considerar seriamente el reciclaje (23) como alternativa constructiva o fuente de materiales. El arquitecto debe aceptar su responsabilidad, puesto que el presente y el futuro del planeta nos lo exigen.



CITAS

(21) En 1992, la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro destacó que la pérdida de biodiversidad que sufre el planeta alcanza ya la cantidad de 20,000 especies extintas anualmente.Regresar

(22) En el mundo se destruyen anualmente más de 17 millones de hectáreas, aproximadamente la superficie del territorio japonés. En México se desforestan 600,000 hectáreas al año (una superficie mayor que el Estado de Tlaxcala).Regresar

(23) Actualmente se usa, de manera discreta, desperdicio de plásticos y metales, mezclado con resina epóxica, para fabricar bloques y laminados para la construcción en EE.UU.Regresar







D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.

sábado, 20 de septiembre de 2008

Los materiales de la Ingeniería Biológica y Genética: El Biomimetismo

Sexta parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
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aprobado y publicado por la

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Mayo - Julio de 1996.
Los materiales de la Ingeniería Biológica y Genética: El Biomimetismo

Sin duda, lo más excitante de todos los materiales novedosos, está en el área de la ingeniería biológica y genética, bajo la visión del Biomimetismo, que actualmente investigan la química y síntesis protéica de los seres vivos, comparándola con la tradicional química orgánica de los plásticos. El resultado de este análisis será la obtención de materiales a partir de los secretos de la seda de las arañas y gusanos, las conchas marinas, los cuernos de los rinocerontes, los caparazones de los insectos y los dientes de los roedores. Lo que se pretende es adaptar los diseños de la naturaleza a los propósitos humanos, más que tratar de copiar literalmente a la naturaleza directamente.

Ilustración 3. La concha de mar es un modelo sencillo construido de piedras de carbonato de calcio, y mortero de proteínas y azúcares complejos.

A escala microscópica, una telaraña contiene cables de seda cuya resistencia a la tensión es cinco veces mayor que la del acero estructural. Esta seda es flexible y moldeable, y una araña la fábrica en forma de proteína soluble al agua, que al momento de tener contacto con el aire, se endurece (16). Las conchas marinas, analizadas bajo el microscopio, son similares a un muro de piedra laja junteado con mortero. En la concha, los cristales de carbonato de calcio absorbidos del agua marina, sirven como piedras, mientras que una pequeña capa de proteínas y azúcares complejos actúan como mortero. Las conchas son tan resistentes como la mejor de las cerámicas artificiales, pero con la diferencia de no ser tan frágiles. Las fibras de los cuernos de los rinocerontes son analizadas a detalle(17), ya que presentan características similares a la concha marina, pero con la singularidad de la auto reparación. El cuerno del rinoceronte es capaz de repararse después de ser agrietado por una batalla con otro de su especie. La caparazón de los insectos contiene una proteína llamada resilín(18), que es similar al mejor de los plásticos sintéticos. No se disuelve contacto de solventes orgánicos y es sumamente resistente y durable. Los dientes de los roedores son extremadamente duros y afiliados. Están constituidos de estructuras(19) parecidas a las espumas de cerámicas avanzadas. Además, tienen la increíble cualidad de no fracturarse fácilmente.

Ilustración 4. No es un muro de piedra laja, es la superficie compleja de la concha marina vista al microscopio, que sirve de modelo para nuevas cerámicas.

Es muy probable que, en el futuro, la seda de araña sea utilizada para fabricar fibras altamente resistentes, que permitan la fabricación de elegantes y antirrasgables lonas, que lo mismo puedan ser usadas para un paracaídas o una estructura lonaria. La seda puede permitir la creación de cables, ultraligeros y delgados, de alta resistencia, tanto para sujetar una vela marina como para la construcción de un puente en suspensión colgante. Tal vez las paredes de los edificios del futuro, sean construidos con resilín, permitiendo la resistencia a todo tipo de agentes dañinos. Podríamos imaginar vehículos recién golpeados que se auto repararan, como edificios sismo resistentes que arreglaran sus propias grietas y daños estructurales.

Lo más increíble de esta nueva tecnología llamada biomimetismo, será la forma en que se fabricarán los materiales: Mediante la ingeniería genética, se crearán bacterias que se alimenten de ciertos compuestos, produciendo en su camino cantidades gigantes de estas enzimas y proteínas(20). De hecho, este procedimiento ya funciona en la fabricación de la cerveza, el vino y el yoghurt.



CITAS

(16) La compañía Protein Polymer Technologies vende ya un producto de uso médico: pintura de proteína de seda de gusanos combinada con fibronectina, que permite sobre laminados plásticos, la adhesión de células. La compañía pretende utilizarla para crear laminados de construcción de poliéster con textura de seda.Regresar

(17) La estructura fibrosa del cuerno es similar al material usado en las alas de los aviones anti radar Stealth de EE. UU.Regresar

(18) El Departamento de Defensa de EE. UU. la está utilizando para crear goma sintética para ropa y guantes contra solventes peligrososRegresar

(19) La Universidad de Arizona busca duplicarla con Óxido de Titanio para la fabricación de huesos humanos sintéticos.Regresar

(20) Un procedimiento distinto sería absurdo: para producir 1 kg de seda de araña se requeriría de más de 1000 especímenes juntos.Regresar







D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.

viernes, 19 de septiembre de 2008

Los materiales de la Ingeniería Aeroespacial

Quinta parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
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aprobado y publicado por la

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Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
Los materiales de la Ingeniería Aeroespacial

En sus comienzos, los aviones fueron construidos de madera, hierro y tela. Esto los hacía sumamente frágiles y difíciles de mantener y armar. Una vez que el desarrollo de los motores lo permitió, el siguiente paso fue fabricarlos de acero laminado y estructural, lo que los hizo sumamente pesados y rígidos. En la búsqueda de solucionar estos problemas y ante la necesidad apremiante de equilibrar la eficiencia entre capacidad de carga, consumo de combustible y radio de alcance, la industria aérea empezó experimentar con materiales completamente nuevos que la también reciente industria espacial solicitó.

El primer camino tomado fue la búsqueda de aleaciones metálicas ligeras y resistentes, consistentes en aluminio mezclado con óxidos, carburos y sulfuros. Después, se lograron combinaciones de acero con carburos de tungsteno y titanio. Uno de los materiales más interesantes descubiertos por la ingeniería aeroespacial, es la fibra de carbono, que consiste en pequeños filamentos de grafito mezclados con resinas époxicas(15). La estructura interna microscópica de este material se parece a la de una malla electrosoldada colada en concreto. Lo que hace a este material importante, es que pesa la mitad del acero, y es cinco veces más resistente. A ésto, se le añade la ventaja de moldearse fácilmente como cualquier plástico. De igual forma se desarrolló la fibra de vidrio, que es mucho más barata pero a la vez mucho menos resistente que el acero.

Ilustración 2. Un bloque de Cermet, un material compuesto nuevo, basado en una dura aleación de metal y cerámica, sale del horno.

El Kevlar es un plástico compuesto laminado moderno derivado del diseño aeroespacial. Es tan resistente y ligero, que actualmente se utiliza en los chalecos blindados. Su fabricación de sumamente costosa, ya que requiere de tinas selladas a alta presión, llenas de ácido sulfúrico concentrado. La industria automotriz lo está considerando para utilizarlo como material de carrocería en un futuro muy cercano.

Otros materiales generados, son las cerámicas artificiales que sirven como aislamientos térmicos tan ligeros, que técnicamente no se considera su peso. Esta cerámicas son espumas de aleaciones metálicas y plásticas, que pueden manejarse en bloques o laminarse. El ejemplo más conocido y admirable de su uso, está en el trasbordador espacial. Una serie de losetas recubre la parte inferior de su fuselaje, permitiendole reingresar a la atmósfera bajo temperaturas que exceden los 1650° centígrados.



CITAS

(15) La resina epóxica es un polímero (plástico) termoendurecible, consistente en dos átomos de carbono y uno de oxígeno. Es sumamente duro y denso.Regresar








D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.

jueves, 18 de septiembre de 2008

El plástico en la arquitectura: Otras opciones no exploradas

Cuarta parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
El plástico en la arquitectura: Otras opciones no exploradas

Los precursores de estos nuevos materiales son los plásticos: Materias sintéticas, generalmente fabricadas de resinas artificiales, que pueden ser moldeadas por la acción del calor y la presión. Aunque la mayoría de las personas relacionan al plástico con el petróleo, es posible derivarlas a partir de otros caminos. Los plásticos pueden ser creados a base de minerales diversos, materias vegetales y compuestos animales.

En el caso de plásticos obtenidos de los minerales, se puede hablar de la familia del silicón. Los silicones son compuestos orgánicos y moleculares similares a los derivados del petróleo, pero en cuyas moléculas los átomos de silicio remplazan totalmente a los de carbono. Sin el silicón(10), es prácticamente imposible pensar en la electrónica moderna. En 1947, este material permitió la invención del transistor (11), que sustituyó a los bulbos como componente electrónico. Este invento derivó en 1954, en la creación de los circuitos integrados, y en 1971, con el desarrollo del microprocesador. Los productos construidos con silicio plástico son llamados semiconductores, debido a su característica peculiar de transmitir la electricidad en función de su temperatura: un semiconductor sometido a altas temperaturas disminuye su resistencia eléctrica. El silicón ha sido usado en la industria de la construcción como sellador de superficies, como masa de junteo y al adhesivo de elementos, debido principalmente a su característica repelencia al agua.

Dentro del reino vegetal, se pueden fabricar diversos tipos de plásticos, entre los que se encuentran la celulosas y el caucho (12). Del celuloide se construyeron los primeros carretes de película para el cine, y de caucho las primeras llantas de los automóviles. En la construcción, la celulosas han sido utilizadas para la fabricación de aglomerados y laminados, además usarse como ingredientes en los diversos tipos de pinturas y recubrimientos. Dentro del reino animal se puede obtener la caseina(13) y la galalita. La caseina es utilizada para fabricar la cola o pegamento usado por los carpinteros para adherir madera. La galalita se fabrica al mezclar la caseina con el formol, y es manejada en la elaboración de botones, adornos femeninos y mangos de sombrillas.

Hablando de los materiales plásticos derivados del petróleo(14), podemos mencionar diversas familias importantes para el campo de la construcción: la del cloruro de polivinilo (PVC), la del poliuretano (PUR), la del polietileno (PET) y la del acrílico (ABS). El cloruro de polivinilo se usa para la fabricación de todo tipo de tubería y de uniones eléctricas, hidráulicas y sanitarias, además utilizarse en la ventanería, los revestimientos de fachada, laminados para cubiertas y mobiliario en general. El poliuretano se utiliza como base para adhesivos, lacas, revestimientos, cojinería y perfiles para juntas. En forma de espuma se ha usado en combinación con el concreto para formar prefabricados ligeros. El polietileno se utiliza para fabricar películas de protección a la intemperie, envolturas, sellado, cristalería sintética y pantallas de lámparas. El acrílico se usa para la creación de sustitutos de cristal, domos, accesorios sanitarios, aditivos de concreto y pintura.

Aún cuando ciertos objetos constructivos fabricados con plásticos son sumamente baratos, el precio ha limitado su uso en las estructuras de los edificios. Esto se debe principalmente a que el petróleo es utilizado como combustible y lubricante. En un futuro no lejano, y debido a la contaminación mundial, dejaremos de usar este recurso como fuente energética, para sustituirlo con otras formas más eficientes como la energía solar, eólica, nuclear o química. En ese momento, y si no hemos terminado con este recurso, podremos reducir su costo al máximo, para utilizarlo exclusivamente en la obtención de los plásticos que requerimos.

Aunque el futuro cercano plantea como reto el uso de mayores variedades y aplicaciones de plásticos en la arquitectura, existen actualmente dos ramas de la ciencia que están definiendo realmente los materiales constructivos del próximo milenio. Una es la Ingeniería Aeroespacial, la otra, la Ingeniería Biológica y Genética.



CITAS

(10) El silicón es el principal ingrediente de la arena de mar, y ocupa el 27.7 % de la corteza terrestre en forma de roca.Regresar

(11) El diodo es el equivalente eléctrico de una válvula hidráulica de no retorno, y consiste en un emparedado de dos capas de plásticos, uno consistente en moléculas de silicio y boro ( tipo P - positivo ), el otro de silicio y fósforo ( tipo N - negativo ). El tránsitor común consiste en tres capas: P, N y P.Regresar

(12) El caucho se obtiene de la coagulación de la savia del árbol del hule. La savia recibe el nombre de látex.Regresar

(13) La caseina se obtiene de la leche de los mamíferos.Regresar

(14) El primer plástico fue fabricado por Leo Hendrik Baekeland en 1906. Fue llamado baquelita, y se utilizó para equipo eléctrico por su excelente aislamiento. Regresar







D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.

miércoles, 17 de septiembre de 2008

Fantasmas del pasado que se rehúsan a partir en la arquitectura

Tercera parte de doce.
Presentado originalmente como Trabajo de Ingreso
a la Maestría en Arquitectura Tecnología,
aprobado y publicado por la

División de Estudios de Posgrado e Investigación,
Edificio de la Unidad de Posgrado,
Facultad de Arquitectura de la UNAM, México.
Mayo - Julio de 1996.
Fantasmas del pasado que se rehúsan a partir en la arquitectura

Al analizar todo lo anterior, se imponen varios cuestionamientos fundamentales: ¿Por qué seguimos construyendo con los materiales que usaron los egipcios, griegos y romanos? ¿Cuál es la razón por la que en casi dos mil años se mantuvieron vigentes dichos materiales y procedimientos? ¿Por qué algunos de los materiales usados actualmente hicieron su aparición solamente hace poco más de un siglo?

Las respuestas a estas preguntas, las podemos encontrar en la revolución industrial, que fue el conjunto de transformaciones políticas, económicas, ideológicas, científicas y sociales que se produjeron en diversos países, gracias al desarrollo de la industria moderna a partir del Siglo XVIII.

La revolución industrial surgió en Inglaterra (circa 1760 d.c.) como resultado de una serie de acontecimientos paralelos: la necesidad de Gran Bretaña de estimular el comercio dentro y fuera de su imperio, junto con la reciente aparición de nuevas ideologías políticas y económicas, movieron a los industriales británicos a inventar nuevas técnicas que permitieron, rápidamente, aumentar su capacidad de producción y competir contra los productos artesanales tradicionales de su tiempo. Estas técnicas se basaron en una serie de conocimientos científicos y tecnológicos aislados, disponibles desde Siglo XV. El resultado fue la invención de la máquina de vapor y la máquina de hilar. Posteriormente surgió el ferrocarril, el cual dio origen a una transformación total de las comunicaciones terrestres, y requirió un desarrollo en los métodos de obtención de materiales tales como el hierro, el acero y el carbón. La revolución industrial se extendió en todas las ramas de la producción, a todos los países, y originó profundas transformaciones en la economía y la sociedad. Todo tipo de máquinas hicieron su aparición, que con el descubrimiento y aplicación de la electricidad, evolucionaron a mayor velocidad.

Durante dos mil años, la humanidad construyó con los materiales que el planeta naturalmente proporcionaba, y sólo se dedicó a diseñar formas, estructuras y espacios dentro de las posibilidades y limitaciones que éstos plantearon. A partir de la revolución industrial, aparecieron métodos para crear nuevos materiales, que a su vez permitieron nuevas perspectivas en la estructuración y la distribución espacial.

Hoy, como entonces, somos protagonistas de una nueva revolución vertiginosa de alcance mundial. Nuestra generación es testigo de una nueva transformación en la industria, las comunicaciones, la tecnología y la ciencia. La revolución tecnológica e informática nos permite, actualmente, pensar en caminos insospechados en la creación de nuevos materiales aplicables a cualquier actividad. Pero, ¿Cuáles de todos estos nuevos materiales tiene un futuro en la arquitectura? ¿Cuáles de ellos plantearán un nuevo reto a la imaginación y preparación de los arquitectos? ¿Cuántos requerirán nuevos tipos de estructuras, instalaciones y espacios?









D.R. © Ernesto Ocampo Ruiz, DEPI, Facultad de Arquitectura de la UNAM, México, 1996.