Investigación educativa con prototipos.

Una manera transmitir el interés por la investigación en una fase temprana a los estudiantes universitarios es precisamente el ofrecer asignaturas en las que puedan explorar las tareas propias de la investigación científica, en este caso en tecnología arquitectónica.

Aunque no resulta muy habitual en las escuelas de arquitectura el trabajo con prototipos, sobre todo si estos prototipos son realmente funcionales, resulta una línea viable sobre todo si se utilizan modelos a escala. Estos modelos son muy económicos y extremadamente rápidos de construir.

En el transcurso de dos sesiones de taller, siguiendo instrucciones precisas y aprovechando la máquina de corte laser de Taller de Maquetas de la ETSAM los estudiantes han construido dentro de asignatura optativa Seminario de Laboratorio, un prototipo a escala 1:3 de los captadores solares térmicos aparecidos en la casa Fab-Lab, participante en el concurso Solar Decathlon Europe 2010.

El objetivo es ensayar sus prestaciones en condiciones de sol real y compararlo posteriormente con otro prototipo construido a escala 1:1.

La instalación consta de captador solar, termo, bomba, batería y data-logger. Aunque en las primeras tentativas de un par de horas de duración la diminuta placa solar, de 20 cm de diámetro y tubo negro de riego de 4mm interiores, apenas parecía poder calentar levemente los tres litros de agua alojados en el termo, en un ensayo realizado por espacio de ocho horas en la terraza de la ETSAM ha elevado limpiamente la temperatura del agua 10ºC por encima de la temperatura ambiente.

Los estudiantes no solo se entrenan en las actividades de construcción y ensayo de prototipos, sino que también se conciencian y se forjan en la divulgación de su trabajo, mediante la creación de un blog específico de la asignatura y de pósters para una ulterior exposición en la ETSAM.

Seminario de Laboratorio

Aviones solares: una inspiración permanente para la arquitectura solar

 

Hace unos días el avión solar Solar Impulse ha logrado realizar su primer vuelo nocturno, demostrando que puede volar 24 horas seguidas solo con la energía producida con su instalación fotovoltaica, gracias a su capacidad de acumulación de la energía excedente.

Ante la perspectiva de una arquitectura que en el futuro deberá pasar por la utilización de la energía solar, estos artefactos de la ingeniería más sofisticada son una inspiración permanente para los arquitectos.

Desde Le Corbusier a Norman Foster, la belleza de estas máquinas, residente en su precisión, en la utilización del mínimo material para las máximas prestaciones y en el aprovechamiento máximo de la ciencia y de las leyes físicas, ha fascinado a sucesivas generaciones de arquitectos.

En la era de la preocupación por el uso eficiente y sostenible de la energía, los aviones solares representan el vuelo limpio, sin emisiones a la atmósfera, el dominio final de las fuerzas telúricas.

Es cierto que en estos aparatos el esfuerzo por conseguir la máxima eficiencia de todos los sistemas es máximo. A la ya depurada técnica aeronáutica se le suma la necesidad de aprovechar al máximo una fuente de energía mucho menos poderosa por unidad de peso que el combustible fósil. Esta energía además es generada por el propio avión.

Lo que hace mas atractivos a los aviones para los arquitectos es su limpieza de ejecución, la perfección de su envolvente, su desmontabilidad, su utilización de nuevos materiales, su facilidad de reparación y de inspección.

En el caso de los aviones solares sin duda impresiona la perfecta integración de las células fotovoltaicas en su envolvente, más concretamente en el extradós de las alas. Nada de torpes marcos de aluminio; nada de gruesas juntas entre paneles; nada de obedecer a la inexorable ley de la planeidad de los paneles fotovoltaicos; nada de superposición de módulos sobre una superficie, aumentando considerablemente su espesor. Apenas una fina piel, casi autoadhesiva, podríamos decir, que se adapta como un guante (de latex) a la forma de las alas.

 

No se trata de células de tecnología orgánica "thin film", sino de verdaderas obleas de silicio cortadas en unos espesores tales que permiten adoptar cierta curvatura sin romperse. Evidentemente tampoco van montadas sobre vidrio, sino sobre plásticos de altas prestaciones.

Más de 25 años separan este Solar Impulse del primer avión solar, el Sunrise I, un modelo a escala de 12 kg de peso y 10 metros de envergadura, que demostró la viabilidad de una aeronave propulsada solamente con energía solar, alcanzando ua altitud de 8.000 pies (2.438 m).

Uno de los hitos más notables en esta carrera tecnológica esta en el ERAST, de 1995, un avión solar no tripulado desarrollado por la Nasa, que demostró definitivamente la viabilidad del concepto estableciendo varios records de altitud y permanencia en el aire.

Finalmente en 2005 otro avión solar no tripulado a escala, de 4,75 m de envergadura, el Solong, voló durante 48 horas para demostrar el concepto del vuelo perpetuo con energía solar.

De este modo el Solar Impulse ha podido asumir su propio record con un vuelo tripulado, aspirando a dar la vuelta al mundo próximamente.

Los arquitectos debemos aprender estas lecciones y concebir una nueva arquitectura solar en la que esta energía sea el motor perpetuo de las necesidades energéticas de los edificios.

Proceso constructivo de las casas solares SDE 2010, II: transporte-montaje. Por Graciela Ovando y Benito Lauret

Puede decirse que casi nadie proyecta uno de estos prototipos sin pensar antes en cómo se va a transportar hasta el lugar del concurso. El hecho de que estas casas deban estar listas en unos pocos días obliga a tomarse muy en serio la estrategia de montaje. Por ello agunos como Virginia optan por traerse la casa terminada en un único transporte. Esta estrategia es costosa, pero es la más cómoda de cara a aprovechar el escaso plazo de construcción para colocar algunas placas extra en el tejado, resolver la plataforma y el ajardinado exterior y sobre todo volver a comprobar el funcionamiento de las instalaciones (que por supuesto ya vienen terminadas y probadas). Su principal inconveniente es que el esquema del proyecto ha de ser siempre lineal.

 

Otra estrategia muy utilizada es  el empleo de módulos tridimensionales ligeros, lo que permite un grado de acabado previo muy alto y una rapidez de montaje notable. De este modo se pueden llegar a utilizar transportes convencionales, es decir aquellos que no superan los 2,5 metros de anchura, reduciéndose enormemente el coste del transporte.

 

 

Es el caso de la universidad de Sttutgart, que tenía excelentemente planificado cada movimiento para realizar un montaje impecable en un tiempo record.

Otra estrategia utilizada es la de la "panelización", es decir, la de trabajar con elementos superficiales o bidimensionales, o sea, paredes y tabiques, que permiten ir armando un mecano con elementos más o menos terminados. En este caso el número de juntas y conexiones a resolver es mucho mayor, lo que retrasa algo el plazo de ejecución, haciendo sin embargo el transporte más fácil y permitiendo mucha más libertad de diseño. Ejemplos de ello son Team Wuppertal y Berlín.

 

Finalmente existe una última estrategia de transporte y montaje que podríamos llamar "kit", que se compone de una multitud de pequeñas piezas que encajan perfectamente y que siguiendo un orden muy estricto permiten un montaje suficientemente rápido. Esta estrategia permite utilizar los medios de transporte más económicos, a cambio de ser el sistema que más mano de obra in situ requiere, y en teoría el más lento de todos.

Es por ejemplo el caso de la universidad China de Tongji, con su Bamboo house, en la que se montó en primer lugar el armazón de la estructura para ir después añadiendo el resto de elementos constructivos hasta completar la casa.

Proceso constructivo de las casas solares SDE 2010, I: cimentaciones. Por Graciela Ovando y Benito Lauret

En esta zapata de la universidad de Florida se aprecian algunos de los conceptos necesarios para el diseño de cimentaciones para este tipo de viviendas de concurso. En primer lugar el reparto de cargas en el terreno, con una base amplia que reduzca la presión según las condiciones mecánicas del terreno. En segundo lugar elementos de centrado horizontal, dado que podría haber movimientos por deslizamiento horizontal. En tercer lugar y muy importante regulación vertical de altura, para conseguir un plano final de apoyo de la losa perfectamente horizontal. Finalmente, se aprecian unos elementos de tirante, para mantener la verticalidad de los elementos metálicos entre la base de la zapata y el elemento de regulación de altura.

Las estrategias constructivas para la cimentación y subestructura de apoyo del piso principal han sido muy variadas. Cualquier sistema vale si es fácil de montar y desmontar, es estable y permite regulación en altura, como los elementos tomados de los andamios modulares.

A pesar de que se trata de un elemento oculto se han podido observar verdaderas maravillas de ejecución impecable, como las de la casa finlandesa, que contaban con dos sistemas de regulación: una caja de grava confinada y un elemento metálico de rosca.

Sorprendentemente algunos, como la universidad de Grenoble, contaron con que el terreno tenía excelentes características mecánicas (1MPa=10Kp/cm2), haciendo unas zapatas con una base diminuta y acertaron. Parece que la base de zahorra (arena y grava) apisonada, preparada por la organización del concurso, no empeoró gran cosa con la lluvia. Nada que ver con el cesped de Washington D.C., donde se celebra el concurso americano.

La universidad de Valladolid optó por una solución simple y efectiva: base de plástico para evitar deslizamientos, tablones para repartir la carga y elementos estándar de los utilizados para realizar estabilizadores de fachada, que incluyen los elementos de regulación vertical.

Sin embargo si hubiera que dar algún premio a la cimentación más pecisa, mas exacta y mas limpiamente ejecutada, se lo habría llevado Sttutgart, con sus impecables piezas de madera de varios tamaños, perfectamente colocadas, con sus piezas metálicas de transición reforzadas con cartelas triangulares, y su perfecta alineación horizontal, con piezas metálicas de centrado paralelas y diagonales, y su regulación vertical perfectamente calibrada al milímetro.

 

Igualmente el premio a la cimentación más extraña se lo llevarían las zapatas de la universidad alemana de Rosenheim, sin duda otro trabajo de orfebrería para un elemento que finalmente quedará oculto por la casa y su plataforma perimetral. 

Conducir un muscle car a escala 1:24

Quizá sean pocos los que pueden permitirse coleccionar coches clásicos y darse el gusto de conducirlos los domingos o participar en exhibiciones. Es dificil sustraerse al atractivo de los imponentes deportivos americanos de los años setenta, representantes decadentes de una época de consumo alegre de gasolina barata. Nadie en su sano juicio los utilizaría hoy en día como vehículo cotidiano y recluidos en su papel eterno de joyas de colección, no representan una amenaza seria por sus emisiones contaminantes. Mucho menos si son eléctricos y a escla 1:24.

Las sensaciones de conducir uno de estos pequeños bólidos no se pueden comparar evidentemente con las de uno real, pero por un precio muy inferior podemos permitirnos el lujo de disfrutar la sensación de aceleración y velocidad de una de estas bellezas del asfalto. La mala noticia es que no se venden como tales, sino que hay que construirlos a partir de componentes comerciales. Y esta parte es la que verdaderamente puede enloquecer a los fanáticos de la mecánica y la customización, en este caso a escala.

En primer lugar, la mecánica debe tomarse de algún fabricante de coches de radio control a una escala similar, por ejemplo la más común es 1:28. Las mejores alternativas son los Mini-z, de la marca Kyosho, de gran calidad y precio respetable y los Xmods, de la marca Radio Shack, más económicos y dificiles de encontrar en Europa, aunque no en EE.UU. o en Internet. 

Ambas marcas tienen unas prestaciones aceptables de serie, sobre todo para deambular por un espacio reducido. Pero si se desea montar un caballo salvaje en una explanada de hormigón pulido, un polideportivo de parquet o un circuito de competición, entonces hace falta alguna inversión extra y una preparación mecánica. Esta básicamente suele incluir rodamientos en las ruedas y el diferencial, motores más potentes y turbo-Fets en la electrónica del receptor-variador. Sin embargo, un aumento sensible de prestaciones se puede conseguir simplemente conectando dos pilas más, en serie, a la alimentación de coche, pasando de 4 a 6 baterías AAA.

La carrocería se puede tomar de alguno de los kits de plástico para armar comercializados por marcas como Revell o AMT, pintada y terminada a nuestro gusto. En ella habrá que realizar con plástico los anclajes para el chasis, a imagen y semejanza que las carrocerías propias de los mismos. Aunque Xmods ha comercializado un Ford Mustang y un Camaro clásicos, su calidad de reproducción deja mucho que desear.

Conseguir unas ruedas que combinen es la guinda del pastel. Se suele conseguir con algunas llantas de la marca del chasis (imprescindible) y unos neumáticos de mayor perfil, prestados de otros modelos o si hay suerte del propio kit de plástico. Por cierto los neumáticos Nascar de Mini-z son la opción perfecta para esta cuestión.

Después al taller a hacer la extensión del chasis, adaptar ruedas, pintar y hacer decoración del motor simulado e interiores. Si llegamos hasta el final habremos creado una pieza única que nos llenará de satisfacción con solo contemplarla y que además nos permitirá poner a prueba nuestros reflejos de pilotaje sin arriesgar la vida y a un precio infinitamente menor.

Alguien se estará preguntando de qué precio hablamos y cuantas horas se invierten. Podría decirse que con 200€ se podría hacer algo decente y hasta se podría hacer con 100€. Las horas de trabajo pueden oscilar entre 20 y 40. El tiempo necesario para decidirse por un modelo y encontrar una carrocería concreta es indeterminado. Pregunte en los foros usted mismo.

Preparación

Charles Deaton Sculpture House: una joya del pasado.

Construida en Genesee Mountain, a las afueras de Denver, Colorado,  en 1963 por Charles Deaton la Sculpture House permanece como uno de esos raros ejemplos de arquitectura futurista de los años '60 que se han convertido en pieza de colección.

Sin entrar en la interesante personalidad del autor, cuyo único proyecto residencial fué esta casa, si merece la pena citar alguna de sus frases: "las personas no tienen ángulos, por tanto ¿por qué deberían vivir en rectángulos? El pensaba que la gente debería habitar espacios curvos, como ya lo hacía antes de que la geometría de Euclides escuadrase por completo nuestras ciudades.

La historia de esta casa no pudo ser más azarosa. Tras haber sido proyectada por el propio Deaton para vivir con su familia, una vez construido el exterior y debido a dificultades financieras, no pudo terminarse el interior y no llegó a habitarse, permaneciendo desocupada durante más de cuarenta años.

Otra de sus peculiaridades es haber aparecido como casa futurista en la comedia de ciencia ficción de Woody Allen "el dormilón" (1973).

La casa pasó por diversos estados de abandono, a pesar de la fama reportada por la película, sirviendo incluso de refugio para las alimañas. Hasta hubo rumores de demolición hacia 1996, coincidiendo con la muerte de su autor. Sin embargo en 2003 fué adquirida y el proyecto se terminó según los planos de Deaton por su hija Charlee. Fue catalogada en 2004, pero a pesar de todo no fué hasta 2006, en que fué nuevamente vendida, cuando su dueño decidió vivir en ella, cumpliendo finalmente la funcionalidad doméstica para la que fué creada por su autor en 1963.