Tecnologías de la construcción
Diseño Arquitectónico 3 Gabriela Hernández Betancourt
Educación SEcundaria
Apegado a los nuevos programas de la SEP
Dirección editorial
Ma. Emilia de Lourdes Hernández Betancourt
Gerencia editorial
Enriqueta Maqueda Serrano
Editora
Clara Hernández Rosas
Corrección de estilo
Romy Pacheco Quintana, Sidartha Villegas Yduñate
Diseño, diagramación y portada
gHb estudio gráfico
Fotografía Shutterstock
Tecnologías de la construcción: Diseño Arquitectónico 3 Prohibida la reproducción parcial o total del contenido de la presente obra, por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor.  Registro en trámite ante el Instituto Nacional del Derecho de Autor DERECHOS RESERVADOS © 2016, respecto a la primera edición por: Ediciones ECA, S. A. de C. V. http://edicioneseca.com Los Juárez núm. 3, Col. Insurgentes Mixcoac, 03920, Ciudad de México ISBN: 978-607-8479-06-1 Impreso en México
Printed in Mexico
Presentación
Diseño arquitectónico 3 representa un pilar en la introducción y estudio de esta disciplina para que el estudiante conozca y aprenda la evolución y desarrollo de los principios básicos del urbanismo, la forma, la construcción y los espacios arquitectónicos sustentados en la técnica y la tecnología. El conjunto de aprendizajes que presenta tiene como objetivo orientar y capacitar al alumno en el desarrollo y construcción de proyectos de diseño arquitectónico a través de la búsqueda de soluciones, tanto para satisfacer necesidades de su comunidad como para mejorar su calidad de vida. Entre otros temas de interés educativo, en el libro se estudia: •
La innovación en las construcciones arquitectónicas
•
El diseño de edificios inteligentes
•
La arquitectura sustentable
•
El espacio y la estructura
•
La construcción de cimentaciones, pisos, muros, techos y recubrimientos
•
El uso de la computadora en el diseño y la aplicación de software especializado
•
Las innovaciones técnicas para una arquitectura sustentable.
Los contenidos y ejercicios del libro, expuestos en lenguaje claro y sencillo, ayudarán al alumno a fomentar sus capacidades creativa, de reflexión, análisis y participación, herramientas necesarias para avanzar tanto en el ámbito educativo como en la vida. La autora
Índice
Tecnologías de la construcción: Diseño arquitectónico 3
Bloque I Tecnología, información e innovación 1. TÉCNOLOGÍA, INFORMACIÓN E INNOVACIÓN
12
1.1 Innovaciones técnicas a lo largo de la historia
12
La innovación como proceso para la satisfacción de necesidades e intereses
12
La innovación técnica aplicada a la arquitectura
13
La innovación en las construcciones arquitectónicas
16
Los diseños de edificios inteligentes: el uso de sistemas mecánicos y electrónicos
21
La arquitectura bioclimática para el conocimiento del uso y manejo de los elementos del clima, de la orientación, ventilación y fuentes de energía
21
1.2 Características y fuentes de la innovación técnica: contextos de uso y de reproducción
24
La aceptación social como elemento fundamental para la consolidación de los procesos de innovación técnica
24
La información y sus fuentes para la innovación técnica
25
Los contextos de reproducción de técnicas en el diseño arquitectónico, como fuente de información para la innovación técnica
27
Los usuarios de productos como fuente de información para la innovación técnica
27
El diseño arquitectónico y sus innovaciones para el mejoramiento de la forma, el espacio y la estructura
28
1.3 Uso de conocimientos técnicos y de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (tic) para la innovación El uso de conocimientos para el cambio técnico en el diseño arquitectónico
30 30
La innovación en el diseño y la construcción de cimentaciones, pisos, muros, techos y recubrimientos
31
La innovación de materiales constructivos: características estructurales, funcionales y de calidad
32
El uso las tic en el diseño arquitectónico, y en los procesos técnicos de simulación y el modelado
33
El uso y la aplicación de la computadora en el diseño
34
1.4 El uso de los conocimientos técnicos y de las tic para la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos El uso de los conocimientos técnicos para la innovación y la resolución de problemas
35 35
Recopilación de datos
37
Análisis e interpretación
37
Propuestas para el mejoramiento de los procesos y productos
37
El proyecto de innovación en diseño arquitectónico
37
Portafolios de evidencias
38
Tensión y compresión
40
Retroalimentación
41
Bloque II Campos tecnológicos y diversidad cultural 2. CAMPOS TECNOLÓGICOS Y DIVERSIDAD CULTURAL
46
2.1 La construcción social de los sistemas técnicos
46
Las alternativas técnicas para la construcción de espacios arquitectónicos según el contexto sociocultural
46
Los sistemas técnicos como producto cultural
47
Los cambios técnicos en los procesos de diseño y construcción, y su repercusión en las formas de vida y las costumbres
48
2.2 Las generaciones tecnológicas y la configuración de campos tecnológicos
54
Las generaciones tecnológicas como producto de la innovación técnica
54
Trayectoria técnica de las herramientas en el diseño arquitectónico: del uso del restirador al de medios técnicos computacionales
55
Los programas computacionales de diseño y dibujo, y su aplicación
56
2.3 Las aportaciones de los conocimientos tradicionales de diferentes culturas en la configuración de los campos tecnológicos
58
Los conocimientos tradicionales en la construcción de espacios arquitectónicos
58
Los procesos técnicos innovadores en diversas culturas aplicados en el campo de la construcción
62
2.4 El control social del desarrollo técnico para el bien común
64
El papel de los intereses y necesidades sociales en el control de la tecnología
64
Los procesos de autogestión en la comunidad para el mejoramiento de los espacios habitacionales de acuerdo con las necesidades de los usuarios
65
La creación y difusión de las innovaciones técnicas para la satisfacción de necesidades en el diseño arquitectónico
66
2.5 La resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos en distintos contextos socioculturales
67
Estrategias para la innovación en los procesos técnicos y productos del diseño y la construcción: el uso de materiales prefabricados
67
El trabajo por proyectos
68
Identificación de problemas e integración de contenidos para el desarrollo del proyecto de innovación de diseño arquitectónico
69
¿Qué es una trabe?
70
Tensión, compresión, elasticidad y plasticidad en los materiales
70
Portafolios de evidencias
72
Retroalimentación
74
Bloque III Innovación técnica y desarrollo sustentable 3. INNOVACIÓN TÉCNICA Y DESARROLLO SUSTENTABLE
80
3.1 Visión prospectiva de la tecnología: escenarios deseables
80
Escenarios actuales, tendencias y prospectivas del campo de la construcción en México
81
La previsión de impactos sociales y ambientales en los procesos e innovaciones técnicas del diseño arquitectónico
81
3.2 La innovación técnica en los procesos productivos
83
Las alternativas en los procesos técnicos de la construcción para la sustentabilidad
83
El diseño arquitectónico y el cuidado del medio ambiente
84
3.3 La innovación técnica para el desarrollo sustentable La innovación técnica en el desarrollo de los procesos productivos del diseño y la construcción para el desarrollo sustentable
85 86
Innovación bioclimática
86
Forma y orientación de los espacios habitacionales
88
Uso de materiales alternativos de bajo impacto
89
La utilización de técnicas tradicionales y de alta tecnología en las diferentes fases del diseño arquitectónico 3.4 La innovación técnica en la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos para el desarrollo sustentable El desarrollo sustentable en los procesos productivos del diseño y la construcción
89
91 91
Uso eficiente de materiales y energía
92
Equidad distributiva y retributiva
92
Consideración de la biodiversidad
92
Las acciones técnicas para la resolución de problemas en el diseño arquitectónico
93
El diseño y ordenamiento ambiental
93
Las técnicas de conservación para evitar el deterioro en las construcciones arquitectónicas
94
Integración de los contenidos para el desarrollo del proyecto de innovación de diseño arquitectónico
95
Estructura
96
Portafolios de evidencias
97
Retroalimentación
98
Bloque IV Evaluación de los sistemas tecnológicos 4. EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS TECNOLÓGICOS
104
4.1 La equidad social en el acceso a las técnicas
104
Las problemáticas de la construcción y la vivienda en mi comunidad
105
Acceso a bienes y servicios relacionados con la vivienda
105
Desarrollo de la comunidad por medio de los productos técnicos del diseño arquitectónico
105
Caso de las unidades habitacionales
106
4.2 La evaluación interna y externa de los sistemas tecnológicos La evaluación en los procesos técnicos del diseño arquitectónico y la construcción
110 110
Evaluación interna: eficacia y eficiencia en las máquinas y los procesos, y la evaluación de los productos
111
Evaluación externa: previsión del impacto ambiental y social, y la aceptación cultural de los productos
111
La evaluación de los procesos de diseño y construcción: aspectos topográficos y estéticos 4.3 El control social de los sistemas tecnológicos para el bien común
112 113
Los proyectos autogestivos para la construcción y de espacios habitacionales sustentables
113
Los aspectos sociales y técnicos que deben considerarse para la aceptación de un producto técnico en diseño arquitectónico
114
Oferta y demanda
114
Costos
114
Satisfacción de necesidades
115
Utilidad social
115
Calidad
115
Estética
115
4.4 La planeación y la evaluación en los procesos productivos
117
La planeación del proyecto arquitectónico: límites y posibilidades
117
El impacto de los procesos productivos del diseño y la construcción en el desarrollo económico, social y cultural
118
4.5 La evaluación como parte de la resolución de problemas técnicos y el trabajo por proyectos en los procesos productivos
119
Los proyectos técnicos para la resolución de problemas en la comunidad
119
Los criterios para la evaluación de los procesos productivos y los productos de la tecnología de la construcción
120
Integración de los contenidos para el trabajo por proyectos en diseño arquitectónico
122
Forma y fuerza
124
Portafolios de evidencias
125
Retroalimentación
128
Bloque V Proyecto de innovación 5. PROYECTO DE INNOVACIÓN 5.1 Características del proyecto de innovación
134
5.1.1 La innovación técnica en el desarrollo de los proyectos productivos
134
Introducción al proyecto de innovación
135
Los ciclos de innovación técnica en los procesos y productos
136
5.1.2 La responsabilidad social en los proyectos de innovación técnica El uso responsable de la innovación técnica para el desarrollo del proyecto de innovación de diseño arquitectónico
137 137
5.2 El proyecto de innovación
139
5.2.1 Proyecto de innovación para el desarrollo sustentable
139
Las fases del proyecto de innovación de diseño arquitectónico con base en criterios del desarrollo sustentable
139
Recursos pedagógicos
4 A
ctivación de conocimientos
Propósitos Saberes-conocimientos, habilidades-destrezas, capacidades y competencias que el alumno desarrollará y que le permitirán ser productivo en la sociedad en la que vive. Aprendizajes esperados Competencias que se espera que el estudiante logre durante, como al final del proceso de capacitación.
Saberes previos del alumno que el profesor utilizará como base para promover nuevos aprendizajes.
Actividades individuales Aplicación de lo aprendido en la lección inmediata anterior con el propósito de reforzar el conocimiento adquirido. Actividades grupales Desarrollo de habilidades de cooperación, delegación de responsabilidades y trabajo en equipo en la solución de problemas.
Significado específico de términos poco comunes en el lenguaje coloquial y técnico con el fin de que el alumno comprenda todos los vocablos que se utilizan en la lección.
Diccionario
para saber
MÁS
PORTAFOLIOS DE EVIDENCIAS
Retroalimentación
Información de utilidad y cultura general cuyo objetivo es enriquecer los conocimientos del alumno sobre el tema que se está estudiando.
Colección de documentos de trabajo del estudiante que exhibe su esfuerzo, progreso y logros. Estas actividades permiten al profesor evaluar y monitorear al alumno.
Ejercicios y actividades de repaso al final de cada bloque para consolidar los aprendizajes.
w
bloque i tecnología,
información e innovación
Propósitos 44 Reconocer las innovaciones técnicas en el contexto mundial, nacional, regional y local. 44 Identificar las fuentes de la información en contextos de uso y de reproducción para la innovación técnica de productos y procesos. 44 Utilizar las tic para el diseño e innovación de procesos y productos. 44 Organizar la información proveniente de diferentes fuentes para utilizarla en el desarrollo de procesos y proyectos de innovación. 44 Emplear diversas fuentes de información como insumos para la innovación técnica.
Aprendizajes esperados en el alumno 44 Identifica las características de un proceso de innovación como parte del cambio técnico. 44 Recopila y organiza información de diferentes fuentes para el desarrollo de procesos de innovación. 44 Aplica los conocimientos técnicos y emplean las tic para el desarrollo de procesos de innovación técnica. 44 Usa la información proveniente de diferentes fuentes en la búsqueda de alternativas de solución a problemas técnicos.
10
Diseño arquitectónico 3
Contenido del bloque
En este bloque se promueve el uso de medios para acceder y usar la información en procesos de innovación técnica, con la finalidad de facilitar la incorporación responsable de los alumnos a los procesos de intercambio cultural y económico. Se fomenta que los alumnos distingan entre información y conocimiento técnico, e identifiquen las fuentes de información que pueden ser de utilidad en los procesos de innovación técnica, así como estructurar, utilizar, combinar y juzgar dicha información, y aprehenderla para resignificarla en las creaciones técnicas. También se fomenta el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (tic) para el diseño e innovación de procesos y productos.
1
tecnología, información e innovación
1.1
Innovaciones técnicas a lo largo de la historia
1.2
Características y fuentes de la innovación técnica: contextos de uso y de reproducción
1.3
Uso de conocimientos técnicos y de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (tic) para la innovación
1.4
El uso de los conocimientos técnicos y de las tic para la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos
11
tecnología, información e innovación 1.
Innovaciones técnicas a lo largo de la historia
1.1
A
ctivación de conocimientos
Apoyados por su profesor, reflexionen y respondan las preguntas: A. ¿Qué es la innovación? B. ¿Por qué es necesaria la innovación? C. Citen ejemplos de innovación en arquitectura.
22Innovar requiere de tomar riesgos puesto que no es posible tener una idea exacta de los resultados.
La innovación se puede definir como el proceso en el que se implementan nuevas ideas que constituyen un desafío para crear valor agregado a un objeto o producto. Esta transformación puede significar la creación de un nuevo servicio, sistema o proceso, o el mejoramiento de los existentes. La innovación también se presenta cuando un servicio, sistema o proceso es descontinuado porque es ineficiente o anticuado. En la actualidad, debido a que vivimos tiempos de cambios constantes, la innovación también se traduce en mantener una posición sobresaliente y de liderazgo y, para muchas otras personas creativas, la innovación, además, tiene que ver con la implementación de algo nuevo.
La innovación como proceso para la satisfacción de necesidades e intereses Como ya mencionamos, la innovación crea valor y este proceso adquiere diferentes formas, ya sea como mejoras progresivas a productos existentes o la creación de objetos y servicios enteramente nuevos, así como reducir costos, mejorar la eficiencia y crear nuevos modelos de negocio, entre otros.
12
Diseño Arquitectónico 3
El método para crear innovación consiste en descubrir, crear y desarrollar ideas; así como perfeccionarlas en formas útiles y usarlas para incrementar la eficiencia, reducir costos, obtener beneficios, etcétera. La innovación tiene sentido y significado cuando está dirigida a la satisfacción de necesidades de los usuarios en lugar de estar impulsada sólo por la tecnología en sí misma o los movimientos del mercado. Si nos damos a la tarea de conocer y comprender las exigencias de los usuarios, la innovación se convertirá en un proceso acertado que dará como resultado soluciones que resuelvan de una mejor manera diversos tipos de problemas y agreguen valor.
22Ruinas de la antigua ciudad de Harappa en Pakistán.
Desarrollar Crear Perfeccionar
Descubrir
INNOVACIÓN
22Domo en los antiguos baños de Pompeya.
La innovación técnica aplicada a la arquitectura En los procesos técnicos de la construcción (Tabla págs.13-14) En los materiales y medios técnicos utilizados (Tabla págs.13-14) En los tipos de diseño a lo largo de la historia (Tabla págs.13-14) La innovación implica un desarrollo útil y significativo y para que la arquitectura y los arquitectos sean realmente innovadores, éstos deben ser receptivos y sensibles a las necesidades de los usuarios y a los diferentes tipos de ambientes. También deben incorporar la retroalimentación de los contextos físicos y culturales en lugar de confiar sólo en los procesos analíticos o internos del proceso de diseño y construcción. A lo largo de la historia, la arquitectura ha sido perfeccionada por la transformación continua de la tecnología de los materiales y la aplicación de diversos métodos. Su desarrollo es inseparable de la tecnología y de los efectos sociales que conlleva. Este alineamiento intrínseco con los cambios nos revela el alcance que tiene el vínculo de la arquitectura con la innovación material. A continuación, se muestra una tabla con los cambios de materiales para construcción, los procesos técnicos constructivos y los ejemplos de diseño a lo largo de la historia hasta nuestros días.
Diccionario Quincha. Sistema constructivo tradicional que consiste en el entramado de caña o bambú recubierto con barro. Se utiliza para construir cercas, corrales, chozas, entre otros. Coque. Combustible sólido, ligero y poroso, obtenido a partir de la calcinación o destilación seca del carbón mineral. Está compuesto de carbono y tiene alto poder calorífico.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
13
Época
400 000 a.C
14
Material
Proceso
Tipo de diseño
Tierra y piedras
Recolección y montaje
Habilitación de cuevas
7 500 a.C
Barro
Ladrillo desecado al sol
Primera ciudad de Jericó
7 000 a.C
Piedras y concreto
6 500 a.C
Telas tejidas
Tejido con hilo de fibras naturales
Refugios temporales de nativos americanos
6 000 a.C
Cañas o juncos y barro
Quincha. Entramado de caña o
5 500 a.C
Yeso
Acabado en construcciones
Decorado final en construcciones egipcias
5 000 a.C
Madera
Introducción de la carpintería como complemento al uso de piedras
Casas largas en Oslonki, Polonia
2 800 a.C
Tierra y restos de piedras
Albañilería utilizando tierra y piedra
Primera presa en el Valle de Garawi, Egipto
2 500 a.C
Piedra
Uso de ménsulas
Puente arqueado
2 500 a.C
Sílica y calcio
Elaboración de vidrio
Construcciones egipcias
2 000 a.C
Barro
Ladrillos cocidos en horno
Ciudad de Harappa Buhen en Paquistán
250
Hierro
Fundición de hierro con carbon caliente para forjar clavos
Carpintería romana
100
Adición de óxido de manganeso a la mezcla para vidrio siria
Elaboración de vidrio transparente
Construcciones romanas
100
Piedra y barro
Uso de conocimientos en ingeniería
Domos en construcciones en Pompeya
100
Fibra de bambú
Tejido de cables con fibra de bambú
Puentes suspendidos en China
Fundición de hierro con coque
Utilizado en construcción y en el sector de transporte
bambú recubierto de barro
Construcción de paredes y techos
1709
Hierro y
1790
Hierro
Elaboración de tornillos por medio de maquinaria
Construcciones en Inglaterra
1792
Gas (carbón)
Iluminación
Iluminación de calles y casas en Inglaterra
1821
Hierro
Fundición y forjado de hierro
Puente de armadura
1835
Electricidad
Foco incandescente
La primera luz eléctrica
1845
Piedra caliza, hormigón, mortero, estuco
Cemento Portland
Construcción
coque
Diseño Arquitectónico 3
1845
Hule
Ruedas neumáticas
Construcción
1852
Metales
Las maquinarias se empiezan a utilizar en las edificaciones
Elevadores para pasajeros
1855
Metales
Proceso Bessemer en la producción de metales
Lingotes de metal
1860
Yute y resinas
Linóleo
Construcción
1867
Concreto y acero
Concreto reforzado
Puentes, presas, túneles
1874
Metal y maquinaria
Irrigador automático de agua antiincendios
Servicios dentro de los edificios
1881
Combinación de materiales
Fosa séptica
1882
Hierro
Puentes volados
1884
Hierro y combinación de materiales
Edificios de vigas de metal
1888 1891
Electricidad Carburo de silicio
Microondas, circuitos integrados
1902
Aire acondicionado
1913
Acero inoxidable
1915
Vidrio a prueba de calor
1926
PVC
1930
Poliestireno
1930
Neopreno
1931
Remaches
1936
Resina epóxica
1938
Teflón
1938
Fibra de vidrio
1940
Hule de silicón
1942
Superpegamento
1954
Domo Geodésico
1954 1959
Puertas automáticas Vidrio flotado
1963
Diseño asistido por computadora
2001
Materiales auto limpiables
2001
Materiales autocurables
Bloque I. Tecnología, información e innovación
15
La innovación en las construcciones arquitectónicas 10 000 a.C
Uso de barro y ladrillos
4 800 a.C
Estructuras megalíticas en Gran Bretaña
2 575 a.C
Uso de piedras Pirámides de Giza Egipto
2 500 a.C
Agrupación de estructuras megalíticas Stonehenge Gran Bretaña
2 100 a.C
Construcción del
Ziggurat de Ur
Mesopotamia 2 000 a.C
Construcción de complejos arquitectónicos Creta, Grecia
1 550 a.C
Construcción de los grandes templos en Tebas y las Tumbas reales del Valle de los Reyes Egipto
1 200 a.C
Construcción de palacios Nínive, Asiria
900 a.C.
Construcción de la ciudad de La Venta Civilización Olmeca Tabasco, México
447 a.C
Construcción de El Partenón Atenas, Grecia
220 a.C a 700 d.C 100 a.C
Diccionario Ziggurat. Estructuras de gran tamaño construidas en el antiguo valle de Mesopotamia, que tienen la forma de una pirámide adosada escalonada con varios pisos superpuestos en cuya parte superior se levanta el templo. 16
Diseño Arquitectónico 3
55 a.C 300 de nuestra era
72-80
100-1300
Construcción de la Gran Muralla en China Construcción de la ciudad de Teotihuacán México Desarrollo de la planeación urbana
Construcción del Coliseo Roma, Italia Construcción de la ciudad totonaca de Tajín Veracruz, México
330-554
Construcción de la ciudad de Constantinopla Estambul, Turquía
400-800
Construcción de la ciudad de Copán Honduras
450-500
Construcción de la ciudad de Harappa Pakistán
537-537
Mezquita de Hagia Sofia, Estambul, Turquía
600
Pagoda en el templo de Kofuku-Ji
785
Gran Mezquita de Córdoba, España
800
Capilla Palatina de Aquisgran, Alemania
920-1180
Pueblo Bonito en Nuevo México, EUA
1049
Pagoda de Hierro Kaifeng, China
1084
Monasterio de Grande Chartreuse Grenoble, Francia
Siglo xi
Abadía benedictina de Maria Laach Alemania
Siglo xi-xvi Siglo xii 1163 Siglo xiii 1420 1607-12
Ciudad fortificada Saint Michel, Francia Castillo de Rochester Inglaterra Catedral de Notre Dame París, Francia Catedral Sienna, Italia Duomo de la Catedral de Florencia, Italia Basílica de San Pedro Roma, Italia
1667
Catedral Metropolitana Ciudad de México
1678
Palacio de Versalles Francia
1731
Templo de Santo Domingo Oaxaca, México
Bloque I. Tecnología, información e innovación
17
1754-62
Palacio de Invierno San Petesburgo, Rusia
1853-57
Museo de Louvre París, Francia
1854-75
Biblioteca Nacional París, Francia
1871
Ayuntamiento Filadelfia, EUA
1886
Pedestal de la Estatua de la Libertad Nueva York, EUA
1890-91
1897-1909
1906
1908-1910
1911-25
Edificio Wainwright Missouri, EUA Arq. Louis Sullivan Escuela de Arte Glasgow, Reino Unido Arq. Charles R. Mackintosh Casa Milá Barcelona, España Arq. Antoni Gaudí Casa Robie Chicago, EUA Arq. Frank Lloyd Wright Fábrica Fagus Alfeld an der Leine, Alemania
Arq. Walter Gropius 1921
Rascacielos de vidrio Berlín, Alemania Arq. Mies van der Rohe
1924
Casa Schroder Utrecht, Alemania Arq. Gerrit Thomas Rietveld
1928-31
Villa Savoye Poissy, Francia Arq. Le Corbousier
1929-31
Edificio del Empire State Nueva York, EUA Arqs. Shreve, Lamb y Harmon
1932
1949-55
18
Diseño Arquitectónico 3
Casa Columbus Berlín, Alemania Arq. Erich Mendelsohn Centro de la paz Hiroshima, Japón Arq. Kenso Tange
1956-62
Centro de vuelos de TWA en el Aeropuerto JF Kennedy Nueva York, EUA Arq. Eero Saarinen
1971
Centro Georges Pompidou Paris, Francia Arqs. Renzo Piano y Richard Rogers
1977
Edificio del infonavit Ciudad de México Arqs. Teodoro González de León y Abraham Zabludovsky
1977-84
Nueva Galería Staats Stuttgart, Alemania Arq. James Stirling
1983
Les Espaces DÁbraxas Noisy-le Grand, Francia Arq. Ricardo Bofill
1987
Hotel Il Palazzo Fukuoka, Japón Arq. Aldo Rossi
1991-97
Museo Guggenheim Bilbao, España Arq. Frank Gehry
1992-99
Cúpula del Reichstag Berlín, Alemania Arq. Norman Foster
1994
Torres Petronas Kuala Lumpur, Malasia Arq. Cesar Pelli
1999
Ciudad de la Cultura Galicia, España Arq. Peter Eisenman
2002
Cafetería y Galería Serpentine en Hyde Park Londres, Inglaterra Arq. Daniel Libeskind
2003
Parada de autobuses Hoofddorp, Holanda NIO Architecten
2004
Burj Khalifa Dubai, Emiratos Árabes Unidos Arq. Smith, Baker, Strabala y Efstathiou
Bloque I. Tecnología, información e innovación
19
20
Diseño Arquitectónico 3
2005
Arena Allianz Múnich, Alemania Arq. Herzog y De Meuron
2005
Centro de Ciencias Phaeno Wolfsburgo, Alemania Arq. Zaha Hadid
2006
Edificio de oficinas y departamentos Estonia KOKO Architects
2007
Centro de aprendizaje Rolex Suiza Sanaa Architects
2008
Estadio Nacional Beijing, China Arq. Li Xing Gang, Jacques Herzog, Pierre de Meuron y Stephan Marbach
2009
Museo Porsche Stuttgart, Alemania Delugan Meissl Architects
2010
Centro Pompidou-Metz Francia Arq. Shigeru Ban
2011
Centro de artes Harpa Reikiavik, Islandia Henning Larsen Architects, Baterio Architects y Olafur Eliasson
2012
Cooled conservatories en Gardens by the Bay Singapur Arq. Wilkinson Eyre
2013
Villa Mediterranée Marsella, Francia Arq. Stefano Boeri
2014
Gimnasio para escalada en roca Mazandaran, Irán New Wave Architecture
2015
Casa de la Ópera Harbin, China Arqs. Ma Yansong, Dan Qun y Yosuke Hayano
Los diseños de edificios inteligentes: el uso de sistemas mecánicos y electrónicos Los edificios inteligentes se definieron, en sus inicios (décadas de 1980-90), como aquéllos que proveen un ambiente productivo y costoefectivo, a través de la optimización de cuatro elementos básicos: 1. Estructura
Diccionario
2. Sistemas 3. Servicios y gestión 4. Interrelación entre ellos De acuerdo con lo anterior, un edificio inteligente es aquél que combina de forma óptima estos cuatro elementos con las necesidades de los usuarios y pone énfasis en la tecnología que hace posible la interrelación entre ellos. Desde principios de los años dos mil, los edificios inteligentes se enfocan, principalmente, en la eficiencia energética y la sustentabilidad. Recientemente, la definición de este tipo de construcciones toma en consideración el surgimiento de las tecnologías de “Internet de los objetos” y su impacto en los edificios inteligentes. Esta tecnología permite la conexión de los servicios del edificio para monitorear, analizar y controlar sus operaciones sin la intervención de los seres humanos. Hoy en día, siguen ocurriendo grandes cambios en el diseño, uso y operación de los edificios que permiten enfrentar los retos de optimización espacial, eficiencia energética y conectividad; éstos se confrontan con las expectativas de los ocupantes que requieren diseños de espacios modernos y flexibles, comodidad mejorada, productividad y conectividad generalizada. Un edificio conectado posee una infraestructura integrada de comunicaciones que respalda sistemas y aplicaciones alámbricos e inalámbricos.
La arquitectura bioclimática para el conocimiento del uso y manejo de los elementos del clima, de la orientación, ventilación y fuentes de energía La arquitectura bioclimática se refiere al diseño de edificios y espacios (interiores, exteriores y al aire libre) fundamentado en el clima local. Ésta tiene como objetivo proveer comodidad tanto térmica como visual a sus ocupantes haciendo uso de la energía solar y otros recursos ambientales. Los elementos fundamentales del diseño bioclimático son los sistemas solares pasivos (ver para saber más pág. 23) que se incorporan a las construcciones y utilizan recursos ambientales para el calentamiento, enfriamiento e iluminación de las edificaciones, como viento, agua, suelo, cielo, vegetación, entre otros.
Eficiencia energética. Práctica que consiste en reducir la cantidad de energía requerida para proporcionar los mismos productos y servicios, buscando la generación de energías renovables y proteger el medio ambiente. Sustentabilidad. Término ligado a la acción del hombre en relación con su entorno. Se refiere a los sistemas biológicos que pueden conservar la diversidad, productividad y equilibrio a lo largo del tiempo. Se ocupa de la preservación de los recursos naturales y en garantizar que las futuras generaciones también puedan contar con este tipo de recursos para la satisfacción de sus necesidades. Internet de las objetos. Término propuesto en 1999 por catedráticos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (mit, por sus siglas en inglés). Se refiere a la interconexión digital de los objetos de uso cotidiano a la red de Internet.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
21
El diseño bioclimático incluye los siguientes principios:
La arquitectura bioclimática pretende un máximo confort interior con un mínimo de gasto energético.
11
Protección al calor durante todo el año. Aislamiento y hermetismo del edificio y de sus aberturas.
11
Uso de energía solar para el calentamiento de la construcción y para la iluminación durante todo el año. Esto se logra con una orientación adecuada de los edificios y, especialmente, de sus aberturas (preferiblemente hacia el sur); por la disposición de los espacios interiores de acuerdo con sus requerimientos de calefacción y por los sistemas solares pasivos que recolectan la radiación solar actuando como una calefacción natural, así como un sistema de iluminación.
11
Protección de los edificios contra los efectos del sol de verano, sobre todo guareciendo la cubierta con un tratamiento apropiado (uso de colores y superficies reflectantes).
11
Extracción del calor acumulado, utilizando medios naturales como sistemas y técnicas pasivos de enfriamiento (ventilación natural).
11
Mejora y ajuste de las condiciones ambientales en los interiores de los edificios para que, de esta forma, sus residentes los encuentren cómodos y placenteros (incrementando el movimiento de aire en los espacios interiores).
11
Aseguramiento del aislamiento combinado con el control solar, para proveer iluminación suficiente y que se distribuya de manera uniforme en los interiores.
11
Mejora del microclima en los alrededores del edificio a través de un diseño bioclimático de espacios exteriores.
22
El terraplen es un banco de tierra ubicado contra una o más paredes exteriores de una construcción. Sirve como protección para temperaturas extremas.
Diseño bioclimático: terraplen
actividad individual En una línea de tiempo, representa los espacios arquitectónicos de la Edad Moderna y la Edad Contemporánea (por lo menos 10 estilos diferentes). Utiliza dibujos, fotografías, fotocopias, etcétera. Identifica el estilo arquitectónico, los materiales empleados y las técnicas de construcción aplicadas.
22
Diseño Arquitectónico 3
para saber
MÁS
Sistemas pasivos de calefacción, enfriamiento e iluminación Los sistemas solares pasivos son secciones integradas, es decir, elementos del edificio que funcionan sin partes mecánicas o un suministro de energía adiciona, se utilizan para calentar y enfriar los edificios de manera natural. Los sistemas solares pasivos se dividen en tres categorías: 1. Sistemas de calentamiento solares pasivos. 2. Sistemas y técnicas de enfriamiento pasivas (naturales). 3. Sistemas y técnicas para la iluminación natural. El diseño bioclimático requiere de una operación simultánea y coordinada de todos los sistemas para que los beneficios térmicos y visuales puedan estar combinados durante todo el año.
Ventilación y enfriamiento pasivo
La ventilación natural o la refrigeración por evaporación son utilizadas para enfriar una edificación sin consumir energía.
Efecto chimenea El aire o cualquier gas dentro de un espacio vertical tienen la tendencia a subir cuando se calienta, creando una corriente que capta el aire (o gas) más frio de abajo.
Ventilación cruzada La circulación de aire fresco a través de ventanas, puertas u otras aberturas en lados opuestos de una habitación.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
23
Características y fuentes de la innovación técnica: contextos de uso y de reproducción
1.2
A
ctivación de conocimientos
Apoyados por su profesor, reflexionen y respondan las preguntas: A. ¿Qué papel juega la sociedad en el proceso de innovación? B. ¿Cómo sabe la ciencia y la tecnología hacia dónde dirigir sus esfuerzos innovadores? C. ¿De qué manera la innovación en la arquitectura mejora la vida de los usuarios?
Los contextos para la innovación han cambiado en las últimas décadas; hoy en día, las economías mundiales dependen cada vez más de la innovación para mantenerse competitivas. Este proceso es más abierto e involucra la colaboración tanto al interior como al exterior de las fronteras de los países. De esta forma, las Tecnologías de la Información y la Comunicación se han convertido en un factor fundamental para desarrollar este proceso en todas las industrias. Por lo que aprovechar las redes globales para acceder a nuevos conocimientos y mercados mientras se genera valor en el ámbito local es uno de los mayores desafíos en la actualidad.
La aceptación social como elemento fundamental para la consolidación de los procesos de innovación técnica
22Una innovación es acepta-
da socialmente cuando su fundamento es adoptado y se cree en su conveniencia.
24
Diseño Arquitectónico 3
Existen tres fases interconectadas dentro del proceso innovador: invención, innovación y difusión. La socialización y comercialización de la invención es un paso decisivo para la conversión a la innovación. Si alguna invención no cuenta con mecanismos de difusión o de apropiación social, quedará aislada y fuera del conocimiento del público y se corre el riesgo de que no se obtengan sus nuevos beneficios. La socialización de la innovación se lleva a cabo por medio de la acción de los empresarios, quienes son el principal agente innovador y constituyen el “hilo conductor” entre ciencia y mercado; ya que éstos se conectan a través de las empresas. La innovación como proceso socioeconómico es el principal impulsor económico en las sociedades y
provoca ciclos expansivos de crecimiento con su llegada, asimilación y consolidación. De la misma forma, una empresa logra ser innovadora cuando es capaz de transformar los avances científicos tecnológicos en nuevos productos y procesos, mediante la adecuada y efectiva vinculación de la ciencia, la tecnología, la producción, las necesidades sociales y los requerimientos del mercado nacional e internacional. Para que una innovación sea aceptada y se consolide dentro de un mercado, es necesario que las empresas se anticipen a las oportunidades y presten atención a la orientación del mercado y también que sitúen a la innovación dentro del contexto adecuado, detecten el valor comercial de la misma y se anticipen a las amenazas que provengan de empresas competidoras.
La información y sus fuentes para la innovación técnica La difusión de la información se ha incrementado en los últimos años. Gracias al intercambio de las redes internacionales de comunicación, la información entre localidades geográficamente distantes, hoy se encuentra a sólo un clic de distancia. Esta red de tecnología de la información y globalización amplía el número de innovaciones accesibles y reduce las barreras para su difusión.
Diccionario Globalización. Fenómeno que ha acercado a los países a través del intercambio de bienes y productos, información, conocimientos y cultura. Esta integración mundial ha cobrado velocidad de forma espectacular debido a los avances, sin precedentes, en la tecnología, las comunicaciones, la ciencia, el transporte y la industria, entre otros.
En la actualidad, con las nuevas tecnologías encontramos información virtual en casi todas las plataformas: medios, blogs, experiencias personales, libros, diarios, artículos de revistas, opiniones de expertos, enciclopedias, páginas web, etcétera. El tipo de información cambia de acuerdo con el tipo de interrogantes o dudas que se quieran resolver o las necesidades que se quieran cubrir.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
25
Fuentes y usos de la información Tipo Revista Colección de artículos e imágenes de diversos temas de interés popular. También cubren temas de información especializada.
Para encontrar información y opiniones sobre la cultura popular.
Revista o boletín académico Recopilación de artículos escritos por expertos, generalmente en un campo académico profesional. Una junta editorial revisa los artículos y decide su aceptación.
Investigaciones académicas.
Base de datos Contiene citas y resúmenes de artículos de revistas y periódicos y libros; y también podcasts, blogs, videos y otros tipos de medios.
Para consultar información semanal o mensual sobre temas y eventos actuales.
Avances y resultados sobre temas específicos. Para encontrar bibliografías de otras investigaciones pertinentes.
Para buscar información en artículos sobre temas específicos.
Prensa (periódicos) Colección de artículos sobre temas de actualidad, por lo general publicado diariamente. Es una gran fuente de información local.
Para encontrar información actualizada sobre eventos nacionales, internacionales y locales.
Libros Cubren virtualmente cualquier tema real o de ficción. Para propósitos de investigación probablemente se requiera buscar resúmenes o síntesis.
Para buscar información acerca de un tema específico.
Catálogos de bibliotecas Colección bien organizada de todos los recursos con los que cuenta una biblioteca. Enciclopedia Conjuntos de entradas cortas, escritas por diferentes colaboradores que conocen el tema. Las hay generales y temáticas. Web Permite acceder a la mayoría de los tipos de información en Internet a través de un navegador. Enlaza rápidamente a otra información relacionada. Contiene información más allá del texto como sonidos, imágenes y videos. Al utilizar información de la red es importante tener el conocimiento para gestionarla y evaluarla.
26
Uso
Diseño Arquitectónico 3
Para consultar editoriales, comentarios u opiniones de expertos y líderes de opinión.
Para poner en contexto un tema en particular con otros hechos relevantes. Ofrece documentos especializados y diversos como periódicos, revistas, libros, etcétera. Búsqueda de información de fondo sobre un tema. Para encontrar ideas clave, fechas importantes, conceptos. Encontrar información: Actual, sobre las empresas. De todos los niveles de gobierno, desde el federal hasta el local. Juicios de expertos y líderes de opinión populares. Aficiones e intereses personales.
Los contextos de reproducción de técnicas en el diseño arquitectónico, como fuente de información para la innovación técnica Las técnicas de la arquitectura se refieren a los métodos con los que se construyen las estructuras por medio de materiales particulares. Estos métodos están influidos por la disponibilidad, las características de los materiales y el desarrollo tecnológico de la sociedad, ya que la arquitectura depende, en gran parte, de una fuerza laboral organizada altamente capacitada en herramientas y habilidades para asegurar, manufacturar, transportar y trabajar con los diversos tipos de materiales. Estas técnicas se ejecutan de acuerdo con dos procedimientos: 1. Los que buscan dar máxima estabilidad y durabilidad a un edificio, con un mínimo de materiales y fuerza de trabajo. 2. Los que tienen el propósito de producir una forma con significado. Ambos son una fuente constante de información para la innovación. Las técnicas evolucionan rápidamente cuando los requerimientos económicos sugieren nuevas formas de edificaciones o de operaciones de construcción o cuando la creación y generación de ideas demanda nuevos procedimientos. Estas técnicas permanecen fijas o se frenan cuando los arquitectos deciden eludir el riesgo de ser vanguardistas y utilizar métodos no comprobados y jamás utilizados, y sólo dependen de procedimientos probados. La innovación también se estanca cuando existe la necesidad de seguir las tradiciones y costumbres de una sociedad; cuando falla la comunicación sobre las nuevas ideas o cuando se busca satisfacer aspectos estéticos que sólo pueden ser cubiertos con formas reconocidas o familiares para cada sociedad.
Los usuarios de productos como fuente de información para la innovación técnica
22Aplicación de los últi-
mos avances tecnológicos como innovación arquitectónica.
22El avance tecnológico
impulsa el desarrollo de productos que dan soluciones convenientes a la construcción y función de las viviendas.
La innovación exitosa consiste en trasladar ideas a la realidad, de tal manera que mientras más mentes trabajen juntas, más poderosa será su contribución. La innovación orientada al usuario es una fuerza poderosa, especialmente cuando involucra a una larga comunidad de usuarios. Éstos, raramente permanecen pasivos durante el proceso de innovación; frecuentemente, crean sus propias soluciones alternas cuando se sienten frustrados por las soluciones disponibles y, en muchas ocasiones, existen usuarios cuyas necesidades requieren soluciones particulares que están lejos de lo convencional.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
27
Si investigamos las maneras en que los usuarios abordan un problema, se pueden identificar diferentes alternativas para la solución. Hoy en día, los usuarios proveen las claves para ir más allá de la innovación convencional.
Diccionario Asimetría. Es la falta de simetría. Es un sinónimo de anomalía, desigualdad, irregularidad, desproporción, desequilibrio o deformidad. Movimiento verde. Es un movimiento ecologista que propugna la necesidad de preservar la naturaleza y ponerla a salvo de las perturbaciones ocasionadas por la industrialización moderna.
El diseño arquitectónico y sus innovaciones para el mejoramiento de la forma, el espacio y la estructura La innovación es la aplicación de ideas y soluciones “frescas” que resuelven las necesidades cambiantes de los usuarios. En la arquitectura, la innovación se dirige hacia cuatro propósitos principales: 11
Estilo de construcción.
11
Componentes de construcción.
11
Sistema de construcción o método de ensamblaje.
11
Materiales.
En el estilo de construcción es donde la innovación se hace más evidente ya que expresa la creación y diseño de formas en un espacio dado por medio de una estructura. A continuación se presentan tres ejemplos de innovaciones en forma, espacio y estructura: El bosque urbano-China La firma de arquitectos china, Mad architects, ha desarrollado una forma de reintroducir el respeto por la naturaleza en una de las ciudades más grandes del mundo: Chongqing, China, proyecto destinado para uso comercial y de oficinas. Es un rascacielos de 116 pisos de altura con una aparente asimetría y es un intento por representar el movimiento verde. Su diseño imita laderas vertiginosas; todavía no se conoce su fecha de conclusión.
28
Diseño Arquitectónico 3
Colegio Orestad-Dinamarca Los arquitectos, en este diseño, quisieron ocupar el ambiente escolar como una herramienta de aprendizaje en sí misma. Construyeron la escuela en un espacio donde los grupos de cualquier tamaño cuenten con un escenario natural para recibir instrucciones o estudiar. Las zonas de aprendizaje tienen la intención de fluir una con otra y no contar con límites artificiales.
Diccionario Herramienta de aprendizaje. Toda información, actividad o instrumento que, utilizado de forma determinada, contribuya a que las personas mejoren sus competencias y habilidades.
Baño húmedo La nueva moda son los baños húmedos; la idea detrás de este concepto es que todo el espacio se convierta en un área de regadera, quitando sólo las cortinas y las puertas corredizas de vidrio. Para asegurar que el baño soporte años de remojo, se utilizan piedras y azulejos de alta calidad. Para crear el azulejo y los muebles fijos se utilizan piedras de lava.
actividad individual Representa con imágenes la evolución de la arquitectura en la Ciudad de México. Inicia con las manifestaciones arquitectónicas del México antiguo y concluye con las edificaciones de la ciudad actual. Identifica las variables de forma, espacio y estructura.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
29
Uso de conocimientos técnicos y de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (tic) para la innovación 1.3
A
ctivación de conocimientos
Apoyados por su profesor, reflexionen y respondan las preguntas: A. Mencionen tres técnicas en arquitectura que hayan evolucionado en los últimos 10 años. B. Mencionen tres innovaciones en el diseño de espacios interiores. C. ¿Cómo se ha beneficiado la arquitectura con las técnicas de la información?
El uso de conocimientos para el cambio técnico en el diseño arquitectónico
Diccionario Metáfora. Traslación del sentido recto de una voz a otro figurado, en virtud de una comparación tácita. Semántica. Estudio del significado de los signos lingüísticos y sus combinaciones. Está asociada al significado, interpretación y sentido de las palabras, de los símbolos y expresiones.
30
Diseño Arquitectónico 3
Desde el punto de vista del conocimiento y por su alto grado de complejidad, el diseño arquitectónico es una actividad intrínsecamente rica en saberes (elementos): diseño, cálculo de costos, análisis estructural, seguridad, estudios de energía, entre otros. Los arquitectos no sólo deben comprender cada uno de estos elementos, sino que deben entender cómo interactúan entre ellos cuando entran en conflicto dos o más de estos componentes y saber aplicarlos en la resolución de problemas. Esta comprensión y entendimiento se obtienen a través de diferentes mecanismos que proveen de pequeños o grandes cuerpos de conocimientos para lidiar con el problema arquitectónico, entre los que encontramos los siguientes: 11
Reuso. Revisión de casos concretos de diseño elaborados en el pasado.
11
Analogía. Utilización de la comparación entre una forma o diversas formas existentes construidas, como punto de partida para su diseño. La relación entre la fuente y el objetivo es, usualmente, de similitud estructural.
11
Metáforas. Las metáforas, en el diseño arquitectónico, ofrecen una relación semántica en vez de estructural (como la analogía). Las metáforas proveen de una infraestructura y permiten
integrar todos los aspectos de una manera significativa; resulta razonable utilizar las metáforas, en primer lugar, como suministros para los conocimientos conceptuales. 11
Heurística. Surge de la generalización de soluciones pasadas y encierra el conocimiento que concierne a un aspecto específico a considerar, ya sea el clima, el comportamiento humano o los materiales para la construcción.
La innovación en el diseño y la construcción de cimentaciones, pisos, muros, techos y recubrimientos Las innovaciones arquitectónicas han transformado y remodelado la apariencia del mundo y su función. Las nuevas tecnologías permitirán a los arquitectos abordar exitosamente los desafíos del futuro; por otra parte, los avances en ingeniería han dado la posibilidad de construir edificios altísimos que definen el horizonte visual alrededor del mundo. Nuevos materiales, nuevas maneras de captar energía y nuevos acercamientos de diseño, están creando una oleada de innovaciones en el diseño y construcción de edificaciones. A continuación, se exponen tres ejemplos de innovaciones en cimentaciones, pisos, muros, techos o recubrimientos: Cemento autocurado El cemento es uno de los materiales para la construcción más utilizado y el agrietamiento es uno de los mayores problemas a los que se enfrenta cuando está expuesto al agua y a diversos químicos. Diversos investigadores de la Universidad de Bath, en Inglaterra, están desarrollando un cemento autocurado, utilizando una mezcla que contiene bacterias en microcápsulas que germinarán cuando el agua entre en alguna grieta para producir caliza, tapando la grieta antes que el agua y el oxígeno tengan la oportunidad de corroer el refuerzo metálico. Puentes térmicos El aislamiento térmico eficiente se está convirtiendo en un factor muy importante en la industria de la construcción. La transmisión del calor a través de las paredes tiende a penetrar directamente a través de la cubierta del edificio hacia la mampostería interna. Este proceso se conoce como Puente térmico. aerogel, una tecnología desarrollada por la nasa para crear un aislamiento criogénico, es considerada, hoy en día, como uno de los procedimientos más efectivos y ha sido adaptado para una matriz de fibra de vidrio.
Diccionario Heurística. Arte de inventar con la intención de procurar estrategias, métodos y criterios que permitan resolver problemas a través de la creatividad, pensamiento divergente o lateral. También se afirma que la heurística se basa en la experiencia propia del individuo y en la de los demás, para encontrar la solución más viable a algún tipo de problema. La heurística, como disciplina científica, y en su sentido amplio, puede ser aplicada a cualquier ciencia con la finalidad de elaborar medios, principios, reglas o estrategias como ayuda para lograr encontrar la solución más eficaz y eficiente a los problemas analizados. Criogénico. Relativo a las prácticas o técnicas que utilizan muy bajas temperaturas. Fotovoltaico. Perteneciente o relativo a la conversión directa de energía luminosa en energía eléctrica. Por ejemplo, en los páneles fotovoltaicos.
Acristalamiento fotovoltaico La construcción integrada del acristalamiento fotovoltaico puede ayudar a los edificios a generar su propia electricidad, esto se logra al cambiar, por varias horas al día, toda su superficie en un panel solar. Actualmente, diversas compañías proveen habitualmente vidrio fotovoltaico transparente como un material de construcción estructural para ventanas, fachadas o techos. Esta tecnología es eficiente en la producción de energía, incluso en fachadas con vista al norte (que no reciben la luz solar durante grandes periodos al día).
Bloque I. Tecnología, información e innovación
31
La innovación de materiales constructivos: características estructurales, funcionales y de calidad
Diccionario Ciencia de materiales. Se encarga del estudio de la preparación, estructura cristalina y propiedades físicas y químicas de los materiales. Antimicrobial. Agente que mata microorganismos o inhibe su crecimiento. Fotocatalítico. Es un proceso de oxidación avanzada en el que se degradan los materiales orgánicos en sus componentes gaseosos, logrando así una profunda limpieza y desinfección de muchos materiales inorgánicos o que no están compuestos por cadenas de carbono.
22El estadio de natación de
Beijing está construido en su mayor parte con EFTE, polímero termoplástico.
32
Diseño Arquitectónico 3
Hoy en día, los materiales tienen un papel esencial en la toma de decisiones para desarrollar arquitectura. La esencia del quehacer arquitectónico se encuentra en los sistemas materiales: el tipo de construcción que se hace y cómo se hace son fundamentales para la definición y producción de forma, función y percepción. Las tecnologías emergentes de fabricación y construcción, junto con la innovación en la ciencia de materiales, han amplificado la flexibilidad e individualización arquitectónica. Las propiedades inherentes a cada material pueden ser modificadas creando así materiales con características que antes eran inimaginables. La problemática de los materiales ha evolucionado a niveles superiores de personalización y complejidad, a través de la innovación avanzada de la comprensión de la química, los procesos de manufactura y las técnicas de ensamblado. La innovación en los materiales arquitectónicos se enfoca en cinco elementos: 11
Vidrio y cerámicas. El vidrio y la cerámica están tomando nuevos caminos y las actuales generaciones de superficies basadas en el vidrio con barnices cerámicos entre sus capas, ofrecen nuevas características, como un aislamiento mejorado, refracción al calor, rigidez y mayor resistencia al impacto. Tratamientos con antimicrobiales de plata y recubrimientos fotocataliticos, hacen de las superficies espacios donde no es posible que se hospede la materia orgánica, por lo que no es necesario limpiarlos.
11
Materiales naturales alterados. La construcción de estos materiales se basa en la comprensión e imitación de los procesos de la naturaleza. La biotecnología demuestra las infinitas posibilidades que ésta ofrece, y la biomimética provee la infraestructura para la exploración de soluciones alternativas para materiales y estructuras. Hoy, se buscan soluciones que usen materiales naturales como su fuente y trabajen con los propios procesos naturales para mejorarlos. Se ha comprobado que se pueden obtener mejores resultados frente a los obtenidos por los materiales de alto desempeño hechos por el hombre.
11
Compuestos de alto desempeño. Elementos en los que los metales, plásticos o vidrios alcanzan sus límites de desempeño; de hecho, los materiales compuestos lo demuestran. La combinación de dos materiales ofrece propiedades que, para un solo material, serían inalcanzables. Los compuestos avanzados incluyen todos aquellos que utilizan, de manera rigurosa y precisa, el control de sus partes constitutivas para así racionalizar mayores adquisiciones de los materiales individuales. Esta búsqueda se está realizando con la nanotecnología, por medio de materiales con un control molecular en su nanoestructura.
11
Metales fabricados digitalmente. Son elaborados con metales reciclados y aleaciones (hierro, titanio, circonio) que, por medio de combinaciones con otro tipo de materiales como los plásticos, cerámicas y hasta materiales naturales, crean un incremento sinérgico en fortaleza y peso.
11
Películas de polímero. Estos materiales ofrecen una prometedora combinación entre la transparencia del vidrio, con poco peso, y la flexibilidad de estructuras maleables. Este material emergente puede parecer frágil a quienes esperan concreto, metal o vidrio en las estructuras, pero ofrece una opción potencial de reducir peso donde no se necesita y liberar la rigidez que ofrecen las actuales soluciones estructurales y de acristalamiento.
El uso de las tic en el diseño arquitectónico y en los procesos técnicos de simulación y modelado El diseño arquitectónico requiere una gran cantidad de información para la inspiración, creación y construcción de edificios. El proceso que inicia desde la concepción hasta el producto final, involucra conocimientos básicos y especializados, así como la participación de agentes de múltiples disciplinas. A medida que los edificios se vuelven más complejos debido a la introducción de tecnologías novedosas, y se incrementa la conciencia social sobre las necesidades comunes, el proceso de diseño requiere modificaciones significativas a sus prácticas previas para responder a estos requerimientos emergentes. La mayor sensibilidad ambiental; la eficiencia energética; los sistemas integrados del edificio; las medidas de seguridad, así como el alto desempeño, son factores determinantes en la actualidad. Estos elementos no dan como resultado el desarrollo de nuevos tipos de edificios, pero sí cambian la naturaleza de la práctica de la arquitectura e impactan sobre el proceso de diseño. De esta forma, las simulaciones de edificios virtuales, del modelado y de análisis de diseño, se han convertido en cruciales. Los desarrollos recientes de las tic están aportando los medios y los métodos para las representaciones de diseño: simulaciones térmicas y de energía, y el comportamiento estructural. Los programas tradicionales cad presentan una base de datos de entidades geométricas que capturan las relaciones espaciales; en cambio, los programas actuales no sólo proveen esta base de datos, sino también los atributos de los edificios, lo que hace que esta información pueda ser compartida después de haberse concluido la construcción y sea utilizada para la gestión del mismo. Hoy en día, y con el uso de las tic, el diseño de un edificio debe tomar en cuenta también su usabilidad e interconectividad dentro del mismo e incluir los servicios fuera de éste.
Diccionario Nanotecnología. Es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al nivel de nanoescala; son medidas extremadamente pequeñas, nanos, que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Nanoestructura. Es una estructura con un tamaño intermedio entre las estructuras moleculares y microscópicas (de tamaño micrométrico). Generalmente, estas estructuras experimentan efectos cuánticos; efectos que no son tan obvios en estructuras de mayor tamaño y tienen, por tanto, propiedades físicas especiales.
22Gracias al software arqui-
tectónico se puede diseñar y proyectar cualquier espacio imaginable.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
33
El uso y la aplicación de la computadora en el diseño Actualmente, las computadoras han sustituido al lápiz y al papel en la representación y diseño de objetos y edificaciones, lo que ha facilitado el trabajo y reducido los tiempos de ejecución. Hacen posible generar rápidamente imágenes muy realistas o construir modelos tridimensionales con software especializado como el AutoCad o el cad/cam (diseño asistido por computadora). Estas herramientas se dividen básicamente en programas de dibujo 2D (bidimensional) y de modelado 3D (tridimensional). Las de 2D se basan en entidades geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos con las que se opera por medio de una interfaz gráfica. Los modeladores en 3D añaden superficies y sólidos.
para saber
MÁS
Pabellón de la Convención AIA en Nueva Orleans, 2011 Fue un pabellón hidropónico (método para cultivar plantas) que explotó los plásticos elaborados con caña de azúcar. Este pabellón, elaborado por medio del trabajo digital del arquitecto alemán Gernot Riether, utilizó petg (tereflato de polietileno de glicol modificado) producido con celdas de plástico reciclado y caña de azúcar, una planta que ha sido parte integral en la cultura de Louisiana, Estados Unidos.
34
Diseño Arquitectónico 3
actividad individual Con el software grátis para proyecciones 3D (OnShape, AutoCad o SketchUp), diseña productos técnicos para uso cotidiano proponiendo innovaciones.
El uso de los conocimientos técnicos y de las tic para la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos 1.4
A
ctivación de conocimientos Apoyados por su profesor, reflexionen y respondan las preguntas: A. ¿Cómo han influenciado las Tecnologías de la Información y la Comunicación en las construcciones? B. ¿De qué manera las tecnologías de la información intervienen en la resolución de problemas? C. ¿Qué es trabajar por proyectos? Expliquen.
El conocimiento y la innovación son inseparables el uno del otro, impulsan las economías alrededor del mundo. Los productores y usuarios, cada vez más, se esfuerzan por sacar ventaja de las ideas, tecnologías y pericia, ya que de éstas depende su competitividad. La relación interconectada entre estos dos conceptos se muestra en la manera en que las organizaciones se esfuerzan por adquirir nuevos conocimientos, asimilarlos y aplicarlos con fines comerciales.
Diccionario
El uso de los conocimientos técnicos para la innovación y la resolución de problemas El uso y gestión del conocimiento requiere de un amplio grupo de métodos, técnicas, herramientas y valores para adquirir, crear, desarrollar, compartir, transferir y aplicar el conocimiento, y así proveer recursos intelectuales. Para innovar se requiere la habilidad de adaptarse rápidamente, y esta adaptación requiere del aprendizaje, resolución de problemas y la producción e integración de nuevos conocimientos relevantes como respuesta a un problema.
Competitividad. Es la capacidad que tiene una empresa o país para obtener rentabilidad en el mercado en relación con sus competidores. La competitividad depende de la relación entre el valor y la cantidad del producto ofrecido y los insumos necesarios.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
35
Métodos para recopilación de datos Documentación
Observación
Es la técnica de recolección de datos más básica y corresponde a los estudios retrospectivos en que la información fue recolectada con fines distintos al estudio en curso.
La tarea de observar es una labor de percepción “activa”; significa un ejercicio constante encaminado a seleccionar, organizar y relacionar los datos referentes a nuestro problema. Hay que saber discriminar y jerarquizar la información obtenida. Es científica cuando es sistemática, controlada y cuenta con mecanismos destinados a evitar errores de subjetividad y confusiones.
Entrevista
Es un dialogo en el que una persona hace una serie de preguntas a un interlocutor con el fin de conocer mejor sus ideas, sus sentimientos y su forma de actuar. Puede ser estructurada si cuenta con una guía de entrevista y no estructurada cuando busca explorar características en el evaluado.
Encuesta
Es un conjunto de preguntas normalizadas dirigidas a una muestra representativa de la población o instituciones, con el fin de conocer estados de opinión o hechos específicos. Requiere de un instrumento que provoque las reacciones en el encuestado; es autoadministrado, si el individuo completa los reactivos, y heteroadministrado, cuando hay un encuestador.
Sesión de grupo
36
Diseño Arquitectónico 3
Es una de las técnicas de los estudios cualitativos en el que se reúne a un grupo de personas para indagar acerca de actitudes y reacciones frente a un producto, servicio, concepto, publicidad, idea o empaque. Las preguntas son respondidas por la interacción del grupo en una dinámica en la que los participantes se sienten cómodos y libres de hablar y comentar sus opiniones.
Recopilación de datos Para llevar a cabo un trabajo de investigación, existe una gran variedad de métodos para diseñar un plan de recolección de datos. A continuación se explican algunos de ellos:
Análisis e interpretación Después de haber obtenido los datos como resultado de la aplicación de los instrumentos de investigación, se procederá a codificarlos, tabularlos, e interpretarlos. El propósito del análisis es aplicar un conjunto de estrategias y técnicas que permitan al investigador obtener el conocimiento que está buscando a partir del adecuado tratamiento de los datos recolectados. El método para el procesamiento de los datos es el siguiente: 1. Clasificación analítica de los datos. 2. Calificación de los datos. 3. Análisis e integración de los datos. Relacionar y comparar los contenidos documentales obtenidos e integrarlos en forma holística.
Diccionario Gestión. Dirección, administración de una empresa, negocio, etcétera. Conjunto de trámites que se llevan a cabo para resolver un asunto. Recursos intelectuales. Es el conocimiento intelectual de la organización, la información intangible que posee y que puede producir valor. Clasificación. Es la acción de establecer grupos y subgrupos, donde se acomodan datos.
Propuesta para el mejoramiento de los procesos y productos Una vez que se cuenta con información jerarquizada y relevante, hay que interpretarla para estar en posibilidad de aplicarla y resolver problemas. El nivel de propuestas que se obtengan, dependerá directamente de la capacidad de traspasar los conocimientos adquiridos a diferentes contextos.
El proyecto de innovación en diseño arquitectónico El proyecto de innovación para este curso será encontrar algo nuevo dentro de algo conocido. Esto te permitirá hallar auténticos descubrimientos en los materiales, productos o procesos que se exploren. Por medio de los ejercicios del Portafolios de evidencias, irás conociendo diferentes técnicas de construcción con las que podrás elaborar tu proyecto final.
22Con el análisis de infor-
mación se obtienen ideas relevantes de las distintas fuentes de información.
actividad individual Investiga acerca de la evolución histórica en los últimos 200 años de la capital de tu estado; en cuanto a su crecimiento demográfico y las repercusiones por la formación de asentamientos humanos y ciudades; así como en la limitación de recursos naturales. Ilustra por medio de dibujos, fotografías, recortes de periódico, croquis y mapas.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
37
PORTAFOLIOS DE EVIDENCIAS Tienda de campaña a escala
2. Coloca el punto medio de cada cordón en las dos muescas opuestas.
El propósito de la estructura de una tienda de campaña, así como la del resto de las estructuras de cualquier edificación, es asegurarse que el edificio se mantendrá en pie. Por otro lado, el objetivo de la tela de la tienda de campaña es la protección, hacer que ésta funcione. En un edificio, las paredes y el techo son los que nos protegen, pero necesitan de columnas (verticales) y travesaños (horizontales) de acero, concreto o madera que forman la estructura. Ahora construirás una tienda de campaña a escala, para ello necesitarás:
MATERIAL
3. Ahora ancla los extremos de los cordones a cada uno de los ángulos del foamboard con las tachuelas.
1 popote 4 tachuelas 1 cuadrado de 30 × 30 cm de foamboard, mdf, o algún material similar. 2 piezas de hilo grueso o cordón de 30 cm de largo Papel Pegamento blanco o engrapadora
1. Corta 4 muescas en un extremo del popote. Procura que estén ubicadas a la misma distancia.
El popote, una vez que está amarrado por medio de los cordones, permanecerá de pie; para hacerlo caer tendrías que quitar las tachuelas o cortar los cordones. El poste de una tienda de campaña de verdad utiliza el mismo principio.
38
Diseño arquitectónico 3
PORTAFOLIOS DE EVIDENCIAS 4. Para finalizar, coloca la carpa o toldo sobre las cuerdas. Éste puede ser una servilleta o cuatro triángulos de papel pegados o engrapados a las cuerdas. Si quieres dibuja algún diseño a tu tienda de campaña y haz un hueco por alguno de sus lados para simular una puerta.
Notarás que la fuerza de las cuerdas empuja hacia abajo al popote; si utilizaste foamboard es probable que hasta quede marcado sobre la superfice el perimetro del popote. En las estructuras, si jalas una cuerda la pones en tensión y si empujas hacia abajo está en compresión.
Bloque I. Tecnología, informacion e innovación 39
Tensión y compresión Todos los elementos de una estructura deben aguantar fuerzas y cargas que actúan sobre ellos a parte de su propio peso. Dos de estas fuerzas son la tensión (tracción) y la compresión. La primera se experimenta cuando las fuerzas tienden a estirarlo, y la segunda, cuando las fuerzas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Para comprender el concepto de tensión, agarra la perilla de una puerta cerrada y jala de ella: tus brazos están en tensión. Si quieres sentir la compresión, empuja con tu brazo estirado en contra de la perilla: tu brazo está en compresión. Estos dos conceptos son de suma importancia en el ámbito de las estructuras.
Todas las estructuras, ya sea una casa habitación, un rascacielos, un puente suspendido, un domo o un techo plano, siempre están en tensión o compresión, es decir, jalan o empujan. Si entiendes cómo trabajan estas dos fuerzas, comprenderás porqué las estructuras están de pie.
¿Cómo reconocerlas? No siempre se puede poner el brazo en una estructura e identificar estas fuerzas, pero es relativamente fácil hacerlo. Toma una liga y estirala con ambas manos; estás poniendo la liga en tensión. Ahora toma una esponja y aplastala; la estás comprimiendo. En ambos casos cuando se ejerce la fuerza es visible lo que ocurre con el material. En una estructura arquitectónica la cantidad de alargamiento o acortamiento es muy pequeña a simple vista. Cuando jalas las cuerdas de la tienda de campaña a escala, éstas se hacen más largas, pero sólo un poco; y cuando empujas el popote desde la parte superior, éste se acorta sólo un poco también. Esto es debido a que tanto el popote como la cuerda son de materiales más rígidos que la liga o la esponja. Un puente suspendido está sostenido por cables de acero anclados al suelo, los cuales van a la parte superior de las torres del puente. Los cables están en tensión así como los cordones de la tienda de campaña a escala. Las torres del puente están en compresión tal y como lo está el popote-poste de la tienda de campaña. 40
Diseño arquitectónico 3
Retroalimentación 1. Responde las siguientes preguntas: a. Define el concepto de innovación.
b. ¿Cuándo es necesaria la innovación?
c. Cita los pasos del proceso de innovación.
d. ¿La innovación es un proceso acertado? ¿Por qué?
e. ¿De qué manera la innovación beneficia a la arquitectura?
f. Menciona las características de un edificio inteligente.
g. ¿En qué conceptos los edificios inteligentes ponen su interés?
h. ¿Cuál es el objetivo de la arquitectura bioclimática?
i. ¿Qué es un sistema pasivo dentro de la arquitectura bioclimática?
j. Menciona los principios del diseño bioclimático.
Bloque I. Tecnología, información e innovación
41
Retroalimentación 2. Investiga de dónde son originarias las construcciones que se presentan a continuación, apóyate con la información de las tablas de las páginas 14 y 15, y explica el material con el que están construídas, su proceso y el tipo de diseño. Iglú
Palapa
Tipi
3. Investiga acerca de los procesos constructivos de las píramides en México y explíca brevemente alguno de ellos.
42
Diseño arquitectónico 3
Retroalimentación 4. Encuentra en la sopa de letras las palabras que completan los siguientes enunciados: a. La ____________________ y comercialización de la innovación es un paso primordial para darla a conocer y adoptarla. b. Una empresa es innovadora cuando logra ____________________ los avances ____________________ en nuevos productos. c. Las innovaciones son más accesibles gracias a la ____________________, la cual reduce las barreras de ____________________. d. Una fuente importante de innovación arquitectónica son las ____________________; unas buscan dar maxima estabilidad y durabilidad, mientras que otras buscan producir una forma con ____________________. e. En la arquitectura, la innovación se dirige hacia el ____________________ de construcción, sus componentes, sistemas constructivos y ____________________. f. El cemento ____________________ es un ejemplo de materiales innovadores el cual se ____________________ mediante bacterias contenidas en su composición. g. Los compuestos de alto desempeño alcanzan sus propiedades gracias a la alteración de su ____________________. h. El desarrollo de las tic aporta prácticas novedosas para la creación de ____________________ de los comportamientos estructurales, térmicos y de energía de un ____________________. A
Q
W
E
R
T
W
A
Q
W
E
R
T
A
W
R
T
Y
P
Ñ
X
Q
C
S
E
N
T
I
F
I
C
O
C
E
H
J
K
K
L
M
N
N
C
Z
T
E
O
I
C
N
O
L
O
D
I
F
U
S
I
O
N
N
B
E
O
C
T
C
A
C
H
R
C
Z
X
M
A
T
D
M
J
H
L
E
S
T
I
O
C
X
R
X
I
G
L
O
B
A
L
I
Z
A
C
I
O
N
I
R
C
M
S
N
U
U
D
A
R
I
A
U
T
O
C
U
R
A
D
O
P
A
I
P
I
W
T
N
R
O
L
L
K
A
I
K
H
H
E
R
A
A
L
N
F
U
A
Q
C
I
A
E
E
I
R
G
Y
T
E
C
N
I
C
A
S
S
I
T
D
M
U
V
T
S
T
H
Z
W
F
E
C
T
O
R
I
U
M
F
D
A
U
N
R
G
A
A
I
S
A
A
B
N
V
E
D
A
F
I
N
O
E
C
C
Z
T
T
N
S
D
I
F
Y
C
I
O
N
F
C
I
N
B
R
E
I
C
O
S
J
M
D
H
I
E
R
R
I
P
N
G
B
N
A
V
M
M
O
I
E
E
E
W
N
R
L
U
I
T
E
O
T
T
T
G
S
I
A
B
N
O
U
O
K
S
I
M
U
L
A
C
I
O
N
E
S
I
N
B
R
V
X
N
Z
N
R
Q
T
E
C
N
O
L
O
G
I
C
O
S
B
M
Y
F
Z
C
M
A
T
E
R
I
A
L
E
S
C
R
E
X
P
Z
C
I
O
R
M
U
N
N
G
P
A
I
S
A
C
B
N
V
E
S
T
I
L
O
A
R
C
I
W
G
N
G
O
T
B
G
F
U
U
P
K
R
W
F
T
L
E
S
U
Bloque I. Tecnología, información e innovación
43