HA’ LU’UM Invernadero Hidropónico
Vocablos en maya Def. a español Ha’
1. m. Agua 2. m. Lago 3. f. Lluvia 4. f. Fuente
Lu’um
1. f. Tierra 2. f. Tierra de cultivo 3. m. Suelo 4. m. Terreno 5. m. Fondo 6. m. Piso 7. m. Planeta
Proyecto de Fin de Carrera Escuela de Arte, Arquitectura y Diseño Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Campus Querétaro 2019 Autores María José Ponce Romero Luis Fernando Guerrero Noguez Mentores Dr. Rubén Garcnica Monroy Arq. Agustín Solorzano Gil Asesores Arq. Carlos Cobreros Rodríguez Dr. Saúl E. Crespo Sánchez Ing. Ignacio J. Espinosa de los Reyes Bolaños
VISIÓN TALLER JOOL BOOX La otra cara de la moneda
9 14
ESCENA UNO - PROPUESTA ¿Qué sigue? Hidroponia... Pero ¿qué es? Aún mejor, la acuaponía Todos ganamos
20 21 22 25 26
ESCENA DOS - SITIO El sitio Ubicación Usos de suelo y normativa Análisis climático
30 31 32 35 36
ESCENA TRES - CASOS ANÁLOGOS
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ESCENA CUATRO - PROGRAMACIÓN Y a partir de esto... Programa arquitectónico Condicionantes del invernadero
57 58 59 62
ESCENA CINCO - MAQUETACIÓN Emplazamiento final Contexto Principios
70 74 75 76
ESCENA SEIS - FORMA - FUNCION Distribución y arreglo espacial Circulaciones Ejes de diseño Estudio de sombras
78 79 80 81 86
ESCENA SIETE - PROYECTO ARQUITECTÓNICO Planta de conjunto Invernadero Áreas públicas
90 91 92 100
ESCENA OCHO - ESTRUCTURA Y MATERIALIDAD Paisajismo Estructura Materialidad
106
ESCENA NUEVE - FUTURO Producción Consumo de agua Consumo energético
114 115 120 121
Bibliografía
124
107 108 109
Visión Taller Jool Boox Holbox se convertirá en una comunidad enfocada en el estudio y preservación de su identidad y biodiversidad, así como en la valoración de su territorio y dinámicas sociales. Al adoptar estos comportamientos, Holbox será referente del desarrollo sustentable.
“Ahora hay más trabajos y es mejor para la economía, pero lo prefiero como antes, la manera en que vivíamos antes. Era más simple. Las pesca era mejor. La arena más suave. Lo extraño” Francisco Gasca, primer pescador en traer un generador de luz eléctrica a Holbox.
Las calles son de arena, los carros son casi inexistentes y las personas van por ahí sin zapatos. Una isla pesquera que busca escapar de la modernidad. Un lugar mágico que pareciera que no pertenece a este mundo, donde la vida pasa lento. El pequeño pueblo pertenece a la biósfera de Yum Balam, hogar de jaguares, flamingos, cocodrilos, tiburones ballena e innumerables especies. Así como de todos los tipos de mangle, una especie de árbol con la que sólo pocos lugares en el mundo cuentan, que además cumple una importante función biológica al ser una barrera natural para la isla. Un verdadero paraíso. Esto es Holbox.
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O al menos eso era. Hasta que fue descubierta por los externos, por miles de turistas que la visitan diariamente para deleteitarse con lo que la isla tiene por ofrecer. El problema radica en que Holbox no tiene la capacidad para recibir las cinco mil personas extras, provocando que los servicios y la isla entera colapse. Además de ir poco a poco acabando con la reserva tan única a la que pertenece el pueblo. Las regulaciones no son suficientes para defender a la isla de inversionistas depredadores que sólo ven a Holbox con signos de pesos en los ojos. La responsabilidad es de todos, turistas, locales y autoridades.
Master Plan Holbox N
Habitacional 1 nivel Habitacional 2 niveles Habitación Multifamiliar 3 niveles Reserva Natural Comercial y de Servicios 1 nivel Comercial y de Servicios 2 niveles
Usos Mixtos 2 niveles Usos Mixtos 3 niveles Hotelería 1 nivel Hotelería 2 niveles Hotelería 3 niveles Equipamiento 1 nivel Equipamiento 2 niveles
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La otra cara de la moneda
Poco a poco la situación en la isla ha empeorado. Ya no son únicamente esos bellos paisajes de los que los antiguos lugareños hablan. La gran cantidad de turistas que recibe la isla cada día han ocasionado graves problemas como un mal manejo de residuos, saturación de servicios, deforestación, pérdida de vida marina y terrestre en la reserva, entre muchos otros. Uno de los problemas más graves que enfrenta la isla es el drenaje. La planta de tratamiento con la cuenta la isla no es capaz de abastecer las necesidades de la creciente demanda de Holbox. El paso de vehículos de carga ha ocasionado que las tuberías en las calles se rompan creando fugas de aguas residuales. La misma compactación de las calles ha evitado la filtración de agua, provocando que no se recarguen los mantos acuíferos de la isla. La falta de drenaje pluvial y sanitario ha provocado que las aguas residuales se desechen directamente al mar, reduciendo la calidad del agua marina, afectando a los animales y a las personas.
“Hemos colapsado el sistema... Se construye mal, se construye para ganar dinero” Gerente de Villa Flamingos.
Para el manejo de residuos, Holbox cuenta con un sitio de transferencia, que poco ha cumplido esa función, ya que actualmente es un lugar que acumula más de seis toneladas de basura y va en incremento. La filtración del lixiviado que suelta la basura a los mantos acuíferos afectan negativamente la vida marina y terrestre de la reserva.
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La gran cantidad de turistas que recibe la isla también está teniendo grandes repercusiones en la vida marina de la isla. Las actividades humanas han provocado el desplazamiento de importantes especies de la reserv a tales como el tiburón ballena, los flamingos y las tortugas. Además para satisfacer las nuevas necesidades gastronómicas en la isla, la sobreexplotación de especies de peces, camarones, pulpos y langostas ha aumentado. El crecimiento desmedido también ha ido acabando con el mangle, siendo esta una especie protegida dentro de la reserva por ser uno de los únicos lugares que cuentan con cuatro variedades de dicha especie. Además de la importante función biológica que cumplen al servir de barrera para la isla.
C Taller Jool Boox
C Taller Jool Boox
Holbox no sólo enfrenta problemas ambientales, sino también sociales y económicos. Y es que a pesar de tener tanta demanda, no cuenta con el recurso económico suficiente de parte del municipio. Esto ha provocado que no cuente con los servicios necesarios para sus habitantes tales como un cuerpo de bomberos o protección civil, además de tener un sistema de salud muy deficiente. Con el presupuesto mínimo no les es posible cubrir la demanda en servicios. El poco arraigo que tienen los nuevos lugareños hacia el lugar en combinación con la apatía de los turistas provoca que no se tenga la cultura de cuidado y protección hacia el lugar. Holbox está conformado por tierras ejidales que se han ido vendiendo y malbaratando a inversionistas que no tienen el menor cuidado de lo que representa la isla. Actualmente ya hay varios grupos y personas que se preocupan por rescatar la isla y que luchan por que se conserve lo más posible en su estado natural.
Apenas el 5 de octubre de 2018 se dió a conocer el Programa de Manejo para la Reserva del Área Natural Protegida de Yum Balam. Previo a esto, la regulaciones eran inexistentes, por lo que no se tenía control de lo que se hacía en la isla, ocasionando un crecimiento descontrolado que ha ido acabando con un área importante del mangle de la reserva. El nuevo programa de manejo regula y vigila todas las actividades que se realicen en la isla, así como lo que se permite que entre a la isla y lo que está prohibido. Se espera lograr un desarrollo sustentable que no comprometa la estabilidad de sus ecosistemas.
“Sabemos que el crecimiento no lo podemos parar... pero la parte modular es regular” René Correa, delegado de Holbox.
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C Taller Jool Boox
- escena uno -
Propuesta
¿Qué sigue?
Hemos hablado de varios de los problemas que enfrenta Holbox actualmente. Ahora bien, ¿qué pasa con la comida y la excesiva demanda de turistas y lugareños? ¿Cómo llegan los platos de comida hasta los comensales en este lugar aislado?
de transferencia y contribuyen al grave problema de contaminación por basura. Esto incluye toneladas de PET, desechables, bolsas de plástico, botellas de vidrio, y todo tipo de residuos que no debieron de haber entrado a la isla en primer lugar.
Bien, existe sólo una forma de llegar a la isla y es por ferry. Este transporte se toma en Chiquilá, desde donde se hace un recorrido de 20 minutos para llegar a la isla. El problema es que este medio se ha visto monopolizado por un grupo de personas que básicamente controlan todo lo que entra a la isla, desde los alimentos y los productos básicos hasta los materiales de construcción.
El Programa de Manejo para la Reserva del APFF Yum Balam contempla restringir la entrada a la isla a recipientes o envases desechables no biodegradables hechos de estos materiales para disminuir la acumulación de residuos sólidos.
Sin embargo, su interés es primordialmente económico, es decir, se paga una cuota y cualquier cosa puede entrar a Holbox. Todo tipo de comida empaquetada en todo tipo de plásticos llega a la isla. Al ser una playa, la mayor parte de su gastronomía consiste en pescados y mariscos, con platillos tales como ceviches, tacos de pescado, preparaciones con pulpo o camarones, langostas y panuchos. A pesar de ello, se puede encontrar una gran oferta de gastronomía internacional por la gran cantidad de extranjeros que residen en el lugar, con platillos como tacos árabes, sushi, empanadas argentinas, choripanes, marquesitas y pizzas de langosta. Pero ¿qué pasa con todos estos residuos? Como no existe ningún programa de reciclaje, llegan al sitio
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Es por esto que nuestra propuesta consiste en un invernadero hidropónico. Esto con el fin de que la mayor parte de los alimentos que se consumen en la isla se generen en la misma y se rompa la dependencia externa que tiene Holbox. De esta forma, se encaminaría el desarrollo de Holbox hacia un futuro sustentable y amigable con el medio ambiente. El invernadero funcionará creando un ciclo económico y social ya que no sólo traerá nuevos empleos sino también prevé proveer a todos los habitantes de las herramientas necesarias para que puedan tener su propio huerto hidropónico. Los negocios también se verán beneficiados ya que podrán adquirir su materia prima de una forma más económica al no tener que transportarlos por el ferry.
Hidroponía... Pero ¿qué es?
El cultivo en hidroponía es una modalidad en el manejo de plantas, que permite su cultivo sin suelo. El crecimiento de la planta se da una solución nutriente, por la cual obtienen todos los minerales esenciales. Por medio de esta técnica se pueden obtener plantas de tipo herbáceo, en lugares o sitios no convencionales. El rendimiento de dichos cultivos puede ser el doble o incluso mayor que el de los cultivos en suelo. Las ventajas de los cultivos hidropónicos son: cultivos libres de parásitos, bacterias, hongos y contaminación; reducción de costos de producción; independencia de los fenómenos meteorológicos; producción de cosechas fuera de temporada; menor espacio y capital para mayor producción; ahorro de agua al reciclarla; ahorro de fertilizantes e insecticidas; limpieza e higiene en el manejo del cultivo; aceleramientos en el proceso de cultivos; alto porcentaje de automatización; nada de maquinaría agrícola; mejor y mayor calidad en el producto; altos rendimientos por unidad de especie; y obtención de productos libres de químicos.
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Existen diversos tipos de cultivo sin tierra tales como las plantas suspendidas en una solución nutritiva aireada continuamente, de flujo continuo o en niebla de nutrientes. El sistema mayormente usado es el sistema de riego por goteo, seguido por los sistemas en agua NFT (Nutrient Film Technique) y raíz flotante. El desarrollo actual de la técnica de los cultivos hidropónicos, está basada en la utilización de mínimo espacio, mínimo consumo de agua y máxima producción y calidad. La tecnología ha permitido que un gran avance en los cultivos hidropónicos. En regiones donde el suministro de agua no es tan basto, como Holbox, se pueden desarrollar complejos hidropónicos combinados con unidades de desalinización para usar el agua de mar como una fuente alternativa. Los complejos de localizan cerca del oceáno y las plantas son cultivadas en la arena de playa. Por medio de esta técnica se pueden obtener productos como tomate, fresa, lechuga, espinaca, zanahorias, flores y cualquier otro tipo de planta herbácea.
¿Y la acuaponía?
La acuaponia es la combinación de un sistema de acuicultura recirculante con la hidroponía. Es decir, se crían animales acuáticos como peces, moluscos, crustáceos y plantas acuáticas en ambientes controlados donde dicha agua se utiliza para el riego de un sistema hidropónico. En dicho sistema los desechos orgánicos producidos por los organismos acuáticos son convertidos, por medio de una acción bacteriana, en nitratos que sirven como fuente de alimento para las plantas. Estas a su vez al tomar estos nitratos, limpian el agua para los peces actuando como filtro biológico. La mayoría de los estudios están de acuerdo que los primeros dos a cuatro meses, el rendimiento de un cultivo acuapónico es inferior al de un cultivo hidropónico. Al parecer después de este tiempo ocurre una adaptación de la micro flora a las condiciones y se empiezan a obtener rendimientos hasta 20% superiores a los del sistema hidropónico. La acuaponía es utilizada generalmente para cosechar lechuga y repollo ya que se benefician con el sistema, sin embargo éste se puede adecuar a cualquier tipo de planta.
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Lo mismo sucede con los peces, la especie indicada es la Tilapia, Bagre, Carpa y Trucha, pero se puede adecuar el sistema a cualquier tipo de pez de agua dulce de tamaño mediano. Como es un sistema cerrado, la producción de deshechos es nula, aunque es necesario limpiar las peceras anualmente por el desarrollo de sedimento. Los sistemas con mejores resultados son los de riego continuo y sistemas tipo NFT. Uno de los condicionantes más importantes en los sistemas acuapónicos es la dependencia de le energía (generalmente eléctrica) tanto para la aireación como para el flujo de agua. Esto se debe a que una interrupción del bombeo por períodos cortos puede llevar (dependiendo de la densidad de los peces) a un colapso total del sistema. Siempre debe tenerse una alternativa para estos casos como plantas eléctricas, bombas de gasolina, etc. Se pueden usar temporizadores para el ahorro de electricidad, los cuales detienen el ciclo por algunos minutos cada cierto tiempo.
Todos ganamos
Los beneficios que traerá el invernadero hidropónico impactan en ámbitos tales como: social, ambiental, económico y cultural. Estos son: 1. Autoproducción: al poder cultivar todo tipo de verduras, hortalizas y frutas, la isla podrá obtener gran parte de este tipo de alimentos directamente del invernadero hidropónico logrando ser autosustentable. Así como también se reducirán los desechos ya que menos productos envueltos en plástico entrarán a la isla. 2. Cría de especies acuáticas: el invernadero acuaponico producirá pescados y mariscos para el consumo de la isla, por lo que ya no se afectarán los ecosistemas marinos de la reserva. El sistema puede albergar no sólo especies de consumo sino también se podrían criar especies acuáticas endémicas para contiinuar con su conservación.
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3. Educación: el invernadero estará abierto al público promoviendo que todos puedan conocer el sistema y aprender de él. Igualmente el foro que se propone en el proyecto servirá para montar exposiciones de conciencietización para el cuidado de la isla. 4. Disponibilidad: se podrá romper la dependencia externa que se tiene en los alimentos de manera que los habitantes contarán con verduras, hortalizas y mariscos frescos y con más disponibilidad en todas las épocas del año. De esta forma, se podrá tener más control de donde provienen los alimentos. 5. Mejorar economía: los alimentos producidos en el invernadero serán más baratos ya que no tendrán que pagar por el costo de transporte. De igual forma, se generarán nuevos empleos para los habitantes de la isla.
01
Autoproducción
05
02
Mejorar economía
Cría de especies acuáticas
04
03
Disponibilidad
Educación
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C Taller Jool Boox
- escena dos -
Sitio
El sitio
Una de las razones importantes fue la gran accesibilidad que tiene al colindar con dos vialidades de carga pesada y una peatonal. Esto nos ayuda para el fácil ascenso y descenso de los productos que se puedan necesitar en el invernadero. De igual forma, el público tiene fácil acceso por la calle peatonal. El terreno está ubicado a las afueras del centro de la isla, esto nos permite que sea un lugar visitado por la gente local y turista, creando así una cultura de convivencia hacia la isla y sus especies de flora y fauna.
De acuerdo al master plan desarrollado previamente por el taller, el predio se ubica en una zona no tan densificada por lo que no afectará la dinámica de la zona centro de la isla. Por su cercanía al mar, a Punta Cocos y al área natural protegida, el sitio nos permite servir de punto de conexión para cumplir uno de sus propósitos de atracción turística.
Holbox
México N
31
Quintana Roo
Ubicación N
Muelle Tiburón Ballena Concha Acústica
Mercado
Puerto a Chiquilá
Punta Cocos
Predio Seleccionado Distancias Playa - 307 m Concha Acústica - 1,450 m Puerto a Chiquilá - 2,048 m Punta Cocos - 1,103 m
32
Macrolocalizaciรณn
Microlocalizaciรณn
33
Fotos del sitio 1
2
3
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Usos de suelo
N
a
rn he
lle
lle
eC
ll Ca
Ca
Ca
Ba gre
Za
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o nC
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J dro
Ca
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Pu
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Ca
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lle
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C
Ca
Habitacional 2 N Multifamiliar 3 N Usos Mixtos 2 N Comercio y Servicios 2 N Reserva Natural Vialidad Carga Pesada Vialidad Carga Ligera Vialidad Peatonal
rac ol
Normativa Superficie de predio: 9,672.64 m2 Uso de suelo: CS2 COS: 0.6 = 5,803.58 m2 CAS: 0.3 = 2,901.79 m2 CUS: 1.2 = 11,607.16 m2 Restricciones Frente = 2 m Fondo = 4 m Nivel máximo: 2 Altura máxima: 8 m
.52
97
99
.14
35
99
.95
.99
96
Carta Estereográfica -10°
-20°
N
10°
10° 20°
-30°
20° 30°
30°
-40°
40°
40°
-50°
50°
50°
-60°
60°
60°
18 -70°
06
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70°
07
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-80°
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70°
W
E
-100°
100°
-110°
110°
-120°
120°
-130°
130° -140°
140° -150°
150° -160°
-170°
S
36
170°
160°
Temperatura 35°C
30°C
25°C
20°C
Ene
Feb
Mar
Abr
Temperatura promedio en Holbox Temperatura de germinación Temperatura de cultivo
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
12
16
20
24
Humedad Relativa 100 80 60 40
Humedad Relativa promedio en Holbox Humedad ideal en invernaderos Zona de Confort
20
4
0
37
8
Vientos dominantes Enero
10 m/s 8 m/s 6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
Mayo
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
Junio
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
Octubre
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
10 m/s 8 m/s 6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
38
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
10 m/s 8 m/s
10 m/s 8 m/s
10 m/s 8 m/s
10 m/s 8 m/s
Septiembre
Febrero
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
Marzo
8 m/s 6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
Julio
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
Agosto
hrs
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
Diciembre
6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
10 m/s 8 m/s 6 m/s 4 m/s 2 m/s 0 m/s
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hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
10 m/s 8 m/s
339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
10 m/s 8 m/s
10 m/s 8 m/s
10 m/s 8 m/s
Noviembre
Abril
10 m/s
hrs 339 305 271 237 203 169 135 101 67 <33
RadiaciĂłn solar (Wh/m2/dĂa) Enero
Febrero
norte
norte
horizontal
Mayo
horizontal
Junio
norte
norte
horizontal
Septiembre
horizontal
Octubre
norte
norte
40 horizontal
horizontal
Marzo
Abril
norte
norte
horizontal
Julio
horizontal
Agosto
norte
norte
horizontal
Noviembre
horizontal
Diciembre
norte
norte
41 horizontal
horizontal
C Taller Jool Boox
- escena tres -
Casos Anรกlogos
Invernadero como hogar BIAS Architects Taoyuan, Taiwan 336 m2 2018
Este es un proyecto dividido en cinco partes, cada una tan importante como la otra para poder funcionar como uno solo. Las cinco zonas trabajan en conjunto y simultáneamente. La primera zona es sombría, húmeda y fresca. Habitada por helechos colgados en una rejilla de acero que introduce muros ambiguos y crea una experiencia espacial similar a un bosque que introduce al Invernadero como hogar. La segunda zona es húmeda pero con viento y alberga el área principal. Junto con una gran mesa que permite la cena colectiva.
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La tercera zona está habitada por una granja hidropónica vertical junto con la cocina. La cuarta zona es más caliente y seca y sirve para secar vegetales, como en casas tradicionales con patio. La quinta zona es caliente, húmeda y oscura. Alberga una granja de hongos junto con un teatro sensorial donde se puede disfrutar de espectáculos de luz y sonido.
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Anรกlisis de planta
1.5 0
6 3
N
46
Análisis de áreas
11% 12%
10%
3% 20%
Invernadero Cocina Comedor Área de exhibición Foro Circulaciones
Salida
45%
Foro
Salida
Invernadero Acceso
Área de exhibición
Cocina
Comedor
Vinculación de espacios
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Desert City Garciagerman Architectos Madrid, España 16,000 m2
Saliendo de Madrid a tan solo 25 km de la ciudad, el arquitecto Jacobo García-German creó un centro multifuncional de más de 16,000 metros cuadrados, que alberga un jardín botánico experimental de cinco mil metros cuadrados con más de cuatrocientas especies de plantas procedentes de todos los continentes la mayoría cactus y otras especies xerofíticas. La simetría de este proyecto nace de la idea de un jardín-claustro, la planta en forma de U rodea al jardín.
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El invernadero genera distintos recorridos que permiten a los visitantes disfrutar de la gran colección de plantas expuesta. A ambos lados del jardín y relacionados por él se localizan los dos volúmenes que dan forma al edificio: uno más pequeño orientado al sur, que alberga un espacio diáfano para formación y talleres, y una cafetería; y el principal, reservado para el invernadero, las oficinas, los almacenes y los espacios destinados a la investigación y cuidado de las plantas.
- escena seis -
Forma - Funciรณn
Distribución y arreglo espacial Invernadero Restaurante Foro Área de venta Servicios
Accesos principales por avenida peatonal
Respeto y conservación del 95% de mangle Fácil comunicacion entre áreas del invernadero
Acuaponia
Hidroponia
Distribución de programa de acuerdo a disposición de mangle
Acceso de servicios por avenida de tránsito de carga
79
Circulaciones Local Turista Trabajador Transportista Acceso principal
Mangle Acceso a invernadero
Acceso de servicios
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Ejes de diseño
Captación de agua pluvial por medio de canales para almacenarse en la cisterna
Ventiladores y extractores para forzar el movimiento de aire y refrescar el invernadero
Forma curva para que las plantas puedan aprovechar la mayor cantidad de luz solar
Anillos de nebulizaciones para refrescar el invernadero y bajar la temperatura para las plantas
Malla antiáfidos en todo el perimetro para permitir la mayor ventilación sin la entrada de plagas e insectos
Policarbonato ahumado en la parte superior para proteger de la lluvia y permitir que la radiación fotosintéticamente activa llegue a las plantas
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Sólo del 5% al 6% de la radiación solar es aprovechada por las plantas para hacer la fotosíntesis. A ésta se le conoce como fotosintéticamente activa.
Invernadero Forma curva para tener diferentes angulos de incidencia solar
Nebulizaciones intermitentes para bajar la temperatura al interior del invernadero
Extractores para forzar la salida del aire caliente
1m
Plataformas levantadas para tener el menor impacto sobre el suelo y evitar inundaciones
Cisterna para el almacenamiento de agua
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Ventiladores para forzar la entrada y el moviento de aire
Áreas públicas Paneles solares para la energía del invernadero y de las áreas públicas del proyecto
Fachada sur y surponiente cerrada para protegerse de la incidencia solar
Techos inclinados para evitar la incidencia directa del sol
N Aberturas hacia oriente y nororiente de donde provienen los vientos dominantes
Plaza pública que une y comunica los espacios dentro del proyecto
85
Estudio de sombras
Equinoccio de primavera 21 Mar - 12pm
Solsticio de verano 21 Jun - 12pm
86
Equinoccio de otoĂąo 21 Sep - 12 pm
Solsticio de invierno 21 Jun - 12pm
87
C Taller Jool Boox
- escena siete -
Proyecto Arquitectรณnico
Planta de conjunto N
91
Perspectiva de interior de invernadero
Planta baja de conjunto NPT+/-0.00
1 Restaurante 2 Área de venta 3 Plaza pública 4 Foro 5 Hidroponia 6 Acuaponia 7 Bodega y maquinas 8 Almacenamiento
1
3 NPT+1.00
A=272.52m2 4 A=176.77m2
2
5 A=706.85m2
6 A=907.92m2
NPT+/-0.00
NPT+/-0.00
7 A=113.09m2
5 A=452.38m2 5 A=706.85m2
8 NPT+1.00
N
5 0
94
25 10
Esc 1 a 750
Planta tipo de Acuaponia Tanques de agua para cultivo de peces
NPT+1.00
Entrada de carga
Entrada peatonal
1 0
95
5 2
Esc 1 a 250
Perspectiva conexión invernadero - áreas públicas
Corte de mรณdulo de Hidroponia
Canales NFT de cultivo Nebulizaciones intermitentes para bajar la temperatura al interior del invernadero
Abertura en la parte superior con malla antiafidos para liberar el aire caliente del invernadero Canal de recolecciรณn de agua pluvial
Cisterna principal
Plataformas levantadas para tener el menor impacto sobre el suelo y evitar inundaciones
Cerchas metรกlicas de soporte para el invernadero
1 0
5 2
Esc 1 a 200
98
Planta tipo de Hidroponia Técnica de Cultivo con Flujo Laminar de Nutrientes NFT 1 Bombeado de la solución desde la cisterna a través de una tubería prinicipal de PVC. 2 Tuberías de PVC de 2” situadas en los extremos altos de los canales para la distribución de la solución de nutrientes. 3 Canales NFT de cultivo con un pendiente del 2% para circulación de la solución por gravedad. 4 Descarga de la solución en una tubería de 4” al final de cada canal. 5 La solución regresa a la cisterna por gravedad a través de las tuberías de descarga.
Canales NFT de cultivo Tubería de desagüe
4
Entrada peatonal
3
5 1 NPT+1.00
2 Entrada de carga
Tubería principal
1 0
99
5 2
Esc 1 a 200
Perspectiva áreas públicas
Planta Primer Nivel 1 Restaurante 2 Área de venta 3 Cocina 4 Almacén 5 Cuarto frío 6 Sanitarios 7 Plaza pública 8 Foro 9 Bodega
NPT+/-0.00
7.5%
NPT+0.17 NPT+0.34
NPT+0.51
5 7.5%
4 6 3
NPT+0.68
NPT+0.85
1
7
9
NPT+1.00
A=272.52m2
6
2 8 A=176.77m2
NPT+/-0.00
NPT+/-0.00
N
1
102
0
5 2
Esc 1 a 250
Planta Segundo Nivel 1 Administración
B
NPT+3.90
A=67.35m2
1
A´
A N
B´ 1
103
0
5 2
Esc 1 a 250
Cortes 1 Administración 2 Foro 3 Bodega 4 Restaurante 5 Plaza pública 1
2
3
4
5
22.08
5.16
5.16
5.16
6.59
1
1
2 4
3
Corte A-A´
A
B
C
D
30.74 7.60
14.80
8.35
Corte B-B´
1 0
104
5 2
Esc 1 a 200
C Taller Jool Boox
- escena ocho -
Estructura y Envolvente
Propuesta de paisajismo
Mangle Rojo (Rizophora mangle) predominante en la zona. Se conservĂł el 95% del mangle existente en el predio.
Duela de madera sintĂŠtica para la explanada principal.
107
Palmera Nakaz (Coccothrinax readii) Especie endĂŠmia de la zona. Se propone como elemento de sombra en la plaza principal
Estructura de invernadero
Estructura tubular de acero con tratamiento antircorrosivo
Fuerzas de compresiรณn
Transmision de cargas Fuerzas de coseo
Cadena perimetral de acero para contrarrestrar fuerzas de coseo
Cisterna de concreto armado que funciona como cimiento para la estructura
Pilotes de concreto como cimiento de la cisterna
108
Cerchas metรกlicas como trabes ligadas a la cisterna de concreto armado
Materialidad de invernadero
Malla antiafidos para permitir la ventilaciรณn sin la entrada de insectos
Escotilla de vetilaciรณn de malla antiafidos para la salida de aire caliente
Estructura tubular de acero con tratamiento antircorrosivo
Policarbonato ahumado para permitir la luz solar y proteger de la lluvia
Escalerilla para el mantenimiento a la cubierta
109
Estructura y Materialidad Foro Lámina acanalada galvanizada R-101 cal. 16 Aislante térmico de 2” Triplay de madera de Nanche Largueros de madera de Zapote Trabes soportantes de Zapote 0.87
Malla sombra Cadena de cerramiento de concreto armado F’c=200kg/cm2 Columnas estructurales de madera de Zapote
2.40
Piso de duela de madera de Chechem
NPT+3.65
Losa maciza de concreto armado F’c=250kg/cm2 Aplanado rústico con mortero y acabado de Chukum 2.65
Muro de block hueco 20 x 15 x 40 cm Acabado con adoquín y duela de mader sintética para plaza principal
NPT+1.00
Relleno de tepetate compactado al 90% en capas de 25 cm para formar la plaza principal
1.00 NPT+/-0.00
Dala de concreto estructural F’c=250kg/cm2 1.40
Cimentación con zapatas aisladas de mampostería
110
Estructura y Materialidad Foro
Lámina acanalada galvanizada R-101 cal. 16 Aislante térmico de 2” Triplay de madera de Nanche Largueros de madera de Zapote Trabes soportantes de Zapote
0.78
Malla sombra Cadena de cerramiento de concreto armado F’c=200kg/cm2 Aplanado con mortero y acabado con Chukum 2.40
Muro de block hueco 20 x 15 x 40 cm Piso de duela de madera de Chechem
NPT+3.65
Losa maciza de concreto armado F’c=250kg/cm2
Columnas estructurales de madera de Zapote 2.65
Puerta tipo abanico de madera Acabado con adoquín y duela de mader sintética para plaza principal
NPT+1.00
Relleno de tepetate compactado al 90% en capas de 25 cm para formar la plaza principal
1.00 NPT+/-0.00
Dala de concreto estructural F’c=250kg/cm2 1.40
Cimentación con zapatas aisladas de mampostería
111
C Taller Jool Boox
- escena nueve -
Futuro
Producción
El invernadero hidroponico tendrá una producción de aproximadamente 9,000 plantas por cosecha. Esto supone una excelente producción para poder abastecer la mayor parte de la demanda de las verduras y hortalizas de la isla. En un inicio se planea sembrar plantas comúnes como el jitomate, pepino, lechuga y pimiento, los cuales son más fáciles de llevar en este sistema. Sin embargo, el invernadero puede ser adaptado para sembrar cualquier tipo de hortaliza que se desee. Dentro del sistema de acuaponia, se preveé tener una producción de hasta 4,200 peces para el consumo de la isla. Se planea iniciar con la cosecha de tilapia y basa, así como de langostas y langostinos según sea la demanda en la isla. La acuaponia estará mayormente enfocado para la lechuga por su fácil producción, pero también se pueden sembrar tuberculos como la papa en este sistema.
115
El invernadero hidropónico podrá producir hasta 9,000 plantas en una sola cosecha. Se podrán sembrar todo tipo de hortalizas y plantas según las necesidades de la isla.
Hortalizas Característica
Jitomate
Pepino
Pimiento
Lechuga
Sistema
Hidroponia
Hidroponia
Hidroponia
Acuaponia
Temperatura de germinación de semillas
Diurna 24°C-26°C Nocturna 24°C-26°C
Diurna 27°C-28°C Nocturna 27°C-28°C
Temperatura de cultivo
Diurna 21°C-26°C Nocturna 16°C-19°C
Diurna 21°C-24°C Nocturna 16°C-20°C
Diurna 19°C Nocturna 22°C
Diurna 21°C-28°C Nocturna 18°C-25°C
Tiempo de producción
3.5 meses
3 meses
5 meses
28 a 38 días
Tipo de cultivo
Lana de roca y fibra de coco
Lana de roca y fibra de coco
Lana de roca y fibra de coco
Lana de roca y fibra de coco
Riego
Constante y uniforme
Constante y uniforme
Constante y uniforme
Constante y uniforme
117
Diurna 25°C-26°C Diurna 15°C-20°C Nocturna 25°C-26°C Nocturna 15°C-20°C
Pescados Característica
Tilapia
Bagre
Langostas
Langostinos
Temperatura
20°C - 30°C
17°C - 29°C
28°C - 30°C
28°C - 32°C
pH
Entre 7 y 8
Entre 6 y 9
Entre 6.5 a 9
Entre 6.5 y 8.5
Nivel de oxígeno disuelto en el agua
2 ó 3 mg/l
5 ppm
5 ppm
2 a 5 mg/l
Tiempo de producción
6 a 9 meses
8 a 12 meses
5 a 6 meses
118
Con la acuaponia se tendrรก un producciรณn de 4,200 peces por cosecha, entre tilapia, basa, langostas y langostinos.
Consumo de agua
Para el riego de las plantas se tiene pensado el sistema NFT (Técnica de flujo laminar) de recirculación de agua para evitar el mayor gasto posible de agua. De la misma forma se cuenta con un sistema de recolección de agua pluvial en todas las cubiertas del invernadero por medio de canales que llevan el agua hacia las cisternas que se encuentran debajo de cada núcleo de invernadero. En el invernadero hidropónico, el consumo de agua será de 43,000 lts aproximadamente, sin embargo, no se considera como gasto, ya que el sistema empleado recircula el agua a través de la raíces de las plantas con una solución nutritiva. De igual forma, en el invernadero acuapónico se recirculará el agua ya que el agua dejada por los peces es altamente nutritiva para las plantas. El promedio de lluvia que Holbox recibe es de 1,360 mm al año. Al almacenar y recircular esta agua para el riego de las plantas y los tanques de los peces, se podrá cubrir la demanda de los meses sin lluvia. El agua será almacenada en cisternas de 20,000 lts para los nucleos mas grandes y de 13,000 lts para los núcleos más pequeños.
120
Consumo energético
Dentro del invernadero se cuentan con ventiladores y extractores para propiciar el movimiento de aire al interior y se pueda bajar la temperatura, de la misma forma se tiene un sistema de nebulizaciones para refrescar el ambiente y contribuir a a disminuir la temperatura. De acuerdo al consumo energético de dichos aparatos, el gasto que se tendrá será de aproximadamente 3,400 kWh. Por lo que se cuentan con 200 paneles solares para cubrir la demanda de energía necesaria. Estos serán ubicados en las cubiertas de las áreas públicas, tales como el resturante, el foro, los servicios, y las bodegas.
121
Bibliografía Beltrano, J. Gimenez, D. (2015). Cultvo en Hidroponia. Universidad Nacional de la Plata. Recuperado de: http://sedici. unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/46752/Documento_completo.pdf?sequence=1 Cifuentes, J., Torres, M., Frías, M. (2009). El cultivo de los crustáceos. Recuperado de: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/ sites/ciencia/volumen2/ciencia3/090/html/sec_9.html Fuster, V. (2011). Aportación solar a través de cerramientos acristalados en una vivienda unifamiliar aislada. Recuperado de: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/11631/pfg_victoria%20fuster_2011.pdf?sequence=1 Hausladen, G., de Saldanha, M., Liedl, P. (2006). Climate Skin, Building-skin Concepts that Can Do More with Less Energy. Germany: German National Library. Hurtado, H. Jiménez, P. Ramirez, D. Sabogal, D. (2008). La Acuponia: una alternativa orientada al desarrollo sostenible. Universidad Militar Nueva Granada. Recuperado de: https://revistas.unimilitar.edu.co/index.php/rfcb/article/ view/2230 Kramer, J. (1975). Your Homemade Greenhouse. New York, United States of America: Cornertstone Library Kramer, J. (1976). Gardens Without Soil. New York: Library of Congress Cataloging in Publication Data Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. (2015}. Siete reglas básicas que hay que seguir en la acuaponía. Recuperado de: http://www.fao.org/zhc/detail-events/es/c/325888/ Ramirez, D., Sabogal, D, Jimenez, P., Hurtado, H. (2008). La Acuaponia: una alternativa orientada al desarrollo sostenible. Universidad Militar Nueva Granada. ISSN 1900-4699. Vol 4 No. 1 Rojas, A.A., Haws, M.C. y Cabanillas, J.A. ed. (2005). Buenas Prácticas de Manejo Para el Cultivo de Camarón. The David and Lucile Packard Foundation. United States Agency for International Development (Cooperative Agreement No. PCE-A-00-95-0030-05). Walls, I. (1996). The Complete Book of the Greenhouse. London, United Kingdom: Wardlock.