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Proceso vs Objeto

Tradicionalmente los arquitectos han centrado su interés en los aspectos visuales de la edificación. La forma, a través de un amplio catálogo de referencias, narrativas, analogías y simbolismos, se ha convertido en el objeto principal de los diseños arquitectónicos.

En el caso del nuevo “Högreservoar” para Örebro, forma, orientación y posición están condicionadas y resueltas de antemano por su función principal: contener agua. La pregunta se centra, esta vez, en la envolvente, que tiene que caracterizar y proteger al deposito (principal y paradójicamente del agua).

Entendemos que, en esta ocasión, una piel basada únicamente en materialidad y geometría seria demasiado superficial. Por otro lado, el elemento agua, da sentido y función al deposito. Por que no profundizar y resolver el resto de componentes del edificio con el mismo elemento? Existen estrategias para transformar el agua y solucionar expresividad y comportamiento térmico? Esto abre un campo de investigación mucho mas interesante ya que nos alejamos del dominio del objeto y entramos en el campo de los procesos. El proyecto rechaza establecer vínculos basados en condicionantes meramente estéticos. En cambio, construye su discurso a partir de la relación inmediata con su entorno natural y sus características meteorológicas, claramente vinculadas al agua en sus diferentes formas (sólida, líquida, gaseosa).

La propuesta desarrolla una fachada activa, cambiante y sensible a las condiciones meteorológicas del entorno, capaz de reaccionar mediante procesos fisiológicos parecidos a los de los seres vivos.

Cuando llueva, la fachada “se llueve”
Cuando condense, la fachada “se nubla”
Cuando nieve, la fachada “se nieva”.
Cuando hiele, la fachada “se hiela”.
Cuando baja la temperatura, el edificio se calienta
Cuando sube la temperatura, el edificio se enfría

Para ello, la tecnología de base, lejos de configurarse mediante elementos sofisticados, busca en la tradición los mecanismos universales de recogida y almacenaje de agua: canalones, gárgolas, cadenas y depósitos. Es mediante la sistematización de estos elementos como se construye el lenguaje de la fachada: un erizo mecánico de recogida y canalización del agua atmosférica.

Pero no se trata tan solo de un lenguaje, sino de un sistema que crea un ciclo completo de recogida y canalización que se usa para conseguir el aislamiento térmico necesario aprovechando las capacidades físicas y térmicas del agua.

En resumen, proponemos una arquitectura que trascienda lo físico y se instaure en lo fisiológico: el descubrimiento de la expresión atmosférica de la arquitectura, del proceso sobre el objeto. Ya no se trata tan solo de cómo se ve, sino de cómo se comporta.

Materialidad y captación

Usamos el agua como material para generar infinitas expresiones atmosféricas que caractericen el proyecto. El edificio se entiende como un gran captador de agua en diferentes estados. “Meteonorm” nos permite cuantificar las precipitaciones a lo largo del año (en litros/m2 y centímetros de nieve caída). De esta forma podemos dimensionar los elementos captadores y calcular las necesidades de almacenaje de agua que usaremos posteriormente en los diversos procesos térmicos y atmosféricos.

Los principales elementos son:
– Canalones (de hierro galvanizado) Funcionan a modo de lama horizontal perimetral y se apilan en altura. Cuando llueva se llenarán de agua y la moverán por gravedad hasta los depósitos inferiores. Durante las nevadas se colmarán de nieve.
– Gárgolas (de hierro galvanizado) Se sitúan horizontalmente a lo largo de los canalones. Actúan como rebosaderos y hacen “llover” al edificio cuando hay exceso de agua. Durante las nevadas se colmarán de nieve.
– Cadenas (de hierro galvanizado) Conectan verticalmente las gárgolas y permiten que el efecto de lluvia sea controlado ya que el agua resbala por su superficie. Durante la época de las heladas crearán estalactitas.
– Difusores Se disponen horizontalmente por encima de los canalones. Cuando el sistema está lleno y coinciden una serie de condiciones atmosféricas expulsan agua vaporizada a presión para generar diversos efectos, destacando el efecto nube.
– Malla simple torsión Situada entre los canalones perimetralmente a lo largo de la fachada, actúa como elemento de seguridad. Durante el invierno actuará, además, de “atrapa nieves” (la nieve cristaliza sobre los nervios de la malla, tiñendo el edificio de blanco).
– Aljibe (cisterna). La cubierta (1360m2) recoge el agua de lluvia y la conduce por gravedad hasta el aljibe superior (288m3). Este deposito esta conectado a otro de mucha mas capacidad (2580m3) instalado en la cámara inferior (cota 60,5). La máxima capacidad combinada de los dos aljibes es de tres veces el volumen de agua que admiten los depósitos de aislamiento de fachada (945m3).

Comportamiento atmosférico

Además de los procesos y elementos descritos en el punto anterior, proponemos instalar un sistema meteorológico inteligente que lea y almacene constantemente los parámetros variables de temperatura, humedad, velocidad e intensidad del viento. Cuando se cumplan ciertas condiciones, el sistema bombeará el agua almacenada en los cilindros de fachada hasta unos difusores situados por toda la piel del edificio, donde será expulsada hacia la atmósfera, vaporizada a alta presión.

Dependiendo de las condiciones de temperatura y humedad se pueden generar tres escenarios:

– HR>70%, Temp >0 Se genera una nube que oculta el edificio y se dispersa con el viento.
– HR<70%, Temp >0 Se satura la atmósfera creando refracciones de los rayos de sol (arco iris)
– HR<70%, Temp <0 El agua se precipita en pequeños cristales de hielo, formando nieve.

El mismo sistema se encarga de rellenar los cilindros de la fachada con el agua almacenada en las cisternas. Dependiendo de la cantidad de agua almacenada en cada momento, se podrá aumentar la frecuencia de los fenómenos atmosféricos.

Toda esta información que gestiona el sistema de control se podría mostrar en tiempo real en una pagina web vinculada al ayuntamiento o bien mediante una aplicación de móvil. De esta manera los habitantes de Örebro podrían estar informados de cuándo se generará al próxima atmósfera, y del tipo de efecto que se producirá.

Comportamiento térmico

Para conseguir los valores requeridos por el concurso se optan por dos estrategias diferentes:

– Cubierta Pasiva. U= 0,95w/m2K. Proponemos una cubierta vegetal de 100mm de espesor de césped y plantas aromáticas. Por debajo del sustrato vegetal disponemos de una capa de aislamiento de fibras de madera de densidad homogénea tipo GutexThermosafe de 200mm de espesor.
– Fachada Activa. U= 0,70 w/m2K. Proponemos una fachada activa formada por cilindros extruidos de polímero termoplástico transparente tipo ETFE de 500mm de diámetro llenos de agua. En total hay 360 cilindros con una capacidad de 945m3. Se resolverán los puentes térmicos entre cilindros con juntas de aislantes naturales. Una bomba general, con un circuito hidráulico que liga todos los cilindros, hace recircular agua caliente desde el sistema de gasificación y cogeneración hasta obtener la temperatura
necesaria para obtener la U requerida. Un sistema de control automático lee los datos en tiempo real de la temperaturas claves (temperatura del aire exterior, temperatura del agua interior de los cilindros y temperatura superficial del hormigón del deposito) y ajusta el sistema de producción para minimizar el consumo energético.

Hemos simulado con TRNSYS el comportamiento dinámico del sistema a lo largo del año bajo condiciones libres, y detectamos que, con los valores U propuestos, podríamos llegar a tener temperaturas inferiores a los 4ºC, que son problemáticas de cara a los efectos de dilatación del agua. Con nuestra propuesta, cuando la temperatura del tanque bajara a 6ºC, se activarían los depósitos de agua de fachada, subiendo 2-3ºC la temperatura de los mismos. Esto se conseguirá con el funcionamiento durante un día completo del sistema de cogeneración (100 Kw térmicos) para poner a régimen todo el volumen y mantener la piel en equilibrio con el exterior, hasta un gradiente térmico entre el tanque y el exterior de 30ºC.