Universidad Nacional del Nordeste

Secretaría de Investigación y Posgrado • Facultad de Arquitectura y Urbanismo

LA VOLUMETRÍA COMO GENERADORA DE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA(1º PARTE)

JACOBO, Guillermo J. (gjjacobo@arq.unne.edu.ar)

Resumen

Estudio de la influencia de la forma como factor de diseño bioclimático.

Palabras claves

DISEÑO BIOCLIMÁTICO, ACONDICIONAMIENTO PASIVO.

Antecedentes

Para la climatización pasiva de los edificios es decisiva la forma del volumen construido, como así también, las propiedades

constructivas de la envolvente perimetral. La geometría del volumen determina la dimensión de la superficie límite entre

ambos campos energéticos del espacio interior y del espacio exterior. En las construcciones arquitectónicas climáticamente

diseñadas de los ‘70 y los ‘80 se quería minimizar el intercambio energético entre ambos campos, para disminuir el intercambio

de calor. Por lo tanto, se exigía diseñar volúmenes compactos con una mínima superficie perimetral. La naturaleza muestra

una confirmación de este principio de optimización energética: en los animales de climas fríos se verifica una superficie

corporal pequeña, para reducir el intercambio de calor con el medio ambiente. Pero, si se estudia exactamente a los

diferentes seres vivos, se verifica, que algunos órganos que regulan la relación entre el interior y el exterior, se basan en un

principio totalmente contrario a de la maximización de la superficie perimetral, por ejemplo, los pulmones son responsable

del intercambio gaseoso, tienen un perímetro superficial grande cuando están insuflados. Con la ayuda de millones alvéolos

microscópicos, los pulmones humanos de 6 lts de capacidad tienen una superficie de cerca 100 m2. Igualmente se tiene

el caso del intestino delgado de 2 mts de largo, en el cual terminan los alimentos en el cuerpo humano, pero con la ayuda

una gran cantidad de dobleces y vellosidades aumenta la superficie perimetral a cerca 200 m2. Así como los seres vivos

maximizan las superficies de algunos órganos para absorber mayor cantidad de aire y de alimentos, es en las plantas esta

situación todavía más notable: con una superficie de hojas de cerca 1.000 m2 puede un árbol recibir la radiación solar de

manera óptima y también ventilarse por medio de la evaporación del agua contenida.En la edificación arquitectónica tiene

lugar la iluminación, ventilación y asoleamiento sobre la superficie perimetral del volumen construido. Si se quiere optimizar

estos fenómenos, se debe priorizar en lo posible el intercambio en la superficie perimetral. Este concepto fue seguido por

los arquitectos de los años ‘20 y ‘30. Su objetivo fue garantizar un máximo de luz, sol y aire en la edificación. Reacuérdese

a Alexander Klein. El volumen construido debía abrirse al espacio interior, para que el sol, el viento y la iluminación natural

penetraran en el volumen. Le Corbusier manifestaba en 1943 en su famosa “Carta de Atenas“: “Introducir el sol, es una de

las nuevas tareas de los arquitectos“. Por supuesto, se entendió al medio ambiente natural como un factor positivo que debía

ser utilizado en lo posible por el edificio, pues, según Le Corbusier, 1942: “El aislamiento del medio ambiente natural mata

a cada organismo vivo“. Por lo tanto, Le Corbusier desarrollo la interesante y amplia idea de una interrelación optima en el

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volumen construido y su medio ambiente, para esto, diseño nuevas formas geométricas de organización espacial, las cuales

por medio de una maximización de la superficie perimetral se podía acoplar y engarzar íntimamente el espacio interior con

el exterior.

Materiales y métodos

El trabajo se desarrolla partiendo de la información brindada por las investigaciones precedentes. Se estudian casos concretos

relacionados con las condiciones de acondicionamiento ambiental natural en la edificación, evaluando los resultados obtenidos

en diferentes experiencias internacionales, con el objetivo de formular recomendaciones y soluciones concretas.

Discusión de resultados

En 1922 presento Le Corbusier por primera vez su concepto de “villas”. Su idea era desarrollar una tipología habitacional

para la construcción en altura en los centros urbanos, que debía tener el mismo confort que una villa aislada. Debía ofrecer

un máximo de luz y aire aunque sea una construcción densa, por esto, incorporó jardines colgantes en cada vivienda de dos

niveles: “Cada vivienda es en realidad una villa de dos niveles, con jardines, sin importar en que altura y posición se encuentres

estas. Este es un volumen horadado, como un panel, de 6 m de altura, 9 m de ancho y 7 m de profundidad. Todo ventilado

por medio de un pozo de 15 m de diámetro. Este panal es un pulmón, la vivienda es igual a una esponja gigante, que aspira

aire: la casa respira” (Urbanismo, 1925).

GEOMETRÍA FRACTAL: el principio de la esponja de aire, el vació interior maximizado con un mínimo de llenos.

El atravesamiento del volumen construido con espacios vacíos será repetido hasta los más elevados niveles de diseño. En el

escrito sobre el “Pavillon de l´Esprit Nouveau” la “forma esponja” se agrupa alrededor de un parque, en bloques internos.

Por medio de las muchas aberturas en el volumen construido se aumenta de mil maneras su superficie externa, por lo

que se optimiza la ventilación y la iluminación. Le Corbusier señalo en su libro “La Ville Radieuse”, en 1933, a cual modelo

corresponde su forma diseñada: “he sido conciente, que los pulmones son la clave de la vida humana. Justo ahora cuando

estoy escribiendo, exhalo profundamente, y leo un libro de fisiología, para encontrar hechos impactantes. Estoy seguro, que

allí puedo encontrar algo, pues aquí están ellos, clara y sencillamente aclarados nuestras obligaciones: los pulmones son los

principales órganos respiratorio, en los pulmones se transforma sangre oscura en sangre roja. Esta transformación tiene lugar

gracias al intercambio gaseoso entre la sangre y el aire exterior. En los pulmones esta el espacio que puede ser llenado de

aire, en un gran tamaño ampliado, gracias a los alvéolos que conforman una superficie cercana a 200 m2. La innumerable

cantidad de arterias conforma una superficie de 150 m2“. Le Corbusier denomino en 1922 a sus villas: “Asentamiento

cerrado de formas alveolares“. La palabra francesa “Alveole” significa, por una lado “panal”, por otro lado también es la

expresión técnica de los componentes pulmonares básicos, “alvéolos”. Efectivamente, Le Corbusier dio una forma similar a

su diseño: mientras que los espacios vacíos servían a la circulación del aire, se correspondían estos a los capilares sanguíneos.

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La vivienda conforma la capa límite, sobre ella una capa de aire la envuelve. Que Le Corbusier haya llevado análogamente

la arquitectura de los pulmones como forma primaria de sus diseños, es todavía muy sorprendente. Su diseño para una

“urbanización cerrada en forma alveolar” se basa en formas corporales, totalmente ajena a la geometría clásica, y se la

puede describir como la “geometría fractal”. Una de las características principales del “cuerpo fractal” es que un limitado

volumen tiene una superficie perimetral muy grande. Como ejemplo fueron descriptos en el libro “la geometría fractal de

la naturaleza“ de Benoit Mandelbrot, como así lo hizo Le Corbusier sobre los alvéolos de los pulmones. El diseño de Le

Corbusier se retrotrae a las esponjas que se originan en el agujereamiento de un volumen: un cuadrado al cual se le realiza

un orificio cuadrado central de un 1/3 del tamaño total, luego en los cantos llenos restantes, se vuelve a realizar agujeros

cuadrados de 1/3 del tamaño del agujero central, nuevamente se realizan otros cuadrados de 1/3 del tamaño de los agujeros

perimetrales, así se llena todo el volumen de agujeros, quedando una esponja de volumen final, pero con una relación de

vacíos superior a los llenos, o sea de volumen macizo mínimo y lleno de aire, lo que permite que el aire y la luz ingresa hasta

lo más profundo del volumen total. Este principio de la esponja que deja ingresar aire y luz es utilizado por Le Corbusier en

todos sus diseños, tanto de villas, como en emprendimientos urbanísticos, pues según Le Corbusier : “EL sol ingresa por todas

partes, como así también el aire“. Esto es observable en sus casas en serie de Pessac de 1925 y en la ciudad universitaria

de 1925, también en las villas Meyer y Savoie. Le Corbusier describe en sus escritos “Précisions” en 1929: “las diferentes

habitaciones reciben iluminación y ventilación natural por medio del aventanamiento continuo perimetral, que hace sentir

como si un jardín colgante perimetral que ingresa junto con la luz y el aire”.

GEOMETRÍA FRACTAL EN LA NATURALEZA Y EL DISEÑO: el pulmón humano conformado por millones de alvéolos y su analogía diseñada por Le Corbusier para más luz y aire en los espa-cios interiores de los edificios

Así de virtuosa fue la idea de Le Corbusier con la aplicación de la esponja de aire en diferentes temáticas arquitectónicas,

que en un principio parece que no era aplicable en los edificios en altura de grandes dimensiones. Sin embargo Le Corbusier

imagino una solución para un terreno de 150 m x 150 m con una torre de 220 mts de altura que debía ofrecer espacio

de trabajo para 50.000 empleados. Tanto la actividad administrativa a desarrollar allí como la cantidad de personas a

abastecer con aire y luz natural, parece ser demasiado grande para ser solucionada con recursos naturales, pues se necesita

mucho espacio interior para tal programa arquitectónico y con poca superficie perimetral debe ser iluminada y ventilada

naturalmente. Según Le Corbusier (La ville radieuse, 1933): “El objetivo de un rascacielos administrativo es garantizar, que

las tareas laborales internas deban ser acompañadas con tranquilidad ambiental, con aire fresco, con iluminación natural, con

vistas y perspectivas a un gran horizonte, aire, luz y alegría”. Esto parece irrealizable, pero si se diseña un volumen que posea

solo un cerramiento perimetral, sin divisiones interiores, es posible que los espacios más profundos reciban las bondades de

la naturaleza, o sea un edificio sin divisiones interiores. Esto fue lo que diseño Le Corbusier, “un rascacielos cartesiano” como

una superficie plegada, pues plegó todo el volumen del cuerpo constructivo hasta obtener grandes dimensiones con muy

poca profundidad. Primero plegó el volumen en forma de “cruz” y luego plegó en diente de sierra los brazos de la cruz. Las

ventajas de esto lo describió Le Corbusier, (La ville radieuse, 1933): “Esta forma ofrece una superficie perimetral máxima

de fachadas y aventanamientos, por lo que ingresa la mayor cantidad de iluminación natural. Las oficinas no tienen nunca

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una profundidad mayor a los 7 mts, por lo que no hay oficinas oscuras iluminadas artificialmente. El edificio completo está

bañado de luz y ventilación natural”. Le Corbusier lo denominó como “radiateur“, un radiador de ventilación e iluminación

natural. La idea de Le Corbusier es de una manera un radiador vidriado de luz, como una linterna perimetral. Este mismo

principio es aplicado a un triangulo que es plegado hasta alcanzar una gran superficie perimetral. Este es el principio del

intestino delgado del hombre, que permite agrandarlo entre 300 y 1600 veces. Este principio fue utilizado por Le Corbusier

para sus formas en la urbanización de Algeria, donde se planifico una gran área con mucha iluminación y ventilación natural.

Este principio de los pliegues aplicado en edificios en altura y en urabnismo fue utilizado en otros ejemplos para así evitar

la climatización artificial. Tal es el caso del edificio central de la corporación Union Carbide (1976-82), diseñada por el Arq.

Kevin Roche, de 120.000 m2.

GEOMETRÍA FRACTAL EN LA ARQUITECTURA Y EL URBANISMO: Le Corbusier y su apli-cación práctica para más luz, aire y asoleamiento.

GEOMETRÍA FRACTAL EN LA ARQUITECTTURA COMO FACTOR DE ACONDICIONAMIEN-TO AMBIENTAL: Edificio en altura en Chicago y Sede Central de la : corporación Union Carbide.

Conclusiones

Ver las conclusiones completas en la 2º parte.

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