Ya sea que prefiera una casa con paredes hechas de cartón compacto o una escuela construida con botellas recicladas, Los ingenieros y arquitectos han logrado grandes avances con el diseño ecológico. © Jacob Maentz / Corbis Los arquitectos diseñan edificios.
Los ingenieros civiles construyen puentes.
Los ingenieros estructurales evitan que todo se tuerza, arrugándose y temblando.
Es un asunto complicado. Como dice una cita muy difundida, "La ingeniería estructural es el arte de moldear materiales que no entendemos por completo en formas que no podemos analizar con precisión, para resistir fuerzas que realmente no podemos evaluar, de tal manera que el público no sospeche el alcance de nuestra ignorancia "[fuentes:AGCAS; Merriam-Webster; Schmidt].
Este conocimiento es vital para dominar los materiales novedosos de la construcción ecológica y las prácticas de empuje de sobres. si se usa en un rascacielos, una casa o una estructura construida para aprovechar el viento, unir las olas u orbitar en lo alto y monitorear el clima.
Ya sea tradicional o por ahí, Las estructuras verdes nos entusiasman al enfatizar objetivos particulares, como cero emisiones, y lograrlos a través de potencialmente hermosos, formas llamativas. Como demuestran las selecciones de esta lista, La ingeniería estructural verde plantea nuevas preguntas arquitectónicas y nuevos criterios para evaluar las respuestas.
El edificio Eastgate (izquierda) tomó sus señales de diseño de las termitas. Foto cortesía de Damien Farrell usada bajo licencia Creative Commons CC By 2.0. Las termitas no necesitan figurar entre los peores enemigos de un edificio; también pueden inspirar un replanteamiento notable de la calefacción, refrigeracion y aire acondicionado. Tome el edificio Eastgate, que cambia el aire acondicionado tradicional a favor de un ventilador con errores:un sistema de ventilación que incorpora los trucos de regulación del calor que se encuentran en los montículos de termitas en todo el sur de África. Estos montículos cónicos, que puede crecer hasta varios metros de altura, mantener una temperatura interna casi constante mientras que las condiciones exteriores oscilan de 108 a 37 F (42 a 3 C) [fuentes:Biomimicry Institute; Griggs; Tuhus-Dubrow; Tornero].
El arquitecto Mick Pearce y los ingenieros de Arup Associates idearon el diseño, que imita la disposición en constante cambio de un montículo de termitas de agujeros para atrapar la brisa a través de un sistema de ventiladores, respiraderos y embudos. El complejo de oficinas, que utiliza el 10 por ciento de la energía que otros edificios de tamaño similar, representa sólo una creación de la pequeña pero creciente subindustria conocida como arquitectura biomimética [fuentes:Biomimicry Institute; Tuhus-Dubrow].
El Millennium Dome tiene un perfil inconfundible en el horizonte de Londres. iStock / Thinkstock Una vez considerado como una vergüenza política y un desastre económico, el Millennium Dome (más tarde rebautizado como O2) se ha recuperado desde entonces como un lugar de conciertos y deportes. Hinchando desde la dudosa zona de los Docklands del este de Londres como un enorme, erizo de mar resplandeciente, Abarca un espacio interno extenso y prácticamente ininterrumpido que utiliza muy poco material:aproximadamente 1-2 libras por pie cuadrado (4.9-9.8 kilogramos por metro cuadrado), en comparación con las 30-40 libras (146,5-195,3 kilogramos) típicas de la mayoría de los techos [fuentes:Bruto; Lyall; RSH + P; Salomón].
Las espinas del erizo mutante son en realidad 12 mástiles de acero (uno para cada mes), cada uno se eleva 328 pies (100 metros) y juntos soportan un revestimiento de teflón, techo de fibra de vidrio por encima de más de 1, 076, 000 pies cuadrados (100, 000 metros cuadrados) de recinto. El edificio mide aproximadamente 1, 200 pies (un simbólico 365 metros, uno para cada día del año) de ancho y 0,62 millas (un kilómetro completo) de alrededor, y alcanza una altura máxima de 164 pies (50 metros) [fuente:RSH + P].
Si la cúpula representa un triunfo ambiental o una tragedia sigue siendo controvertido. Su construcción impulsó un proyecto masivo de limpieza de desechos tóxicos y recuperación de áreas, y utilizó muy pocos materiales. Desafortunadamente, su material para techos de politetrafluoroetileno (PTFE, mejor conocido como teflón) genera clorofluorocarbonos (CFC) y CFC hidrogenados que dañan el ozono cuando se producen. Todavía, supera el plan original de utilizar poliéster recubierto de PVC ligado a dioxinas [fuentes:Higgs; Melchett; Williams].
Toma del puente Jarrold el 19 de diciembre 2011, solo tres días después de que el puente aparentemente flotante se abrió al público Foto cortesía de Thomas Barrett usada bajo licencia Creative Commons CC By 2.0 Diseñado para vincular un desarrollo de nueva construcción con el centro histórico de la ciudad de Norwich, Jarrold Bridge desafía las limitaciones tanto de lo antiguo como de lo nuevo y, al mismo tiempo, parece desafiar la gravedad.
Como paso para ciclistas y peatones por igual, la estructura mejora el medio ambiente en más de una forma:primero, al emplear un diseño en voladizo que minimiza la alteración del medio ambiente con gracia y estilo, y segundo, reduciendo la necesidad de puentes para vehículos. Los puentes de vehículos tienden a ocupar huellas sustanciales, ambos metafóricamente, en términos de materiales de construcción utilizados y contaminación por escorrentía creada, y literalmente, con respecto al espacio sustancial que ocupan sus entradas y salidas terrestres y sus soportes anclados en el agua [fuentes:ISE; Ramboll].
Un voladizo es simplemente una viga anclada en un solo extremo. Sin necesidad de más apoyos, Jarrold Bridge prácticamente levita sobre el agua debajo, dejando el tráfico del río Wensum y las vistas locales sin obstáculos. Acero resistente a la intemperie, La madera dura y el acero inoxidable de origen sostenible sin acabados aplicados juntos crean un puente duradero que no arroja escorrentías tóxicas y requiere poco mantenimiento. Las luces del puente iluminan tenuemente la pasarela, no el agua, proteger a los peces y la vida silvestre locales del deslumbramiento intrusivo [fuentes:R G Carter; ISE; Ramboll].
Otro proyecto de Shigeru Ban, el Centro Pompidou-Metz en Francia. Prohibición, junto con Jean de Gastines, diseñó el museo de arte moderno, que fue inaugurado en 2010 por Nicolas Sarkozy. Las vigas del techo funky están hechas de madera laminada. © Colin Matthieu / Hemis / Corbis Una estructura con soporte de cartón puede sonar como un lugar realmente pésimo para tener un gato doméstico (rompa esos postes de rascado adicionales), pero el arquitecto Shigeru Ban prefiere el material por barato, fáciles de trabajar y fácilmente disponibles:una fuente de nuevas e infinitas oportunidades de ingeniería arquitectónica y estructural. Estas cualidades encajan bien con los esfuerzos humanitarios de Ban, incluida la vivienda temporal barata que diseñó para los campos de refugiados de Ruanda [fuentes:Corkill; Etherington].
Para prohibir, las cualidades verdes que posean sus estructuras son accidentales; él considera el movimiento verde como otra moda pasajera. Pero cuando Hannover Expo 2000 (una feria mundial) le pidió que siguiera con su tema ambiental, estuvo a la altura de la ocasión. Buscando minimizar los residuos industriales, diseñó el Pabellón de Japón para reutilizar o reciclar la mayor cantidad de material posible. Su arco de túnel ondulado, una rejilla de tubos de papel que se deslizan suavemente cubiertos por una membrana de papel y sostenidos por cables de tracción, mide 242 pies de largo, 82 pies de ancho y 52 pies de alto (73,8 x 25 x 15,9 metros) y presentaba un arco de madera para mayor resistencia en cada extremo [fuente:Shigeru Ban].
Una pala de turbina eólica de 164 pies (50 metros) cobra vida en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, fábrica. Foto24 / Gallo Images / Getty Images El viento ha aumentado bastante durante la última media década. De hecho, Como de 2013, la energía eólica ha superado a la competencia para convertirse en el recurso de energía renovable de más rápido crecimiento en el mundo [fuente:LaGesse]. Pero no exageremos las cosas:para que el viento realmente alcance su potencial energético, las turbinas deben mejorar para captar el viento desde cualquier dirección y convertirlo en energía. Más que eso, Deben desarrollarse dispositivos para almacenar esa energía de manera eficiente y entregarla de manera uniforme, para que la electricidad esté disponible en cualquier condición de viento.
Algunos ejemplos de progreso revelan que esta floreciente industria ha recibido su segundo aliento. Inspirado en las aletas de las ballenas jorobadas, la empresa WhalePower agregó bordes festoneados que atrapan el aire a sus álabes de turbina, y tanto Quiet Revolution como Windspire Energy desarrollaron turbinas que pueden capturar vientos desde cualquier dirección sin necesidad de girar. Honeywell y WePOWER continúan conectando turbinas cada vez más eficientes, incluso cuando los constructores conscientes del medio ambiente comienzan a montarlos en los bordes del techo para atrapar las corrientes ascendentes [fuente:Merolla].
Mientras tanto, un grupo del Instituto de Tecnología de Massachusetts ha desarrollado un novedoso sistema de almacenamiento de energía de turbina que utiliza un hueco, Bola de hormigón sumergida:Mientras sus aspas giran, parte de la electricidad generada alimenta una bomba que expulsa el agua de mar del contenedor; cuando los vientos se apaguen, el agua fluye de regreso, hacer girar una turbina y generar electricidad [fuente:Harbison].
El hombre que lleva el nombre de los apartamentos, el legendario científico atmosférico Charles David Keeling, quien estuvo afiliado a la Institución de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego de 1956 a 2005. © Jim Sugar / Corbis El campus de la Universidad de California en San Diego no es ajeno a la arquitectura llamativa. Más allá de su famosa y fantástica biblioteca Geisel, acunada en lo alto de su árbol de hormigón, el campus de 50 años alberga un qué es qué de los estilos modernistas.
Los apartamentos Charles David Keeling, con sus barajadas, formas rectilíneas, ornamentación escasa y construcción de hormigón y vidrio, ciertamente encajaría con sus vecinos modernos. Pero también se basan en los aspectos más ecológicos de la estética moderna:un amplio uso del vidrio para maximizar la luz natural, énfasis en el sol y la sombra para mejorar la comodidad, empleo de materiales en estados sin adornos - y llevarlos a su lógica, conclusiones ecológicas.
Las formas del edificio y la disposición de las ventanas maximizan la ventilación natural, que reduce el consumo de energía en un 38 por ciento, mientras que un sistema de paneles, pasarelas y vidrio de baja emisividad térmica (baja emisividad térmica) reducen la radiación solar entrante. Los edificios también incluyen células solares y un sistema de agua de conservación y reutilización que se extiende desde la jardinería hasta los inodoros de bajo flujo y el reciclaje de aguas residuales en el lugar. La vegetación en los tejados enfría los apartamentos al tiempo que dirige el agua a los depósitos de retención, reducir los niveles de contaminantes en la escorrentía de aguas pluviales [fuente:Goodman].
Adecuadamente, el edificio lleva el nombre de un científico estadounidense que fue uno de los primeros en advertir al mundo del efecto invernadero.
En esta imagen, puedes ver las dos mejores historias de los cuatro pisos, Casa R128 totalmente reciclable. Encaramado en los acantilados de Alemania, también viene con vistas increíbles. Imagen cortesía de Josef Schulz, Düsseldorf / Alemania y Werner Sobek Group GmbH Werner Sobek es un experto en diseñar el futuro. También es una especie de luminaria de estructura verde, también. Echemos un vistazo a su casa R128 en busca de pruebas.
El problema de construir una casa adaptada a las escarpadas paredes del valle de Stuttgart sin sacrificar ni un ápice de la hermosa vista es suficiente para desafiar a cualquier arquitecto, pero Sobek también optó por hacer de su casa R128 un estudio en sostenibilidad [fuentes:Dwell; Werner Sobek].
El 100 por ciento reciclable, la casa de mortaja y espiga es completamente modular, y se ensambla y se descompone más fácilmente que la mayoría de los muebles de Ikea. El R128 no produce emisiones y proporciona toda la energía que necesita a través de sus células solares. Cuenta con paredes de vidrio en todos los lados, que consta de alta calidad, paneles aislantes de triple acristalamiento [fuentes:Dwell; Ciervo; Werner Sobek].
No es el hogar del alma modesta, pero luego otra vez, esa es la idea. Solo asegúrate de traer mucho Windex.
Una toma como esta (del tifón Namtheun de 2004) fue parte del trabajo del día para GOES 9. Imagen cortesía de NASA y NOAA La serie de satélites ambientales operacionales geoestacionarios (GOES) de naves espaciales orbitales ha desempeñado un papel vital en el seguimiento del tiempo y el clima de la Tierra desde que la NASA lanzó el primero de la familia el 16 de octubre. 1975 [fuentes:NOAA OSO].
El sistema se aceleró con el lanzamiento de su segunda generación, la serie GOES I-M, lo que llevó los tiempos de observación de la Tierra del 10 al 100 por ciento. Lanzado de 1994 a 2001 y desde que fue dado de baja, GOES 9-12 desentrañó los misterios de las nubes y la niebla, corrientes oceánicas, tormentas y vientos, e incluso la nieve se derrite. Lo hizo fusionando los datos de los sensores de las bandas visual e infrarroja con información de una serie global de estaciones de recopilación de datos, globos y boyas. El sistema actual, VA N-P, incluye versiones mejoradas de instrumentos similares y también algunos nuevos [fuentes:NOAA OSD; NOAA OSO].
Tradicionalmente, al menos dos satélites GOES funcionan a la vez, uno en cada costa de América del Norte. En la actualidad, GOES-13 se designa como GOES-East y GOES-15 se denomina GOES-West. Además, GOES 12 monitorea Sudamérica. La próxima generación de artesanía, se espera que se lance en 2015, agregará nuevos gadgets, incluyendo un mapeador de rayos y dos instrumentos solares para monitorear mejor la salida de rayos X del sol y la radiación ultravioleta extrema [fuentes:Oficina del Programa GOES-R; NOAA OSO; NOAA OSO].
Un dispositivo de energía undimotriz PB150 PowerBuoy espera en el muelle en Invergordon, Cromarty Firth Escocia. © Ashley Cooper / Corbis Las conjeturas fundamentadas sobre la energía recuperable de las olas oceánicas pueden llegar a decenas a cientos de teravatios (billones de vatios) por año. pero encontrar una forma ecológica de aprovechar esas deliciosas olas históricamente ha dejado a los ingenieros sintiéndose hundidos. Últimamente, sin embargo, el campo ha experimentado un cambio radical, gracias a gente como Ocean Power Technologies.
El atractivo del Autonomous PowerBuoy se deriva tanto de su pequeña huella como de su principio sencillo:una boya de 5 pies (1,50 metros) de altura se balancea sobre las olas, tirando de un larguero de anclaje vinculado a un motor rotativo en el fondo marino. El movimiento ondulatorio hacia arriba y hacia abajo enciende el motor, que genera electricidad. Si eso suena simple, no lo es:para manejar las variaciones en la potencia de tracción causadas por olas de diferentes tamaños, el flotador necesita una computadora a bordo para ajustar la resistencia del larguero 10 veces por segundo [fuentes:Fecht; OPTAR].
Varios PowerBuoys operan actualmente en las aguas alrededor de Hawái, cada uno genera 0,04 megavatios de potencia, pero las boyas planeadas para aguas escocesas podrían elevar ese número hasta 0,15 megavatios. Según el fabricante Ocean Power Technologies, una vez configurado en cuadrículas, los artilugios oscilantes podrían escalar hasta cientos de megavatios [fuentes:Fecht; OPTAR].
Esta toma de la fachada oeste del edificio del Centro Federal Sur le permite ver cuánto ha cambiado este antiguo sitio de Superfund. Foto de GSA, publicado originalmente por GSA.gov Hay una vieja broma de que la solución del Cuerpo de Ingenieros del Ejército a cualquier problema es simplemente verter más hormigón. Bien, no lo sabría para ver la sede del distrito noroeste de la agencia, que no solo se ubica en el 1% superior de los edificios de oficinas energéticamente eficientes en todo el país, pero también es ligero, aireado y abundante en madera, vidrios y espacios fluidos, todo en un sitio Superfund recuperado y rehabilitado [fuentes:Gendall; Buen hombre].
Diseñado por ZGF Architects y construido por Sellen Construction, el edificio canaliza la luz desde un atrio central y ventanas exteriores hacia varios espacios de reunión, mientras que las paredes cúbicas de baja altura permiten que la luz también penetre en el bullpen del cubículo. Las cortinas de las ventanas por fuera y por dentro controlan la carga de calor, al igual que el uso de ventanas de triforio. Las secciones de madera se construyeron en parte utilizando materiales recuperados de un almacén desmantelado cercano. Para mantener el interior fresco el aire exterior pasa a través de la filtración MERV de 15 niveles para fluir a través de los pisos, las velas enfriadas enfrían el interior a través de principios de enfriamiento radiante y un tanque de almacenamiento térmico emplea un material de cambio de fase (PCM) para almacenar la energía de enfriamiento contra necesidades futuras [fuentes:Gendall; Buen hombre].
Por cierto, valor de informe de eficiencia mínima, o MERV, es una clasificación de efectividad del filtro de aire, y se basa en el rendimiento del peor de los casos. Entonces, un filtro MERV 15 como el que se describe aquí es 85-95 por ciento eficiente para eliminar partículas que miden 0.3-10 micrones - la escala de partículas de estornudo y bacterias individuales [fuentes:EPA; Wilkinson].
Hemos recorrido un largo camino desde lo que el arquitecto modernista Le Corbusier llamó "máquinas para vivir". ¿O debería decir un círculo completo? Viviendas humanas como iglús, Los tipis y las cabañas de bambú con techo de paja han utilizado durante mucho tiempo materiales y patrones locales adaptados a los entornos locales:la esencia de la sostenibilidad.
Por supuesto, es posible que en unas pocas décadas el péndulo vuelva hacia un enfoque más sencillo, momento en el que estas estructuras pueden parecer ridículas a nuestros hijos, pero lo dudo. Después de todo, todavía apreciamos los intentos de la modernidad de mediados de siglo de remontar mientras denigramos el brutalismo achaparrado que siguió. Además, probablemente estaremos demasiado ocupados construyendo diques y sudando la factura de la luz para darnos cuenta.
