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03 diciembre 2023

TECNOLOGIAS INNOVADORAS PARA HACER LO MÁXIMO CON LO MÍNIMO - BUCKMINSTER FULLER

 



En la órbita y pensamiento de Buckminster Fuller hay dos conceptos a partir de los que elaboran todo su argumentario: la marca Dymaxion, conglomerado de «dynamic Maximum tension», resume su pensamiento de “hacer lo máximo con lo mínimo”, sea un automóvil, el Dymaxion Car (1933-1935), una vivienda, o una urbanización ligera y transportable.

El segundo concepto es el que ha tenido más trascendencia: la tensegridad –tensegrity–, que surge de la unión entre la tensión continua y la compresión discontinua. Es un concepto que ha sido aplicado a partir de entonces en multitud de ocasiones en el mundo de la arquitectura, ya que una de las características principales de este sistema es que se pueden crear estructuras ligeras ya bajo costo. 

La evolución de esta experimentación llevó a Buckminster Fuller a desarrollar la cúpula geodésica, cuyo ejemplo más conocido es la Biosfera de Montreal creada para la Expo de 1967, pero que también dio lugar a un sistema que se popularizó en los años setenta en los que un manual daba las instrucciones precisas para levantar un refugio tensado.

La experimentación, base para la producción y transmisión de conocimiento, que practicó de manera más intensa en Black Mountain College (1948-1949) y en el Departamento de Diseño de la Southern Illinois University en Carbondale (1959-1968) y el interés por la educación, con el convencimiento de que todos nacemos investigadores y hay que fomentar mediante la creación de sinergias el tener la capacidad de desarrollarlo.

La importancia que otorgó Buckminster Fuller a los datos , a su utilización para entender estructuras complejas y anticipar la evolución de procesos. En 1936, empieza a construir su Inventario de Recursos Mundiales, una base de datos que empleará durante el resto de su vida como herramienta para diagnosticar crisis y problemas.

A lo largo de su vida tuvo una actividad frenética, organizando trabajos de investigación, talleres en universidades dispersas por el mundo, recopilando todo tipo de datos en sistemas de ordenadores rudimentarios, y en 1975 vio la necesidad de aportar todo ese conocimiento en una conferencia que duro 42 horas que tuvo como título: “Todo lo que sé”.











Casa Wichita

Arquitectos: Buckminster Fuller
Lugar: EEUU
Año: 1946
Estado: Construido
Atributos: Móvil
Tipologías: Vivienda unifamiliar
Etiquetas: 1935-55_Prefabricación

Durante la II Guerra Mundial, Buckminster Fuller en EEUU y Jean Prouvé en Francia lograron que algunos de sus proyectos de prefabricación fueran adoptados por sus fuerzas armadas.
1939. Buckminster Fuller: Unidad de despliegue Dymaxion

En EEUU, las casas Quonset, que comenzaron a fabricarse como alojamiento para las bases navales americanas, siguieron vendiéndose con gran éxito al acabar la guerra como viviendas privadas.

1941. Casas Quonset
Tras el fin de Guerra, en muchos países se emprendieron programas destinados a reutilizar las fábricas de armamento para la construcción de casas. Destacamos dos:

1946. Buckminster Fuller: casa Wichita
1950. Jean Prouvé: casas Meudon










Buckminster Fuller creía que las casas se construían mal. Que se malgastaban materiales, que no se adecuaban a cada uno de los lugares en los que debían estar, que se perdía tiempo en hacerlas. Y que la vida en ellas era también derroche. Nuestros hogares no eran eficientes, ni sostenibles, no estábamos construyendo el mañana, sino que estábamos derrochando el presente.

La casa Dymaxion pretendía ser todo lo contrario: fácil de construir y de montar de manera autónoma, eficiente en lo energético y hasta en la distribución de los espacios. Por fuera, parecería una yurta futurista: como si esa tienda de campaña que usan los nómadas mongoles se hubiera hecho aluminio, ventanas y cúpula.

A Fuller, por ejemplo, le preocupaba especialmente el agua que derrochábamos. Hablamos de un diseño que se pensó entre 1927 y 1929, lo que da la idea de lo avanzado de sus ideas: por aquel entonces, y hasta mucho tiempo después, casi nadie pensaba en términos sostenibles.

Y el inventor, además, no dejaba nada al azar: ahorrar agua no se trataba de apagar el grifo antes, sino de tener un dispositivo que te permite ducharte con agua dispersada, en forma de niebla, que te limpias a diario con sólo una taza. de agua.

Además, la casa Dymaxion recogía en un aljibe interior agua de lluvia, que después los inquilinos usarían para lavar los platos o para la lavadora, dos de los principales gastos de un hogar. También los sistemas de aire acondicionado y de calefacción usaban efectos naturales para conseguir más por menos.

El diseño arquitectónico, un anillo hexagonal, también era radical: tomaba ideas de la industria aeronáutica de entonces para trabajar con materiales livianos y usaba diferentes revestimientos de plástico según se necesitase más o menos iluminación. En el punto más alto de la casa, en la zona superior de la cúpula, estarían todos los servicios mecánicos.


Ni ladrillo ni piedra: Fuller quería abandonarlos y hacer una construcción ligera y fácilmente cambiable, que pudiera moverse de sitio si la familia también lo hacía. Nada de cajas de cemento que duran para siempre y pueden quedar abandonadas: la Dymaxion House podría levantarse de nueva en poco más de un día.

¿Quién vive ahí? Buckminster Fuller logró convencer a distintas personas para que se convirtieran en socios de su proyecto y, en 1945, construyó dos prototipos. Fuller no quedó contento del todo, quería mejorarla antes de lanzarla al mercado, pero sus socios le presionaban para venderla ya. De hecho, la voz empezó a correr e incluso Robert A. Heinlen, uno de los escritores de ciencia ficción más importantes de la Historia, decidió comprar una.

Nunca se construyó, como ninguna otra más, por culpa de las desavenencias entre Fuller y sus socios. Sin embargo, una de las casas Dymaxion sí que se usó para vivir, precisamente gracias a que William Graham, ex socio del inventor, adquirió los prototipos. En uno de ellos estuvo viviendo durante 30 años en Wichita, de manera absolutamente normal.

Ahora, la casa Dymaxion permanece expuesta al público en el museo Henry Ford de Dearborn (Michigan). Fuller inició otros proyectos y, por suerte, sus ideas sobre vida sostenible aún pueden ser mejoradas, pese a que nunca veamos construirse de manera casas industriales Dymaxion.












El ejemplo más famoso del programa americano de reutilización de fábricas de armamento para la construcción de viviendas fue un experimento fallido: la casa Wichita (1946).

Sus protagonistas fueron la Beech Aircraft Company y Buckminster Fuller, contratados por esta fábrica de aviones de Wichita, Kansas, para diseñar una adaptación de su Dymaxion House de 1929.

En 1944 muchos obreros de las fábricas de aviones de combate americanos empezaron a buscar un nuevo empleo. Como muchos de ellos vivían en caravanas, surgió la idea de construirles casas prefabricadas. La Beech Aircraft Company pensó entonces en Fuller, que estaba fabricando su Dymaxion Deployment Unit para uso militar. Fuller dio conferencias a los empleados de la fábrica y sus esposas sobre la nueva casa que aseguraría su futuro. 

La casa Wichita era una evolución de su Dymaxion House, pero con planta circular, perfil aerodinámico, ventilador giratorio en la cubierta e instalaciones conectadas al núcleo central. La casa contaba con tabiques radiales que incorporaban dispositivos rotatorios de almacenamiento. Estos tabiques dividían la planta en 5 partes: un estar, dos dormitorios, una cocina y el vestíbulo de entrada.

La estructura también era revolucionaria: consistía en un forjado de acero suspendido del cable central mediante una combinación de cables tensores y un anillo de compresión, como las ruedas de bicicleta.

El revestimiento externo era de Duraluminio brillante, el mismo material usado para fabricar el avión Beech, con una franja de plexiglás fija para la entrada de luz.

La construcción era susceptible de ser desmantelada para ser trasladada a otro lugar. Se llegaron a montar dos prototipos de la casa Wichita. Tras el primero de ellos la fábrica recibió encargos a buen ritmo. En 1946 había 37.000 pedidos y estaba prevista la producción de 250.000 unid/año a 6.500 $/unid.

Todos los componentes de la casa se podían introducir en un contenedor cilíndrico de 4,8 x 1,3 metros, de forma que 8 de estos tubos ocupaban un único vagón de ferrocarril. La casa se podía levantar en 200 h, lo que suponía el trabajo de 16 hombres durante 2 días. Sin embargo, la producción nunca comenzó y tanto Beech Aircraft como Fuller se echaron mutuamente la culpa del fracaso.











VIDEOS









FUENTES DE INFORMACIÓN


03 marzo 2021

CONSTRUCCION GEODESICA PARA VIVIENDA EN MURCIA ESPAÑA - ECOPROYECTA + MOHO ARQUITECTOS

 


Esta vivienda se ubica en una parcela rústica cercana a Raspay, un pequeño poblado  de Yecla, dentro de la Región de Murcia. 

La característica principal es su estructura, resuelta mediante una cúpula geodésica de madera. Esta forma tan singular permite crear un espacio interior agradable, facilita la ventilación natural y su construcción es rápida y relativamente sencilla pues resuelve fachada, cubierta y estructura en una única operación.

Se han seguido criterios de bioconstrucción para conseguir una casa ecológica, cuidando la selección de materiales naturales y sanos, e integrando estrategias bioclimáticas para el ahorro energético y el confort térmico. 

Además la vivienda es autosuficiente en términos de energía y agua, contando con una instalación fotovoltaica y un sistema de depuración de agua residual y de recogida de pluviales.

Vista desde el sur de la vivienda geodésica en la Sierra del Carche, junto al pequeño poblado de Raspay (Yecla)
 
Imagen 3D y modelo estructural de la vivienda geodésica

La vivienda está destinada a una pareja, con la posibilidad de recibir a sus hijos u otros invitados ocasionalmente. Por tanto el programa habitable es el convencional con dos dormitorios, un salón-comedor, cocina y aseos.

DEFINICIÓN ESPACIAL

La cúpula tiene 11.8 metros de diámetro exterior, con un tambor de 1 metro, para garantizar suficiente altura libre en el altillo. La altura máxima de la cúpula es por tanto de 6.90 metros.

Planta baja y altillo de la vivienda geodésica

El programa de la vivienda se organiza en dos plantas, una inferior que contiene los espacios de día y comunes (salón, comedor, cocina), más un dormitorio y un aseo. En un altillo que ocupa aproximadamente la mitad de la planta se ubica el dormitorio principal con un aseo propio, además de una pequeña sala o estudio que se vuelca a la doble altura del salón.

Salón, comedor, cocina, estudio y escalera que conecta ambas plantas quedan integrados en un espacio único, de gran altura y definido por la cúpula. De esta manera la minimiza la compartimentación del programa y se aprovecha espacialmente las cualidades únicas de una construcción tan singular.

Sección transversal y longitudinal

DEFINICIÓN CONSTRUCTIVA

Toda la construcción de la casa se resuelve con madera. Desde la estructura, que está compuesta por barras de madera laminada de abeto, con certificado PEFC (gestión sostenible), hasta los tabiques y revestimientos interiores, realizados mediante tableros de fibra de madera. Este material tiene una alta trabajabilidad, ligereza, aislamiento térmico y permite crear espacios habitables sanos y cálidos al ser de origen natural.


Imagen interior del salón, cocina y comedor. A la derecha la escalera que sube a los dormitorios

La estructura que conforma la cúpula está ideada mediante triángulos de barras de madera laminada, que se unen entre sí por gravedad sin necesidad alguna de piezas metálicas en los vértices, aunque sí se fijan mediante tornillos en los laterales. 

Este conjunto de triángulos van conformando el casquete esférico, y posteriormente se levanta el altillo, apoyado en pilares, vigas y correas de madera, y también sobre la propia estructura triangular en su perímetro. Finalmente el forjado se resuelve mediante un tablero sándwich de madera y corcho natural.

Imagen interior del salón, cocina y comedor, 
todavía en construcción

La envolvente exterior se define primero por la estructura, pero luego se cierra interior y exteriormente mediante tableros de fibra de madera. La cámara que queda entre los tableros se rellena con celulosa natural que hace la función de aislamiento térmico. Posteriormente se envuelve toda la cúpula con una lámina impermeabilizante higroscópica (permite la transpiración) y el acabado final se realiza con mortero de cal.

En el interior, todos los tabiques se resuelven mediante una subestructura de rastreles de madera y acabado de tableros de fibra de madera pintada con pintura mineral. Los pavimentos son igualmente de madera, excepto en baños y cocinas, donde se utiliza una baldosa hidráulica.

Sección constructiva

CRITERIOS DE SOSTENIBILIDAD Y AUTOSUFICIENCIA

En la definición constructiva y también en las soluciones para el confort térmico se han tenido en cuenta criterios de sostenibilidad.

De por sí el sistema constructivo basado en las cúpulas geodésicas permite optimizar el uso de material, pues consigue cubrir un gran volumen con poca cantidad de estructura. Por tanto desde el punto de vista ambiental y económico es una buena solución.

En cuanto a materiales, como antes se ha descrito, se han seleccionado materiales naturales o coherentes con los criterios de bioconstrucción: madera, mortero de cal, pintura de base mineral.

Finalmente a nivel climático, se ha resuelto la renovación de aire el confort térmico con tres estrategias básicas:

Una buena envolvente térmica, con gran espesor de aislamiento térmico (12 centímetros de celulosa natural), ausencia de puentes térmicos, y una buena carpintería de madera y vidrio con doble acristalamiento.

Renovación de aire y climatización utilizando pozos canadienses, que hacen uso de la inercia térmica del terreno para introducir aire exterior a la vivienda a una temperatura cercana a la de confort.

Calefacción mediante una chimenea, que está diseñada para que dé calor, no sólo al salón en planta baja, sino también al dormitorio ubicado en el altillo.

Esto sumado a la obtención de agua caliente sanitaria mediante colectores solares, hace que el consumo energético de la vivienda sea mínimo, consiguiendo que sea prácticamente autosuficiente.


Vista sureste de la entrada y el ventanal del salón 
orientado hacia el valle

INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN

Este proyecto trata de dar una solución eficiente y de consumo casi nulo a la renovación de aire y climatización de la vivienda. Para ello se ha diseñado un sistema de ventilación natural a base de un pozo canadiense y un sistema de calefacción basado en la biomasa.

Ventilación y renovación de aire

Se ha incorporado un pozo canadiense para resolver la ventilación de una manera eficiente y natural. El pozo canadiense consiste en una toma de aire exterior, un conducto enterrado y unas entradas de aire en la vivienda. El conducto aprovecha la inercia térmica del terreno para atemperar la temperatura del aire antes de su entrada en la vivienda. 

Dado que la temperatura del terreno a una profundidad de 1.5 – 2 metros es prácticamente estable todo el año y cercana a los 16º se consigue que en invierno la entrada de aire sea menos fría que la del exterior y en verano más fresca. De hecho en verano se considera que con las condiciones de Yecla se hace innecesaria la instalación de un sistema de aire acondicionado. En invierno sí es necesaria la introducción de un sistema de calefacción para garantizar unas condiciones mínimas de confort.

El movimiento de aire se garantiza mediante un sistema híbrido de ventilación tal y como lo define el CTE, es decir, con unas tomas de extracción en los espacios húmedos (cocina y aseos). Este sistema estará apoyado en verano por la apertura de una ventana en planta altillo que aumente el caudal de ventilación.


Vista noroeste de la vivienda geodésica

Calefacción mediante biomasa

Teniendo en cuenta que buscamos la máxima autosuficiencia energética se ha buscado un sistema de calefacción que no dependa del suministro eléctrico sino de una fuente renovable y accesible en Yecla, como es la biomasa. En concreto se ha prescrito una chimenea de policombustible (compatible con leña, astillas y pellets) ubicada en el salón y que además de calentar por radiación además incorpora un circuito hidráulico. Este circuito calienta en planta baja un suelo radiante y en planta superior unos radiadores.

DISEÑO PAISAJISTICO

La actuación paisajística tiene como objetivo la integración de la vivienda en su entorno rústico y semi-natural. La propuesta presenta una actuación coherente con principios de sostenibilidad, ecológicos y de permacultura manifestados en la tipología del xero-jardín del entorno de la vivienda, eco-huerto de permacultura, y propuesta de estanque-piscina biológico.

Planta general del entorno y la actuación paisajística

Se busca la productividad, el bajo consumo de agua y bajo mantenimiento. Productividad, tanto en el huerto y en los frutales como en las zonas de plantaciones autóctonas de aromáticas y medicinales. El bajo consumo de agua gracias a la xero-jardinería y la reutilización de aguas. Bajo mantenimiento conseguido tanto en las zonas ajardinadas como en la bio-piscina proyectada.

El diseño consigue fusionar integración con funcionalidad. La integración se consigue mediante las masas de vegetación propuestas con una distribución natural, principalmente en los taludes, el mantenimiento de frutales respetando marcos de plantación, y la incorporación de nuevos ejemplares de frutales que focalizan la entrada de la vivienda y protegen la piscina. La funcionalidad la proporcionan la productividad de las plantas aromáticas y condimentarias de los taludes y zonas anexas, los frutales, y una piscina que además de ser biológica funciona como estanque en épocas no estivales.


PROCESO CONSTRUCTIVO
 IMÁGENES DEL EXTERIOR DE LA CÚPULA

Montaje del primer anillo de la estructura de madera. El resto de triángulos están acopiados en obra, previamente montados en taller

Montaje de la envolvente mediante tableros machihembrados hacia el interior y tableros OSB hacia el exterior, rellenando con la cámara con celulosa natural

Vista exterior con la lámina impermeabilizante sobre los tableros de madera

Vista desde el suroeste, con la primera capa de mortero de cal como recubrimiento exterior

 
Vista desde el suroeste con la terminación de 
mortero de cal casi terminada

Vista exterior hacia el sureste, con el 
ventanal del salón a la derecha

Vista interior hacia el este

Proyecto: Vivienda unifamiliar geodésica y autosuficiente
Fases completadas: Proyecto básico y de ejecución visado en marzo de 2014
Promotor: Privado
Equipo: 
Arquitectura: Ecoproyecta + Moho arquitectos
Paisajismo: Paloma Ferrer (Paraidesa)
Ingeniero bioclimatismo: Ismael Caballero (Ismana)
Ingeniería de estructura: QL Ingeniería






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