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Física y Arquitectura

19-11-10

En el desarrollo histórico de la Arquitectura, los procedimientos constructivos y los materiales de construcción existentes en cada momento han determinado en gran medida las características formales y funcionales de los edificios. En este sentido, las diferentes tecnologías actuales aportan una gran variedad de soluciones constructivas y la posibilidad de aplicar materiales cada vez más innovadores en el diseño arquitectónico. Esta tecnificación exige una aplicación cada vez más intensa de la Física en la Arquitectura.

La colaboración entre Física y Arquitectura comienza con la investigación y desarrollo de nuevos materiales susceptibles de ser utilizados en edificios, de este modo y en lo referente a las fachadas existe una amplía gama de materiales utilizados de manera innovadora en la piel exterior de los edificios: vidrio; aplacados cerámicos; láminas de titanio, zinc o acero inoxidable; paneles de aluminio; composites plásticos, etc. Más aun, en cada uno de estos materiales se están realizando grandes esfuerzos de investigación para mejorar sus prestaciones físicas, mecánicas o estéticas.

Un ejemplo claro de los frutos obtenidos de la sinergia Física-Arquitectura lo encontramos en el campo del vidrio arquitectónico. El vidrio es quizás uno de los materiales más tópicos y fascinantes de la arquitectura moderna, sus múltiples funciones y usos diversos han hecho de este material un componente esencial en edificios emblemáticos. Actualmente, el vidrio posee una alta prioridad como medio arquitectónico, ya que brinda la oportunidad de construir edificios transparentes, abiertos y en apariencia ligeros que alteran la correlación entre interior y exterior, convirtiendo el muro exterior de los edificios en una estructura permeable a la luz.

La utilización de grandes superficies de vidrio en las fachadas acarrea diferentes problemas, siendo uno de los más graves la alta irradiación solar transmitida por el acristalamiento, llevando a situaciones de sobrecalentamiento, bajo confort y mala eficiencia energética. Para mitigar este problema existen actualmente diversas tecnologías que permiten reducir la ganancia solar del vidrio. Una buena parte del desarrollo y utilización generalizada del vidrio como piel exterior de los edificios ha sido posible gracias al progreso y perfeccionamiento de la tecnología de deposición de capas delgadas mediante pulverización catódica en alto vacío, y al diseño y optimización de filtros ópticos interferenciales basados en estructuras multicapa de espesores comprendidos entre 10 y 200 nanómetros, que filtran la radiación solar, rechazando el rango infrarrojo. En esta misma línea se está investigando actualmente la posible aplicación en los acristalamientos de tecnologías basadas en cristales líquidos y el desarrollo de recubrimientos electrocrómicos que permitan modular el paso de luz y calor de forma variable y controlable eléctricamente, convirtiendo de este modo la fachada en una piel activa, cambiante y dinámica.

Además de la investigación en nuevos materiales, la Física, aplicada en Arquitectura, puede aportar otros métodos o soluciones para conseguir una mayor eficiencia energética, mejorar las prestaciones acústicas del acristalamiento, aprovechar y controlar la iluminación natural, e incluso ayudar a alcanzar el aspecto estético imaginado por el arquitecto.

Por ejemplo, una solución constructiva actual que requiere un estudio con detalle de los fenómenos físicos involucrados es la fachada acristalada compuesta por una doble piel de vidrio, ventilada de forma natural o forzada. En este tipo de fachadas se produce una compleja fenomenología que implica tomar en consideración diversos procesos físicos: dinámica de fluidos, intercambios térmicos, radiación solar, interacción con el sistema de climatización, etc. En este caso una correcta aplicación de los fundamentos físicos permitirá optimizar el diseño de la doble piel de vidrio y de esta forma mejorar el comportamiento energético global del edificio.

Respecto al aspecto estético, la caracterización óptica de los materiales involucrados y la utilización de las actuales herramientas de simulación foto-realística proporcionan un método eficaz para el diseño de fachadas, permitiendo también el estudio de las condiciones de iluminación, siendo así capaces de optimizar el uso de la luz natural.

En definitiva, existe en la actualidad un amplio campo de colaboración e interacción entre la Arquitectura moderna y la Física, siendo quizás necesario potenciar en mayor medida el conocimiento mutuo de estas dos Ciencias.

 

Fuente: www.fys.es
Autor: José Manuel Marco


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