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Principios de una Cultura Bio-técnica: Wilfredo Méndez Vázquez

Principios de una Cultura Bio-técnica: Wilfredo Méndez Vázquez

Por , 21/02/2011   |   Categoría : Proyectos   |   Comentarios : 0

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arquillano Principios de una Cultura Bio técnica: Wilfredo Méndez VázquezProyecto: Principios de una Cultura Bio-tectónica

Autor: Wilfredo Méndez Vázquez, AIT

Proyecto de fin de carrera – UPR – 2010

Desarrollada en la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Puerto Rico, Principios de una Cultura Bio-tectónica es una tesis que utiliza la estructura del cuerpo humano, compuesta por huesos y músculos, como modelo de adaptación para el desarrollo de estructuras de hormigón armado. Con el objetivo de minimizar la cantidad de material estructural para la fabricación de piezas de hormigón y reducir el impacto sísmico sobre las edificaciones, la tesis utiliza los parámetros que definen la eficiencia morfológica y estructural de los huesos y el esqueleto humano.

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© Wilfredo Méndez Vázquez

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© Wilfredo Méndez Vázquez

La tesis, que en agosto del 2010 recibió el premio Jaime Cobas como la mejor tesis de la Escuela, se fundamenta en las incongruencias que existen entre las prácticas convencionales de la industria de la construcción y las características geográficas del lugar en donde se asientan muchas edificaciones. En la zona de Puerto Rico y otras partes de América Latina, estas incongruencias generalmente aumentan el riesgo de falla estructural debido principalmente a la amenaza sísmica latente. Ciertamente la incongruencia más relevante es que comúnmente las edificaciones de hormigón suelen volverse masivas y pesadas por la errónea aplicación de la tecnología y/o falta de conocimiento. El problema radica en que la intensidad sísmica sobre un edificio aumenta según aumenta su masa.

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Wilfredo Méndez Vázquez, para el desarrollo de la tesis, se inspiró en la capacidad estructural de los huesos del cuerpo humano debido a que representan estructuras muy fuertes y a su vez muy livianas. Bajo la dirección del Ing. Luis G. Daza-Duarte, y la colaboración del Arq. Humberto Cavallin y José Pagán, la tesis tiene como fin integrar las estructuras de hormigón armado a las características geográficas que incluyen el potencial impacto sísmico; así la tesis traduce matemáticamente los parámetros bio-morfológicos de los huesos (geometría, proporciones, propiedades estructurales, etc.) a soluciones arquitectónicas. Fundamentado en la ecuación de fuerza, F=m x a, que implica que la fuerza sísmica varía, en parte, directamente a la masa de una edificación; Méndez propone una estructura de hormigón armado que, como los huesos, en su forma refleja los esfuerzos internos que realiza. En cierto modo, la forma de los componentes estructurales, refleja su diagrama de esfuerzos. También la propuesta imita el tronco hueco de algunos huesos, como el fémur por ejemplo. Comúnmente las columnas y vigas de hormigón en las edificaciones típicas no requieren material estructural en su centro pues en ésta área no se realiza ningún esfuerzo (neutral axis). Los parámetros bio-morfológicos, por lo tanto, reducen la cantidad de material utilizado en la fabricación de cada elemento estructural y así reducen la masa de la edificación y el potencial impacto sísmico. Además la propuesta traduce los beneficios estructurales del sistema muscular del cuerpo humano que mantiene la postura del esqueleto durante el movimiento. La traducción se refleja en la aplicación de cables de tensión a la estructura que permiten mantener su postura durante movimientos repentinos causados durante un terremoto.

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Finalmente, para cuantificar la eficiencia de la analogía bio-estructural, se realizaron análisis computacionales en RHINO, SAP y ETABS. La propuesta demostró ser más eficiente en la utilización del material estructural y en la respuesta mecánica por cargas laterales o sísmicas. La propuesta basada en el paradigma de adaptación biológica, consigue ahorrar hasta el 30 por ciento de hormigón por cada pieza estructural (viga y columna) sin comprometer su capacidad de carga. Además, la estructura propuesta resultó casi 3 veces más rígida que una estructura convencional y redujo hasta el 35 porciento del impacto sísmico (base shear) sobre la edificación.

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Debido a la dramática reducción del material, la propuesta no solo implica un principio de eficiencia estructural, sino que además implica una propuesta de sustentabilidad. Por cada pieza estructural, la propuesta consigue ahorrar hasta 110 lbs. de emisiones de dióxido de carbono (CO2). Este dato es sumamente significativo si consideramos que la fabricación de hormigón es responsable del 7 al 10 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono, convirtiéndolo en la tercera causa significativa del Calentamiento Global después de la transportación y la generación de energía eléctrica.

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© Wilfredo Méndez Vázquez

La tesis desarrollada establece los principios básicos para armonizar eficiencia con sustentabilidad. Ciertamente los principios de adaptación de las cosas vivas aplicados demuestran ser un mejor modelo para el desarrollo de futuros diseños arquitectónicos y/o estructurales que se integran eficientemente al contexto geográfico y todas sus implicaciones. En fin, eficiencia no solo demuestra ser sinónimo de seguridad, sino que también significa sustentabilidad.

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© Wilfredo Méndez Vázquez

Wilfredo Méndez Vázquez

Mientras completaba el Bachillerato en Diseño Ambiental en la Universidad de Puerto Rico, Wilfredo Méndez Vázquez colaboró como interno de arquitectura con la firma Fuster+Partners, PSC. Wilfredo completó su grado de maestría en la Escuela de Arquitectura de la UPR con honores. Fue galardonado con el premio Henry Adams y el premio Jaime Cobas por la mejor tesis de la escuela. También en el 2009 fue merecedor de una beca del Decanato de Estudios Graduados e Investigación (DEGI) por méritos académicos y en el 2007 recibió el premio Dan-El Viera Oliveros suministrado por el Colegio de Arquitectos y Arquitectos Paisajistas de Puerto Rico (CAAPPR).

Su tesis realizada en el 2010 hasta ahora ha sido evaluada por diversas instituciones entre las que sobresale: personal de ARUP en Canada, profesores del MIT Media Lab, así como otros profesionales del ámbito de la Biomimésis.

Información de contacto.
[c] 787 616 3423
[e] tectonica.pr@gmail.com

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