Cuando más material no significa un mejor rendimiento

En el cuento de Los Tres Cerditos, la elección del material determina el destino de cada casa. El soplido del lobo derriba las estructuras de paja y madera, mientras que la casa de ladrillo permanece en pie. La moraleja es que cuanto más sólida es la construcción, mayor es su capacidad de resistencia. Sin embargo, un edificio debe responder a cuestiones mucho menos sencillas. Mantenerse en pie sigue siendo esencial, pero el calor, la luz, el aire y el sonido no son fuerzas que deban bloquearse de manera obligatoria. A veces es necesario bloquear la radiación solar directa; otras, se debe permitir el ingreso de la luz natural. Retener el calor puede ser deseable en invierno y contraproducente en verano. El aire debe circular, el sonido puede necesitar ser absorbido, y las condiciones que determinan estas respuestas cambian a lo largo del día, las estaciones y la vida útil de la propia edificación. Mayor cantidad de material no significa necesariamente un mejor rendimiento. En algunos casos, simplemente puede añadir complejidad sin mejorar la respuesta del edificio.

Esta relación entre masa y rendimiento fue el eje de la reciente presentación de la categoría 7TH MATERIAL por parte de Serge Ferrari Architecture, una línea que actualmente se centra en las membranas técnicas. La categoría se define a partir de lo que los materiales pueden hacer: filtrar la luz, modular la ganancia térmica, guiar el flujo de aire, acondicionar el sonido o combinar varias de estas funciones en una sola superficie. Las membranas no reemplazan al concreto, el metal, la piedra o el vidrio, sino que los complementan al desempeñar funciones distintas.

Para Nic Goldsmith, director fundador del Lightweight Structures Group en TYLin y autor de Mass to Membrane, esta discusión forma parte de una trayectoria arquitectónica mucho más larga. Durante la presentación, describió la historia de la arquitectura como "un largo intento de hacer más con menos", trazando una transición desde las estructuras masivas hacia formas cada vez más ligeras de delimitar el espacio. A lo largo de esa trayectoria, los nuevos sistemas de materiales han ampliado lo que los/las arquitectos/as pueden exigirle a una envolvente, un proceso que, a su juicio, aún está en desarrollo. Como él mismo señala: "Es posible que no conozcamos la forma precisa que tomarán las membranas del futuro. Pero la dirección es clara".

La estabilidad estructural es solo una de las medidas del rendimiento de un edificio. El calor, la luz, el aire y el sonido plantean diferentes exigencias a un espacio, y el objetivo no siempre es bloquearlos, sino controlar cómo se mueven a través de la edificación. Una cubierta, por ejemplo, puede evaluarse por la sombra que proyecta, la luz natural que deja pasar, el aire que circula bajo ella y los recursos necesarios para cumplir esas funciones a lo largo del tiempo. Su espesor o peso describen solo una parte de la solución. Sus propiedades, su geometría y su relación con los demás elementos del edificio también son fundamentales.

En The Camp, en Aix-en-Provence, esta lógica se hace evidente en la propia organización del complejo. Diseñado por Corinne Vezzoni & Associés, el campus de 11,000 metros cuadrados está cubierto por aproximadamente 7,000 metros cuadrados de membrana, bajo la cual algunas áreas de circulación permanecen abiertas al aire libre. Esta superficie filtra la luz natural, mientras que su doble curvatura contribuye a la estabilidad de la cubierta, la circulación del aire y la recolección de agua de lluvia. Bajo las condiciones específicas del proyecto y la aprobación de seguridad contra incendios, esta configuración también elimina la necesidad de ventilación mecánica y extracción de humo dentro de ese volumen. Sus propiedades y geometría trabajan en conjunto para proporcionar sombra, luz natural, flujo de aire, estabilidad estructural y captación de agua pluvial.

El material ayuda a definir la forma

Otro ejemplo se encuentra en el Estadio Hazza Bin Zayed en Al Ain, donde el despacho BDP Pattern partió de las condiciones de un clima cálido y seco para desarrollar la envolvente. En este caso, la trayectoria del sol, más que la protección contra la lluvia, dio forma a su geometría: un voladizo de 40 metros en el lado oeste proyecta sombra sobre la cancha y las tribunas a las 4:00 p.m. los días de partido, mientras que la fachada porosa favorece la circulación del aire a través de la envolvente. Antes de decidirse por la solución final, el equipo construyó un prototipo a escala real en el sitio utilizando tres geometrías y, a lo largo del proceso de desarrollo, redujo el número de tipos de paneles de 320 a 86, lo que permitió que un fabricante local los produjera a un costo aceptable. El clima, el comportamiento del material, la geometría y la fabricación contribuyeron a definir la forma.

Desde la arquitectura y el diseño computacional, Nick Tyrer describe esta relación de manera más directa: "No especifiques el material para adaptarlo a una forma que ya has decidido. Deja que el material y la geometría encuentren la forma juntos, en respuesta a las condiciones reales de ese lugar". En proyectos que responden al viento en contra, al sol del desierto y a la línea de costa, Tyrer vuelve al mismo punto: "No lo especificas. Diseñas con él".

En Al Ain, la exposición solar, la ventilación, la geometría, el material y la fabricación se abordaron, por lo tanto, como partes de un mismo problema, transformando el momento en que los materiales entran en la conversación de diseño. Una ficha técnica puede describir el rendimiento de un producto bajo condiciones de prueba específicas, pero un equipo de diseño aún necesita comprender cómo se comportan esas propiedades dentro de una configuración particular mientras la geometría todavía se puede ajustar.

¿Qué entra en la comparación?

Serge Ferrari utiliza el concepto de densidad de rendimiento para describir una comparación que parte de funciones equivalentes en lugar de cantidades equivalentes de material. El sombreado, la iluminación natural, el acondicionamiento acústico, los requerimientos estructurales, las emisiones de carbono y los sistemas adicionales necesarios a lo largo del tiempo pueden formar parte de la ecuación. La comparación también considera lo que una solución vuelve innecesario, desde capas adicionales hasta estructuras más pesadas o una mayor capacidad mecánica. Aún no existe una métrica estandarizada única que combine todas estas variables.

Una simulación para una oficina en Lyon ayuda a ilustrar la complejidad de este cálculo. Con acristalamiento Tipo D y sombreado solar exterior automatizado, la demanda de refrigeración disminuyó de 60.2 a 29.8 kWh/m²/año, mientras que la demanda de calefacción aumentó de 11.4 a 13.4 kWh/m²/año debido a la reducción de las ganancias solares en invierno. En general, la demanda combinada de calefacción y refrigeración disminuyó un 39.59%. Este resultado se aplica a esta configuración específica, lo que refuerza la necesidad de analizar las cifras de rendimiento junto con las condiciones que las generaron.

Rendimiento a lo largo del tiempo

Comparar únicamente la cantidad de material instalado el primer día deja fuera consideraciones de mantenimiento, reemplazo y fin de vida útil. En la metodología que se está desarrollando en torno al 7TH MATERIAL, la evaluación toma en cuenta los materiales y el carbono movilizados durante todo el período analizado, incluidos los reemplazos, así como las capas y sistemas adicionales que requiere cada solución para ofrecer funciones equivalentes. Por lo tanto, el cálculo se extiende más allá del material en sí, abarcando todo lo necesario para instalarlo, operarlo, mantenerlo y, eventualmente, reemplazarlo.

Para quienes especifican materiales o sistemas, esto significa interpretar propiedades como el peso, la transmisión de luz y la resistencia dentro de su contexto. Su relevancia depende de los soportes, las capas adyacentes, el clima, las condiciones de uso y el mantenimiento a lo largo del tiempo. En última instancia, el rendimiento está determinado por la manera en que un material interactúa con el resto del sistema arquitectónico.

Como consecuencia práctica, las decisiones sobre los materiales deben tomarse en etapas más tempranas del proceso de diseño, cuando la forma, la geometría y las relaciones de los sistemas aún pueden ajustarse. La solidez se convierte en solo una parte de la ecuación. Una solución también debe entenderse en función de las funciones que puede combinar, lo que exige del edificio y lo que puede volver innecesario. Resistir el soplido del lobo sigue siendo una medida perfectamente eficaz para un cuento de hadas, pero en la arquitectura, el rendimiento involucra un conjunto de variables mucho más amplio.