Residencia de Estudiantes Energéticamente Autosuficiente en West Campus, Cornell University ( Ithaca, New York.)

        Este proyecto nace como Tesis  Fin de Master del programa "Master of Architecture" cursado por Juan Miguel Canca en Cornell University en el periodo Agosto 2000-Agosto 2002.

        El objetivo era diseñar una residencia de estudiantes universitarios, en el propio campus de Cornell, que fuese sostenible y autosuficiente en términos de generación y consumo de energía, además de ser un producto arquitectónico de calidad, partiendo de la base de que la Arquitectura es mucho más que simple "construcción" ;  tiene que tener sensibilidad para interpretar el territorio y transformarlo en "hogar".

       La Arquitectura es una forma de expresión del lugar que ocupa el ser humano en la Tierra, y el ser humano es, claramente, dependiente del sol.

       Por tanto, el punto de partida de este ejercicio de diseño es analizar el territorio, el paisaje... para, así, poder proponer un diseño específico para este lugar, y lo que es específico de cualquier lugar son sus elementos paisajísticos y los ángulos de los rayos solares que le afectan a lo largo del año.

      
Vistas entorno Zona de Actuación
 


      
















          El siguiente paso era proponer una implantación y un diseño arquitectónico capaz de garantizar el objetivo de sostenibilidad y autosuficiencia energética, determinando las actividades que tendrían lugar en las unidades que forman los edificios y diseñar acorde a esas necesidades, logrando la integración en el edificio del mayor número posible de estrategias de diseño solar pasivo y activo sin menoscabo de la calidad arquitectónica.

       Respecto al Territorio, hay que destacar que el proyecto se ubica en el campus de Cornell University, en la ciudad de Ithaca, en el estado de Nueva York, en pleno corazón de la región llamada Finger Lakes, siendo los elementos más característicos del paisaje las colinas, las gargantas, las cataratas, y por supuesto, el Lago Cayuga.

Vista del Campus de la Universidad de Cornell 
      
        La ubicación concreta es una parcela de Cornell University llamada West Campus,situada en una ladera con unas vistas privilegiadas sobre el Lago Cayuga.

     
        En términos urbanos, el emplazamiento del proyecto pretende construir el límite entre West Campus y la Avenida Stweart, creando una nueva fachada hacia este vial y preservando la pradera en el interior de esta manzana para uso público.

      

        A la hora de decidir sobre la implantación de cada edificio, que compone el conjunto de la residencia universitaria, se ha optado por analizar el paso del sol sobre esta manzana para garantizar el acceso al soleamiento óptimo y de acuerdo con la previsión de sombras proyectadas por cada edificio, se concluye que el caso más restrictivo se da en el mes de diciembre sobre el mediodía. Por tanto la separación entre edificios se establece para que se permita el acceso solar precisamente en ese caso, garantizando así que el soleamiento está asegurado para el resto de meses del año.

Implantación


       La idea generadora de la forma del edificio trata de integrar diferentes aspectos capaces de producir una Arquitectura nueva, buscando una forma que refleje la dependencia respecto al sol,  y características  propias del territorio donde se ubica.

       Para lograr el objetivo de la sostenibilidad y autosuficiencia en términos de energía, el edificio se  orienta apropiadamente y adopta una geometría tal que se permite aprovechar al máximo la radiación solar recibida durante el día, ya que el sol es la fuente de energía limpia más útil y fácilmente integrable en la arquitectura, ya sea de forma pasiva o activa.

       El resultado de aplicar estas reflexiones al diseño se traduce en un edificio que se abre claramente al sur mediante una enorme fachada acristalada, no vertical, sino con una inclinación que permite recibir los rayos del sol lo más perpendicularmente posible durante los meses fríos, ya que de esta forma la radiación solar será más eficaz en términos de calefacción solar pasiva y generación de electricidad a través de células fotovoltaicas, precisamente cuando más se necesita.

      


       

        
      El que el resto de fachadas (norte, este y oeste) sean también fachadas inclinadas, así como la cubierta ajardinada, responden a la intención de integrar en el diseño el paisaje característico de la ciudad de Ithaca (colinas, gargantas, cortados...)

  



       El diseño de la sección constructiva de la fachada sur será clave para acabar teniendo un edificio 100% solar en términos de energía, además de conseguir espacios interiores atractivos que disfruten de las vistas y que genere una imagen arquitectónica contundente en forma y escala. Su característica principal  es que estará formada por agua, constituyendo un sistema  de "muro Trombe" pero transparente, complementándose con
varias capas de elementos que trabajan conjuntamente para adaptarse a las diferentes condiciones climáticas a lo largo del año, de forma que funcione igual de bien para meses fríos que para meses cálidos: paneles fotovoltaicos semitransparentes, lamas móviles dentro del muro de agua,  ventanas con rotura de puente térmico y  vidrios aislantes de alta eficacia.
      

      El uso de "agua" en lugar de una fábrica de ladrillo o un cerramiento de hormigón es más efectivo debido a su "calor específico" e "inercia térmica", el agua, puede almacenar  4 veces más calor (energía) que el ladrillo cerámico) o el hormigón. Otras ventajas del agua son que permite vistas a su través e iluminación natural, que en estado líquido, puede recircularse para liberar el calor acumulado, hacia espacios interiores durante meses fríos, y hacia el exterior en meses cálidos, y que  además de ser el fluido de trabajo de un "colector solar", formalmente,representa las características cataratas de Ithaca, lo que le confiere al edificio una imagen única.

        
Plantas, secciones y Alzados

       Respecto a las "Unidades habitacionles" , cada uno de los edificios de la residencia de estudiantes está formado por 3 tipos distintos: unidades de 1 dormitorio (1-2 personas), de 2 dormitorios (para hasta 4 personas) y de 3 dormitorios (para hasta 6 personas).

       En términos de consumo energético el tipo más restrictivo será el de 3 dormitorios, por lo que su dimensionamiento se realiza no sólo pensando en la superficie necesaria para albergar hasta 6 personas sino en qué superficie de fachada sur se necesita para cubrir la demanda energética.

        Desde el punto de vista arquitectónico, el aspecto más destacado de la unidad de 3 dormitorios es  la disposición de un gran espacio a doble altura, orientado al sol y a las vistas, sobre el que abren a su vez los dormitorios, y que contiene la zona de salón-cocina-estar.

       
         El resultado final es un grupo de edificios que devienen en elementos del paisaje. Son como colinas artificales a las que los estudiantes pueden subir para disfrutar de las vistas.
Al mismo tiempo estas "esculturas" pueden ser habitadas y gracias a un sofisticado sistema de fachada puede decirse que la Arquitectura se convierte en medioambientalmente responsable.




      Los materiales propuestos para la construcción deben ser reciclados y reciclabes siempre que sea posible, aunque desde el punto de vista medioambiental es lo más importante  es que el edificio se concibe de forma que pueda ser fácilmente adaptable, para hacer posible el "reciclado" de su uso, porque eso significará que aún se puede utilizar lo construido sin necesidad de derribar nada y volver a edificar algo nuevo, con el impacto ambiental que ello conlleva.

       Para conseguir reciclar el "uso" de un edificio es fundamental que la estructura del mismo sea lo suficientemente robusta como para soportar el paso del tiempo y suficientemente diáfana para permitir distribuciones flexibles de forma que se puedan organizar dentro apartamentos, habitaciones de hotel,  aulas, oficinas, etc... según las necesidades de cada momento.



Vivienda unifamiliar ecológica en “calle Walter Gropius”. Jerez de la Frontera (Cádiz).


La posibilidad de auto promover esta obra, fue la ocasión perfecta para llevar a la práctica de forma íntegra el compendio de principios de la Arquitectura Ecológica, contemplados en múltiples de nuestras anteriores propuestas.

La edificación en su entorno
 

 
  
Fachada Sur
Para facilitar la producción de arquitectura sostenible es necesario que el tejido urbano donde ésta se ubique sea el adecuado, ya que el lugar va a condicionar de forma inexorable la orientación y el acceso solar de la futura edificación. Partiendo de esta base, el primer paso de este proyecto fue buscar una localización que reuniese las características ideales para facilitar el futuro "diseño solar pasivo" de una vivienda unifamiliar lo más ecológica posible.
 

Así, la parcela finalmente elegida, en un resort residencial de la periferia de Jerez de la Frontera (Cádiz), reunía las siguientes características: forma geométrica rectangular, con eje largo orientado de esta a oeste,  frente de parcela orientado al sur, marcada pendiente en el eje transversal, coincidiendo el punto más alto con  la linde norte,  vial de aproximadamente 20 metros de anchura,  con doble calzada, zona de aparcamiento en línea y acerado, y sobre todo, el requisito de un retranqueo mínimo de la edificación de cuatro metros a linderos y altura máxima de edificación de dos plantas o siete metros sobre la rasante, lo que garantiza un mínimo de 28 metros de separación entre edificaciones enfrentadas, garantizándose un óptimo soleamiento al no existir obstáculos para el acceso solar.

Zona exterior
 
Estas condiciones permitieron llevar a cabo estrategias de "diseño solar pasivo" tales como iluminación natural, ventilación natural cruzada y  ganancia solar directa en todos los espacios interiores habitables, gracias al acceso solar y la orientación sur, y a su vez, permiten un gran aislamiento térmico al construirse la edificación semiempotrada en la ladera salvando la pendiente existente, mejorando la solución mediante la dotación de fachada ventilada, que lleva  el aislamiento térmico a la capa exterior del cerramiento,  y la masa al interior, aumentando significativamente la inercia térmica.
Terraza del bloque de dormitorios
 
Otros aspectos a señalar son el cegado de la fachada con orientación oeste, minimizando los huecos con orientación norte para evitar pérdidas de energía excesivas, la ubicación de terrazas con orientación sur conectadas con espacios principales con opción de convertirlas en "invernaderos" de ganancia solar indirecta, y la disposición de forma experimental de dos mini “muros trombe”, a modo de colectores solares térmicos.

 
Zona de instalaciones en cubierta
Las estrategias de "diseño solar activo" implementadas, paneles solares térmicos para el abastecimiento de agua caliente sanitaria, y preinstalación de paneles solares fotovoltaicos para generación de electricidad, se han integrado en el la arquitectura, como parte del diseño, de forma que no aparezcan como añadidos.
 
 
 
Pero quizá el aspecto más singular, es el tema de la gestión del agua, considerando que potabilizar el agua de lluvia es una labor con un alto coste medioambiental (pantanos, presas, cloración, pérdida de biodiversidad...), siendo un bien escaso que se acostumbra derrochar, por ejemplo, con el simple gesto de “tirar de la cadena” en los inodoros. En consecuencia, dado que hay usos del agua dentro de una vivienda que no precisan que ésta sea potable (pero sí limpia) como son el riego o el saneamiento, se ha diseñado un sistema de recogida de agua de lluvia (del terreno y de la cubierta) y aguas grises (duchas y lavabos) que se almacena, se limpia de bacterias con muy bajas dosis de ozono y se recircula para abastecer las cisternas de los inodoros y la red de riego del jardín. De esta forma, el agua potable de la red pública se emplea exclusivamente para la cocina y aseo, y una vez usada y convertida en agua gris, se recicla y recibe un segundo uso antes de verterse a la red de saneamiento como agua residual.

Fachada Norte.
En cuanto a los materiales empleados en la construcción cabe destacar el papel protagonista de la cerámica, tanto en solerías interiores y exteriores, como en el revestimiento de las fachadas, y aunque podría considerarse un material poco ecológico debido al consumo de energía de su proceso de fabricación, tiene a su favor el nulo mantenimiento que requiere durante una larga vida útil (la fachada no requiere pintarse periódicamente evitando así la contaminación de la producción y uso de las pinturas). Además, presenta como ventaja la gran inercia térmica que proporciona en los espacios interiores, reforzando así la eficiencia energética de la edificación. Por su parte, los huecos acristalados se resuelven mediante carpinterías de aluminio con rotura de puente térmico y vidrios compuestos por cuatro lunas laminadas y separadas por una cámara de aire de dos en dos, potenciando así el aislamiento térmico y la ganancia solar directa.  La mayor parte de las superficies vidriadas se abren al sur para maximizar el soleamiento en los meses fríos, protegiéndose de los rayos solares directos cuando interese mediante lamas móviles exteriores.
 
Niveles 1 y 2
 
El programa en sí de la vivienda se divide en tres niveles, dos de ellos bajo rasante, pero todos con iluminación y ventilación natural exterior.  A nivel de calle se dispone el acceso a través de un patio exterior, el garaje, el vestíbulo, la sala de instalaciones y un espacio diáfano disponible. En el primer nivel se organiza el espacio del salón-comedor-cocina, y la zona de porche-solárium. En el nivel superior, se ubica por un lado un espacio de trabajo, abierto a una doble altura sobre el salón, y por otro, el bloque de dormitorios (dos individuales y uno de matrimonio) . En cada nivel existen aseos, e incluye la azotea visitable.
 
 
 

 




Frente  de  piscina transparente en patio de acceso.


Vistas del porche.
En el exterior, destaca el patio de acceso desde el que se puede observar el vaso de la piscina a través de un paramento transparente. A ésta a se accede desde el porche exterior dispuesto en continuidad con el salón, y cubierto por un gran bloque en voladizo que alberga los dormitorios, apoyado únicamente en un cuerpo cilíndrico, resultando un contundente juego de volúmenes yuxtapuestos.

 

 
Podemos concluir que esta obra resume de algún modo la filosofía que inspira nuestra arquitectura, y de hecho es donde tenemos establecidos nuestros “Servicios Centrales”. Hay que aclarar que se encuentra ubicada en una calle aún sin nombre, circunstancia que hemos aprovechado para denominarla como “calle Walter Gropius”, en homenaje al insigne arquitecto alemán, que junto al resto de los Grandes Maestros del Movimiento Moderno, suponen una de nuestras influencias más evidente.
 

 

Proyecto de Actuación para la puesta en valor de la “Finca Malas Noches” de Puerto Real (Cádiz).



Pozo del Siglo XVIII
 
La Finca con la denominación de “Malas Noches”, propiedad del Ayuntamiento de Puerto Real,  se caracteriza por la existencia de una serie de pozos, ubicados en las cercanías de la Fuente de la Higuera, que junto a las obras de conducciones que datan del siglo XVIII, abastecieron de agua potable a la población de Puerto Real.


 
 
 
 Dicho sistema de abastecimiento, resulta de un alto valor histórico y cultural, por lo que se propone darlo a conocer con la puesta en valor de la finca, para ello se propone la creación de un Centro de Interpretación donde el tema central sea el agua, elemento indispensable para la vida. Paralelamente, como actividad complementaria ligada al ciclo del agua y la sostenibilidad, y teniendo en cuenta el carácter eminentemente agrícola del entorno en que se encuentra, se abre la posibilidad del establecimiento de un centro de agricultura ecológica y/o granja escuela donde puedan acudir escolares, profesionales y en general, todo aquel interesado en el conocimiento de los Pozos de Malas Noches y las actividades a estos vinculadas, con posibilidad de estancia en alojamiento y celebración de conferencias y cursos experimentales.


El objetivo de la intervención es la creación de un conjunto integrado, haciendo compatible la actividad cultural a desarrollar, y diversas actividades complementarias ligadas al ciclo del agua, y su aplicación para la  Agricultura sostenible, para lo cual será necesario  la creación de un itinerario que relacione entre sí los diferentes usos, comunicando los edificios existentes que se pretenden poner en valor, e intercalando en el recorrido los usos de carácter agrícola,  que serían accesibles para los visitantes, debiendo dotarse de contenidos expositivos los espacios interiores y exteriores.
 
Ordenación Propuesta
 
 
 
Tipología de Centro de Interpretación propuesto

 

El Centro de Interpretación propiamente dicho se ubicará en un edificio de nueva planta, y permitirá un uso compartido y versátil, para poder acoger eventos y actividades de diverso carácter (reuniones públicas, conferencias, exposiciones, y otras funciones relacionadas con las actividades del Centro) e  incorporará  los espacios de servicio necesarios para el adecuado funcionamiento del complejo (recepción, tienda, zona de restauración, aseos,…).
 
 
 
 
 
 
La construcción del nuevo edificio, fiel a la filosofía que inspira la Puesta en Valor de la Finca Malas Noches, será respetuoso y acorde al entorno y a los condicionantes históricos del lugar, y servirá de ejemplo de integración en la arquitectura de sistemas de control ambiental pasivos y activos, apostando por el empleo en su construcción de materiales reciclados y/o reciclables, o directamente, producidos en el centro, como es el caso de las balas de paja para aislamiento.
Ejemplo de utilización de paja como aislamiento
Sistema de depuración natural de aguas grises
Se pretende así mismo que el complejo sea autosuficiente en cuanto a los servicios urbanos, obteniendo la energía mediante recursos renovables, en este caso, energía solar y biomasa, y optando por sistemas naturales de tratamiento de aguas residuales.
 
 
 
 
 
 
 
Para facilitar las visitas, junto al acceso principal se organizará una zona para estacionamiento de vehículos, así como un área de descanso, iniciando en este punto el itinerario que conduce a los Pozos y demás espacios visitables. El centro de Interpretación, situado frente al acceso, una vez atravesado el puente sobre la laguna,  albergará una zona de recepción y servicios, y salas de exposición, que contendrán la información y las descripciones que permitan al visitante la comprensión del Complejo.
 
 
El acondicionamiento paisajístico será otro objetivo prioritario, y tal como se ha comentado, bajo el hilo conductor del agua, la zona de tránsito se concibe a modo de “río seco”, que serpenteando relaciona entre sí todos los usos y edificaciones, incorporando mobiliario y señalizaciones e indicadores básicos que orienten la visita.

 
             Propuesta de acondicionamiento itinerario principal


Como se ha comentado, para complementar la puesta en Valor de la Fina Malas Noches, y para potenciar el carácter de centro experimental y de aprendizaje, en la propuesta global puede tener cabida la instalación de diversos usos complementarios, que abarcan diferentes procesos para la mejora ambiental.
Huerta Ecológica
 
El principal protagonismo lo tendría la “Huerta Ecológica”, que pretende generar un proyecto que  proporcione una investigación de  las técnicas de la  agricultura del futuro, y un foro para la comunicación y la  educación acerca de la producción de alimentos por medios de alto rendimiento y  bajo impacto.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instalación de Acuicultura
 
 
Ligado a la Huerta, tendrían cabida usos como la Acuicultura, que podría desarrollarse en los dos estanques existentes y que permite el cultivo de alimentos nutritivos  y locales  durante todo el año, respeta el medio ambiente dado que es energéticamente eficiente, al requerir poca agua y ningún fertilizante y sobre todo, tiene el potencial para producir una fuente local sostenible de pescado.
Ejemplo de contenedor para lombricultura/vivero de insectos
 
 

 
Más usos complementarios ligados a la huerta, podrían ser la Cría de Insectos Beneficiales para la agricultura sostenible, la Lombricultura, pues el compostaje es la base de la agricultura sostenible y debe ser incluido en cualquier plan agrícola, o la producción de biodiesel, con la idea de que el centro produzca su propio combustible.
 
 
 
 
 
 
 
Modelo de Establo
Como se ha comentado el Centro pretende tener carácter educativo,  con el objeto de acercar a los niños  la realidad rural que,  por el estilo de vida de la ciudad, a menudo desconocen. Para ello, además  de la huerta ecológica, se dispondría un pequeño establo en los que  se familiarizarían  con el origen de los  alimentos que normalmente encuentra en su mesa y con los  animales que se crían en  las granjas.
 
 
 
 
Tipología de vivienda rural propuesta
 
Finalmente el complejo podría tener la posibilidad de ofrecer alojamiento para estancias de más de un día, contando para ello con la infraestructura necesaria,  y ofreciendo actividades relacionadas con el agua, y el mundo agrario y rural: alimentación con productos de cosecha propia, alquiler de caballos, práctica de deportes de riesgo, cursos de cocina artesanal…etc.
 
La tipología de alojamiento, entendiéndola como la más adecuada dado el carácter del centro, sería la de “Casas Rurales” independientes, previéndose un total de 6 unidades, con 2 o 3 dormitorios cada una y capacidad  para unas 40 personas en total. Estarían diseñadas según los principios de la arquitectura bioclimática, y acordes al entorno,  contando  con todas las comodidades necesarias para hacer que la estancia sea confortable, planteando servicios comunes, como zona de juegos infantil, piscina al aire libre o barbacoa exterior, 

Pero sin perder de vista el objetivo principal de la puesta en valor de la Finca, será fundamental actuar sobre las edificaciones existentes, que al haber sido recientemente rehabilitadas,  presentan un estado adecuado, por lo que la intervención a realizar consistirá simplemente en la limpieza y mantenimiento de las mismas, y del mínimo acondicionamiento necesario en cuanto a seguridad y dotación de contenido expositivo, para hacer visitables el interior de las edificaciones, especialmente en el caso de Pozo del "Gran Pozo".

Interior del "Gran Pozo"

6 Viviendas de Protección Pública en Alcalá de los Gazules (Cádiz).


          Las características morfológicas de los lugares donde se pretenden realizar actuaciones, siempre son un condicionante para la implantación y la morfología de las edificaciones, pero en este caso, la complejidad topográfica y las reducidas dimensiones de la parcela, fueron absolutamente determinantes.

 
Vista general de Alcalá de Gazules



 
 

Estado previo
          El solar objeto del proyecto, ubicado en el “Callejón de Levante”, en la población de Alcalá de los Gazules (Cádiz), lo ocupaban un pequeño grupo de corrales organizados en distintos bancales escalonados para adaptarse a la topografía. La fachada a dicho callejón consistía en unos muros de piedra cuya función es la contención de las tierras que forman los bancales antes mencionados, existiendo una acusada pendiente longitudinal y transversal, y afloramientos de rocas presentes en toda la ladera.

 

 
Calle interior
        Con estos condicionantes, a los que se añadían la restrictiva normativa urbanística de obligado cumplimiento, se debía atender a un programa de seis Viviendas de Protección Publica, de dos y tres dormitorios.

          La solución adoptada para la organización del conjunto consistió en la disposición de dos piezas escalonadas, con un acceso situado en el salto entre una y otra, hacia una calle trasera, a una cota superior de nueva creación, necesaria para garantizar el paso a propiedades colindantes.
 
          Esta nueva calle presenta una diferencia de cota de tres metros respecto al Callejón de Levante, lo que permite organizar acceso a las viviendas desde tres niveles.

 
 
         La distribución resultante quedó compuesta por una vivienda, adaptada a minusválidos, de dos dormitorios, y dos dúplex de dos dormitorios con acceso desde la planta baja, una vivienda de tres dormitorios y la planta superior de los 2 dúplex., en el nivel de la calle superior,  y dos viviendas de dos dormitorios en la planta ático.
 

 
 


        La fachada al Callejón de Levante, conforme a la normativa, se configura mediante una retícula de huecos verticales, rompiéndose mediante un gran hueco central a doble altura, por el que se realiza el acceso a la calle superior.
 
Fachada a Callejón de Levante
 
 
 
       
       Dicho espacio, debido a su configuración semiexcavada en la roca, confiere una gran singularidad a la edificación, lo que se potencia al poder ser registrado desde la galería de acceso a los áticos, conformada mediante una ligera estructura metálica y piso semitransparente.
 
 
 
 
 
Vistas de calle interior
y galería de acceso a nivel superior.

  
 


         Las formidables vistas sobre el Parque Natural de los Alcornocales y la propia localidad de Alcalá de los Gazules que se pueden disfrutar desde las viviendas superiores, suponen el “broche de oro” de la actuación.