Estudio de materiales sustentables: Recuperación de Quebrada

Título	Estudio de materiales sustentables: Recuperación de Quebrada
Tipo de Proyecto	Proyecto de Titulación, Anteproyecto de Titulación
Período	2023-2023
Del Curso	Taller de Titulación: Estudio de materiales sustentables 2023
Carreras	Diseño
Alumno(s)	María Inés González Guardia
Profesor	Marcelo Araya
PDF	Archivo:Lamina titulo 1 mane.pdf

Conceptos de Interés

La unión de los conceptos “zero waste” (residuo cero) y “biomímesis” puede resultar interesante y beneficiosa para promover prácticas sostenibles y regenerativas.

• Diseño de productos inspirado en la naturaleza: La biomímesis se basa en el estudio de los sistemas naturales para encontrar soluciones sostenibles y eficientes. Al combinarlo con el enfoque de “zero waste”, se puede diseñar productos que imiten los ciclos naturales de los ecosistemas, minimizando los residuos y utilizando los recursos de manera más eficiente.

• Utilización de materiales biodegradables:

La biomímesis fomenta el uso de materiales y técnicas inspirados en la naturaleza, donde los materiales biodegradables y compostables son fundamentales. Al aplicar el enfoque “zero waste”, se pueden seleccionar materiales que sean sostenibles y que se puedan reintegrar en los ciclos naturales al final de su vida útil, evitando la generación de residuos no biodegradables.

Zero waste

Este concepto engloba las actuaciones encaminadas a la reducción y reutilización de objetos y productos presentes en nuestra vida cotidiana para evitar que acaben impactando negativamente en la naturaleza. Este movimiento se basa en una regla conocida como las cinco erres: Rechazar todo aquello que no necesitamos: es uno de los pasos más importantes para adoptar esta forma de vida. Es importante hacernos cuestiones como ¿realmente lo necesito? ¿puede sustituirlo por algo que ya tenga? Esto nos ayudará a determinar qué objetos o productos no son esenciales. Reducir lo que necesitamos: hay muchas cosas que utilizamos en nuestro día a día de las que podemos prescindir. Solo con reflexionar y adoptar un consumo más responsable bajo esta premisa ya estaremos aportando nuestro granito de arena en la protección de la naturaleza. Reutilizar y dar una segunda vida a los productos y materiales. Reciclar: esta opción es solo una alternativa para cuando no podemos ni reducir ni reutilizar. Rot (o compostaje): Es el proceso de descomposición natural de los residuos orgánicos. Esto puede servir como nutriente para, por ejemplo, cultivos. Se trata de un abono limpio y respetuoso con el medio ambiente. Bajo estos principios básicos se desarrolla esta filosofía que va más allá de reducir basura, sino que consiste en adoptar una forma de vida en la que el cuidado y protección de la naturaleza sea la principal prioridad. Además, y como parte de este movimiento, se busca concienciar a la ciudadanía sobre la importancia de proteger y preservar la salud de los ecosistemas. Porque todas nuestras acciones tienen, en mayor o menor medida, un impacto en el medio ambiente y es nuestro deber actuar para que este sea el menor posible.

Economía circular

• La basura es un error de diseño.
• Evitar su generación en esta etapa.
• Reducir es mejor que reutilizar.(reciclar es mejor que desechar.)

Biomímesis

«Biomimesis es la ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración, para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ya ha resuelto». ANDREA RINALDI La naturaleza funciona con la luz del sol. La naturaleza utiliza sólo la energía que necesita. La naturaleza adapta la forma a la función. La naturaleza recicla todo. La naturaleza recompensa la cooperación. La naturaleza apuesta por la diversidad. La naturaleza exige experiencia local. La naturaleza frena los excesos desde dentro. La naturaleza aprovecha el poder de los límites.

Ecología Material

“ecología material”, otra de las posibles vinculaciones entre naturaleza y diseño. En ese campo se trabajan técnicas que permiten vincular estructuras, sistemas y estéticas de la naturaleza. Al integrar técnicas de impresión en 3D con una investigación en profundidad de fenómenos y comportamientos naturales, la ecología de los materiales opera en la intersección de la biología, la ingeniería, la ciencia de los materiales y la informática. Abundancia natural en donde debe reconocerse la necesidad de considerar la creación de una Paleta Biomaterial a partir de aspectos de estacionalidad y ciclos naturales-, Abundancias antrópicas que responden al impacto del ser humano en un territorio y los emergentes más claros son los desechos generados a partir de los procesos productivos bajo el actual modelo económico lineal. Herencia cultural se refiere a que muchas de las nuevas materialidades que se están relevando en diferentes lugares del mundo tienen una relación con la herencia cultural de la biorregión a la que pertenecen. Colaboración Inter especie tiene por objetivo comprender que muchos procesos de fabricación son intensivos y presuponen uso de energía y de reactivos contaminantes pero con la ayuda de seres vivos (hongos, microbios, algas, etc.) se podrían realizar esos procesos de manera sostenible al valernos del crecimiento biológico natural para el desarrollo de nuevos materiales o insumos.

Diseñar es proyectar. Diseñar no es inventar. Diseñar es un acto racional que conlleva una planificación. Diseñar es ordenar el caos o al menos decidir sobre qué variables operar, darle un sentido y crear una estructura. Como vemos, la vanguardia del diseño está muy pendiente del entorno, del presente y del futuro. Se cuestiona el hacer y sus modos, está atravesada por la problemática medioambiental y por los ciclos de vida de las cosas materiales que se representan en el modelo de la economía circular, que intenta desplazar al modelo capitalista lineal.

Biomateriales

Materiales sostenibles

Biochar

El biochar o biocarbón es una sustancia similar al carbón vegetal fabricada a partir de la descomposición de la materia orgánica a altas temperaturas sin oxígeno. Los fabricantes añaden aditivos al suelo para mejorar la absorción de agua y capturar la humedad en el biocarbón. Este material reduce gran parte de las emisiones de efecto invernadero producidas por el hormigón y los plásticos. De hecho, si todos los residuos orgánicos presentes en vertederos fueran transformados en biocarbón, se reducirían las emisiones de metano mundiales en un 11%. Añadir biocarbón a los ladrillos reduce las cantidades de cemento que necesita el hormigón, lo que reduce la generación de CO2 en su elaboración. El biocarbón también puede utilizarse con plásticos para fabricar ladrillos, lo que reduce la cantidad de residuos de plástico.

Ladrillos de lana

Los ladrillos de lana son fabricados combinando la lana con la arcilla que se utiliza en ladrillos convencionales. Supone un avance hacia una construcción más sostenible, pues los ladrillos de lana son un producto que genera cero emisiones de carbono. Los ladrillos tradicionales son fabricados en hornos que liberan humos tóxicos con altas concentraciones de carbono. Este proceso tiene graves consecuencias para el medio ambiente. Por el contrario, los ladrillos de lana combinan lana, arcilla y polímeros naturales, materiales disponibles de forma natural. No sólo son más sostenibles, sino también más robustos que los ladrillos convencionales.

Seda artificial de araña

La seda de araña es uno de los materiales más fuertes que existen, mucho más que el acero. Investigadores de Cambridge han desarrollado materiales que imitan la fuerza y la capacidad energética de la seda de araña. Esta seda de araña artificial está compuesta por un material llamado hidrogel, que tiene un 98% de agua. El hidrogel tiene fibras de sílice y celulosa que forman fibras fuertes una vez que el agua se evapora. Es posible fabricar seda de araña artificial a temperatura ambiente, lo que hace posible fabricarla en masa. La seda de araña artificial es 340 veces más duradera que el hormigón. Tiene diversos usos muy útiles, como el textil para la absorción de impactos en vehículos, o dispositivos médicos avanzados.

Materiales constructivos sustentables

Construir con materiales totalmente sustentables ofrece una serie de beneficios. En primer lugar, estos materiales contribuyen a reducir el impacto ambiental de la construcción, ya que su producción implica un consumo de energía menor en comparación con materiales convencionales, así como una menor emisión de gases de efecto invernadero. Además, al utilizar materiales naturales y renovables, se reduce la dependencia de recursos no renovables y se minimiza la extracción de materiales de la naturaleza.

El adobe como material sustentable: El adobe es un ejemplo destacado de material sustentable para la construcción. Está compuesto principalmente de tierra, agua y otros elementos naturales como fibras vegetales o estabilizantes orgánicos. La fabricación del adobe es relativamente sencilla y requiere un bajo consumo de energía. Además, los materiales utilizados para su producción son fácilmente disponibles en la naturaleza. El adobe ofrece varias ventajas como material de construcción. En primer lugar, tiene una excelente capacidad de aislamiento térmico, lo que significa que ayuda a mantener una temperatura interior confortable durante todo el año, reduciendo así la necesidad de calefacción y refrigeración artificial. Además, es un material duradero y resistente, capaz de soportar condiciones climáticas adversas. También es conocido por su capacidad de regular la humedad, absorbiendo y liberando la humedad del aire según sea necesario, lo que contribuye a un ambiente interior saludable.

Construcción con barro, madera y paja: Además del adobe, la construcción con barro, madera y paja son opciones sustentables que se pueden combinar para crear estructuras más completas y sostenibles. El barro es un material económico y ampliamente disponible que se utiliza en diferentes técnicas constructivas, como el revestimiento de paredes o la fabricación de ladrillos de barro comprimido. La madera, por su parte, es un material renovable y versátil que puede utilizarse en la estructura principal de los edificios, proporcionando resistencia y estética. La paja, cuando se utiliza adecuadamente, puede servir como aislante y relleno en las paredes, brindando un excelente rendimiento térmico. La combinación de estos materiales naturales ofrece una serie de beneficios. Por un lado, se promueve la sostenibilidad al utilizar recursos renovables y locales, reduciendo así la huella ecológica de la construcción. Por otro lado, estos materiales son altamente eficientes en términos de aislamiento térmico y acústico, lo que permite la creación de espacios confortables y eficientes energéticamente. Además, la estética natural y cálida que aportan estos materiales agrega un valor estético y una conexión con la naturaleza en los entornos construidos.

Ciudad Abierta

Paliduna o paleoduna

La quebrada la Puntilla es un tipo de quebrada llamado paleoduna. Las paleodunas son formaciones geológicas que se originaron en el pasado geológico y que se caracterizan por ser dunas fosilizadas. Estas dunas se formaron durante períodos antiguos cuando condiciones ambientales favorables, como la presencia de vientos constantes y sedimentos arenosos, permitieron su desarrollo. Sin embargo, es importante tener en cuenta que, aunque las dunas compactadas pueden ser más estables, aún pueden ser vulnerables a ciertos procesos y perturbaciones. Por ejemplo, la acción del agua, como inundaciones o cambios en el nivel freático, puede debilitar la consolidación de los sedimentos y afectar la estabilidad de las dunas compactadas. También pueden ocurrir movimientos tectónicos o cambios geológicos que afecten la estabilidad a largo plazo de estas formaciones.

Consulta a Claudia

Con base en los hallazgos y experiencias recopiladas durante nuestra visita a la Ciudad Abierta, se pudo constatar la relevancia de abordar la situación en la que se encuentra la quebrada “La Puntilla”. Debido a un incendio, se ha producido una debilitación del suelo, lo cual ha provocado la erosión en la zona. En este contexto, consultamos a Claudia, una paisajista y residente de la Ciudad Abierta, quien logró recuperar parcialmente la quebrada en la que reside.

Claudia compartió con nosotros su método para recuperar el suelo y restaurar la flora nativa, la cual juega un papel fundamental en la compactación del suelo y su recuperación. Nos explicó la importancia de priorizar las curvas de nivel existentes en el terreno, ya que estas desempeñan un papel positivo en el proceso de recuperación. Además, en las zonas debilitadas y erosionadas, Claudia comenzó la construcción de terrazas utilizando maquinaria especializada.

La construcción de terrazas resulta beneficiosa en varios aspectos. En primer lugar, contribuye a la conservación del agua al ralentizar y reducir el flujo superficial y mejorar la captación de agua de lluvia. Asimismo, evita la erosión del suelo al reducir la formación de riachuelos y promueve la conservación de este recurso tan vital.

Sistema de terrazas

El sistema de terrazas es una técnica de construcción y manejo del terreno que consiste en crear escalones o plataformas horizontales en pendientes pronunciadas. Estas terrazas se construyen nivelando el terreno y creando muros o estructuras de contención para contener el suelo en cada nivel.

El objetivo principal del sistema de terrazas es controlar la erosión del suelo y aprovechar de manera eficiente el agua de lluvia, especialmente en áreas con pendientes pronunciadas. Al crear estas plataformas horizontales, se reducen la velocidad y la cantidad de escorrentía superficial, lo que evita la pérdida de suelo fértil y minimiza la erosión.

Además de su función de conservación del suelo, las terrazas también ayudan a mejorar la disponibilidad de agua y la infiltración en el terreno. Cada plataforma o escalón actúa como una especie de reserva de agua, permitiendo que esta se filtre gradualmente en el suelo y se mantenga disponible para las plantas y los cultivos. Esto ayuda a mejorar la productividad agrícola, especialmente en áreas con precipitaciones irregulares.

Propuesta de Diseño

Tomando en consideración estos datos recopilados, regresamos a la quebrada para realizar un estudio detallado desde una perspectiva externa. Durante esta revisión, nos enfrentamos a la problemática siguiente: ¿Será necesario construir terrazas en toda la quebrada para lograr su recuperación completa? nte esta pregunta, nos planteamos la realidad de la situación y reconocemos que es inviable construir terrazas de gran magnitud por cuenta propia. Por lo tanto, al estudiar detenidamente La Puntilla, surgió la siguiente hipótesis: Si se construyen terrazas de conservación en los puntos más críticos de la quebrada, entonces es posible lograr una recuperación gradual sin requerir una intervención exhaustiva.

Esta hipótesis sugiere que, al focalizar la construcción de terrazas en áreas específicas de mayor vulnerabilidad, se podrán obtener resultados positivos para la recuperación progresiva de la quebrada sin la necesidad de abarcar la totalidad del terreno. La idea principal en cuanto a la forma constructiva debería ser la contención del suelo y la promoción de la flora nativa, más allá de la función habitacional humana.

Para lograrlo, se propone utilizar una estructura enquinchada curva que permita facilitar el acceso de humedad a la terraza.

Esta propuesta se basa en la premisa de que la contención del suelo y la conservación de la vegetación autóctona son elementos fundamentales a considerar en el diseño y construcción de las terrazas. La estructura enquinchada, que consiste en un sistema de muros curvos y compactados con materiales locales, busca no solo brindar soporte físico a la terraza, sino también fomentar la llegada de humedad al terreno.

El enquinchado curvo proporciona una mayor superficie para capturar y retener la humedad proveniente de la lluvia, promoviendo así una mayor disponibilidad de agua para las plantas y la flora nativa presentes en la terraza. Al ser construido con materiales locales, se busca una integración armoniosa con el entorno y una menor huella ecológica en términos de transporte y producción de materiales.

Esta propuesta busca establecer una relación simbiótica entre la estructura de contención y el entorno natural, permitiendo la proliferación de la flora nativa y contribuyendo a la conservación del suelo y la biodiversidad local.

Forma constructiva

La forma constructiva adoptada se basa en la repetición de una unidad discreta hasta alcanzar una totalidad. Esta unidad se caracteriza por ser un paraboloide hiperbólico, lo cual tiene la particularidad de generar una nueva curva dentro del conjunto si la orientación de la siguiente unidad es modificada.

Esta estrategia constructiva implica utilizar la misma unidad básica de forma repetitiva, siguiendo un patrón definido, para construir una estructura en su totalidad. Cada unidad individual es diseñada como un paraboloide hiperbólico, una superficie curva que tiene propiedades geométricas específicas.

Al cambiar la orientación de la siguiente unidad en relación con la anterior, se crea una nueva curva dentro del conjunto. Este cambio en la orientación permite la generación de formas dinámicas y orgánicas a medida que se avanza en la construcción.

Este enfoque constructivo basado en la repetición de unidades y la variación de la orientación ofrece una serie de ventajas. Permite flexibilidad en la forma final de la estructura, adaptándose a las condiciones del entorno y las necesidades específicas del proyecto. Además, la utilización de paraboloides hiperbólicos puede proporcionar una mayor resistencia estructural y estabilidad, distribuyendo las cargas de manera eficiente. La forma constructiva adoptada se basa en la repetición de una unidad discreta hasta alcanzar una totalidad. Esta unidad se caracteriza por ser un paraboloide hiperbólico, lo cual tiene la particularidad de generar una nueva curva dentro del conjunto si la orientación de la siguiente unidad es modificada.

Esta estrategia constructiva implica utilizar la misma unidad básica de forma repetitiva, siguiendo un patrón definido, para construir una estructura en su totalidad. Cada unidad individual es diseñada como un paraboloide hiperbólico, una superficie curva que tiene propiedades geométricas específicas.

Al cambiar la orientación de la siguiente unidad en relación con la anterior, se crea una nueva curva dentro del conjunto. Este cambio en la orientación permite la generación de formas dinámicas y orgánicas a medida que se avanza en la construcción.

Este enfoque constructivo basado en la repetición de unidades y la variación de la orientación ofrece una serie de ventajas. Permite flexibilidad en la forma final de la estructura, adaptándose a las condiciones del entorno y las necesidades específicas del proyecto. Además, la utilización de paraboloides hiperbólicos puede proporcionar una mayor resistencia estructural y estabilidad, distribuyendo las cargas de manera eficiente.

Unidad Discreta

Prueba de barro