The Cairns Institute

The Cairns Institute

El exterior se adapta tanto a nivel paisajístico como bioclimático al entorno tropical, mientras que el interior crea un ambiente que optimiza la experiencia de trabajo y colaboración, y el vínculo con la comunidad.

Lo local como ventaja global
La educación superior en Australia es relativamente homogénea en calidad pero competitiva a nivel nacional e internacional. Cada universidad busca articular y mejorar sus atributos diferenciadores para atraer estudiantes, académicos de prestigio y financiamiento. A su vez, y a pesar de los avances en materia de la educación a distancia, el carácter y prestigio de las universidades se basa en gran medida en su ubicación y la calidad de sus edificios e infraestructura. Esto ha llevado a muchas universidades australianas invertir en espacios de calidad para el aprendizaje, la investigación y la relación con la comunidad.

La James Cook University (JCU) tiene como estrategia principal el posicionarse a nivel global como uno de los principales centros de investigación de temas relacionados con climas y regiones tropicales. Con la creación en 2009 del Cairns Institute, y la construcción en 2012 de un edificio destinado a acogerlo en el campus de la JCU en el extremo norte del estado de Queensland, Australia, se buscaba poner en práctica dicha estrategia. El desafío era crear un edificio único, identificable y adaptado al paisaje, de modo de posicionar al campus de la JCU como un lugar de innovación en un entorno tropical.


Imagen 1. Vista exterior del edificio, destacando su fachada sur. Créditos: Christopher Frederick Jones

Para que esta estrategia de la JCU tuviera resultado, se debían atraer a los mejores investigadores relacionados a regiones tropicales, por lo que era crucial que el diseño del edificio propuesto creara un ambiente que optimizase la experiencia de trabajo y colaboración. El diseño también debía reforzar el contacto de la comunidad con la investigación, generando espacios intuitivos y cómodos en los que los investigadores podían comunicar su trabajo. Parte integral de la propuesta debía ser su relación con el bosque húmedo tropical que rodea al campus, tanto en materia paisajística como de diseño bioclimático. Además, el diseño, los materiales y sistemas del edificio debían, en su conjunto, tener una alta calidad ambiental y un bajo costo de operación y mantención.

En definitiva, tres principios guiaron el proceso de diseño del proyecto Cairns Institute:

  • Lograr un edificio de investigación en base a soluciones de diseño imaginativas e integradas
  • Utilizar materiales de carácter sólido pero elegante, dado el carácter público y universitario del proyecto
  • El edificio debía utilizar criterios de diseño bioclimático, y de ahorro y gestión de la energía y agua.

Cabe destacar que los fondos para el proyecto fueron proporcionados en gran medida por un fondo del gobierno central de Australia, a través del Departamento de Innovación, Industria, Ciencia e Investigación. Tanto la estrategia de posicionamiento de la JCU como el apoyo del gobierno para su implementación ponen en evidencia aspectos que ya hemos discutido en otras columnas: las ciudades y regiones pueden crear estrategias locales de desarrollo económico sustentable basadas en su conocimiento y condiciones locales, pero posicionadas a nivel global. Veamos pues como el proyecto del Cairns Institute pone en práctica esta visión.


Imagen 2. Vista nocturna del edificio hacia su esquina suroriente, destacando el bosque húmedo tropical de fondo. Créditos: Christopher Frederick Jones

El proyecto como lugar, paisaje y microclima
Un elemento clave desde el inicio del proyecto fue reconocer la topografía del lugar. Ubicado entre tres laderas de bosque húmedo tropical, se quería que el diseño del edificio reflejara el paisaje tropical del extremo noreste de Australia, intentando llevarlo hacia el centro del campus universitario. Así, mientras el campus fue concebido como una trama ortogonal con ejes que relacionaban sus distintos recintos, este edificio se emplazó con mayor soltura en el terreno y sus accesos se pensaron como paseos circundantes que conduce hasta el foyer central.

Junto con criterios estéticos, el terreno fue cuidadosamente intervenido desde el punto de vista ambiental. La capa vegetal existente fue acumulada en el terreno y reinstalada como parte del paisajismo. Se generaron zanjas de drenaje como estrategia pasiva de manejo de aguas lluvias y control de erosión. Las especies vegetales utilizadas en el paisajismo son nativas de la zona, más algunas introducidas desde la cercana zona de Nueva Guinea. Los árboles son de copa ancha, maximizando las sombras generadas. El césped utilizado no requiere mantención y el suelo no requiere riego al contener arcillas locales que retienen la humedad.


Imágenes 3 y 4. Vistas de la fachada y el ‘enredado’ que rodea al edificio. En su fachada norte (imagen arriba) destacan los paneles de acero corten de los módulos elipsoidales de aprendizaje, mientras que en su fachada sur del espacio de trabajo (imagen abajo), destacan el muro cortina de cristal de alto rendimiento y la protección solar de acero. Créditos: Christopher Frederick Jones

En el centro del terreno, el edificio dialoga con las curvas del paisaje pero destaca fuertemente desde su materialidad. Uno de los elementos más llamativo del proyecto es el ‘enrejado’ que cubre prácticamente toda la fachada del edificio. Este elemento tiene el efecto de aumentar la escala del edificio y de darle más legibilidad desde la distancia, a la vez que permitirá la generación de un ‘muro verde’ de plantas trepadoras. El enrejado permite también dar coherencia al exterior del edificio, homogeneizando el volumen que, en la práctica, está compuesto por distintas geometrías. La cubierta fue diseñada como un sistema cantiléver de alas proyectadas de forma elíptica que permiten la distintiva forma del edificio.

El funcionamiento del edificio fue concebido en base a tres áreas distintas. En primer lugar está el área de trabajo, un espacio de oficinas con una distribución y circulación lineal eficientemente definida. En segundo lugar está el espacio público interior o foyer, de carácter más institucional, y a través del cual las personas entran al edificio y pueden acceder tanto al espacio de trabajo como al espacio de aprendizaje. Este espacio foyer permite la ventilación natural o mixta cuando las condiciones climáticas lo permiten. Finalmente, el espacio de aprendizaje se compone de dos grandes cubículos o ‘pods’ de forma elipsoidal que sobresalen de la fachada del edificio.


Imagen 5. Planta del primer piso, definiendo claramente el espacio de aprendizaje y sus dos módulos elipsoidales, el foyer central, y el espacio de trabajo. Créditos: Christopher Frederick Jones

Otro elemento relevante del diseño, esta vez en su interior, es el ‘muro del conocimiento’ que forma una interface entre el foyer y el espacio de trabajo. Este gran elemento de acero funciona como un marco que contiene espacios de oficina y talleres abiertos, así como información y otros elementos dinámicos. Además, en términos estructurales, este gran muro de acero forma la ‘columna vertebral’ del edificio.

Materialidad
En la elección de los materiales del edificio primaron dos criterios: la vida útil y la elegancia, dado que se trataba de un edificio universitario abierto a la comunidad. Por otra parte, el proyecto de ingeniería consideró soluciones que permitieron una estructura efectiva y eficiente, lo que redujo la cantidad de material utilizado, comparado a un edificio estándar.

 
Imágenes 6 a 9. Vistas exteriores e interiores del edificio, destacando el uso de acero corten y otros elementos de acero galvanizado. Créditos: Christopher Frederick Jones

Tanto las fachadas externas como internas del edificio son de acero corten. Se utilizaron un total de 820 paneles de este material, algo hasta ahora inusual en un clima tropical. El acero además incorporó un film de protección anti-oxido, eliminando la necesidad de mantención en el largo plazo. Especial cuidado tuvieron los ingenieros en el diseño del sistema de fijación de los paneles a la sub-estructura, dándole mayor flexibilidad y capacidad de disipar energía, ya que el edificio debía ser diseñado para soportar vientos de más de 260km/hr. Por fuera de la fachada exterior de acero corten, el ‘enrejado’ exterior se soporta mediante montantes y cintas de acero que permiten la doble e incluso triple curvatura del enrejado. Esta sub-estructura de acero externa fue galvanizada en caliente como protección contra la corrosión.

En el interior del foyer, el acero corten de los muros se combina con madera y pisos de hormigón. El espacio de oficinas y parte del espacio de aprendizaje incorporó muros cortina de acristalamiento de alto rendimiento, complementado con protecciones solares ejecutadas en placas acero extruido, de modo de lograr el estándar requerido para coeficiente de ganancia solar, como se explica a continuación.

Estrategias bioclimáticas y de calidad ambiental
Para reducir las ganancias de calor por radiación solar directa, las superficies acristaladas del edificio fueron protegidos del sol por amplios aleros y voladizos. A su vez, los espacios de entrada son particularmente amplios y sombreados. La generación de sombras y la utilización de acristalamiento de alto rendimiento tipo baja emisividad o low-e, permite que el edificio cumpla con el estándar de 0.2 en SHGC (solar heat gain coefficient o coeficiente de ganancia solar); es decir por cada 100 watt de energía solar directa que incide en una abertura, sólo ingresan 20 watt al edificio.

Las láminas exteriores de acero corten fueron montadas en un sub-marco estructural que posee una cámara de aire que permite ventilar el calor radiante re-emitido por la fachada, minimizando la transferencia de calor hacia el interior del edificio. El acero de la fachada también permite un rápido enfriamiento durante la noche. El control térmico se complementa con la utilización de aislamiento térmico de gran espesor en cubierta.


Imagen 10. Detalle de la fachada sur, con el muro cortina de cristal de alto rendimiento, la protección solar de acero, y en el enrejado y su sub-estructura de acero galvanizado. Créditos: Christopher Frederick Jones

Otras estrategias a destacar son la iluminación interior, la estrategia de climatización y el ahorro de agua. El interior del edificio se ilumina en gran medida mediante iluminación natural. Esta ingresa a los recintos mediante un sistema de claraboyas y lucernarios de baja transmisión de radiación solar. Lo anterior se complementa con un sistema de iluminación artificial automatizado y con luminarias de bajo consumo. El sistema automatizado proporciona modos de iluminación fácilmente controlables en todas las áreas multifuncionales, e  incluye sensores de movimiento en pasillos y apagado automático en función del nivel de iluminación natural. Los modelamientos demostraron que la combinación de estas estrategias reduce en un 40% el consumo de energía por iluminación, al compararse con un edificio estándar.

La climatización del edificio, en particular del espacio del foyer, se basa en un sistema mixto. Si bien existe aire acondicionado para proporcionar confort térmico, cuando los niveles exteriores de temperatura y humedad ambiental son favorables, la orientación del edificio permite ‘capturar’ los vientos predominantes y con ello generar refrescamiento pasivo. De no haber viento suficiente, grandes ventiladores de cielo comienzan a funcionar. El edificio además considera una estrategia de aire acondicionado por zonas, lo que permite mayores niveles de confort térmico y ahorro energético, así como una serie de intercambiadores de calor de placas para la recuperación de la energía utilizada en la climatización. También cabe destacar la incorporación de sensores de humedad y sensores de dióxido de carbono CO2, para proporcionar niveles óptimos en la calidad del aire. Todas las unidades de aire acondicionado y bombas están provistas con motores de alta eficiencia, y con variadores de velocidad. Todo lo anterior permite reducir drásticamente la demanda y el consumo por climatización interior.

Finalmente, el proyecto incorpora un sistema de recolección de aguas lluvias, las que luego son utilizadas para llenar los estanques de los inodoros. Todos los artefactos sanitarios y griferías son de bajo consumo hídrico.

Información adicional

  • Destino:  Educación universitaria
  • Arquitectos: Woods Bagot (Brisbane), RPA Architects (Townsville)
  • Construcción: Hansen Yuncken
  • Cliente: James Cook University, con aportes del Gobierno Federal de Australia
  • Año de construcción: 2012
  • Superficie: 4.000 m2
  • Costo: 25 millones AUD
  • Ubicación: Smithfield, Cairns, Australia
  • Fotografías:  Christopher Frederick Jones y Woods Bagot

Premios relevantes

  • Ganador del Australian Institute of Architects, Queensland Chapter, 2014:
    Proyecto destacado, Arquitectura interior
    Proyecto destacado, Arquitectura pública

José Tomás Videla Labayru
Arquitecto LEED-AP, MSc, MBA

 

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