Se trata del prototipo de un edificio de madera de mediana altura energéticamente eficiente, desarrollado por la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM). El proyecto es uno de los diez seleccionados a nivel mundial para el concurso de diseño, construcción y monitoreo de desempeño de viviendas solares que organiza el Departamento de Energía de EEUU.
Como su nombre lo indica, el proyecto “Casa Metamorfosis” consiste en un conjunto de departamentos cuyos espacios interiores pueden ser modificados en su forma, superficie, volumen, orientación solar, ventilación natural, accesibilidad, función y otras cualidades. Todo esto, mediante entramados de madera y paneles prefabricados, que son desmontables manualmente y que no comprometen la integridad de la estructura en pie.
Luis Felipe González, investigador en Carpintería de Armar Robotizada, profesor auxiliar de la UTFSM y autor del libro “Uniones carpinteras de Valparaíso: la geometría de ensambles y empalmes”, cuenta que la idea de crear este proyecto nació en julio de 2018. En esa fecha, unas 90 personas del Comité de Allegados Villa Los Jardines de Ñuñoa montaron un campamento sobre una cancha de fútbol del Instituto Nacional del Deporte, para exigir acceso a una solución habitacional en la misma comuna donde nacieron y viven actualmente con sus padres y abuelos, pero que por diversas razones no pueden acceder a un subsidio habitacional.
En ese entonces, en la universidad habían discutido la idea de ampliar su línea de investigación en Carpintería de Armar Robotizada, aplicada en la restauración del patrimonio arquitectónico en madera, incorporando también la construcción industrializada de edificios de madera reconfigurables en pleno uso.
Render de Casa Metamorfosis vista desde la calle / UTFSM
“Así surgió la idea de proyectar un conjunto habitacional de uso mixto en Ñuñoa con edificios de madera de mediana altura, energéticamente eficiente y capaz de alojar durante su vida útil diversidad de personas, estilos de vida, modos de convivencia, medios de sustento y niveles de ingreso. Sabemos que las personas cambian, pero los edificios quedan. La hipótesis es que un entorno construido verdaderamente de manera sustentable, será aquel que pueda adaptarse en el tiempo con el menor costo posible para sus habitantes”, cuenta González.
El proyecto del edificio consta de un primer piso y cajas de escaleras de cinco pisos con pilares y losas de hormigón armado. Sobre la losa de la segunda planta, se propone una estructura primaria de poste y viga aislada por disipadores de energía, que está compuesta por piezas prefabricadas de madera laminada, ensambladas mediante uniones carpinteras y mecánicas, y una estructura secundaria de entramados de madera, armados mediante uniones carpinteras prefabricadas y desmontables manualmente. En estos entramados se omitieron las riostras para facilitar la estandarización y coordinación modular entre piezas lineales y entre paneles de relleno prefabricado, que también son desmontables manualmente, con revestimiento interior y exterior de distinta materialidad y producido en fábrica.
El mecanizado de todas las uniones carpinteras en las piezas de la estructura primaria y secundaria será ejecutado por robots industriales, equipados con herramientas de corte, es decir, mediante Carpintería de Armar Robotizada. “La carpintería de armar, tradicional o robotizada, es un método de construcción verdaderamente sustentable y perfectamente compatible con las prácticas actuales de cuidado del medio ambiente en todas las etapas del ciclo de vida de los edificios”, explica el investigador.
Render desde el interior de la Casa Metamorfosis / UTFSM
Solar Decathlon 2020
El Solar Decathlon es una competencia del Departamento de Energía de Estados Unidos, que invita a universidades a diseñar y construir edificios altamente eficientes alimentados por energías renovables. Las dimensiones que evalúa en cada proyecto son: desempeño energético; ingeniería; viabilidad financiera y asequibilidad; resiliencia; arquitectura; operaciones; potencial de mercado; confort y calidad ambiental; innovación; y presentación.
El equipo chileno que presentará la Casa Metamorfosis, llamado “Team PanAm”, está conformado por las estudiantes de arquitectura de la UTFSM Andrea Arumi, Michelle Ramírez, Ann Oyanadel, Hello Cornejo y la profesora Dra. Nina Hormazabal.
Desde la industria de la construcción y la robótica industrial colaboran Arauco, Rotho Blaas Chile, Maderas Voipir, Rehaus Chile, Nüprotec (Osmo) y Kuka Iberia-Latam.
Para la categoría “Build Challenge” en la que participa la UTFSM, deben construir dos prototipos o departamentos piloto de la Casa Metamorfosis: uno en Chile y otro para enviar al concurso que se expondrá en junio de 2020 en Washington DC. En nuestro país, deben montar un prototipo de una unidad de vivienda completamente funcional y evaluarlo durante tres días en funcionamiento regular, es decir, operando luces, electrodomésticos y duchas, como si estuviera habitado. La prefabricación de los componentes estructurales en madera de este prototipo está programada para las primeras dos semanas de enero del próximo año, con un robot industrial KUKA KR120 r2500 pro, en el Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción de la Universidad del Biobío, Concepción.
Luego deben montar una réplica parcial del prototipo sobre un tráiler, la que será exhibida en el National Mall de Washington DC como parte del 2020 Smithsonian Folklife Festival. Para instalarla, el equipo chileno contará con el apoyo de la Missouri University of Science and Technology.
Como explica González, el concurso evalúa el uso y producción de energía del edificio, así como su capacidad para proporcionar servicios de energía, ya sea que estén conectados a una red eléctrica instalada, o que funcionen de manera autónoma con potencia generada in situ o almacenada, siendo la meta un desempeño energético superior, es decir, crear un edificio energía cero. “Todo esto requiere informar el diseño con los resultados del modelamiento energético del edificio e incluir una fuente de generación de energía, en nuestro caso un sistema solar fotovoltaico instalado en la cubierta de cada edificio. Además, se requiere una selección exhaustiva del equipamiento eléctrico que será evaluado en la unidad de vivienda construida en Chile, incluyendo calefacción y producción del agua caliente sanitaria”.
Experiencia en eficiencia energética
La UTFSM ya tiene experiencia y buenos resultados en este certamen. En 2014 participaron del Solar Decathlon Europe en Francia, donde aprobaron seis de las diez pruebas de la competencia. Esto dio paso al proyecto Casa Fenix (For Emergency post-Natural Impact eXtreme) y a la construcción de un ejemplar financiado con el Subsidio de Reconstrucción del MINVU, en el Cerro Las Cañas de Valparaíso, para una de las familias que fue víctima del gran incendio de abril 2014.
Casa Metamorfosis también estará presente en la WCTE 2020, que se realizará en nuestro país el próximo agosto. “Participaremos a través de nuestros auspiciadoresquienes exhibirán sus productos instalados en la unidad de vivienda montada en Chile y que el público podrá visitar. En esa instancia expondremos los primeros resultados del monitoreo de Casa Metamorfosis, que pretendemos extender a un período de un año”, concluye González.
