La nanotecnología como herramienta para diseñar pieles arquitectónicas sostenibles

LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA PARA DISEÑAR PIELES ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES.

Jose Darío Gavíria Botero

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Jose Darío Gaviria Botero Facultad de Arquitectura e Ingeniería Arquitectura Informe de Investigación:

Asesor temático: Gemay Bonilla Arboleda Asesoras Metodológicas: Diana María Bustamante Parra Natalia Cardona Rodríguez Medellín, Colombia 2019

Jose Darío Gaviria Botero La nanotecnología como herramienta para diseñar pieles arquitectónicas sostenibles.

Proyecto de investigación Arquitectura Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

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LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA PARA DISEÑAR PIELES ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES.

Jose Darío Gaviria Botero Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia Facultad de Arquitectura e Ingeniería Asesor temático: Gemay Bonilla Arboleda Asesor Metodológico: Diana María Bustamante Parra Natalia Cardona Rodríguez

Noviembre de 2019

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Figura 1. Palazzo Italia.

Agradecimientos

En primer lugar y muy especialmente quiero agradecer a las arquitectas Diana María Bustamante y Natalia Cardona Rodríguez por toda su dedicación y concejo para conmigo.

A mi familia, mi madre Luz María Botero, Henry Botero, Jose Botero y Sonia Gutiérrez agradecerles es poco. Ellos soportaron mis ausencias, mis demoras y mis desordenes. Les debo todo el amor que me dan, el no haberme dejado bajar los brazos nunca y apoyarme siempre.

A mi perro Bruno por ser mi fiel compañía durante las largas y eternas noches de desvelos.

Al químico Cristiam Fernando Santa Chalarca de la Universidad de Massachusetts por haber sido una de las primeras personas en brindarme conocimientos y generar una pasión en mí sobre el gran universo de la nanotecnología.

Al ingeniero químico Gemay Bonilla de la Universidad de Antioquia por creer en mi potencial y brindarme la confianza necesaria para abordar diferentes proyectos con líneas en nanotecnología.

Al arquitecto Lucas Arango Díaz por brindarme suconocimientoyexperienciaparapotencializar este proyecto.

Y a mis amigos, por su amistad, sostén y dedicación, en ayudarme y acompañarme siempre.

Gracias.

Figura 2. Fachada con nanotecnologĂ­a.

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INTRODUCCIÒN

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LOS MATERIALES EN LAS PIELES ARQUITECTÓNICAS

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EL FUTURO ES LA NANOTECNOLOGÍA

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NANOTECNOLOGÍA EN LAS ENVOLVENTES ARQUITECTÓNICAS

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LA NANOTECNOLOGÍA Y SU INFLUENCIA EN LAS LÓGICAS COMPOSITIVAS 72

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CONCLUSIONES

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BIBLIOGRAFÍA E ÍNDICE DE IMÁGENES

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INTRODUCCIÓN En la historia de la arquitectura, los procesos constructivos y los materiales de construcción han determinado considerablemente las características formales a la hora de concebir el diseño de una piel arquitectónica. En este sentido y con el efecto de la globalización y el constante avance tecnológico se evidencia el surgimiento de nuevas técnicas y estudios que nos brindan nuevas oportunidades de evolucionar. Una de esas tecnologías que marcara un gran cambio es la nanotecnología, la cual es la ciencia de manipular la materia a una escala nanometrica, es decir modificar su estructura a una escala atómica y molecular. Trabajando a esta escala los comportamientos cuánticos reemplazan los comportamientos antes conocidos como el comportamiento tradicional y las propiedades físicas empiezan a cambiar.

Con esta forma de modificar la materia se espera que se transforme y se revolucione la forma en que vivimos, sus aplicaciones pueden evidenciarse en distintos campos, desde medicamentos y cosméticos hasta computadoras de última tecnología. Y especialmente en la arquitectura ,brinda y promete un sinfín de usos y características como inteligencia, resistencia, flexibilidad, conductividad, ligereza, dureza, cambio de color, auto limpieza, auto reparación, absorción de CO2 entre muchos más que desafían con modificar definitivamente todo concepto formal o funcional de una piel arquitectónica, a un cambio total y revolucionario en el pensamiento tradicional, en el cual los materiales convencionales son sustento de las diferentes lógicas compositivas que integran la relación construcción – forma.

Esta forma de modificar la materia a una escala manométrica nos brinda nuevos materiales, nuevos métodos de construcción y una distinta percepción arquitectónica que con un conocimiento a priori permitirá que se genere una arquitectura mucho más sostenible, ya que la integración de estos nuevos materiales conlleva unos cambios en la forma en la que planeamos y planteamos los proyectos. Por consecuencia a esto se modificara la forma tradicional de abordar una idea

Figura 3. Fachada acristalada.

arquitectónica, obligando al arquitecto a la búsqueda del entendimiento de las características de estos, para emprender un camino desconocido hacia la concepción de una piel compleja.

Con esto en mente se ve la necesidad de generar unos conocimientos sobre este tema para el desarrollo de una arquitectura que tiene que responder a distintitas necesidades positivas y negativas que marcaran la arquitectura del futuro, generando unos conocimientos que conecten la innovación de las nuevas posibilidades de diseño que nos brinda la nanotecnología en el área de la construcción con los arquitectos ,identificando y caracterizando las nuevas cualidades que brinda la nanotecnología en la arquitectura, mostrando los distintos materiales que se están aplicando y desarrollando y las nuevas características y herramientas que estos brindan en las lógicas compositivas a la hora de diseñar y planificar una piel arquitectónica sostenible.

Teniendo presente lo anterior, esta investigación pretende dar una introducción del concepto de nanotecnología y su aplicación en pieles arquitectónicas, enmarcando sus cualidades, beneficios y riesgos que tiene. Para esto la investigación tiene como objetivo reconocer cómo los materiales nanoestructurados transforman las diferentes lógicas compositivas tradicionales que integran la relación forma – función en la arquitectura sostenible.

Para lograr este objetivo, primero fue necesario exponer cómo los materiales de construcción influyen en las lógicas compositivas tradicionales para posteriormente identificar y las principales características de los materiales nanotecnológicos más utilizados en las fachadas arquitectónicas.

Posteriormente se analizó como los materiales nanoestructurados y sus nuevas cualidades influyen en la concepción de las pieles arquitectónicas sostenibles y finalmente se reconoció la oferta disponible de materiales nanoestructurados aplicados a las fachadas arquitectónicas en la ciudad de Medellín.

Con miras de generar conocimientos en un tema poco explorado en el país, la investigación se realizó y se basó de tesis y procesos investigativos de nanotecnología en la arquitectura en países del exterior y en autores como Graziella Trovato (2012) que exploraran la influencia de los materiales de construcción en las lógicas compositivas tradicionales, donde expresa el entendimiento de la lectura de la fachada como mascara de la arquitectura y toma el propio cuerpo como eje fundamental a la hora de entender una envolvente arquitectónica en la cual se evidencian los cambios impuestos por la evolución tecnológica, el consumo y la moda.

A partir de la lectura de estos documentos se planteó un diseño metodológico desarrollado

en cuatro fases. En la primera fase se hizo una búsqueda documental que soportara y nutriera los diferentes objetivos planteados y posteriormente en la segunda fase se recolecto la información en campo, donde se realizó una entrevista a un arquitecto experimentado en el diseño de pieles arquitectónicas, para conocer cómo influyen los materiales en la concepción de los diseños y se realizó una serie de entrevistas a grupos de investigación y científicos ligados con la nanotecnología para indagar sobre los avances en la nanotecnología en el sector de la construcción. En la tercera fase se realizó el análisis de la información obtenida y finalmente la cuarta etapa fue la realización de la propuesta.

Es así como el trabajo investigativo se sintetiza en la presente cartilla, cuyo capítulo uno Materiales en las pieles arquitectónicas aborda una introducción frente al concepto de piel arquitectónica, los materiales tradicionales y un contexto de cuáles son las mayores implicaciones que tienen los materiales tradicionales en las lógicas compositivas a la hora de diseñar una piel arquitectónica.

Luego en el capítulo dos La nanotecnología es el futuro se muestra la historia, la actualidad y los datos necesarios que permitan en un primer momento entender de una forma básica el concepto sobre nanotecnología y su contexto en la industria. Posteriormente en el Capítulo tres La nanotecnología en las pieles arquitectónicas se evidencia una recopilación de diferentes autores que manejan diferentes hipótesis utópicas de los grandes impactos que va tener la nanotecnología en la arquitectura, también muestra las diferentes características que ofrecen los nanomateriales y unos referentes proyectuales que implementaron nanotecnología en sus fachadas. Finalmente en el capítulo cuatro La nanotecnología y su influencia en las lógicas compositivas se expone las posibles implicaciones que traen las nuevas características de los materiales en las lógicas compositivas a la hora de diseñar una piel arquitectónica.

Figura 4. Torres del Parque.

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LOS MATERIALES EN LAS PIELES ARQUITECTร NICAS

La piel arquitectรณnica, el contexto de los materiales tradicionales mรกs utilizados y sus implicaciones de los materiales en las lรณgicas compositivas del arquitecto.

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LA PIEL ARQUITECTÓNICA A lo largo de la historia la arquitectura se convirtió en un gran eje en la evolución del hombre, sin embargo a la hora de definir la palabra "arquitectura" se pueden encontrar muchas ideas y conceptos que desfiguran una definición concreta.

Martínez (2012) en su artículo plantea la definición de arquitectura como el arte y la ciencia de proyectar y construir espacios habitables para el hombre, se puede pensar que esta constituida por dos aspectos aparentemente diferentes: el componente "artístico", identificado por la creatividad e imaginación en el proceso de proyección, y el componente "científico", asumido como una serie de procesos, rigurosos y sistemáticos, con los cuales acercarse a la mejor solución de los problemas de habitabilidad a los que se ve enfrentado el arquitecto(pàrr,5).

En este sentido cuando se habla de arquitectura, el concepto de piel arquitectónica se refiere a la fachada o envolvente de una edificación. En este contexto se le llama piel arquitectónica ya que la fachada es la proyección de nuestro propio cuerpo, la cual filtra relaciones con el exterior, es decir, la envolvente contiene, detiene y recibe, pero al mismo tiempo es receptor de algo que lo interviene ,es decir, que la piel del edificio cumple la función de aislar los espacios interiores de las condiciones climáticas y ambientales

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exteriores, en este sentido la forma de la piel arquitectónica establece la aproximación a la configuración espacial interna (Trovato, 2012).

Para enteder esa relacion del exterior con el interior, tenemos que hablar de habitabilidad, esta juega un papel fundamental ya que la pieza arquitectónica tiene un intercambio de materia y energía, entre el ambiente exterior y el ambiente interior condicionadas por los cerramientos del proyecto arquitectónico.

Teniendo esto en cuenta los aspectos de habitabilidad se determinan por la sensación de confort ambiental, a partir de respuestas subjetivas de una valoración que hace una persona sobre la calidad del entorno, las condiciones térmicas , acústicas, físicas y espaciales.(Àrea Metropolitana del Valle de Aburra, 2015).

El concepto de piel arquitectónica ha sido un término muy utilizado por los arquitectos a lo largo de la historia, normalmente cuando se habla de este concepto se da por entendido que se habla de las fachadas que componen un proyecto arquitectónico. Pero sin duda este término tiene un fondo más amplio que envuelve un mayor protagonismo del que se cree. Graziella Trovato es una arquitecta italiana que ha explorado el significado de este término y en su libro “Desvelos” expone muchas de sus ideas hacia este tema.

Figura 5. Piel arquitectónica de una edificación.

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Durante el desarrollo de sus ideas Graziella es enfática en entender la fachada como la máscara de la arquitectura, donde se toma el propio cuerpo humano como eje fundamental a la hora de entender la envolvente arquitectónica y en la cual se evidencian los cambios impuestos por la evolución tecnológica, el consumo y la moda.

Por ende es primordial comprender la fachada como la proyección de nuestro propio cuerpo, la cual filtra las relaciones con el mundo exterior, Graziella destaca tres tipos de mascara que resumen nuestra forma de vivir en el espacio.

- Máscara ritual: Nuestra propia piel como soporte de significado que define espacios y superficies.

- Máscara social: En el contexto social la máscara es el propio rostro del proyecto.

- Máscara electrónica: Propone una máscara ampliada y mejorada por la tecnología, poniendo en discusión los límites tradicionales.

En este sentido las fachadas o pieles arquitectónicas nacen del análisis de un proyecto arquitectónico y configuran el espacio urbano, registrando los cambios que la moda impone (signos a la que la colectividad se apega), convirtiéndose en un producto más de la cultura material y

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de la lógica del consumo, no obstante la autonomía de la envolvente se configura como un elemento dependiente de los aspectos constructivos, figurativos y comunicativos, y en este sentido Graziella maniefiesta que la envolvente contiene, detiene y recibe, pero al mismo tiempo es receptor de algo que lo interviene, este algo es el que lo codifica y le da significado.

(Trovato, 2012).

Muchas veces la fachada, los sistemas constructivos y los materiales de una edificación estaban seleccionados por la relación cultural, es decir, estas fachadas reflejaban y expresaban la cultura de un lugar específico.

En este sentido se podría pensar que los sistemas constructivos y los materiales no tuvieran un valor representativo en el campo del arte y de la expresividad. Sin embargo hay autores que consideran que los materiales no son un simple limitante, son una herramienta de diseño, “la tectónica adquiere el carácter de verdadero arte en la medida en que equivale a una poética de la construcción, pero en este caso la dimensión artística no es figurativa ni abstracta” (Frampton, 1999,p.13).

Es innegable que no se puede hablar de fachadas sin referirnos a lo físico y material, ya que la belleza es algo abstracto y puramente subjetivo, no obstante la interpretación de las formas y la función de una fachada está basada necesariamente en elementos que permiten la realización de esas ideas proyectadas.

Figura 6. Relación interior-exterior de una fachada.

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Teniendo esto en mente es importante mencionar que a lo largo de la historia el hombre siempre exploro y busco diferentes materiales que se convirtieran en un elemento de protección que permitieran un adecuado habitar en un espacio determinado para el humano. Esta búsqueda de protección y experimentación permitió por medio de elementos de construcción encontrar y producir formas volumétricas, que por la composición de esos materiales y su formas permitieron crear y delimitar espacios para el ser humano, estos materiales de construcción el hombre los empezó a clasificar según su origen, mayormente estos los clasificaron en materiales pétreos, aglomerantes, metálicos, orgánicos, entre otros.

Estas experimentaciones configuraron elementos arquitectónicos como muros, basamentos o cubiertas formadas por materiales usuales como ladrillo, concreto, vidrio y madera .En un principio estos elementos fueron concebidos como materiales que no cumplían con una función estética, pero cumplían con funciones estructurales que ofrecían una capacidad de exploración y generación de espacios modulares y secuenciales que optimizaban y facilitaban los procesos de construcción.

Teniendo eso en mente se puede decir que la proyección a la hora de diseñar estaba sujetada a una geometría que pudiera generar sistemas estructurales modulares, no obstante con la introducción del hierro se permitió proyectar de forma separada la estructura de soporte de los materiales que servían para delimitar un espacio de otro entre el interior y el exterior. Sin embargo en muchas ocasiones los diferentes materiales o elementos constructivos utilizados en años atrás,

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estaban previamente fabricados y disponían de unas medidas concretas, por lo cual en muchas ocasiones el proceso de diseño estaba influenciado por la experimentación de modular estos materiales.

Por otro lado la fachada es el primer espacio que muestra la transición de lo público a lo privado. Debido a esto, la materialidad de la envolvente siempre ha tenido una gran importancia, ya que esa materialidad permite la realización conceptual de formas y atmosferas en un espacio, en este sentido esta fachada se convierte en la imagen representativa de un colectivo hacia una edificación.

Por ende los desarrollos en la materialidad durante la historia de la construcción siempre influyeron mucho en la arquitectura y en la evolución y proyección de esta. Varios autores aseguran que con la aparición y mejoramiento de materiales se entraba en una nueva exploración a la hora de proyectar fachadas arquitectónicas. Segura (2012) menciona que “Desde el siglo XX, el movimiento moderno buscaba descubrir la tensión entre el espacio y la superficie mediante el uso del vidrio y otros materiales de superficies transparentes” (p.2).

Figura 7. Fachada con materiales tradicionales.

En este sentido la utilización de vidrio en fachadas permitió generar paramentos de apariencia ligera y esto llevó a generar nuevos cuestionamientos entre el exterior y el interior en la arquitectura, partiendo de esto se pude pensar que en el movimiento moderno nació una evolución tectónica y de materialidad que permitió una dimensión mucho más diversa en la forma de proyectar, permitiendo que

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la materialidad se convirtiera no solo en elementos de protección y de límite, sino en materiales que permitieron evolucionar a una relación entre el interior y el exterior mucho más armónica.

El vidrio no es el único gran material que trajo muchos cambios en las fachadas, también se puede evidenciar el gran impacto de la utilización de concreto en la historia de la arquitectura, esto se ve reflejado en que es uno de los materiales más utilizados en el sector de la construcción. Este hizo parte de grandes obras emblemáticas de la arquitectura tradicional, convirtiéndose en uno de los materiales más utilizado en diferentes ámbitos de la construcción de una edificación.

Teniendo presente lo anterior y la importancia de la materialidad, se le realizó la siguiente pregunta al arquitecto lucas Arango: ¿Cuál es el proceso para la elección de un material en sus diseños?

En el campo laboral no me dedico mucho al diseño, mayormente cumplo una función como asesor en la elección de los materiales. El proceso para la elección de materiales parte de analizar cálculos de propiedades térmicas ópticas y auditivas. Por otra parte también se analiza de una forma no muy certera el tema de la huella ecológica de los materiales ya que lamentablemente en la práctica en los Figura 8. Piel arquitectónica con ladrillos

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Figura 9. Características de los materiales

países desarrollados hay un mayor análisis pero en nuestro país aún no hay un gran desarrollo en este tema, ya que quienes ofrecen materiales no tienen claro el análisis de la huella ecológica de los materiales que ofrecen. Entonces muchas veces se toman análisis de otras partes para la proyección de estos.

No obstante la lógica siempre está basada en los términos acústicos, térmicos y lumínicos. Es decir, ese material como contribuye a que un espacio se caliente más o menos, que haya mayor o menor luz y que permita que se escuche mejor. En segundo lugar estaría la sostenibilidad ambiental. (2019)

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IMPLICACIONES DE LOS MATERIALES EN LAS LÓGICAS COMPOSITIVAS DEL ARQUITECTO La fachada nace de un proyecto arquitectónico, registrando los cambios que la moda impone (signos a la que la colectividad se apega), convirtiéndose en un producto más de la cultura material y de la lógica del consumo.

Graziella trovato expone en su libro Desvelos(2007). que la fachada es la máscara de la arquitectura, en la cual se evidencian los cambios impuestos por la evolución tecnológica, el consumo y la moda. Tomando el propio cuerpo como eje fundamental a la hora de entender la envolvente arquitectónica.

En este sentido la fachada es la proyección de nuestro propio cuerpo, donde la piel es la encargada de filtrar las relaciones con el mundo, por ende la autonomía de la envolvente se configura como un elemento dependiente de los aspectos constructivos, figurativos y comunicativos. Esta piel arquitectónica no es “un simple recubrimiento”, es una superficie porosa que filtra la relación entre el interior y el exterior, la cual contiene unos órganos que son organizados, apropiados y manipulados, pero siempre influenciados por los materiales utilizados en diferentes épocas.

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Al respecto Graziella menciona “El sistema constructivo romano incorpora muchos de los elementos característicos de la arquitectura tradicional (muros, vigas en dintel, bóvedas, columnas y arcos).” Estos se Convirtieron en sustento y expresión de la lógica compositivas de esos tiempos Teniendo esto presente se puede resaltar la importancia de los materiales en las lógicas compositivas, ya que las características técnicas y estéticas de cualquier material juegan un papel fundamental a la hora de ejecutar y respaldar una idea proyectual.

Sin embargo, es importante mencionar que no necesariamente los materiales se convierten en los únicos elementos compositivos que pueden enriquecer y potenciar una idea arquitectónica. No obstante para ejecutar muchas de las ideas proyectuales se necesita de elementos físicos que cumplan con las características necesarias para cumplir con esa idea.

Por ende es claro que las características técnicas y estéticas de un material nos generan unas herramientas de diseño que contienen ciertos límites técnicos, trayendo consigo unos límites en las lógicas Figura 10. Piel arquitectónica con materiales tradicionales

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Figura 11. Esquema proyectual de la estructura.

compositivas del arquitecto derivadas de las posibilidades a la hora de ejecutar y trasladar una idea subjetiva del papel al contexto real.

Teniendo presente la importancia de las caracteristicas de los materiales durante toda la historia de la arquitectura . El arquitecto Lucas Arango expone: Cualquier avance específicamente de un material o de un avance tecnológico propio del programa arquitectónico necesariamente va trasformar el análisis del arquitecto, ya que este va sacar provecho de los nuevos avances para ampliar las lógicas compositivas, cambiarlas y modificarlas (2019).

Un ejemplo claro en el momento fue el ascensor, el asesor permitió que construyéramos edificios más altos , eso cambio las lógicas compositivas ya

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Figura 12. Planificación de un proyecto arquitectónico.

que nos puso a pensar en más pisos y en cómo se compone un edifico de mayores pisos. En este sentido cualquier avance en gran medida va modificar la lógica compositiva del arquitecto.

En este sentido Arango considera que los materiales tradicionales son soporte y expresión de las diferentes lógicas compositivas que integran la relación construcción forma, el menciona: Dependiendo de las intenciones y de las perspectivas del arquitecto pueden ser un soporte de expresión de las lógicas compositivas. Estos materiales si son bien utilizados pueden generar un buen soporte de expresión, no obstante pueden ser complementados y pueden mejorarse, sin embargo estos dan un soporte a las lógicas compositivas (2019).

Figura 13. Relación entre los materiales y la idea de diseño.

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Figura 14. Hospital Manuel Gea González de la Ciudad de México

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EL FUTURO ES LA NANOTECNOLOGÍA 02

Historia,concepto y contexto de la nanotecnología

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LAS TECNOLOGÍAS COMO RESPUESTA A LAS PROBLEMÁTICAS ACTUALES La evolución del hombre muestra el progreso que éste hace para adaptarse a diferentes condiciones de vida y, especialmente la arquitectura, se convierte en una máscara exponente de épocas y en un reflejo directo de las costumbres de las personas, sus aspiraciones y valores.

Actualmente, la arquitectura no muestra una tendencia única o un estilo que caracterice los diseños; sin embargo la arquitectura queda muchas veces limitada a las características que debe cumplir en el ámbito estético, no obstante, es importante recordar que no se trata de un objeto que solo se aprecia desde el exterior, no se trata de una escultura; la principal característica de la arquitectura es la realidad del espacio que crea.

Por otro lado, la esencia del juicio estético es algo que no depende de la utilidad, no tiene un fin objetivo, sino un fin subjetivo consecuente a la reflexión libre, autónoma y desinteresada pero desde el punto de vista arquitectónico, se puede decir que no solo la forma del edificio es el aspecto más importante en que se debe centrar todo el trabajo, sino que es importante considerar las actividades, las circulaciones, la luz, el aire, entre otros, las cuales son un conjunto de funciones que deben tener un alto protagonismo en las lógicas compositivas ya que la forma y la función manifiestan

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ser independientes (lo que pasa en el interior muchas veces no tiene nada que ver con la forma); esa desvinculación puede ir disminuyendo con la introducción de nuevas tecnologías que permitirán un dialogo más armónico en la relación forma-función.

En la actualidad una de las necesidades que es importante atender en el sector de la construcción es al calentamiento global.

Es evidente que se está presentando una situación crítica, en la cual hay poca certeza de retornar a la estabilidad ambiental, lo único que es claro es que el cambio climático está afectando los entornos en toda su totalidad, generando una descompensación radical que impone una urgente toma de decisiones que luche con estas problemáticas ambientales dando origen a nuevos materiales eficientes aplicados a la construcción.

Para lograr estos objetivos, ultimamente se esta utilizando el término de innovación para envolver las nuevas soluciones que responden a las diferentes problematicas.

Este concepto puede variar según el campo de estudio, en el contexto de la construcción, la pieza arquitectónica no es el único pilar ya que detrás de esta se desarrollan muchas actividades.

Figura 15. Piel arquitectónica con paneles solares.

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El producto de la construcción es solo una parte, donde la innovación debería ser entendida como un proceso social en el que los fabricantes ,universidades, gobierno y usuarios desarrollan las intenciones tecnológicas ya que los productos de construcción a diferencia del producto industrial precisa de unos estudios antes de su uso, una definición que podría abarcar este concepto sería el éxito de explotar nuevas ideas y la relación entre ciencia y tecnología con elementos comerciales de gestión, marketing y conocimiento (Blasquez, 2005).

En este sentido para Arango todos los perfiles profesionales deben estar encaminados a la innovación, ya que si los perfiles profesionales no tienden a la innovación tienden a quedarse en fórmulas que se repiten y no habría avances ni en la parte científica ni en la práctica.

No obstante el menciona que la implementación de estas tecnologías trae consigo diferentes retos: “El reto principal es el tema económico, siempre que se implementa algo nuevo, sea una tecnología o sea un incentivo tributario, siempre el máximo reto que tenemos en la práctica es en cómo convencer al cliente de que eso económicamente es viable y en caso de que sea más cara la inversión inicial, mostrar como en el tiempo puede llegar a ser más barato o pueda llegar

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a generar otros beneficios económicos.

El tema económico siempre está ahí porque la premisa es que si tengo un presupuesto, no me puedo exceder de ese presupuesto, y muchas veces cuando son nuevas tecnologías, los precios de esta implementación son más elevados.

Siempre innovar en nuevas tecnologías va tener ese problema, ejemplo: Si quien construye es el que opera el edificio es más fácil vender esa implementación, pero si quien construye, construye para vender muchas veces no le interesa las nuevas tecnologías (2019).

Figura 16. Piel arquitectónica con paneles aislantes y materiales eficientes.

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LA NANOTECNOLOGÍA Cuando hablamos de nanoparticulas, se suele pensar que es un concepto que se desarrolló en la época contemporánea, sin embargo es un error, las nanoparticulas han sido utilizadas a lo largo de la historia, como por ejemplo el color rojo de los trofeos romanos y los vitrales de las ventanas en las iglesias mediavales donde el color del oro cambia según su forma y tamaño, cambiando de color en rojo, verde o violeta. Otro claro ejemplo de que la nanotecnología fue utilizada desde hace miles de años es la copa lycurgus de la época romana donde el color cambia según la incidencia de la luz.

Es claro que en estos ejemplos no se tenía conciencia de la presencia de nanoparticulas, simplemente cambiaron las propiedades sin saber cómo lo hacían.

Figura 17. Ejemplo de la nanotecnología en la historia.

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En los principios del siglo XIX Lord Faraday fue el primero en investigar el efecto del color del oro, sin embargo es hasta 1959 donde se puede establecer que se fomentó y se dio a conocer la nanotecnología como un eje de gran potencial. Esto acontece en Pasadena california en el instituto de tecnología de california Caltech Donde el premio nobel de física Richard County P. Feyman, planteo sus ideas pioneras sobre la manipulación de la materia y las grandes posibilidades que esta trae consigo. Richar Feyman nombro esta charla como “Hay bastante espacio en el fondo” Richard Phillis Feynman mencionó: Cuando lleguemos al mundo muy pequeño, digamos circuitos de siete átomos, tenemos muchas cosas nuevas que sucederían que representan oportunidades completamente nuevas para el diseño.Los átomos a pequeña escala se comportan como nada a gran escala, ya que satisfacen las leyes de la mecánica cuántica. Entonces, a medida que bajamos y jugueteamos con los átomos allí, estamos trabajando con diferentes leyes y podemos esperar hacer cosas diferentes. Podemos fabricar de diferentes maneras.

Podemos usar, no solo circuitos, sino algún sistema que involucre los niveles de energía cuantificados, o las interacciones de giros cuantificados, etc. (Feynman, 1959, p12).

Figura 18. Imagen ilustrativa de la materia en nanoescala.

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Posteriormente es hasta 1974 cuando el científico japonés Norio Taniguchi establece el nombre de nanotecnología por primera vez para describir una técnica de producción a escala nanométrica, posterior a esto, este termino fue retomado unos 20 años después en 1986 por K.Erik Drexler , el fundador del instituto Foresigh quien mostro una visión utópica de la nanotecnología en su libro Motores de la creación: la próxima era de la nanotecnología, donde habla sobre los nano robots y su auto reproducción y como estos pueblan el mundo como una "plaga gris ".

Posteriormente muchos científicos han sido reconocidos por el aportado en el avance de la nanotecnología, científicos como Sumio lijima, Shuji Nakamura, Robert Langer, George Whitesides y Tobin marks, galardonados por el desarrollado de nanotubos de carbono y Andre Geim y Konstantin novoselov por sus experimentos fundamentales sobre el material bidimensional grafeno (Silva, 2014).

Estos científicos y muchos más, han aportado grandes avances hoy gracias a la globalización y en este contexto la nanotecnología apunta a generar un papel importante en la globalización contemporánea. Por ende la industria y los gobiernos encontraron la necesidad de considerar vínculos y establecer políticas para planificar el desarrollo y los impactos que la nanotecnología puede

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llegar a tener, ya que se espera que la nanociencia revolucione la ciencia y la sociedad con la cantidad de aplicaciones en diferentes campos como la medicina, la biotecnología, la agricultura, la manufactura, las telecomunicaciones, las ciencia de los materiales, entre otros.

La Organización Internacional para la Estandarización en el documento de especificación técnica ISO/ TS 80004-2:2015 establece la terminología y las definiciones para nano-objetos con el objeto de crear un estándar unitario, En esta norma se define un nano-objeto al material con una, dos o tres dimensiones en la escala nanométrica.

Sin embargo Díaz enuncia que a pesar del hecho de que no hay consenso sobre el tamaño mínimo o máximo de un nanomaterial, algunos autores restringen su tamaño de 1 a 100 nanómetros, una definición lógica situaría la nanoescala entre la micro escala (1 micrómetro) y la escala atómica/ molecular (alrededor de 0.2 nanómetros) (Díaz, 2012).

No obstante para el Químico Cristiam Fernando Santa el diseño de nanomateriales se puede abordar desde muchos puntos de vista: Una calificación muy común es separar el diseño en dos categorías: top-down y bottomup. En estas categorías el material se diseña pensando en las características finales o pensando en los partes que componen el material respectivamente (2019).

A continuación se abordarán algunos términos referentes a la nanotecnología.

Figura 19. Piel arquitectónica con nanomateriales.

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Formas alotrópicas

Los materiales estructurados a una escala nanométrica ,es decir los nanomateriales, pueden ser obtenidos por diferentes elementos y compuestos químicos, uno de los que más promete es el carbono debido a sus propiedades , este tiene varias formas alotrópicas ,es decir , la existencia en estado sólido de dos o más formas estructurales moleculares o cristalinas de un elemento.

(Méndez,Guadalupe,González. 2012).

Estas formas alotrópicas pueden ser: • Tridimensionales: grafito, diamante • Bidimensionales: grafeno • Monodimensionales: nanotubos • Cero dimensionales: fullerenos Formas alotrópicas del carbono. Diamante y grafito en tres dimensiones; grafeno en dos dimensiones ; nanotubos en una dimensión ; los fullerenos en dimensión cero (dimensión casi atómica)

Figura 20. Formas alotrópicas del carbono.

Nanotubos

En química, se denominan nanotubos a estructuras tubulares cuyo diámetro es del orden del nanometro (nm). Los nanotubos de carbono son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el grafito o los fullerenos , sin embargo la diferencia según Díaz(2012) se establece en su estructura ya que puede considerarse procedente de una lámina de grafito enrollada sobre sí misma, la cual dependiendo del grado de enrollamiento y la manera como se conforma la lámina original, puede llevar a nanotubos de distintos diámetros y geometrías internas (p.19).

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Figura 21. Nanotubos de carbon.

Fullereno

Figura 22. Fullereno.

El fullereno más conocido es el buckminsterfullereno, según Díaz(2012) un fullereno está formado por 60 atomos de carbono (C60), en el que ninguno de los pentagonos que lo componen comparten un borde; la estructura de C60 es la de una figura geometrica truncada y se asemeja a un balón de futbol (domo geodesico), constituido por 20 hexagonos y 12 pentagonos, con un atomo de carbono en cada una de las esquinas de los hexagonos y un enlace a lo largo de cada arista. (p.19)

Grafeno

Una de las formas alotrópicas del carbón es el grafeno el cual Díaz(2012) define como un material bidimensional que cuenta con solo un átomo de grosor en el cual su estructura laminar plana de grafito está compuesta de átomos de carbono que forman una red hexagonal donde su apariencia puede parecer frágil y delicada ya que a simple vista el grafeno es como una tela transparente y flexible, Sin embargo, se trata de un material extremadamente resistente que además sirve de conductor de la electricidad ya que cada una de las capas de carbono, este o no integrada al grafito, es una capa de grafeno y su espesor es tal que un solo gramo bastaria para cubrir totalmente un campo de futbol (p.39).

Figura 23. Grafeno.

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RETOS ACTUALES En la actualidad se pueden encontrar proyectos que han aplicado nanotecnología en las fachadas , proyectos como la Iglesia de Dios,(2003) diseñado por el arquietcto Richard Meier, en Roma, más conocida como la iglesia del jubileo donde se utilizó un cemento especial con capacidad de autolimpieza gracias al efecto de la fotocatálisis. Este es un ejemplo del potencial que brinda la nanotecnología aplicada a las fachadas arquitectónicas Algunas de las características que estos desarrollos de la nanotecnología pueden brindar en el diseño de las pieles arquitectónicas son protección contra daños, anti grafiti, reducción de peso y / o volumen, un uso más eficiente de los materiales, materiales inteligentes, materiales con mayor flexibilidad, materiales con propiedades de conductividad, mayor dureza, cambio de color, auto reparación, absorción de co2, auto limpieza, entre muchos más.

Los avances en nanotecnología están en un ritmo apresurado, no obstante estos desarrollos tienen riesgos que son desconocidos ya que sigue siendo una tecnología en proceso. Se puede decir que en gran medida el potencial que tiene la nanotecnología para progresar, en esa misma medida puede traer consigo problemas ambientales ya que como los materiales están compuestos por

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nanoparticulas, estas pueden fácilmente flotar por el aire y afectar la salud del ser humano y de la naturaleza, además de la posible generación de armas biológicas que pueden atentar con la seguridad mundial.

Por otro lado Gann(2002) menciona que el sector de la construcción fue uno de los primeros sectores en identificarse como un área de aplicación prometedora para la nanotecnología a principios de la década de 1990, sin embargo eso no se evidencio de la misma manera que en otros sectores donde se aplica nanotecnología. Ya que si bien había una aceptación hacia la nanotecnología y un mapeo en nanoproductos y estudios en desarrollo, era muy poco el conocimiento y experiencia tanto en la industria como en las universidades.

Estas brechas se han venido cerrando con las grandes inversiones que están haciendo las grandes potencias por el desarrollo de nanotecnología.

En Colombia el mayor avance y desarrollo científico se encuentra en aditivos y pinturas, no obstante el mayor reto a nivel local es la generación de normas que regulen y potencialicen la nanotecnología.

Figura 24. Fachada con Nano-concreto

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REGULACIÓN JURÍDICA INTERNACIONAL En los países que son grandes potencias en el sector de la nanotecnologia como EEUU, China ,Qatar y los países europeos lideran los estudios de los impactos sociales y ambientales que puede traer el uso de esta misma, sin embargo es importante exponer la complejidad de establecer y estandarizar una legislación uniforme por distintos intereses de cada nación.

Ya que una legislación rígida podría retrasar el desarrollo e implementación de nanotecnología en distintos sectores de la industria. Esto indica la posibilidad de que naciones desarrollen nanotecnología irresponsablemente, como la no regulación y producción de armas biológicas(Buitrago,2015).

Partiendo de esta idea en 2007 se crea una organización denominada Principles for the Oversight of Nanotechnologies and Nanomaterials, con el objetivo de divulgar algunos parámetros claves para alertar y divulgar los cuidados que deben tener, Según Silva (2014) son: • Principio de precaución: Este debe aplicarse a las nanotecnologías, ya que los estudios revelados demuestran que la exposición a estos materiales puede causar problemas a la salud y al medio ambiente.

• Nano reglamentos específicos: Reajustar la legislación existente para las nuevas realidades, en particular el uso de las nanomaterias que deben clasificarse como nuevas sustancias.

• Salud y seguridad del público y de los trabajadores:

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Los nanomateriales que aún no han sido probados, para comprobar su seguridad, o que se considere que no son seguros, deben ser evitados (exposición al ser humano). También es importante sensibilizar a los trabajadores sobre los aspectos de seguridad relacionados con estos productos.

• Protección del medio ambiente: Es necesario percibir los efectos ambientales producidos por los nanomateriales (ciclo de vida de los propios), antes de proceder a su comercialización.

• Transparencia: El derecho a la información, es decir, todos los productos que se comercializan deben estar debidamente identificados, como productos que se han fabricado con la Nanotecnología, también deben alertar sobre posibles riesgos inherentes a su consumo.

• Participación Pública: Teniendo en cuenta los posibles peligros en la manufactura y comercialización de estos productos, se hace fundamental la participación de la opinión pública en las decisiones, ya que las nanotecnologías poseen " el poder "de transformar / alterar sociedades, economías y políticas.

• Inclusión de amplios Impactos: La comercialización de estos productos a nivel socioeconómico, y sobre todo en los mercados de las naciones en desarrollo, puede provocar percas enormes para la economía de estos países.

• La responsabilidad del fabricante: Cualquier firma que se dedique a la comercialización de estos productos, debe ser responsable ante daños procedentes de sus productos manufacturados. (p.72) Figura 25. Centro investigativo de nanotecnología.

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Regulación jurídica en Colombia.

En Colombia en la actualidad no existe una legislación que regule la nanotecnología, los únicos avances que se pueden identificar son en políticas que promueven el desarrollo de la nanotecnología a nivel universitario y empresarial. Iniciativas como la aprobación del ministerio de educación para la implementación de un pregrado en ingeniería en nanotecnología en la Universidad Pontificia Bolivariana y la creación del centro nacional de nanotecnología en Medellín. (Buitrago 2015) Sin embargo no hay una legislación que regule en cuanto a la manipulación y utilización de estas tecnologías lo cual demuestra y evidencia que la legislación colombiana no va a los mismos pasos de las grandes desarrolladores científicos y tecnológicos ya que todavía no hay una construcción y adopción de una definición sobre nanomateriales para Colombia, la cual podría servir de soporte y eje para crear unos lineamientos normativos. Sin embargo se creó el consejo nacional asesor de nanociencia y nanotecnología el cual adopto la siguiente definición de nanomaterial para Colombia Material natural o artificialmente sintetizado, manufacturado o fabricado que exhibe propiedades, fenómenos o efectos biológicos que son atribuibles a sus dimensiones hasta una escala límite de un micrómetro. En el caso específico de materiales nanoparticulados, se consideran así cuando estos presenten una distribución mayor al 10% de partículas inferiores o iguales a 100 nm en al menos una de sus dimensiones. Además de esta clasificación se incluyen los materiales no necesariamente nanoparticulados pero que han sido modificados a escala nanométrica en su conformación o interfase para dar lugar a un material con nuevas propiedades. (Camacho, Duarte,Dubay,Forero,González,Jaramillo,Maldonado,Montoya,Obr egón,Osma,Sierra,Urquijo.2016) En este sentido es de vital importancia generar una legislación que regule aspectos como propiedad Industrial (Patentes),Protección de derechos de autor, registro sanitario, manipulación nanotecnológica, salud de los trabajadores, entre otros.

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NANOTECNOLOGÍA EN MEDELLÍN En términos de nanotecnología, el CN2 (centro nacional de nanotecnología)Es el gran núcleo que promueve la ejecutacion de productos con nanomateriales , primeramente el centro nacional de nanotecnología nace para aportar al desarrollo competitivo del país a través de proyectos detonantes que involucren la nanotecnología,este se generó para activar la demanda especializada en el tema con estrategias de sensibilización y formación, además para centralizar las capacidades que hay en la región en temas nano.

En este sentido Al CN2 llegan empresas, sin importar el tamaño o el sector en el que operan, para conocer las potencialidades de la nanotecnología para el mejoramiento de sus productos y acceder a todos los recursos con los que la ciudad cuenta en la actualidad, como profesionales, grupos de investigación y equipos tecnológicos, entre otros.

En el sector de la construcción varias empresas se están acercando para generar procesos en torno a la nanotecnología, no obstante son pocos los procesos que culminaron en productos que estén ofertados actualmente.

De estos productos y procesos no se tiene mucha información ya que están protegidos por la ley de habeas data, debido a que muchos de estos todavía están en procesos de

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Figura 27. Fachada de Ruta N.

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investigación, generación de patentes y además cabe resaltar los vacíos normativos que hay en el sector de la nanotecnología lo que ha provocado que las empresas no oficialicen productos con nanotecnología en su oferta al mercado.

Debido a esta problemática surgió un proyecto llamado "cierre de brechas tecnológicas", el cual intenta acelerar y unir procesos de investigación para poder llevar y ejecutar productos que se puedan lanzar al mercado.

En el estudio previo de "cierre de brechas tecnológicas" la ANDI(2001) menciona:

Figura 28. Investigación académica.

Los sectores que definan cerrar las brechas en esta tecnología, deben realizar grandes inversiones de capital, pero las bases del conocimiento pueden ser fácilmente desarrolladas y transferidas. En la etapa en la que se encuentra la tecnología, los esfuerzos deben darse más en proyectos de innovación (puesta en el mercado) que de I+D. Esta tecnología en particular, presenta un crecimiento acelerado y dinámico, por lo que requiere tomar decisiones inmediatas acerca de su desarrollo e implementación (P.31).

En este sentido se puede evidenciar el porqué de que sean muy pocas las empresas que ofrecen nanoproductos, lo que provoca la importación de nanoproductos por pedido a empresas.

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Figura 29. Nano experimentos.

Hablando específicamente en el sector de la construcción, el mayor avance se encuentra en concretos y pinturas, Pintuco y Corona son de las únicas empresas que oficializaron un producto con la implementación de nanotecnología en su ficha técnica.

El Químico Cristiam Fernando Santa expone sobre cuáles considera que son los nichos de oportunidad que la nanotecnología puede abrir en un futuro cercano en la ciudad de Medellín: Figura 30. Nanopintura ofertada en Medellín.

El desarrollo de nanomateriales para los diferentes sectores industriales con el fin de disminuir su peso, mejorar propiedades mecánicas, resistencias químicas y la capacidad de descontaminación, el tema de sensores aprovechando la capacidad de conducción eléctrica de algunos nanomateriales, robotica, etc (2019).

Sin embargo el aclara que es fundamental explorar los casos de éxito implementados en otros países para que la manipulación y el uso de estos procesos se haga de una forma responsable, ya que como como toda tecnología puede tener sus restricciones o cuidados.

Figura 31. Nanoproducto ofertado en Medellín.

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Figura 32. Iglesia Del Jubileo.

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NANOTECNOLOGÍA EN LAS ENVOLVENTES ARQUITECTÓNICAS

Las características de los nanomateriales y su implementación en las fachadas arquitectónicas

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03

LA NANOTECNOLOGÍA CAMBIARA LA FORMA DE VER LA ARQUITECTURA Específicamente en la arquitectura, en un momento donde las tecnologías están progresando de una forma radical, se hace evidente la necesidad de evolucionar en la forma de cómo planificar y desarrollar proyectos arquitectónicos sostenibles, ya que estos nuevos materiales permiten crear nuevas formas y cualidades que antes no se desarrollaban. Esta forma de modificar la materia a una escala manométrica nos brinda nuevos materiales, nuevos métodos de construcción y una distinta percepción arquitectónica que con un conocimiento a priori permitirá que se genere una arquitectura mucho más sostenible.

La integración de estos nuevos materiales conlleva unos cambios en la forma en la que planeamos y planteamos los proyectos, con esto en mente se ve la necesidad de que los diferentes profesionales generen unos conocimientos sobre este tema para el desarrollo de una arquitectura que tiene que responder a distintitas necesidades positivas y negativas que marcaran la arquitectura del futuro.

La aplicación de la nanotecnología requiere conocimientos del arquitecto hacia la innovación y la voluntad de explorar nuevas soluciones a las distintas problemáticas con el uso de nanotecnología, esta conexión entre la nanotecnología y la arquitectura nos brinda la posibilidad de evolucionar la forma de generar y proyectar pieles

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arquitectónicas , pues sería un error seguir concibiendo pieles con las lógicas compositivas que nos brindaban los materiales tradicionales y no aprovechar las nuevas e inexploradas posibilidades que nos brinda esta nueva tecnología, desde cómo surgen las ideas con nuevos sistemas de construcción hasta cómo se comporta esa piel con los materiales de acabado y sus nuevas cualidades.

Es este sentido es contundente que la nanotecnología generará muchos impactos no solo en la arquitectura, sino en todo el sector de la construcción.

Ya que estas nuevas posibilidades cambiaran la forma de planificar de todos los profesionales involucrados en el proceso de diseño y construcción de una edificación.

Para el químico Gemay Bonilla es claro que los diferentes desarrollos que ofrece la nanotecnología van a tener un gran impacto en el sector de la construcción, el menciona algunas características en desarrollo que tendrán grandes implicaciones: Desarrollos con el fin de disminuir su peso, mejorar propiedades mecánicas, resistencias químicas y la capacidad de descontaminación. El tema de sensores aprovechando la capacidad de conducción eléctrica de algunos nanomateriales y la implementación de robótica, etc (2019).

Figura 33. Nanotecnología y sus nuevas posibilidades.

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PANEL SOLAR Usando materiales nanoestructurados en la elaboración de celdas solares, se eleva la tasa de conversión de energía de las células solares hasta al menos un 40%.

La inclusión de paneles solares con vidrios autolimpiables asegura que las células fotovoltaicas reciban mayor parte de la energía solar.

GRAFENO El grafeno promete materiales de revestimiento exterior e interior, pero también ofrece características de refuerzo estructural.

Este ofrece materiales con capacidad de conductividad térmica y eléctrica, capacidad de resistencia y dureza docientas veces mayor a la del acero.

Por otro lado también ofrece cualidades de valor agregado como elasticidad, flexibilidad, transparencia y ligereza.

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AUTO-LIMPIEZA: FOTOCATÁLISIS La suciedad depositada se descompone y queda suelta en la superficie.

Losrevestimientosdesuperficiefotocatalíticos se aplican a menudo a paneles de vidrio o cerámica a membranas. Como el efecto de auto-limpieza no funciona sin agua, los aleros deben estar diseñados de manera que no impidan que el agua de lluvia o rocío llegue a la fachada.

AUTO-LIMPIEZA: EFECTO DE LOTO Propiedades de auto limpieza que son el resultado de una alta repelencia al agua (superhydrophobicity).

Con la acción del agua lluvia la fachada se auto limpia, lo que reduce el consumo de agua y una reducción de procesos de mantenimiento.

Figura 34. Conjunto de imagenes ilustrativas.

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AISLAMIENTO Implementación de paneles (VIP) para aislamiento y paneles de cambio de fase (PCM) almacenamiento de calor latente.

El edificio evidencia una eficiencia entre ocho y diez veces mayor que los materiales de aislamiento convencionales. Paredes más delgadas maximizando el área disponible con una ganancia de área del 10% del área total.

EFECTO MEMORIA Materiales con propiedades de antireflejos,protección solar (efecto memoria) y protección contra los rayos UV. El acristalamiento inteligente permite ahorrar energía en tres áreas principales: - Calefacción, minimizando las pérdidas energéticas de energía cuando está frío el aire libre (low-e) - Aire acondicionado, minimizando la energía utilizada para el enfriamiento (control solar) - Iluminación eléctrica, gracias a la transparencia del vidrio y la contribución gratuita de la luz del día.

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MATERIALES INTELIGENTES Materiales inteligentes que reaccionan con la presencia de la luz solar, generando diferentes aberturas según la intensidad de la luz captada.

Esta caracteristica permitirá un ahorro en iluminación eléctrica y generara una fachada dinámica durante todo el día .

PURIFICADOR DE AIRE Concretos y nanoproductos con propiedades depurificacióndeairedondeloscontaminantes y los olores se descomponen en sus partes constituyentes, esto significa que estos materiales no sustituye la ventilación, sino que mejora la calidad del aire.

Aunquenoescapazdepurificarcompletamente el aire, el uso de nanomateriales permite mejorar la calidad del aire y la utilización de colores blancos en superficies expuestas a la intemperie.

Figura 35. Conjunto de imagenes ilustrativas.

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REFERENTES PROYECTUALES Sur Falveng Pais: Domat/Ems, Switzerland Arquitecto: Dietrich Schwarz, GlassXAG, Zurich, Suiza Producto: Vidrio de almacenamiento de calor latente, material de cambio de fase (pem),glasxx crystal El arquitecto Dietrich Schwarz quien también es un científico, desarrollo un proceso en el cual se almacena el calor en el vidrio, entre los proyectos que a utilizando este vidrio esta Sur Falveng, un edificio con 20 habitaciones para discapacitados en los Alpes Suizos en el cual todos los pisos tienen grandes extensiones de acristalamiento que dependiendo de la temporada se calientan activamente por las características del vidrio o por energía solar pasiva.

El elemento de vidrio contiene un material de relleno que funciona como un acumulador de calor latente para el calor solar y protege las habitaciones contra el sobrecalentamiento, el acumulador de calor tiene una capacidad de absorción térmica equivalente a un muro de hormigón de 15 cm de espesor. El panel de vidrio es Transparente cuando el material de relleno se ha derretido y Blanco lechoso cuando se congela por ende el cambio de estado se refleja inmediatamente en la apariencia del edificio donde la relación estética - función juega un papel fundamental ya que hay un ahorro significativo de energía para calefacción y refrigeración (Leydecker, 2008).

Figura 36. Fachada edificio Sur Falveng.

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Commercial building País: Pula, Croatia Arquitecto: Rusan arhitectura, Andrija Rusan, Pula, Croacia Producto: Lotusan, pintura autolimpiante (efecto Lotus).

Este edificio se diseño para una empresa en la cual se plantea una extravagante excultura cubierta de blanco donde las ventanas y paredes gruesas tallan el volumen del edificio recordando una fortaleza, visto desde lejos su color blanco puro hace que el edificio parezca un cristal de blanco brillante donde este tono domina en interiores como en exteriores y es el único color en todas las superficies formando un ambiente luminoso.

Con la necesidad de generar estas atmosferas y la necesidad de un mantenimiento continuo se utilizó un revestimiento de efecto lotus el cual permite que se proteja la intensidad de las superficies blancas puras contra la suciedad, la suciedad simplemente se lava de la superficie rugosa con la lluvia, la función de autolimpieza debe persistir durante al menos cinco años sin necesidad de ser renovada. (Leydecker, 2008)

Figura 37. Fachada edificio Commercial Building.

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LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA INF.BASICA PAÍS

NOMBRE

PRODUCTO

Commercial building

Lotusan, self-cleaning paint (LotusEffect)

Jubilee Church, LaChiesa del Dio Padre Misericordioso

TX MilIenium,TX Active,photocatalytic cement

Private residence

Lotusan,self -cleaning paint lotuseffect

Croacia, pula

ARQUITECTO Andrija Rusan

CLIENTE AÑO AREA

Lumenart 2006 745 m2

PAÍS

Rome, Italy Richard Meier & ARQUITECTO Partners, NewYork, NY, USA CLIENTE Vicariato di Roma 2003 AÑO

PAÍS

Munich, Germany

Hild und K Architekten, ARQUITECTO Andreas Hild, Dionys Ottl Barabara Gross, Dr CLIENTE Bertold schwarz AÑO

2000

AREA

300 m2

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PARA EL DISEÑO DE PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES. POSIBILIDADES

HERRAMIENTAS PARA DISEÑO El color blanco brillante toma una gran importancia en toda la fachada del edificio, tanto en el interior para el uso de fondo de proyecciones como en el exterior para generar un ambiente luminoso. La función de auto limpieza debe persistir durante al menos cinco años sin necesidad de ser renovado lo cual genera una nueva herramienta para el arquitecto a la hora de proyectar fachadas de colores blancos.

Formas irregulares y colores que no necesitan responder a la necesidad de un mantenimiento continuo.

Con la acción del agua lluvia la fachada se auto limpia, lo que reduce el consumo de agua.

No se necesita el consumo de jabones y otros elementos químicos para

FORMAS IRREGULARES

los mantenimientos constantes.

Es necesario un estudio previo del lugar para determinar la cantidad de lluvias.

El edificio no sólo se mantiene limpio si no que también la superficie de la fachada ayuda a combatir la contaminación ambiental, reduciendo considerablemente la cantidad de compuestos orgánicos volátiles (VQC) y óxido de nitrógeno en el aire.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

INNOVACIÓN

Los contaminantes y olores se descomponen en sus partes constituyentes. No sustituye la ventilación, sino que mejora la calidad del aire.

Aunque no es capaz de purificar completamente el aire, el uso de nanomateriales permite mejorar la calidad del aire.

La fachada genera un juego de sombras con la ornamentación de ladrillos gráficos que reflejan la tradición de las artesanías, la cual está cubierta de yeso tradicional con una pintura auto limpiante con efecto lotus.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

FACHADA ARTISTICA

Promueve la generación de fachadas mucho más plásticas ya que las protege del deterioro.

Es necesario un estudio previo del lugar para determinar la cantidad de lluvias.

59

Munich, Germany

PAÍS

Hild und K Architekten, ARQUITECTO Andreas Hild, Dionys Ottl Barabara Gross, Dr CLIENTE Bertold schwarz AÑO AREA

2000

LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA PARA EL DIS

INF.BASICA 300 m2 INF.BASICA

PAÍS

NOMBRE NOMBRE

PRODUCTO PRODUCTO

Strucksbarg housing

Lotusan, self-cleaning paint (LotusEffect)

Muhammad Ali Center MAC

Hydrotect, photocatalytic self-cleaning ceramic tiles

Hyatt Regency Garden Chapel

Sky Clear Coat fabric/TiO2 photocatalytic self-cleaning membrane

Hamburg,Germany

ARQUITECTO Renner Hainke Wirth Architekten CLIENTE

Joint ownership martens per shumann immobilien

AÑO AREA

2007 3,685 m2 area fachada

ARQUITECTO Beyer Blinder Belle

Architects & Planners LLP, in cooperation with Lee H. Skolnick Architecture + Design Partnership, New York, NY, USA

CLIENTE

Lonnie and Muhammad Ali, Founders Ina Brown Bond

AREA

Area fachada approx.

1,500 m2

AÑO

2005

PAÍS ARQUITECTO CLIENTE AÑO AREA

Osaka, Japan Obayashi Corporation, Japan Hyatt Regency Osaka 2001 50 m2

60

La fachada genera un juego de sombras con la ornamentación de ladrillos gráficos que reflejan la tradición de las artesanías, la cual está cubierta de yeso tradicional con una pintura auto limpiante con efecto lotus.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

Promueve ARQUITECTÓNICAS la generación de fachadas mucho más plásticas ya que PARA DISEÑO DE PIEZAS SOSTENIBLES. SEÑO DEEL PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES.

FACHADA ARTISTICA POSIBILIDADES POSIBILIDADES

las

protege del deterioro.

Es necesario un estudio previo del lugar para determinar la cantidad de

HERRAMIENTAS PARA lluvias.

DISEÑO

Los bloques cuentan con un aislamiento térmico compuesto por pigmentos , esta paleta de colores elegida por el arquitecto cuenta con propiedades de autolimpieza.

Es necesario un estudio previo del lugar para determinar la cantidad de lluvias.

AUTO LIMPIEZA

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

Permite un mejor envejecimiento del edificio.

El museo cuenta con una impresionante fachada compuesta por azulejos con diferentes colores de acristalamientos que representan posiciones típicas del boxeador Muhammad Ali.

Reduce la necesidad de limpiar el acristalamiento exterior a través de un revestimiento de doble acción. Utiliza la luz del día y la lluvia para descomponer y eliminar la suciedad orgánica.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

INNOVACIÓN

AUTO LIMPIEZA

Permite mejorar el ciclo de vida de fachadas mucho más innovadoras.

Las baldosas tienen un recubrimiento de autolimpieza fotocatalítica y tiene propiedad de purificación del aire.

La capilla cuenta con una membrana blanca pura para la celebración de bodas.

Permite que el color blanco pueda mantener sus características iniciales en la intemperie.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

Permite un mejor envejecimiento del edificio.

MANTENIMIENTO

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PAÍS

Tokyo, Japan

ARQUITECTO Koh Kitayama + architecture Workshop, Tokyo, Japan

LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA PARA EL DIS AÑO

2006

AREA

2,636 m^ INF.BASICA INF.BASICA

PAÍS

NOMBRE NOMBRE

PRODUCTO PRODUCTO

Senri New Town private residence

Hydrotect, photocatalytic self-cleaning paint

Disabled-access housing for elderly people

lnsulight Active, photocatalytic selfcleaning solar protection glazing

MSV Arena soccer stadium

Photocatalytic self-cleaning glass

Osaka,Japan

ARQUITECTO Casa Akira Sak amoto Architect & Associate s, Osaka, Japan CLIENTE AÑO

PAÍS

Privado 2006

Frick, Switzerland

ARQUITECTO

CLIENTE

Walker Architekten AG, Brugg, Switzerland Verein fUr

AÑO

Altersbetreuung im Oberen Fricktal (VAOF) FrickAG 2004

AREA

4,585m2

PAÍS

Duisburg, Germany

ARQUITECTO ar.te.plan, Burkhard Grimm, Michael Stehle,

CLIENTE

MSV Duisburg

AÑO AREA

2004 18,000m2 traffic area

62

Un recubrimiento de vidrio autolimpiador fotocatalítico permite que el vidrio se mantenga limpio y transparente.

Reduce la necesidad de limpiar el acristalamiento exterior a través de un revestimiento de doble acción. Utiliza la luz del día y la lluvia para descomponer y eliminar la suciedad orgánica.

PARA DISEÑO DE PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SEÑO DEEL PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES.SOSTENIBLES. FACHADA ACRISTALADA POSIBILIDADES POSIBILIDADES

Necesidad de luz UV y agua .

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS PARA DISEÑO El proyecto muestra un lenguaje minimalista donde las superficies perfectas sin manchas brindan una atmosfera de luz.

Permite la utilización de colores que anteriormente por sus propiedades daban la sensación de estar sucios con el tiempo.

PALETA DE COLORES BLANCA

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

Los paneles exteriores tienen las funciones duales de protección solar y autolimpieza mediante fotocatálisis.

Los intervalos de limpieza son más largos.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

CUBIERTAS AUTO LIMPIEZA

Permite un mejor envejecimiento del edificio.

Los revestimientos de superficie fotocatalíticos se aplican a menudo a paneles de vidrio o cerámica a membranas. Como el efecto de autolimpieza no funciona sin agua, los aleros deben estar diseñados de manera que no impidan que el agua de lluvia o rocío llegue a la fachada.

La suciedad depositada se descompone y queda suelta en la superficie.

Una película de agua lava la suciedad.

AUTO LIMPIEZA

Se requieren luz UV y agua.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

Es necesario un estudio previo del lugar para determinar la cantidad de lluvias.

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PAÍS Duisburg, Germany INF.BASICA ARQUITECTO ar.te.plan, Burkhard CLIENTE MSV Duisburg Grimm, Michael Stehle, AÑO 2004 AREA 18,000m2 traffic area

NOMBRE

PRODUCTO

INF.BASICA INF.BASICA

NOMBRE NOMBRE

PRODUCTO PRODUCTO

Private residence

Samicolor NanoBois nature, hydrophobic wood treatment

Urban lounge / Light bubbles

Nano-Vitro

LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA PARA EL DIS

PAÍS

Ahlen, Germany

Kaldewei steel-enamel with selfKaldewei Kompetenz-Center (KKC cleaning "Perl-Effekt" easy-to-clean surface

Bolles + Wilson, ARQUITECTO Miinster, Germany CLIENTE

Franz Kaldewei GmbH

AÑO

2005

Erlenbach, Switzerland PAÍS ARQUITECTO burkhalter sumi architekten, Zurich, Switzerland CLIENTE

Privado

AÑO

2005

AREA

415 m2 net floor area

PAÍS

St. Gallen, Switzerland Carlos Martinez ARQUITECTO Architekten, Widnau SG, Switzerland

CLIENTE

Raiffeisenbank St. Gallen

AÑO

2005

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POSIBILIDADES

Los revestimientos de superficie HERRAMIENTAS PARAfotocatalíticos DISEÑOse

aplican a menudo a paneles de vidrio o cerámica a membranas. Como el efecto de autolimpieza no funciona sin agua, los aleros deben estar diseñados de La seladescompone Unasuciedad película depositada de agua lava suciedad. y queda suelta en la superficie.

Se requieren luz UV y agua.

PARA DISEÑO DE PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SEÑO DEEL PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES.SOSTENIBLES. Reduce el requerimiento de mantenimiento.

AUTO LIMPIEZA POSIBILIDADES POSIBILIDADES

Es necesario un estudio previo del lugar para determinar la cantidad de lluvias.

HERRAMIENTAS PARA DISEÑO

Los paneles de fachadas esmaltados tienen la paleta de colores típica de la compañía y están parcialmente equipados con un recubrimiento fácil de limpiar.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

Los intervalos de limpieza son más largos.

PANELES

Permite un mejor envejecimiento del edificio.

El carácter escultórico y minimalista de la casa se destaca por los listones de madera la cual ha recibido un tratamiento hidrofóbico que en lugar de sellar la madera con una película similar a la de un barniz, la madera se

TEXTURAS

impregna de forma transparente, lo que le permite respirar.

El recubrimiento hidrófobo de alta tecnología no oculta el grano natural de la madera.

Reduce el requerimiento de mantenimiento.

La superficie está cubierta con un recubrimiento repelente de suciedad, nieve y hielo, la cual no se ve afectado por la luz UV. Su función antiadhesiva asegura que la suciedad, que con el tiempo perjudicaría la intensidad de la luz, se elimine con la lluvia.

Los intervalos de limpieza son más largos.

MATERIALES SEGÚN CLIMA

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PAÍS

St. Gallen, Switzerland Carlos Martinez ARQUITECTO Architekten, Widnau SG, Switzerland

LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA LA NANOTECNOLOGÍA COMO HERRAMIENTA PARA EL DI

CLIENTE AÑO

Raiffeisenbank St. Gallen

INF.BASICA 2005 INF.BASICA

NOMBRE NOMBRE

PRODUCTO PRODUCTO

Sonnenschiff centre

Vacuum insulation panel (VIP) and phase change material

Seitzstrasse mixed-use building

Vacuum insulation panel (VIP)

Freiburg, Germany PAÍS ARQUITECTO Rolf Disch, Freiburg, Germany CLIENTE

Solarsiedlung GmbH

AÑO

2006

AREA

6,500m'

PAÍS

Munich, Germany

ARQUITECTO Pool architekten, Martin Pool, Munich, Germany CLIENTE Joint ownership AÑO 2004 AREA

l,250m2

Las ilustraciones mostradas anteriormente evidencian algunos de los proyectos que implementan nanotecnología en sus envolventes. Es importante resaltar que la mayoría de estas implementaciones de nanomateriales se encuentra en países donde los avances en ciencia y tecnología son mucho más acelerados a comparación de Colombia.

Por otro lado es imprescindible mencionar que el mundo vive una carrera industrial frente a quien va liderar el sector de los desarrollos de la nanotecnología, no obstante en la actualidad es difícil encontrar y disponer de información certera sobre datos técnicos de nanomateriales y de proyectos que apliquen estos desarrollos, debido a la reserva de información en los aspectos

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La superficie está cubierta con un recubrimiento repelente de suciedad, nieve y hielo, la cual no se ve afectado por la luz UV. Su función antiadhesiva asegura que la suciedad, que con el tiempo perjudicaría la intensidad de la luz, se elimine con la lluvia.

PARA DISEÑO DE PIEZAS ARQUITECTÓNICAS ISEÑO DEEL PIEZAS ARQUITECTÓNICAS SOSTENIBLES.SOSTENIBLES. Los intervalos de limpieza son más largos.

MATERIALES SEGÚN CLIMA POSIBILIDADES POSIBILIDADES

HERRAMIENTAS PARA DISEÑO Implementaciòn de paneles (VIP) para aislamiento y paneles de cambio de fase (PCM) almacenamiento de calor latente.

Las habitaciones son frescas y regulan pasivamente la temperatura del aire interior.

Espesor de aislamiento más fino de lo habitual.

AISLAMIENTO

Los paneles ofrecen un aislamiento diez veces mejor que los tradicionales.

El edificio evidencia una eficiencia entre ocho y diez veces mayor que los materiales de aislamiento convencionales.

Como resultado de construcciones de paredes más delgadas maximizando el área disponible con una Ganancia de área del 10% del área total.

La elección se tomó para generar una rentabilidad económica.

AISLAMIENTO Figura 38. Tabla de proyectos con nanotecnología

que tienen que ver con patentes, aspectos legales, amiéntales y sociales.

En este sentido se presume que pueden existir muchos más nanomateriales, no obstante muchos de ellos están en procesos de investigación, convirtiéndose el entorno académico como el mayor núcleo de información en el contexto de los nanomateriales. Por otro lado, algunos materiales que están ofertados simplemente no están estrictamente certificados sobre los modos de elaboración y de sus posibles implicaciones en el futuro, por ende muchas de las empresas son muy reservadas frente al contexto de estos productos.

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Cristiam Fernando Santa Chalarca Químico de la Universidad de Antioquia, estudiante de doctorado en Polymer Science and Engineering, UniversityofMassachusetts,Amherst,Massachusetts.

Línea: Investigación y desarrollo Entrevista realizada el 27 de mayo del 2019: ¿Qué lo motivó a la hora de encaminar su carrera hacia el desarrollo y producción de materiales?

Mi formación académica como químico me otorgó un punto de inicio. Luego tuve la oportunidad de ser parte del grupo ciencia de los materiales de la Universidad de Antioquia, primero como estudiante de pregrado y luego como investigador. Allí fue donde mi interés por el diseño y producción de materiales se formó. En especial me motivó la interdisciplinariedad necesaria a la hora de pensar en materiales ya que se necesitan aportes desde varias áreas del conocimiento para poder diseñar nanomateriales exitosamente. ¿Cuéntenos cuál ha sido su experiencia laboral con la nanotecnología y cuál ha sido la relación de esta con el sector de la construcción?

Durante mis estudios, y en mi actual estancia postdoctoral, he tenido la oportunidad de trabajar con nanomateriales suaves, en especial con materiales coloidales en los cuales al menos uno de los componentes es un compuesto polimérico. He trabajado con latex, nanopartículas y surfactantes polymericos, así como ensambles supramoleculares de polímeros con aplicaciones potenciales en nanomedicina. No he tenido ninguna experiencia

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utilizando estos materiales en el sector de la construcción. ¿Cuál es el proceso para el diseño o elaboración de un material nanotecnológico?

El diseño de nanomateriales se puede abordarse desde muchos puntos de vista. Una calificación muy común es separar el diseño en dos categorías: topdown y bottom-up. En estas categorías el material se diseña pensando en las características finales o pensando en los partes que componen el material respectivamente. ¿Cuál ha sido su mayor reto en la manipulación de los materiales a la hora de producir materiales con nuevas características?

Los nanomateriales vienen con un reto intrínseco debido a la escala en la que estos existen. Aunque hay muchas técnicas instrumentales para caracterizar estos materiales, he encontrado que estas tienden a operar con un numero de aproximaciones matemáticas o restricciones en cuanto al tipo de muestra (estado de la muestra, cantidad de muestra, pureza) lo cual dificulta caracterizar completamente un material proveniente de nuevas materias primas o con características desconocidas. ¿Cuál es el valor agregado que puede brindar la nanotecnología a comparación de los materiales tradicionales?

Debido a su escala, los nanomateriales poseen una gran relación área/volumen lo cual puede traducirse en que no se necesite utilizar una gran cantidad de estos para lograr el efecto deseado. Esta propiedad puede ayudar a que los nanomateriales sean usados a pesar de su alto costo.

Figura 39. Piel arquitectónica con nanomateriales.

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Gemay Bonilla Arboleda Ingeniero químico, MSC en ingeniería.

Experiencia en sector industrial áreas de I+D, Ingeniería de procesos en empresas productoras de resinas y pinturas como Andercol y Pintuco para recubrimientos con aplicaciones en automotriz, arquitectónico, industrial entre otros. Experiencia como docente universitario investigador asociado en grupos de I+D de la universidad de Antioquia Entrevista realizada el 5 de mayo del 2019: ¿Qué lo motivó a la hora de encaminar su carrera hacia el desarrollo y producción de materiales?

Los materiales han venido teniendo una evolución con el fin de mejorar la calidad de vida de las personas en sus tareas cotidianas desde el punto de vista laboral, entretenimiento, científico, entre otros. Esta posibilidad de poder desarrollar esta clase de productos partiendo desde compuestos químicos haciendo las reacciones a nivel laboratorio, evaluando su producción a nivel piloto, llevarlo a producción industrial y evaluando su aplicación hasta cumplir los requerimientos esperados. ¿Cuéntenos cuál ha sido su experiencia laboral con la nanotecnología y cuál ha sido la relación de esta con el sector de la construcción?

En el año 2013 lideré técnicamente un proyecto exploratorio en una empresa para la cual trabajaba evaluando dos nanomateriales, nanoarcillas y nanotubos de carbono, en una matriz polimerica; de igual manera en un proyecto del Sistema General de Regalías liderado por la Universidad de Antioquia y EPM, donde estuve liderando una de las líneas de trabajo asociado a la empresa Andercol S.A relacionada con el desarrollo de materiales semiconductores para el uso en celdas solares; actualmente y en mi rol de emprendimiento estoy trabajando el desarrollo de prototipos de materiales

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nanoestructurados con algunos nanomateriales en un proyecto con el Tecnoparque SENA. ¿Cuál es el proceso para el diseño o elaboración de un material nanotecnológico?

Existen dos metodologías que son conocidas como TopDown o Bottom Up, sus diferencias radican del punto de partida el cual puede ser un material en bulk, macroscópico o partiendo desde los atamos o moléculas como las unidades básicas. ¿Cuáles son las características y propiedades tanto físicas como químicas de los materiales nanoestructurados más utilizados en las fachadas arquitectónicas?

Los materiales nanoestructurados pueden ser de diferente tipología, por ende, sus propiedades pueden cambiar; en términos general un material nanostructurado se caracteriza de la misma manera que uno no nanoestructurado en sus propiedades fisicoquímicas y funcionales; adicional a ello es importante identificar la forma como el nanomaterial se ha mezclado con la matriz donde se aplica, identificar si hay agregación, fases, la distribución y el efecto que ha generado en la nueva estructura que justifiquen o predigan los efectos a nivel funcional. De allí surge la necesidad de técnicas que permitan identificar formas, tamaños, fases así como nuevas funcionalidades que se busquen. ¿Cuáles considera que son los nichos de oportunidad que la nanotecnología puede abrir en un futuro cercano en la ciudad de Medellín?

Considero que el desarrollo de nanomateriales para los diferentes sectores industriales con el fin de disminuir su peso, mejorar propiedades mecánicas, resistencias químicas y la capacidad de descontaminación, el tema de sensores aprovechando la capacidad de conducción eléctrica de algunos nanomateriales, robotica, etc.

Figura 40. Imagen ilustrativa de las capacidades de los nanomateriales.

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Figura 41. Palazzo Italia

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LA NANOTECNOLOGÍA Y SU INFLUENCIA EN LAS LÓGICAS COMPOSITIVAS 04

Implicaciones de las nuevas características de los materiales en las lógicas compositivas a la hora de diseñar una piel arquitectónica.

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Para Graziella Trovato Arquitecta Italiana es importante reflexionar y analizar los constantes cambios que hay en la actualidad, ya que para la arquitecta la piel arquitectónica contemporánea se presenta con una anulación de la concepción tradicional, dando paso a nuevas fronteras a favor del gesto, la flexibilidad y la funcionalidad de una envolvente que muestra las características de nuestro tiempo.

Con esto en mente y con el desarrollo de nuevas tecnologías se llevara a perder la conciencia de las fronteras tradicionales, pasando de muros que solo protegen del mundo exterior, a una piel flexible y funcional que permite interactuar con el exterior, generando nuevas propiedades que crearan capas y pliegues con capacidad de intercambiar información entre el exterior y toda la totalidad de un proyecto arquitectónico.

Con las nuevas posibilidades que presenta la evolución tecnológica, se marcara un cambio gigantesco en el desarrollo del hombre, por ende en la visión arquitectónica. Y en este sentido la visión arquitectónica nunca debe alejarse de los problemas actuales, debe apoyarse en la sostenibilidad y debe dar respuestas específicas, utilizando nuevas tecnologías para convertir los proyectos en filtros ambientales y de este modo utilizar uno de los campos que puede tener mayor influencia en la concepción de los diseños en el futuro,

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el cual es llamado el postorganismo el cual toma los elementos arquitectónicos a modo de elementos que funcionan como terminaciones nerviosas las cuales responden a un cuerpo arquitectónico, encontrando una armonía entre todas las partes.

Con este contexto Graziella expone que: Hoy la hipersuperficie es una piel extensa, flexible, moldeable, que abre territorios infinitos de experimentación y análisis. La transparencia del límite es expresión de una búsqueda creciente de espectacularidad y de una anulación aparente de las fronteras, detrás de nuevos sistemas de control, cada vez más poderosos y frágiles al mismo tiempo. Por otro lado la arquitectura se vuelve paisaje a través de su revestimiento, con diferentes estrategias superficiales.

Este nuevo organicismo se inscribe en una búsqueda de soluciones a la crisis medio ambiental. (Trovato,2007,P.20) La nanotecnología muestra la gran evolución del hombre, esta tecnología promete grandes avances que apuntan a revolucionar la forma en la que vivimos, y una de las ramas que envuelve y se convierte en eje fundamental en las actividades del ser humano y en la forma que vivimos es la arquitectura y por ende desde el sector de la construcción se intenta investigar, estudiar y analizar las diferentes implicaciones tanto positivas

Figura 42. Iniciativas de materiales con absorción de CO2

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como negativas que conlleva la utilización de la nanotecnología en este sector.

En este sentido, la historia ha estado enmarcada por grandes creaciones arquitectónicas, con materiales tradicionales.

Hoy en día, estos materiales han sido explorados e investigados de una forma muy amplia y de este modo se generaron unos "limites" en términos de libertad conceptual, la nanotecnología es, por lo tanto, un nuevo nicho que permitirá traer nuevos materiales con características inexploradas.

Teniendo en cuenta esto, la nanotecnología aportara nuevas características que en un inicio el arquitecto no tenía en su baraja de posibilidades como inteligencia, resistencia, flexibilidad, conductividad, ligereza, dureza, cambio de color, auto limpieza, auto reparación, absorción de co2 , entre muchas más.

Estas nuevas características nos podrán permitir la exploración y planificación de arquitecturas totalmente radicales a las tradicionales.

Autores como Silva, Maged Fouad El-Samny,Leydecker , entre otros empezaron a generar análisis hipotéticos de las diferentes implicaciones que pueden traer la posibilidad de utilizar materiales con características totalmente diferentes a las tradicionales.

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Silva (2014) manifiesta: Si ahora tratamos de imaginar lo que esta tecnología puede ofrecernos a corto, mediano y largo plazo, estamos casi "impotentes" en términos de imaginación para comprender cómo será la arquitectura del futuro. Por otro lado, podríamos tratar de adivinar un futuro más cercano, podríamos diseñar un edificio que fuera cinco veces más grande y pudiera soportar cinco veces más cargas. Secciones más delgadas que podrían resistir un terremoto.

Imagine ahora edificios cuyas paredes y pisos cambiarían de color con el sol, y por qué no en paredes divisorias transparentes durante el día y opacas por la noche (p.116).

Estos autores exploran y analizan las posibilidades evolutivas y el impacto que pueden tener las nuevas características de la nanotecnología con los materiales y los sistemas constructivos, los cuales consideran que generaran una revolución en la arquitectura, donde las innovaciones tecnológicas permitirán pasar de una arquitectura concebida como un simple objeto de arte estático, a una arquitectura viva y dinámica.

Figura 43. Citi in the sky, proyección de una edificación futurista.

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Esto apunta que la técnica se basara en una exploración extensa de los diferentes recursos técnicos disponibles, de la exploración de formas, materiales, y las relaciones lógicas y formales entre elementos constructivos y elementos conceptuales.

Por ende es claro que las características tanto técnicas y estéticas se convertirán en una nueva herramienta para el arquitecto, ya que los límites impuestos por los materiales tradicionales están siendo desafiados y superados por desarrollo de nuevos materiales.

En este sentido se puede decir que la implementación de nanotecnología no necesariamente indique una mejora en la calidad de la expresión de una edificación. Lo que significa es que esa expresión artística y subjetiva que puede tener cualquier idea arquitectónica puede ser proyectada de una forma diferente gracias a los nuevos límites que ofrece la nanotecnología.

Con esto en mente se puede pensar que esta prometedora revolución de nanomateriales generara una nueva experimentación mucho más amplia en la forma de unir y entrelazar tanto materiales nuevos como materia tradicionales.

Estos nuevos límites que se traducen en características nuevas o características mucho más eficientes, se convierten en

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el soporte y expresión de las diferentes lógicas compositivas a la hora de un arquitecto proyectar una idea, no obstante para que estos materiales se conviertan en verdadero soporte de las ideas proyectuales, es necesario que el arquitecto se adentre y genere conocimientos sobre estos límites, evaluando de una forma responsable los materiales, es decir ver las fortalezas y debilidades que cada elemento nanotecnológico pude traer consigo.

Por otro lado Silva (2014) en el desarrollo de su investigación Nano revolução na arquitectura do amanhã

expone ”En la historia de la humanidad las creaciones arquitectónicas han sido marcadas por técnicas y materiales, que en su generalidad fueron elaboradas y desarrolladas en los últimos doscientos años, y que actualmente estos comienzan a quedar muy explotados”(p.40).

En este sentido Silva desarrolla y enmarca las posibilidades evolutivas y el impacto que pueden tener las nuevas características de la nanotecnología con los materiales y los sistemas constructivos, lo que podría generar una revolución en la arquitectura, además muestra un contexto de la nanotecnología y la importancia que hay en el arquitecto de comprender y estudiar estas innovaciones tecnológicas para pasar de una arquitectura concebida como un simple objeto de arte estático, a una arquitectura viva y dinámica que Figura 44. Conjunto de imagenes ilustrativas.

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se adapte a las necesidades del habitante.

Silva plantea una forma de ver y anticipar lo que puede ser la arquitectura del futuro, plantea que muchas veces las formas en la arquitectura son un capricho del arquitecto o una forma de seguir una filosofía, como pudo suceder en el neoclasicismo ,gótico, barroco ,etc. Sin embargo en este sentido la nanotecnología podría generar nuevos límites, permitiendo realizar “casi todo”.

(Silva.2010).

En este sentido en la tesis desarrolla una forma de entender el futuro, con la integración de la nanotecnología en la arquitectura evidenciando también el gran impacto que puede traer la domótica y los nanorobosts en la evolución de la arquitectura.

El arquitecto maged fouad el sammy en su tesis “NanoArchitecture Nanotechnology and Architecture” desarrolla una investigación sobre el uso de nuevas tecnologías como resultado de la globalización en el cual expone que en el pensamiento contemporáneo se están rompiendo muchas barreras y fronteras gracias a la globalización , con lo cual las nuevas invenciones tecnológicas ayudan al arquitecto a desarrollar nuevas tendencias arquitectónicas , y una de esas invenciones es la nanotecnología que marca un estilo de “nanoarquitectura” que podría permitir nuevas posibilidades para el arquitecto.

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El resalta la importancia de la globalización y su impacto en la arquitectura a través del uso de la nanotecnología mostrando las aplicaciones ofrecidas por los nanomateriales desde el punto de vista de arquitectos, diseñadores de interiores y diseñadores.

El –Samny expone el sin fin de preguntas que se tienen que resolver a la hora de la integración de la nanoarquitectura como Los avances en nanotecnología, requieren muchas preguntas entre; - ¿Cómo responderá la sociedad a la distribución y difusión de los nanomateriales diseñados, incluidos los productos básicos, las instalaciones y servicios de instrumentos y cómo estos cambiarán a la sociedad? ¿Cómo utilizará el arquitecto esta novedosa tecnología de vanguardia para crear ideas innovadoras que contribuyan y reflejen positivamente las nuevas concepciones arquitectónicas?

(El-Samny, 2008, p. 96) Finalmente y teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente sobre el potencial de la nanotecnología, el arquitecto Lucas Arango menciona algunas recomendaciones para los arquitectos que quieren implementar y elegir un material nanoestructurado.

La nanotecnología, es una rama que está avanzando de una manera muy interesante, permite resolver muchos Figura 45. The Cobra Towers.

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problemas desde el punto de vista de sostenibilidad ambiental o bioclimática que es en lo que más trabajo yo y si se quiere compositivamente puede ayudar cambiar muchas cosas en la arquitectura, en este momento yo creo que podemos hablar de la revolución industrial que se está ofertando en Medellín la cual incluirá la nanotecnología.

Mi recomendación es que se acerquen a los materiales, hay que conocerlos y hay que identificar como pueden ayudar no solo a las lógicas compositivas si no a mejorar ciertos problemas asociados a la construcción o mejorar ciertas tendencias de hacer las cosas. La oferta en estos momentos es muy poca, un arquitecto no tiene mucho de donde escoger , pero en caso de que surja una mayor oferta hay que saber utilizarlos, insisto en que no se pueden implementar solo por moda, hay que ver que problemas está resolviendo o como ayuda para mejorar los proyectos de una forma responsable.

Es importante saber que cuando los materiales nanotecnológicos surjan de mayor forma no significa que los materiales tradicionales se les nombre como inútiles, es decir, ¿Para qué tener un Ferrari para ir a comprar un paquete de arepas a la tienda de la cuadra?, mejor te vas a pie…siendo el Ferrari la nanotecnología e ir a pie los materiales tradicionales, Hay que saber cómo utilizarlos, cuando, donde y que me resuelven.

Los materiales autolimpliantes prometen mucho, pero tenemos que saber cómo se comportan, no siempre la respuesta va ser utilizar nanomateriales. Y en esta medida este tema me parece muy útil y muy potente el cual va generar muchas reflexiones y debates y una lucha económica por ver eso cuánto vale y cuanto me ahorra en el tiempo ,cuanto me ayuda a mantener mejor mi obra, cuanto me ayuda a disminuir gastos en manteamiento ,este tema va ser fascinante… (2019).

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Figura 46. Imagen ilustrativa sobre la implementaciรณn de grafeno en edificaciones

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Figura 47. Relaciรณn de los nanomateriales con la arquitectura

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Figura 48. Dragonfly, imagen ilustrativa sobre una edificaciĂłn enegĂŠticamente autosuficiente.

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CONCLUSIONES El desarrollo de la nanotecnología tendrá un gran impacto en la sociedad, esta promete generar grandes cambios, tanto positivos como negativos, convirtiéndose en un posible desarrollo que marcara una gran revolución a lo largo de la humanidad.

Con esta gran evolución tecnológica, se marca un cambio gigantesco en el desarrollo del hombre, por ende en la visión arquitectónica. Ya que con las nuevas tecnologías se llevara a perder la conciencia de las fronteras tradicionales, pasando de muros que solo cumplen la función de protección, a una piel flexible y funcional que permitirá interactuar con el exterior.

Estas nuevas propiedades que la nanotecnología nos brinda, nos permitirá generar capas y pliegues con capacidad de intercambiar información, la cual se expandirá por todo el proyecto convirtiéndose en una extensión de la misma, tanto en forma como en función, permitiendo formas inesperadas estéticamente y estructuralmente.

Esto permitirá en un futuro la creación de pieles arquitectónicas que se convertirán en obras de arte, donde se convertirá no solo en una cara exterior si no en una creación de sensaciones y soluciones funcionales donde existirá una cohesión entre su piel y sus órganos más internos de tal manera que cambiara totalmente el pensamiento arquitectónico.

Las características de estos nanomateriales cambiaran ampliamente la apariencia, los acabados y la vida útil de un edificio. Permitiendo explorar una área de innovación de alto valor agregado que podrá

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responder a diferentes problemáticas ambientales como el calentamiento global, ya que es necesario que la reflexión de la implementación de nuevas tecnologías surjan del entendimiento de estas y de la necesidad de generar una arquitectura eficiente y sostenible.

En este sentido no solo la arquitectura se verá impactada con esta nueva posible revolución, todo el sector de la construcción será impactada y por ende la forma de planificar del arquitecto, ya que deberá estar preparado y tener los conocimiento de las nuevas posibilidades que los desarrollos tecnológicos traen, deberá estar preparado para un ámbito laboral donde el trabajo interdisciplinario se convertirá indispensable para resolver diferentes problemáticas de la actualidad.

Para que se logre esto es importante que tanto como gobiernos, empresas y universidades entrelacen diferentes conocimientos que permitan agilizar, planificar y poner en ejecución la implementación de nanomateriales de una forma responsable, y así generar una mayor oferta de productos para el sector de la construcción, no obstante también se necesitan que tanto arquitectos como científicos y diferentes profesionales del campo se unan para pensar cuidadosamente las cuestiones éticas, culturales, arquitectónicas y ambientales producidas por la implementación de nanotecnología.

Figura 49. Fachada iteligente que se abre segun la incidencia solar.

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ÍNDICE DE IMÁGENES Pag

Figura 1. Palazzo Italia.

Fuente: https://placetech.net/analysis/worlds-smartest-buildings-palazzo-italia-milan/

2

Figura 2. Fachada con nanotecnología.

Fuente: https://www.archilovers.com/projects/104194/lumenart-house-of-light.html

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Figura 3. Fachada acristalada.

Fuente: https://placetech.net/it/analysis/worlds-smartest-buildings-palazzo-italia-milan/

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Figura 4. Torres del Parque.

Fuente: https://revistaaxxis.com.co/convocatoria-abierta-para-el-rogelio-salmona-fellowship-2018/

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Figura 5. Piel arquitectónica de una edificación.

Fuente: https://www.archdaily.co/co/02-92699/edificio-corporativo-de-oficinas-del-centro-tecnologicode-hispasat-herreros-arquitectos/512aca06b3fc4b11a700a1bf-corporate-office-building-for-hispasattechnology-center-herreros-arquitectos-photo?next_project=no 15

Figura 6. Relación interior-exterior de una fachada.

Fuente: https://twitter.com/madcarquitectos/status/740241379947892736?lang=es 17 Figura 7. Fachada con materiales tradicionales.

Fuente: https://www.mrporter.com/en-us/journal/the-tribute/rios-most-striking-buildings/1159?setupses sion=false 19 Figura 8. Piel arquitectónica con ladrillos Fuente: https://architizer.com/idea/1709579/

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Figura 9. Características de los materiales Fuente: Elaboración propia

21

Figura 10. Piel arquitectónica con materiales tradicionales Fuente: https://www.divento.com/es/home/10085-cit%C3%A9-radieuse-le-corbusier-marseille.html

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Figura 11. Esquema proyectual de la estructura.

Fuente: https://i.pinimg.com/originals/31/d0/8a/31d08ab684d51a69be63a093e5c703e5.jpg

24

Figura 13. Relación entre los materiales y la idea de diseño.

Fuente: Elaboración propia

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Figura 12. Planificación de un proyecto arquitectónico.

Fuente: http://mlmrarquitectos.com/mlmr-architectorialist-le-corbusier/

25

Figura 14. Hospital Manuel Gea González de la Ciudad de México Fuente: https://www.gob.mx/salud/hospitalgea/galerias/nuestras-instalaciones-189794

26

Figura 15. Piel arquitectónica con paneles solares.

Fuente: http://www.amingenieros.es/portfolio/jazz-fase-i-16-viviendas-libres-en-lezkairu/

29

Figura 16. Piel arquitectónica con paneles aislantes y materiales eficientes.

Fuente: https://ufotoday.com/science/energy/a-german-community-is-first-to-produce-four-times-theenergy-it-consumes 31 Figura 17. Ejemplo de la nanotecnología en la historia.

Fuente: Fuente: https://epdf.pub/queue/nano-materials-in-architecture-interior-architecture-and-design. html 32 Figura 18. Imagen ilustrativa de la materia en nanoescala.

Fuente: https://nanova.org/nanoescala/

33

Figura 19. Piel arquitectónica con nanomateriales.

Fuente: http://export.gadmin.st.s3.amazonaws.com/cityguides/cityguide_san-gall_ es.htm?CFID=27674237-a03b-4090-9b5c-c6f5213c74a3&CFTOKEN=0

35

Figura 20. Formas alotrópicas del carbono.

Fuente: https://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1010/967/1/ ActaUniversitaria22%282012%2920.pdf

36

Figura 21. Nanotubos de carbon.

Fuente: http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/ Introduccion%20a%20los%20nanomateriales.pdf

Figura 22. Fullereno.

Fuente: http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/ Introduccion%20a%20los%20nanomateriales.pdf

37

Figura 23. Grafeno.

Fuente: http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/ Introduccion%20a%20los%20nanomateriales.pdf

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Figura 24. Fachada con Nano-concreto Fuente: https://alankarchmer.com/richard-meier-partners Figura 25. Centro investigativo de nanotecnología.

Fuente: https://www.pennlive.com/life/2018/02/pa_city_ranks_as_one_of_the_be.html Figura 26. Nanotecnología en Medellín.

Fuente: https://www.researchgate.net/publication/261098256

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41 43

Figura 27. Fachada de Ruta N. Fuente: https://es.foursquare.com/ruta_n?openPhotoId=548f0ba411d20436c33fc31b

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Figura 28. Investigación académica.

Fuente: Elaboración propia

46

Figura 29. Nano experimentos.

Fuente: Elaboración propia

46

Figura 30. Nanopintura ofertada en Medellín.

Fuente:https://www.corona.co/producto/pintura-ecoguard-blanca-1-gl/407141001

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Figura 31. Nanoproducto ofertado en Medellín.

Fuente: https://www.pintuco.com.co/productos/construccion/sellomax

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Figura 32. Iglesia Del Jubileo.

Fuente: https://homesthetics.net/iconic-modern-architecture-jubilee-church-in-rome-by-richard-meier-andpartners/ 48 Figura 33. Nanotecnología y sus nuevas posibilidades Fuente: https://pixabay.com/photos/architecture-frankfurt-building-1848013/

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Figura 34. Conjunto de imagenes ilustrativas.

Fuente:Elaboración propia

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Figura 35. Conjunto de imagenes ilustrativas.

Fuente:Elaboración propia

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Figura 36. Fachada edificio Sur Falveng.

Fuente: https://epdf.pub/queue/nano-materials-in-architecture-interior-architecture-and-design.html

Figura 37. Fachada edificio Commercial Building.

Fuente: https://epdf.pub/queue/nano-materials-in-architecture-interior-architecture-and-design.html

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57 Figura 38. Tabla de proyectos con nanotecnología Fuente: Elaboración propia

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Figura 39. Piel arquitectónica con nanomateriales.

Fuente: http://www.fassaden-blog.de/hild-und-k-1-interview-ein-mehr-fuer-den-standort/

69

Figura 40. Imagen ilustrativa de las capacidades de los nanomateriales.

Fuente: https://une2.com/

71

Figura 41. Palazzo Italia Fuente: https://www.archdaily.co/co/767016/pabellon-de-italia-nil-expo-milan-2015-nemesi

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Figura 42. Iniciativas de materiales con absorción de CO2 Fuente: http://www.jetsongreen.com/2013/05/decorative-facade-removes-air-pollution-in-perth-mexicocity-and-abu-dhabi.html 75 Figura 43. City in the sky, proyección de una edificación futurista.

Fuente: http://pantanalgardencenter.com.br/2013/08/city-in-the-sky-projeto-futurista-inspirado-na-florde-lotus/ 77 Figura 44. Conjunto de imagenes ilustrativas.

Fuente: http://www.rcaap.pt/detail.jsp?id=oai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/3293

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Figura 45. The Cobra Towers.

Fuente: Fuente: https://arquitectosleon10.es/11-edificios-impresionantes-que-estan-construyendose 81

Figura 46. Imagen ilustrativa sobre la implementación de grafeno en edificaciones Fuente: https://ovacen.com/el-grafeno-y-sus-aplicaciones-construccion/ 83

Figura 47. Relación de los nanomateriales con la arquitectura Fuente: Elaboración propia 84 Figura 48. Dragonfly, imagen ilustrativa sobre una edificación enegéticamente autosuficiente.

Fuente: http://vincent.callebaut.org/object/090429_dragonfly/dragonfly/projects

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Figura 49. Fachada iteligente que se abre segun la incidencia solar.

Fuente: https://www.researchgate.net/publication/281437961_O_Mundo_Invisivel_da_Nanotecnologia_ seus_impactos_na_arquitectura 87

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