BIO-CIUDADANOS Miguel Artavia Solís A10367 - Lic. en Botánica David Fernandez Salas B42552 - Lic. en Arquitectura Jose Jimenez Elizondo B63608 - Lic. Contaduría Pública Melissa León Chávez B84268 - Ing. Civil Valeria Naranjo Aguilar B95519 - Bach. en Biología Hazel Quiros Arroyo B76056- Ing. Agrícola y de Biosistemas
¿Que es el proyecto?
¿Hallazgos?
OBJETIVO
DEFINICIÓN
INTERÉS
Bio-ciudadanos Personas Plantas Polinizadores
USUARIOS
¿A quién va enfocado? Actividades
VARIABLES
PROGRAMA DE INTENCIONES ESPACIALES
Mentores
PROYECTO Bio-Enuk 2
JUSTIFICACIÓN
¿Por qué este proyecto?
Problemáticas Oportunidades Experiencia del Usuario
Logo
Estudio de Caso Problemáticas Infraestructura verde
USO DE HERRAMIENTA
PROYECTO
METODOLOGÍA Reto - Biología - Función - Diseño - Principios de vida 3
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INTERESES 5
Lugar cómodo que permita su crecimiento y mantenimiento, lugar firme para obtener nutrientes, no ser maltratadas o incomodadas por las personas. Obtener los recursos necesarios, como agua y luz.
Ciudades sostenibles. Estructuras verdes. Paisajes naturales. Ambientes más frescos.
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Seguridad. Espacio de convivencia. Comodidad
Interacción con la na Reducción de impact Restauración ecológi Regeneración ambie
aturaleza. to ambiental. ica. ental .
Interacción – medida( sin ser atacados o incomodados) No afectar la vida de los animales y las personas. Lugar de abastecimiento
BIO-ÉNUK = “Descanso” en Bribri. Crítica al estilo de vida acelerado. Descentralizar el antropocentrismo y darle valor a cada especie, incluyendo a los grupos minoritarios. 7
Utilización de espacios que se pueden aprovechar para crear pausas urbanas, que se integre con otras especies
8
En nuestras manos se encuentra la posibilidad de hacer más uso de la infraestructura verde como herramienta de planificación urbana.
El uso de recursos naturales se nos está saliendo de la manos, debido al alto consumismo.
LOGO 9
10
JUSTIFICACIÓN 11
FLUJOS, SERVICIOS Y MOVILIDAD
0
12
Fuente: Imágenes obtenidas de Google Maps- mapa de elaboración propia
250 500 750
10
000
OCÉANO ATLÁNTICO
OCÉANO PACÍFICO
Mapa de Islas de Calor Curridabat PROVINCIA: SAN JOSÉ
Época seca
Simbología: Flujo Principal
En Marzo y en Abril se localizan las temperaturas más altas por lo que la temporalidad debería responder a este factor
Flujo Secundario Vía Férrea Zona de Servicios Paradas de Buses Emplazamientos
Metros 1500
2000
Fuente: Mapa obtenido de Google Maps Diagramación Análisis de sitio Taller Ambiente y Paisaje I-2020, UCR
Época Lluviosa Dentro de la época lluviosa se encuentran dos temporalidades en los meses de Mayo Junio y Septiembre Octubre la precipitación es mayor a la que se encuentra entre los meses de Julio - Agosto
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MOVILIDAD Y FLUJOS
Metros 0
14
250
500
Fuente: Mapa obtenido de Google Maps Diagramación Análisis de sitio: Taller Ambiente y Paisaje I-2020, UCR
750
1000
250m
Distancia caminable 250 m Distancia de parada de bus a parada de bus aprox 500 m
Simbología:
Flujo Vehicular Principal Flujo Vehicular Secundario Flujo Vehicular Terciario Flujo Peatonal Prominente Ruta San José-Tirrases (San Fran.) Ruta San José-Tirrases (San Pedro) Ruta San José-Zapote-Curridabat Ruta Moravia-Desamparados Ruta San José-Barrio La Lía Ruta San José-Lomas de Ayarco Ruta San José-Cartago (Zapote) Ruta San José-San P.-Curridabat Puntos de Convergencia críticos Paradas de Buses 15
16
USUARIOS 17
Según el censo del INEC 2011 de las 29 671 personas que laboran 15 963 lo realizan en otro cantón.
Deportista
Trabajador
Camina Mañana 6:00
Trabajador Deportista Caminador Residente Condición de calle
18
7:00
Media Mañana 8:00
9:00
10:00
11:00
Medio D 12:00
1:00
Residente
Condición de calle
ador
Día
Tarde 2:00
3:00
4:00
Tarde Noche 5:00
6:00
7:00
8:00
Noche 9:00
10:00
11:00
Diagrama de temporalidad a lo largo del día 19
Un lugar firme para crecer, lleno de nutrientes No ser constantemente golpeada por peatones, entre otros Atraer polinizadores Agua y luz 20
No ser espantados, golpeados o asesinados Plantas que satisfagan sus necesidades Un ambiente al que se sientan atraídos Lugar seguro de abastecimiento, descanso y otras necesidades 21
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DEFINICIÓN 23
PREMISAS Y OBJETIVOS
Premisas Preguntas al Objeto
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¿Cómo la naturaleza se protege de los rayos UV? ¿Cómo las plantas captan agua y distribuyen el agua? ¿Cómo la Naturaleza se cubre de la lluvia? ¿Cómo las plantas atraen a los polinizadores? ¿Cómo las plantas mantienen su temperatura? ¿Cómo las plantas resisten los cambios de temperatura? ¿Cómo logra un descanso la naturaleza? ¿Cómo la Naturaleza logra mantener una iluminación? ¿Cómo logran las plantas mantener una ventilación? ¿Cómo logran las plantas mantener la Humedad? ¿Cómo las plantas crean soporte a sus estructuras? ¿Cómo el contexto afecta el objeto a diseñar? ¿Qué material se necesita para lograr una estructura eficiente aprovechando los recursos? ¿Que dimensiones requiere el objeto para que brindarle confort a los usuarios? ¿Cúal será la capacidad máxima de usuarios albergará al mismo tiempo el objeto?
Diseñar a partir del trabajo multidisciplinario un espacio de convivencia interespecie a partir del uso de la herramienta biomimética, que mitigue las islas de calor presentes en el cantón de Curridabat.
Interpretar el uso de la herramienta biomimética
Generar conciencia de otras especies que habitan la ciudad
Integrar la Infraestructura Verde a la trama Urbana con el mejor aprovechamiento de los recursos
1 2 3 OBJETIVOS 25
Tillandsia usneoides Familia: Bromeliaceae
Tricomas FUNCIÓN: Captar y transportar agua
PREGUNTAS: ¿Cómo capta agua?, ¿Cómo es su estructura de captación del agua? ¿Qué sistema de transporte de agua posee?
Imágenes de Ha et al. 2021
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BIOLOGÍA: Los tricomas foliares capturan y absorben el agua atmosférica. Son tan eficientes que la planta ya no depende, ni posee raíces para la absorción de agua y nutrientes. Estos están compuestos por varios tipos de células con distintas propiedades y funciones. Las células del “ala” capturan y absorben el agua, mientras que las del escudo y tallo las conducen hacia el interior de la planta.
Imagen modificada de Ha et al. 2021
CONTEXTO DEL MENTOR
T. usneoides posee una distribución amplia ( 0 a 2000 msnm) pero restringida a zonas de alta humedad (2200 a 6000 mm), el sitio del proyecto se ubica en el Bosque Húmedo Premontano, de precipitación menor (de 1200 a 2000 mm), sitio urbano donde el estrés hídrico aumenta. Se evaluaron las características de 2 spp del género en un sitio similar (San Pedro Montes de Oca) y se investigó su capacidad de absorción. Se halló que este es un mecanismo eficiente en especies de sitios secos, donde la densidad y área de tricomas es mayor (Cach-Pérez et al 2016, Miranda et al 2020, Stefano et al 2008).
PRINCIPIO DE DISEÑO ABSTRAÍDO: Se piensa agregar estructuras similares a las que posee el mentor para la captación de agua (tricomas), creando una capa viva, en cubierta de la Bio- Enuk. La estructura viva va a captar humedad del ambiente para alimentar a las plantas que se van a encontrar en el espacio con el fin de crear ambiente con mayor interacción entre las diferentes especies que conforman nuestras ciudades .
T. schiedeana
T. juncea 27
Hypericum calycinum L. Familia: Hypericaceae Nombre común: Hierba de San Juan FUNCIÓN: atraer (verbo) polinizadores y repeler herbívoros y parásitos. PREGUNTAS: Cómo atrae los polinizadores? DISEÑO: Por ello, se trataría de la estructura o material utilizado en la capa intermedia.
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BIOLOGÍA: La flor de Hypericum calycinum presenta un patrón de colores del espectro UV, visible para los insectos e invisible para el ojo humano. De esta manera, el ser humano observa una lisa superficie amarilla mientras que estos patrones invisibles atraen a los polinizadores al mismo tiempo que actúan como defensa de otros organismos indeseados. Este mosaico se compone de pigmentos de flavonoides y DIPs (floroglucinoles isoprenilados de-aromatizados)
CONTEXTO DEL MENTOR
La H. calycinum es un arbusto enano, perenne o semiperenne, alcanza 30 cm de altura y se extiende sin limitaciones,florece en verano, puede vivir hasta 25 años en un mismo lugar , debe plantarse en lugares con bastante sol o donde les pegue poco la sombra, es resistente a temperaturas frías , aunque muy bajas temperaturas pueden dañarlo. Esta planta es originaria de Grecia y Asia
PRINCIPIO DE DISEÑO ABSTRAÍDO: Con base en esto, se podrían utilizar versiones sintéticas de estos pigmentos para crear una superficie con regiones reflectante y absorbentes de los rayos UV de tal manera que se imitan los patrones de los pétalos de Hypericum calycium.
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Passiflora Ligularis Familia: Passifloraceae Tallos cilíndricos y hojas de 8 a 14cm. de largo, la lámina acorazonada con el margen liso, es de color verde oscuro a azulado. Es una enredadera vigorosa y poco profunda. Usa Zarcillos para trepar. FUNCIÓN: Soporte y base PREGUNTAS: ¿Cómo se sostiene la planta?
Colénquima 30
Parénquima
BIOLOGÍA: El córtex (corteza) se presenta dividida en dos zonas bien delimitadas: una externa formada por colénquima angular o lagunar y una capa interna de parénquima con paredes celulares delgadas, con pequeños espacios intercelulares. Es unistrata, glabra y dispuesta compactamente 3 a 4 capas de colénquima angular y de 6 a 7 capas de células parenquimáticas Abundancia de cristales. Presencia abundante y homogéneo del parénquima medular. Tejidos conductores primarios dispuestos en haces colaterales abiertos, de 3 a 6 capas de de parénquima interfascicular. Ciertas porciones del cambium producen gran cantidad de xilema, y otras gran cantidad de floema; el resultado es una masa central de xilema muy irregular y el cambium adquiere forma más o menos estrellada.
CONTEXTO DEL MENTOR La passiflora, es una planta trepadora y de tipo enredadera, se encuentra comúnmente en áreas tropicales y subtropicales donde la vegetación sea algún tipo de bosque mésico o húmedo, esta planta es angiosperma lo cual signifca que produce flores y frutos, sus flores tienen un olor dulce y almizclado , sus frutas son en forma de cápsula, son de color amarillo , anaranjado y algunas veces de color purpura. Es originaria de América del Sur, es intolerable al calor y el rango ideal de climaes entre 16 y 24 grados.
PRINCIPIO DE DISEÑO ABSTRAÍDO: Tomar como base la estructura, forma de las celular que conforman el tallo de la planta con fin de tener una estructura resistente optimizando el uso de materiales por la capa viva de las cubiertas.
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TRIÁNGULO ÁUREO
A partir del pentágono se trazan dos líneas desde un vértice a los vértices opuestos. Los ángulos con los que se forman el triángulo con dos de 72° y uno de 36°.
Se procede a dividir uno de los ángulos más grandes a la mitad con lo que se obtiene un nuevo triángulo proporcional al triángulo más grande.
Si se traza un arco con el punto desde el triángulo menor se forma lo que se conoce como espiral aurea.
B A
D C
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A
Panel estándar de 1.22 m x 2.44 m.
B Se aprovechan las dimensiones estándares para distribuir de una forma optimizada las 4 piezas.
D C
PLACAS 33
Función
Mentor
Abstracción al diseño
Principio de diseño
¿Cómo la naturaleza forma una estructura de soporte optimizando el uso de recursos?
Passiflora ligularis
Estructura voronoi observada en los patrones de células de parénquima y colénquima
Acomodo de capas de células de parénquima y colénquima brinda el soporte necesario al tallo para sostener a toda la planta
8
12*
3
34
Al tratarse de un proporción área, el patrón Voronoi se adaptó al crecimiento progresivo de la serie Fibonacci
5
Colénquima
Parénquima
La creación de la distribución del patrón Voronoi se empleó con la herramiento Grasshopper con el Propósito de parametrizar el diseño y optimizarlo. Para dimensionar los agujeros se consideró el área de cada triángulo, con el fin que la sustracción no sea menor a la mitad de cada área
MODULACIÓN 35
Función
Mentor
Abstracción al diseño
Principio de diseño
¿Cómo la naturaleza capta, transporta y almacena agua?
Tillandsia usneoides
Tricomas especializados para la captación y retención de agua
Efecto dominó de reacción de los tricomas especializados y móviles permite captar y almacenar el agua. La conección de estos al xilema de la planta facilita el transporte
¿Cómo la naturaleza atrae polinizadores?
Hypericum calycinum L.
Pigmentos que generan patrones de colores del espectro UV, invisibles al ojo humano
Un mosaico compuesto por pigmentos de flavonoides y DIPs (floroglucinoles isoprenilados de-aromatizados) reflejan rayos UV atractivos para polinizadores
Cubierta viva
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Agua captada
Ala “Tricoma”
pigmentos sintéticos
“Cuerda polea”
Agua para “motor” Cerámico, alcalinizador, carbón activo, etc
Filtro
“Motor” Gel Laponita-PAAS
Reservorio agua “motor”
Agua para plantas
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Uso de CNC para cortar las placas de acero
Uniones con: Soldadura y Tornillo techo punta broca
Placa superior e inferior de acero
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Material
¿Por qué?
Acero o aluminio con cortes CNC de la estructura voronoi
Maleable, fácil de cortar, facilita uniones no móviles por soldadura. Al ser inoxidable puede contener el sistema de filtrado
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Malla de jardinería
Mezcla de 60% fibra de coco con 40% humus de lombriz. Sustrato profesional enriquecido con turba o perlita(o hidrogel).
Vegetación y Sustrato
Generalmente la capacidad de los jardines verticales prefabricados es de 2-3 litros por planta (2000 a 3000 cm3→ 20 a 30 cm lado) 40
Tierra o suelo: características muy variables dependiendo de su material parental y contenido orgánico, es recomendable estandarizarlo y/o mejorarlo. Fibra de coco: muy esponjoso, ligero, mantiene raíces hidratadas y oxigenadas Compost: ++ nutrientes, retiene el agua y permite el paso del aire. Vermiculita: gran capacidad de retención de agua, aporta hierro y magnesio. PERO compuestos de carbonato fomentan reacciones alcalinas, alterando el pH. El poliacrilato de potasio (Hidrogel): es polímero estable y químicamente inactivo, tiene la capacidad de absorber de 200-350 veces su peso en agua. Esta reserva de agua es entregada en un 95% a la planta por las raíces a través de un proceso de ósmosis, al terminar este proceso las moléculas recobrando su tamaño original, es capaz de absorber y entregar agua a la planta por muchos años (5 en promedio). Su aplicación en la agricultura, invernaderos y viveros, el sector forestal y la arquitectura paisajista puede reducir el uso de agua hasta en más del 50% Se aplica generalmente a razón de 1 gr por litro de sustrato y se debe hidratar antes de mezclar con la tierra de cultivo (razón de 1-3 kg por metro cúbico de tierra o 1000L de sustrato)
41
Tubos pvc
Tapones pvc
Unión pvc
“ T ” pvc
Codos pvc
Accesorios necesarios para el sistema de Riego
Sistema de Almacenamiento y Riego por goteo Válvula de flotador de 1/2 pulgadas, la caja de control de nivel de agua es una versión mejorada de la válvula de flotador tradicional, utilizada en piscinas, tanques de ganado, acuicultura, acuarios. 42
Pegamento pvc
El patrón Voronoi traza los ejes por donde pasará la tuberia de riego.
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Permite darle grosor al panel para colocar el sustrato de las plantas y el sistema de riego y Almacenamietno.
Platinas de acero en los bordes externos e internos de la placa,
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Material
¿Por qué?
Acero o aluminio con cortes CNC de la estructura voronoi
Maleable, fácil de cortar, facilita uniones no móviles por soldadura. Al ser inoxidable puede contener el sistema de filtrado
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Lámina de Policarbonato con la forma voronoi
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Material
¿Por qué?
Policarbonato sólido Lámina de polarizado
Transparente, visibilidad. Doble cara con diferente función, polarizado opción barata de absorción UV oxinitruro de aluminio o (ALON)
47
48
Vegetación y sustrato
Cubierta viva
Placa superior de acero
Esta distribución interna de los paneles aplica para los 4 módulos.
Sistema de almacenamiento y riego
Platinas de acero
Placa inferior de acero
Policarbonato
49
50
PROTOTIPOS 51
Posterior
Lateral Izquierda
Vista en Planta 52
Frontal
Lateral Derecha
B
D B A
Banca Metálica Modular
Isométricos
PROTOTIPO A 53
Posterior
Lateral Izquierda
Vista en Planta 54
Frontal
Lateral Derecha
A
B D
A
Isométricos
PROTOTIPO B 55
Posterior
Lateral Izquierda
Vista en Planta 56
Frontal
Lateral Derecha
Isométricos
PROTOTIPO C 57
Lateral Izquierda
Frontal
Vista en Planta 58
Lateral Derecha
Posterior
Isométricos
PROTOTIPO D 59
Lateral Izquierda
Frontal
Vista en Planta 60
Lateral Derecha
Posterior
Isométricos
PROTOTIPO E 61
Posterior
Lateral Izquierda
Vista en Planta 62
Frontal
Lateral Derecha
Isométricos
PROTOTIPO F 63
64
Conclusiones 65
66
Conclusiones Analizando el medio ambiente con el uso de la herramienta biomimética se pudo realizar una estructura, a capas, que satisfaga las necesidades de las personas implementando la estructura verde para la creación de zonas de espera. Se implementa una relación más consistente entre la población humana y la de polinizadores. Creando un espacio de convivencia en el que se logra respetar el espacio de cada población. Mitigar las islas de calor mediante el uso de plantas generando una estructura verde utilizando plantas que además de promover la sobrevivencia de la especie polinizadora, también disminuye el exceso de calor en las vías de tránsito de la población humana
●
●
●
Perspectivas y desarrollos futuros ● ● ● ● ●
Estructura modular de paneles → versatilidad → empleo en otras estructuras “Tricoma”--> desarrollo múltiples modelos, distintos materiales y mecanismos de acción Proyecciones climáticas para el país→ necesidad imperante adaptarse al aumento de temperatura y disminución del recurso hídrico Ampliación de cobertura a otros sitios de alto uso y población sensible, como centros de salud y educativos Desarrollo conjunto con biofilia
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Bibliografia Benzing, D. H., Henderson, K., Kessel, B., & Sulak, J. (1976). The absorptive capacities of bromeliad trichomes. American Journal of Botany, 63(7), 1009-1014. Brighigna, L., Palandri, M. R., Giuffrida, M., Macchi, C., & Tani, G. (1988). Ultrastructural features of the Tillandsia usneoides L. absorbing trichome during conditions moisture and aridity. Caryologia, 41(2), 111-129. Ha, N., Park, J., Park, S. H., Seo, E., Lim, J. H., & Lee, S. J. (2021). Domino‐like water transport on Tillandsia through flexible trichome wings. New Phytologist. Herppich, W. B., Martin, C. E., Tötzke, C., Manke, I., & Kardjilov, N. (2019). External water transport is more important than vascular transport in the extreme atmospheric epiphyte Tillandsia usneoides (Spanish moss). Plant, cell & environment, 42(5), 1645-1656. Kim, J. J., Park, J., Jung, S. Y., & Lee, S. J. (2020). Effect of trichome structure of Tillandsia usneoides on deposition of particulate matter under flow conditions. Journal of hazardous materials, 393, 122401. Cach-Pérez, M. J., Andrade, J. L., Cetzal-Ix, W., & Reyes-García, C. (2016). Environmental influence on the inter-and intraspecific variation in the density and morphology of stomata and trichomes of epiphytic bromeliads of the Yucatan Peninsula. Botanical Journal of the Linnean Society, 181(3), 441-458. Miranda, T., Roth-Nebelsick, A., Junginger, A., & Ebner, M. (2020). Habitat conditions, spatial distribution and trichome morphology of different species of Tillandsia growing on trees on the Ilha Grande Island, Brazil. Flora, 272, 151692. Stefano, M., Papini, A., & Brighigna, L. (2008).A new quantitative classification of ecological types in the bromeliad genus Tillandsia (Bromeliaceae) based on trichomes. Revista de Biología Tropical, 56(1), 191-203. Zambrano, A. R. C., Linis, V. C., Nepacina, M. R. J., Silvestre, M. L. T., Foronda, J. R. F., & Janairo, J. I. B. (2019). Wetting Properties and Foliar Water Uptake of Tillandsia L. Biotribology, 19, 100103.
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Hammel, B. E., Grayum, M. H., Herrera, C., & Zamora, N. (2004-2019). Manual de plantas de Costa Rica Vol I - VIII. Missouri, US: Missouri Botanical Garden; San José, CR: INBio, 2004. Soto-Solís, D. A., & Vega-Araya, G. Plantas con flores que atraen mariposas.Instituto Nacional de Biodiversidad, Heredia (Costa Rica). Takeno, H., & Kimura, Y. (2016). Molecular weight effects on tensile properties of blend hydrogels composed of clay and polymers. Polymer, 85, 47-54. Takeno, H., & Nakamura, A. (2019). Effects of molecular mass of polymer on mechanical properties of clay/poly (ethylene oxide) blend hydrogels, and comparison between them and clay/sodium polyacrylate blend hydrogels. Colloid and Polymer Science, 297(4), 641-649. Vega, G. (2010). Guía de plantas hospederas para mariposarios. Instituto Nacional de Biodiversidad, Heredia (Costa Rica).
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Seminario de Temática Ambiental IV: Biomímesis, colaboraciones entre disciplinas, emulación y modelado de estructuras biológicas y procesos vitales.
Profesores: Ph. D. Rebeca Mora Arq. edgar Pérez
I CICLO 2021