EDUCACIÓN Y SU RELACIÓN ENTRE ARQUITECTURA, FÍSICA Y MATEMÁTICA
Es una página dedicada a utilizar las Tic´s en el proceso de enseñanza aprendizaje de los estudiantes universitarios. Donde se ve la estrecha relación entre las matemáticas y la física en estructuras arquitectónicas.
Software para resolver problemas de matemáticas de aritmética, trigonometría , ecuaciones algebraicas , matrices y también para resolver problemas de física.
A veces las maquetasno son suficientes herramientas de
visualización para el cliente, pero con la llegada de la realidad aumentada y
la realidad virtual tanto arquitectos como clientes pueden tener una mejor
visión de lo que será el resultado final.
Ambas
soluciones VR / AR se están convirtiendo en un medio que está transformando la
forma en que los arquitectos se comunican, crean y experimentan con sus
proyectos.
Entre las opciones está ARki, una
plataforma de Realidad Aumentada para la visualización en tiempo real de
modelos arquitectónicos y puede implementar en cualquier dispositivo ya sea ios o android, que
permita al usuario explorar datos en 3D con un nivel adicional de libertad de
navegación.
Otra opción es Storyboard que es gratuita y con ella se pueden crear prototipos,
organizar, escalar y animar activos simples en 2D. La experiencia de realidad virtual está garantizada.
Por útimo y no menos importante está SmartReality, aplicación móvil de realidad aumentada
que utiliza la cámara del dispositivo móvil para superponer un modelo BIM
interactivo en dibujos de construcción impresos para crear visualizaciones tridimensionales
de proyectos. Los usuarios pueden hacer zoom, exponer capas estructurales
con un clic, desplazarse por un proyecto a lo largo del tiempo y grabar imágenes
y videos de su experiencia.
El
mundo de la arquitectura existen programas de diseño, planeación, y modelado 3D
que son de gran utilidad para los arquitectos y diseñadores. El empleo de estas
herramientas tecnológicas aseguran resultados muy efectivos.
La radiación solar es la
transferencia de energía por ondas electromagnéticas provenientes desde el sol.
El sol emite un amplio espectro de radiaciones, conocido como el espectro
electromagnético, que va desde los rayos gamma hasta longitudes de onda largas,
de tipo infrarrojo. La radiación solar que llega a la tierra es
directa y difusa, esta es muy beneficiosa tanto a los seres vivos como las
plantas, pero también una pequeña parte de esta radiación es perjudicial, en
este sentido vamos a hablar de la radiación ultravioleta (UVA, UVB, UVC) e infrarroja.
Las energías renovables como: solar, geotérmica, eólica y otras;
nos permiten tener energía sin contaminar el planeta. Para usar estas es
importante conocer y medir las magnitudes físicas como temperatura, humedad,
flujo, voltaje, energía y otras.
Pasamos
gran parte de nuestro tiempo diario en lugares cerrados, y nuestra casa es uno
de ellos. Por eso debemos protegerla de aquellos aspectos que pueden ser
nocivos para nuestra salud, como materiales y productos contaminantes (Martín
Alejandro, 2017). Existen casas bonitas con un excelente diseño, pero
si estas tienen mucha perdida de energía que nos proporciona el sol
(energías renovables), el confort es desagradable como muestra la imagen:
Los porcentajes de fugar de calor en la vivienda se dan como muestra la imagen por el suelo, por las ventanas, por las paredes sin aislamiento, por el puente térmico y por el techo. Recuperado de: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT6ckIe3Pu23BTUdo3g_P4MR5wsMD24dS659cAumRPGBsIcroMRdw
¿Cómo crear una casa más confortable y saludable?
Se
debe de considerar que los inmuebles desde la perspectiva ecológica no solo
preservan la salud, sino también el medio ambiente en general. Son
construcciones que tienen en cuenta los materiales, el aire que se respira,
el consumo excesivo de energía, el bienestar de las personas en busca del
confort ideal (temperatura agradable) y el buen empleo de los recursos tanto
materiales como naturales.
Las matemáticas son importantes para casi todas las
profesiones y ocupaciones técnicas. La comprensión de las matemáticas nos permite
comprender de una manera secuencial el comportamiento de algunas situaciones naturales
y también de observar el comportamiento de las cosas en el mundo real.
Desde el punto de vista matemático, la arquitectura
es una ocupación técnica con un lado artístico. A algunas personas les gusta
enfatizar lo artístico en la arquitectura, y pasar con éxito sus carreras sin
demasiado énfasis en los aspectos técnicos del campo.
La mayoría de las personas, no posee un conocimiento
sustantivo de las matemáticas y para realizar estos procesos técnicos, se requiere
de conocimientos matemáticos para comunicarse y poder entender a los
consultores y otras personas con quienes realizan los proyectos.
Los arquitectos generalmente no hacen los análisis
y cálculos, ya que se los dejan a los ingenieros, los cuales deben tener un
conocimiento profundo de las matemáticas para ser capaces de entender las
conclusiones a las que llegan y la forma en que se han derivado sus
recomendaciones.
Con el paso del tiempo la sociedad ha aumentando su consumismo y la demanda de
productos, debido a ello aumentó la construcción
de edificaciones, de manera tal que las fabricas y grandes empresas tuvieron que incrementar su
producción.
Esta producción tanto de objetos de consumo y construcciones impacta directamente en la
contaminación ambiental: el uso de agua para producir energía, los desechos tóxicos, los
gases que eliminan las maquinarias, el uso de petróleo, etc...
Arquitectura Sostenible
A raíz de esos problemas que afectan a la
salud ambiental surge la llamada arquitectura sustentable. En 1983, la ONU creó una nueva comisión llamada la Comisión Mundial de Medio
Ambiente y Desarrollo. Dicha comisión elaboró un documento llamado Nuestro Futuro
Común, también conocido como el Informe Brundtland en 1987, en el cual se describe a
que se refiere el desarrollo sostenible, según el informe: elaborar un plan de reciclado,
separando los residuos en orgánico e inorgánicos, y los cortes de madera para luego ser
reciclados.
El desafío de la arquitectura actual es vinculado en desarrollar edificaciones sostenibles, en las cuales el uso de agua sea reducido para mantener las
fuentes de agua naturales para las próximas generaciones y evitar las fuentes de agua
residuales. La utilización de paneles solares, luz y ventilación natural para mejorar considerablemente la vida y la salud de los habitantes, además de reducir el consumo de
electricidad.
Cada diferente aspecto de la construcción sostenible trae beneficios al ambiente general,
por ejemplo una buena elección de sitio pueden ayudar a preservar áreas naturales como
parques y bosques para futuras generaciones.
De manera indirecta, los beneficios de la arquitectura sustentable, sobre el ambiente en
general, tienen que ver con la salud de las personas.
Referencias:
-Zapunar, M. (2014). La Arquitectura
Sustentable, en relación al medio ambiente y el ser humano. Universidad de
Palermo.
La Gran Pirámide de Giza, la única
séptima maravilla del Mundo intacta. Fue la estructura más alta construida (146
metros) durante durante miles de años.
Paredes de una antigua ciudad Inca,
cortados a la perfección con piedras y herramientas de cobre y bronce y
encajados entre sí con una especie de mortero.
Puente
del Gard, Francia. Acueducto construido entre el año 40 y 60 DC. Es uno de los
mejores ejemplos del uso de arcos semicirculares, inventados en Mesopotamia
hace 4.000 años, pero popularizados luego por los romanos antiguos.
Cúpulas de cemento, inventadas por los romanos. Uno de los ejemplos más conocidos es la cúpula del Panteón, la
mayor cúpula de cemento sin refuerzo del mundo finalizada en el 126 DC.
El término fractal es un vocablo derivado del latín, fractus , que significa quebrado o fracturado y se lo utiliza para designar a objetos semi geométricos cuya estructura básica se repite a diferentes escalas, siempre de mayor a menor.
En la matemática no es sencillo encontrar
una definición rigurosa para los fractales, por lo que aun no existe aún una definición completa.
La arquitectura es responsable de
la construcción del mundo habitable para la humanidad. No se dispone de datos precisos acerca
de las primeras manifestaciones arquitectónicas de las sociedades, sin embargo, hay huellas
dispersas en muchos lugares del planeta que señalan los lugares ocupados por
grupos humanos desde tiempos ancestrales. Esas huellas sugieren que la
arquitectura se desarrolló como respuesta al sedentarismo y a las actividades
que lo acompañaron: la agricultura y la ganadería. La permanencia en un
territorio y el deseo de albergue y protección, probablemente dieron origen a
construcciones más duraderas y elaboradas que las de los cazadores y
recolectores. El culto a los muertos, al cosmos y a las divinidades, necesitó
de lugares especiales que gradualmente se transformaron en edificios simbólicos.
El Templo del Partenón - Grecia
El término “arquitectura” se
refiere por igual a una disciplina, a su ejercicio profesional y a los
resultados concretos de esa práctica. Se habla de la arquitectura como un saber
especializado, como la práctica de ese conocimiento y como la obra misma: la
arquitectura de un período histórico, de un lugar o de un autor.
En la
definición de arquitectura, se da importancia a la etimología de la palabra,
cuya raíz más profunda se encuentra en la palabra griega architektonia,
significado que se interpreta de acuerdo con la presencia de dos componentes:
“arché” y “teknè”. El primero se asocia con el inicio y el ordenamiento; el
segundo con la realización o construcción, en este caso de una edificación. (Lorite, 1986).
La tarea de definir la arquitectura
ha sido asumida históricamente como responsabilidad de los historiadores,
tratadistas y críticos. Por lo anterior, es interesante contemplar otras
miradas y algunas definiciones dadas por autores de distintos lugares y épocas,
con las que se pueden contrastar sus enfoques.
Iglesia Notre Dame de Francia 1950-1955, Le Corbusier
En el siglo XX las definiciones de
arquitectura dieron giros significativos. Una de las más famosas es la
propuesta por Charles Eduard Jeanneret, conocido como Le Corbusier: “La
arquitectura es el juego sabio, correcto y magnífico de volúmenes bajo la luz”.
Otra, igualmente famosa fue formulada por Ludwig Mies van der Rohe, que dice:
“La arquitectura es la voluntad de una época concebida en términos espaciales.
Viva, cambiante y nueva”.
Por su parte, el arquitecto
italiano Bruno Zevi, hizo la definición más precisa que se puede dar hoy de la
arquitectura, en términos completamente distintos de los propuestos por Le
Corbusier: "Es aquella que tiene en cuenta el espacio interior. La
arquitectura bella, será la arquitectura que tiene un espacio interno que nos
atrae, nos eleva, nos subyuga espiritualmente; la arquitectura ‘fea’ será
aquella que tiene un espacio interno que nos molesta y nos repele. Pero lo
importante es establecer que todo lo que no tiene espacio interno no es
arquitectura". (Zevi, 1951).
Referencias: - Lorite, J. (1986). Teoría y estética de la existencia. Revista
Proa Nº 351. Bogotá. - Zevi, B. (1951). Saber ver la arquitectura. Poseidón. Buenos Aires.
Las diferentes tecnologías actuales aportan una gran
variedad de soluciones constructivas y la posibilidad de aplicar materiales
cada vez más innovadores en el diseño arquitectónico. Esta tecnificación exige
una aplicación cada vez más intensa de la Física en la Arquitectura.
La colaboración entre Física y Arquitectura comienza con la
investigación y desarrollo de nuevos materiales susceptibles de ser utilizados en
edificios, de este modo y en lo referente a las fachadas existen una amplia
gama de materiales utilizados de manera innovadora en la parte exterior de los
edificios y casas, como: vidrio, aplacados cerámicos, láminas de titanio, zinc o acero
inoxidable, paneles de aluminio, compuestos plásticos, sillar, madera.
Más aun, en cada uno de estos materiales se están realizando investigaciones en su caracterización térmica para mejorar su confort.
También tenemos el aprovechamiento de las energías renovables, por ejemplo la radiación solar que permite abastecer de energía eléctrica en un edificio a través de sistemas fotovoltaicos.
De igual manera en las casas, sobre todo en nuestra Región de Arequipa - Perú, que tenemos un cielo claro casi durante todo el año, con una radiación solar máxima de 1200 W/m2 la cual se mide al medio día.
En una casa, también se puede aprovechar la energía solar, es decir la radiación solar directa que incide en los paneles solares y a través de este sistema fotovoltaico se transforme en energía eléctrica abasteciendo del suministro eléctrico a toda la casa. Recuperado de: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRJrkasqv50_ZH1RM9Ue4xL2YpR66NQAA6guApbETNFin4R9Bxl1A
Es una ciencia natural que se encarga
del estudio de las propiedades de la materia, la energía, el tiempo y el
espacio, así como las interacciones fundamentales de estos conceptos.
Desde esta ciencia, se estudian:
Las propiedades generales de los cuerpos,
las fuerzas que los modifican,
la transferencia de la energía y
la interacción entre partículas.
A finales del siglo XIX se desarrollaron nuevas
áreas, relacionadas con los fenómenos nucleares, física del estado sólido,
teorías cuánticas, mecánica estadística y de la relatividad. Estas áreas
han nutrido el desarrollo de la ciencia y la tecnología. Por ejemplo:
La nanotecnología encuentra apoyo en la física
del estado sólido.
El desarrollo de nuevos chips brinda
oportunidad a los físicos de aplicar sus conocimientos al lado de los
arquitectos, de ingenieros y otros profesionales.
Campos nuevos se abren en el área de la medicina,
como físicos-médicos en el campo de la utilización de radiaciones
atómicas y nucleares.
La astrofísica nos brinda explicaciones del
origen y evolución del universo pero también es fuente de conocimiento
aplicable a los vuelos espaciales, sondas y sensores de alta tecnología.
Las aplicaciones de técnicas nucleares
permiten un mejor conocimiento del interior de nuestro planeta y la
influencia que su actividad tiene en la vida sobre su superficie.