Exploratorium es un museo de ciencia centrado en exposiciones prácticas de fenómenos naturales, creado por el científico y educador Frank Oppenheimer el año 1969 en la ciudad de San Francisco, Estados Unidos. Hace cuatro años, el museo se mudó a una nueva ubicación, en un histórico muelle restaurando en la zona de Embarcadero, en el centro de San Francisco. Los visitantes pueden ahora experimentar 8.000 metros cuadrados de exposiciones y espacios de encuentro con vistas sin obstrucciones a la bahía de San Francisco. El edificio también tiene un teatro, el que acoge diálogos públicos con organizaciones locales, más de una docena de aulas, laboratorios y salas de formación de profesores, talleres de madera y metal, dos tiendas, oficinas, un restaurante enfocado en productos pesqueros de origen sustentable, y una gran plaza pública al aire libre. Este último espacio, que muchas veces se utiliza también para montar exposiciones abiertas, ha generado una dinámica vida pública en un lugar antes abandonado. La nueva ubicación tiene una excelente conectividad a la ciudad y, pese a tener medio millón de visitantes al año,no incluye estacionamientosvehiculares, favoreciendo el uso del transporte público multimodal que llega al sector, especialmente el tranvía y el ferry, y el acceso peatonal y de ciclovías desde barrios residenciales y hoteleros ubicados en los alrededores.
Imagen 1: Vista aérea del nuevo edificio de Exploratorium, en la bahía de San Francisco. Destaca la recuperación del antiguo edificio del muelle y la gran matriz fotovoltaica en cubierta. Créditos:SunPower Co.
Exploratorium, ya en el año 2004 y como institución enfocada en la ciencia, se había puesto como meta llegar a ser un edificio de energía neta cero. Aprovechando el traslado en el 2013 a su nuevo edificio junto a la bahía, retomaron dicho compromiso e implementaron una serie de estrategias pasivas y activos en sus nuevas instalaciones. El muelle histórico existente ofrecíamuy buenos niveles de iluminación natural, masa térmica y orientación solar. El agua de la bahía se consideró como un recurso natural para enfriar el edificio, usando un innovador sistema de refrigeración radiante. La cubierta, de 240 metros de largo, acomodó una matriz fotovoltaica de 1,3 MW para alimentar de electricidad el edificio. Muchas de las exposiciones científicas que componen el corazón del museo tienen una significativa demanda de energía, por ejemplo para la generación de vapor. El monitoreo detallado del consumo de energía en todo el edificio ha permitido que el personal de Exploratorium perfeccione continuamente el diseño y operación de sus exhibiciones y construya una cultura de eficiencia cada vez mejor, basada en datos reales. Asímismo, y apuntando a su vocación educativa, se han instalado pantallas públicas de monitoreo de energía, que se ha convertido en una de las exhibiciones permanentes favoritas de los visitantes. Cabe destacar también que el sistema de calefacción y refrigeración utiliza el agua de la bahía:ésta fluye estacionalmente entre los 10°C y 19°Cde temperatura y se utiliza como fuente de calor o disipador de calor, dependiendo de la necesidad,para el sistemade climatización radiante del edificio, mediante bombas de calor eléctricas. Esta estrategia también eliminó la necesidad de utilizar torres de enfriamiento, resolviendo así un importante desafío de diseño en esta estructura de carácter histórico.
Imágenes 2 a 5. Vistas de la antigua fachada del edificio recuperado y utilizado actualmente por Exploratorium, la recuperación de los exteriores para crear un espacio público abierto, y una de las ampliaciones ejecutadas en acero. Créditos: Bruce Damonte
Embarcadero: Recuperación de un borde costero
Por muchos años una zona degradada de la ciudad, y luego de la demolición de una antigua autopista urbana, Embarcadero se caracteriza por ser ahora un próspero barriocon un paseo público que bordea la bahía de San Francisco. Sin embargo, existían aún edificios históricos muy deteriorados, especialmente una serie de muelles y antiguas bodegas. El proyecto Exploratorium transformó uno de estos espacios deteriorados en una interpretación dinámica y contemporánea de un activo frente al mar, eliminando gran parte de una cubierta de hormigón utilizada como estacionamiento de entre dos muelles y creando una gran plaza pública llena de vida.
A través del diseño del edificio y las exposiciones, el proyecto hace que los visitantes conozcan el entorno natural local y entiendan su ecosistema. El revestimiento exterior de acero está perforado con siluetas del sinnúmero de especies de fitoplancton que viven en las aguas de la bahía. Las prácticas de construcción y el diseño del edificio fueron cuidadosamente coordinados para trabajar con las mareas, las estaciones de anidación de aves y la preservación del hábitat marino. El vidrio del observatorio del museo, por ejemplo, previene el ataque de pájaros mientras reduce la ganancia de calor solar. También se requería de un Plan de Protección Ambiental específico del sitio, que incluía una multitud de estrategias de manejo para mitigar los impactos de la construcción, incluyendo la contratación de un biólogo marino para monitorear el desove de los peces, especialmente el arenque y sardina, durante la colocación de las pilas de fundación.
Imagen 6. Vista exterior de Exploratorium y su inserción en la trama y el funcionamiento urbano, destacando la cercanía con el transporte público, ciclovías y accesos peatonales. Créditos: Bruce Damonte.
Estrategias pasivas y activas
El almacén existente de 1931 fue construido en su momento para aprovechar el clima local al maximizar la iluminación y ventilación natural. Al igual que muchos edificios de su época, la arquitectura tuvo que hacer el trabajo de crear luz, ventilación y control del clima.Dada la belleza escénica de la ubicación del nuevo museo, desde el inicio del proyecto se buscó que las intervenciones de diseño realizadas en el edificio existente se centraran en las oportunidades para mejorar la experiencia de estar en el borde de la bahía. El equipo de diseño debió equilibrar el deseo de contar con iluminación natural y vistas al exterior, con la necesidad del museo de controlar la luz del día en los espacios de exposición. Orientadas a lo largo de un eje del noreste al suroeste, las ventanas existentes tipo claristorio, es decir ubicadas en la parte más alto de los muros, son la principal estrategia para proporcionar iluminación natural en el edificio, sobre todo en áreas administrativas y educativas, mientras que las aberturas adicionales se agregaron estratégicamente para permitir las vistas e iluminación adicional. Cabe destacar un óculo, abertura circular en el cielo interior del vestíbulo del edificio, que sigue el viaje estacional del sol e ilustra ese patrón en el pavimento. En cuanto iluminación artificial, en áreas donde se realizan tareas de bajo requerimiento lumínico se utilizóuna tecnología de lámpara de inducción, para proporcionar niveles ambientales mínimos de iluminación interior y exterior, mientras que para las exposiciones y tareas de mayor necesidad de iluminación se utilizaron lámparas de haluro metálico y LED de bajo voltaje. Todo lo anterior permitió reducir la carga por iluminación a 8W/m2. En términos de ventilación, la naturaleza corrosiva del ambiente marino requería del uso de ventilación mecánica. Por ello, se seleccionó un sistema de aire exterior pero con 100% de aire fresco, sin recirculación, aprovechando el clima templado de San Francisco. Este sistema, junto con una excelente filtración y materiales con bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (COVs), proporciona a los ocupantes una excepcional calidad del aire interior, que se verificó mediante pruebas de calidad del aire antes de la ocupación.
Imágenes 7 a 9. Vista interior del óculo del vestíbulo, y el acceso principal del Exploratorium. Créditos: Bruce Damonte
El ciclo del agua y la energía
Junto con utilizar su agua como fuente de calor y disipador de calor del sistema de climatización radiante, la bahía de San Francisco ofrecía una ubicación inmejorable para Exploratorium, ofreciendo nuevas oportunidades educativas y de eficiencia. Como tal, el equipo de diseño buscó maneras de ahorrar y celebrar este recurso en todos los aspectos del diseño. Los ahorros de agua potable se logran a través de una combinación de accesorios eficientes, recolección de agua de lluvia y reducciones de agua de procesos, por ejemplo en cocinas, resultando en un ahorro de agua potable de aproximadamente 11.000 metros cúbicos al año, equivalente a una reducción del 50% comparado a un edificio de similares características. La escorrentía de las aguas lluvias también se convirtió en una preocupación primordial dada la sensibilidad del medio marino de la bahía. Se prestó especial atención a la selección de los materiales exteriores, para que compuestos contaminantesno llegaran a la bahía. Así, el agua lluvia se recoge en cubierta, se filtra y se almacena en una cisterna de 102 metros cúbicos, que luego se utiliza para limpiar los inodoros.
Cabe destacar quelos datos recolectados por el monitoreo incorporado al sistema mecánico de intercambio de energía para la climatización, permite medir la temperatura del agua de la bahía, su salinidad y turbidez. Esta informaciónes utilizada, en asociación con la NOAA, el National Oceanic and Atmospheric Administration, para educar al público sobre el cambio climático y las ciencias oceánicas, expandiendo la labor científica y educativa de Exploratorium.
En cuanto el ciclo de energía, el edificio utiliza unos 120kW*m2/año, equivalente a un 55% menos de energía que un edificio de referencia, pero gracias al aporte de la energía fotovoltaica, el consumo neto se reduce a17kW*m2/año y un 92% de reducción; casi un edificio cero energías. No se utiliza combustibles fósiles, excepto para cocinar. Cabe destacar que, debido a que la operación del edificio, por ser un centro de exhibiciones, requería cubrir grandes cargas de energía, se implementó una estrategia de rediseño de algunas exposiciones para mejorar la eficiencia. Asimismo, más de 110 medidores de potencia supervisan las cargas eléctricas, lo que permite al personal de Exploratorium mejorar continuamente la operación del edificio.
Imagen 10. Esquema de las estrategias de sustentabilidad de Exploratorium, destacando la captación solar de la matriz fotovoltaica, la captación de aguas lluvias, la reutilización de la estructura, el uso del agua de la bahía para intercambiar energía con el sistema de climatización radiante, y el sistema de monitoreo. Créditos: EHDD
Materiales, construcción y vida útil
La rehabilitación de los muelles existentes marcó una contribución significativa al legado histórico del borde costero de San Francisco, así como la reducción sustancial de los residuos y emisiones asociadas a los procesos de construcción. El trabajo colaborativo de los arquitectos con el ingeniero estructural permitió coordinar la intención del diseño arquitectónico con las necesidades de mejoras estructurales, sobre todo considerando que es una zona sísmica. Este esfuerzo permitió mantener la mayoría de los muros, ventanas,vigas y cerchas de acero, y techos de madera existentes. Aproximadamente el 93% de la estructura y la envolventedel edificiose mejoraron y reutilizaron, eliminando de paso el plomo y el amianto existentes en materiales de terminación. La gestión de residuos de la construcción evitó que un 94% del material fuera llevado a vertedero. En el interior, nuevas paredes y entresuelos fueron cuidadosamente planificados para encajar dentro de la trama existente e históricade cerchas de acero. Los nuevos materiales fueron seleccionados en función de su durabilidad, la calidad del aire interior y la futuraflexibilidad, y si bien la condición histórica y patrimonial del edificio limitó el potencial de reacondicionamiento térmicoa implementar, algunas ampliaciones del edificio permitieron mejoras térmicas, como el uso de acristalamiento de alto rendimiento.
Imágenes 11 a 13. Detalle del revestimiento exterior de acero perforado con siluetas de especies de fitoplancton que viven en las aguas de la bahía, vista interior del edificio en uno de los espacios de exhibición destacando la recuperación de las cerchas de acero, y vista exterior de la ampliación del edificio ejecutada en acero. Créditos: Bruce Damonte
Dado su función científica y educativa, la reutilización de un edificio existente tipo almacén y de gran tamaño, permite que Exploratorium cuente con la suficiente flexibilidad espacial y potencial de crecimiento. La mayoría de las paredes en el área de exhibición están hechas de madera contrachapada de dos caras y se sujetan con tornillos, lo que facilita el desmontaje, vuelco, repintado o reemplazo. La operación de la iluminación natural y artificial, y la climatización, se basan en interruptores programables, que permiten el control individual de cualquier circuito de iluminación del edificio, proporcionando al Exploratorium la máxima flexibilidad y optimización operacional.Además, la nueva ubicación proporcionó al espacio exterior de oportunidades de exposiciones y programas públicos.Estas medidas permitirán que la institución siga reinventándose, cuya intención se refleja en el letrero con letras manuscritas que ha colgado durante 40 años por encima de la tienda de exhibición: "Aquí se está creando el Exploratorium".
Información adicional
- Destino: Educación, Entretenimiento, cultura
- Cliente: Exploratorium
- Arquitectos: EHDD
- Ingenierías: Rutherford + Chekene, Integral Group, Kennedy/Jenks
- Construcción: Nibbi Brothers General Contractors
- Año de construcción: 2013
- Superficie: 30.000 m2(37% construcción nueva, 63% renovación).
- Costo: $220.000.000 USD (excluido el terreno)
- Ubicación: San Francisco, Estados Unidos
- Premios y certificaciones
- LEED® NC 2009 Platinum
José Tomás Videla Labayru
Arquitecto LEED-AP, MSc, MBA
