Ciudades verticales y cerradas
Las ciudades cerradas se convirtieron en un atajo narrativo para asentamientos futuristas en la ciencia ficción. Son hábitats autónomos que incorporan toda la infraestructura esencial, incluida la generación de energía, la producción de alimentos, la gestión de desechos y el agua.
El concepto de arcología, un término que combina arquitectura y ecología, fue propuesto por el arquitecto Paolo Soleri en 1969, cuando buscaba combinar la construcción con filosofías ecológicas. Un año después, Soleri comenzó a trabajar en Arcosanti, un pueblo experimental en Estados Unidos, donde probó sus conceptos.
Los conceptos de Soleri inspiraron ciencia ficción con una visión de ciudades futuristas: hábitats monolíticos donde la población vive y trabaja sin salir del edificio. Los ejemplos cinematográficos incluyen los enormes edificios de gran altura en Dredd (basados en el personaje del cómic Judge Dredd) y Skyscraper, aunque se dan pocos detalles sobre cómo funcionan.
La ciencia ficción, a su vez, puede haber inspirado algunas variantes del mundo real. La propuesta La Línea de Arabia Saudita se presenta como una ciudad inteligente masiva que podría albergar a nueve millones de personas dentro de un solo edificio de 200 metros de ancho, que se extiende 170 kilómetros y tiene 500 metros de alto. La Línea funcionaría con energía solar y turbinas eólicas, pero no sería completamente autosuficiente, ya que los residentes aún necesitarían alimentos y otros suministros, y tendrían que ser proporcionados por fuentes externas.
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Ya existen algunas estructuras similares a las arcologías. Por ejemplo, las bases de investigación antárticas son comunidades relativamente autosuficientes, principalmente debido a su lejanía. Las protecciones ambientales circundantes también significan que deben ser autónomos. La estación McMurdo proporciona alojamiento para aproximadamente 3000 investigadores y personal de apoyo. Sin embargo, la estación aún requiere suministros significativos de alimentos y combustible cada año.
Otras estructuras que están diseñadas para ser lo más autónomas y autosuficientes posible incluyen portaaviones, submarinos nucleares y plataformas petrolíferas. Estos tienen todas las áreas de vivienda y trabajo necesarias para la tripulación, aunque para uso a corto plazo. Un portaaviones debe reabastecerse cada pocas semanas, mientras que un submarino nuclear puede permanecer bajo el agua hasta cuatro meses. Sin embargo, ninguno de estos son lugares particularmente agradables para vivir. Los submarinos en particular son estrechos y malolientes, los dormitorios pueden ser compartidos y a la tripulación se le prescriben suplementos de vitamina D debido a la falta de luz natural.
Pero, ¿podríamos realmente construir una arcología? El tamaño de tal estructura requeriría cimientos masivos para soportar su peso. "Puedes construir casi cualquier cosa dentro de lo razonable", dice la ingeniera estructural Monika Anszperger de BSP Consulting. "Las cargas serían masivas, pero nada es inalcanzable. Solo costará más construir los cimientos".
El mayor desafío causado por la altura de un edificio es el efecto del viento. La carga de viento es de poca importancia para una casa típica; pero las torres colosales, como el Burj Khalifa en Dubai, necesitan considerar el flujo del viento y los vórtices resultantes. Un vórtice es el efecto causado por el viento que golpea la superficie de un edificio, crea un área de baja presión en el lado opuesto y luego se arremolina para llenarla. Es esta acción de vórtice la que hace que los edificios altos se balanceen durante los vientos fuertes.
Los efectos del balanceo pueden variar desde las ondas de las bebidas hasta el colapso de la estructura. El puente Tacoma Narrows en Washington se derrumbó en 1940 debido a los fuertes vientos que indujeron oscilaciones de frecuencia cada vez más alta (movimientos rápidos), hasta el punto de que el puente se rompió en pedazos. Los efectos de los vórtices se pueden mitigar mediante el uso de un amortiguador de masa sintonizado (un dispositivo que reduce las vibraciones) para disminuir el movimiento, así como el diseño de la estructura para interrumpir el flujo del viento.
"Una forma de mitigar los vórtices es cambiar la forma del edificio a medida que se eleva", dice Adrian Smith, arquitecto de muchos edificios grandes, incluido el Burj Khalifa. "Si no cambias la forma del edificio, ese vórtice tiene la oportunidad de construirse sobre sí mismo y crear ondas de movimiento. Se sincronizan con la estructura del edificio y provocan un colapso progresivo".
Por lo tanto, en lugar de construir una arcología como una estructura de paredes cortantes, como se presenta en Dredd, es más probable que se construya para interrumpir el flujo de viento, empleando una construcción escalonada, como las antiguas estructuras mesoamericanas.
Otro desafío clave es la generación de energía. Las tecnologías de energía renovable, como los paneles solares y las turbinas eólicas, podrían montarse fácilmente en el exterior de una arcología, pero es poco probable que proporcionen una solución de energía completa por sí mismas. Como solo serían efectivos en ciertos momentos, se necesitarán sistemas de almacenamiento de energía y generación de energía de respaldo para cuando haya un déficit.
Los reactores nucleares son una posible solución alternativa de generación de energía. Los reactores modulares pequeños (SMR), versiones miniaturizadas construidas en fábrica de reactores nucleares avanzados, son fuentes de energía compactas y eficientes. Los SMR reclaman algunos beneficios sobre los grandes reactores, en términos de mayor seguridad y prevención de la proliferación de materiales nucleares. Sin embargo, como ocurre con todos los reactores de fisión, el procesamiento y almacenamiento de desechos nucleares es un desafío. Alternativamente, los reactores de fusión serían más seguros y proporcionarían formas de energía más limpias; sin embargo, los diseños actuales no son ni compactos (se espera que uno, Iter, pese 23.000 toneladas) ni económicamente viables, ya que ninguno ha producido aún más energía de la que utiliza.
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También se debe considerar la producción de alimentos. La agricultura convencional no sería práctica dentro de un edificio. Se podrían utilizar granjas hidropónicas verticales, que también proporcionarían una forma natural de reciclaje de aire. Sin embargo, la iluminación necesaria aumentaría la demanda de energía y las limitaciones de espacio podrían dificultar la producción de suficientes alimentos.
La arcología retratada en la novela Water Knife de Paolo Bacigalupi utilizó una serie de estanques de filtración para reciclar el agua, lo cual es plausible. Sin embargo, las pérdidas son inevitables en cualquier sistema de reciclaje. La Estación Espacial Internacional (ISS) recicla aproximadamente 17,3 litros de agua todos los días, incluida la orina y la transpiración, pero aún requiere suministros regulares de agua dulce cada pocos meses.
No todo el mundo ve un futuro para los edificios de gran altura. En 2021, China prohibió los nuevos edificios de más de 500 metros de altura e impuso severas restricciones a los edificios de más de 250 metros.
No obstante, la creciente población de la Tierra necesita ser acomodada. La continua expansión horizontal de las ciudades, mediante la construcción de nuevos terrenos, no es sostenible indefinidamente. Esto refuerza el argumento para crecer hacia arriba, creando ciudades verticales. "Las ciudades se están expandiendo masivamente, pasando de uno a diez millones", dice Antony Wood, director de Edificios Altos y Urbanismo Vertical en el Instituto de Tecnología de Illinois y presidente del Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano. "No pueden ir en horizontal, porque es insostenible, por el consumo de suelo y la energía necesaria para construir y operar la ciudad horizontal. Se van a volver verticales".
En lugar de bloques de pisos independientes, los edificios podrían interconectarse con puentes terrestres, creando espacios verdes entre ellos. Sin embargo, construir siempre hacia arriba con una red de puentes terrestres corre el riesgo de dejar los niveles inferiores en la sombra, haciendo que los niveles superiores sean cada vez más deseables, lo que lleva a un sistema jerárquico estructurado.
"Veo ciudades que se expanden verticalmente cerca de las áreas de tránsito y definitivamente las veo expandirse horizontalmente también", dice Smith.
A medida que los efectos del cambio climático se vuelven cada vez más evidentes, los materiales con los que se construyen las ciudades podrían cambiar. Las emisiones de carbono de la industria del cemento superan a las del sector de la aviación. Un material de construcción alternativo podría ser la madera en masa: un producto de ingeniería creado a partir de paneles de madera en capas que se unen entre sí. "La cantidad de energía para producir madera en masa es una fracción de lo que sería producir los mismos materiales en acero u hormigón", dice Wood. "Mientras se produce a sí mismo, está secuestrando carbono de la atmósfera".
Aunque la construcción de una arcología es teóricamente posible, al menos desde una perspectiva estructural, requeriría una ingeniería inventiva para garantizar que los sistemas necesarios de generación de energía, producción de alimentos y recuperación de desechos sean sostenibles. Los críticos dicen que es difícil ver cómo las arcologías podrían ser económicamente viables en un futuro cercano. También existe el argumento de que vivir permanentemente dentro de un área cerrada no sería agradable, aunque es reconfortante saber que es posible, en caso de que un evento apocalíptico haga que el mundo exterior sea inhabitable.
"Nunca diría que algo no se puede construir", concluye Anszperger. "Se puede construir, pero debe haber una visión y una necesidad".
Fuente: BBC/ Traducción: Horacio Shawn-Pérez
