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Miradas al universo Un lugar óptimo para la observación astronómica María Torres Arbués • Tutora: Aurora Fernández • Aula 2 • TFG • ETSAM • 13-06-2017 ‘Astronomy is one of the oldest sciences, and one which has repeatedly led to fun- damental changes in our view of the world’ Michael Hoskin Indice Resumen y palabras clave.................................................. 7 Introducción Motivación..................................................................... 9 Estado de la cuestión.................................................... 10 Metodología de trabajo................................................. 11 Objetivos...................................................................... 12 1. El hombre, el cosmos y la arquitectura 1.1. La cosmovisión antigua y la arqueoastronomía.... 13 1.1.1. Arqueoastronomía antigua...................................... 13 1.1.2. La observación y la arquitectura neoclásica........... 21 1.1.3. Einstein y la arquitectura expresionista.................. 22 1.2. Avances astronómicos del s.XXI.......................... 23 2. Condicionantes del lugar 2.1. Parámetros Ambientales........................................27 2.1.1. Humedad.................................................................27 2.1.2. Condiciones de nubes...............................................28 2.2. Contaminación.......................................................30 2.2.1. Contaminación lumínica.........................................30 2.2.2. Contaminación atmosférica.....................................31 2.2.3. Contaminación radioeléctrica..................................31 2.3. Situación geográfica...............................................32 2.3.1. Latitud.....................................................................32 2.3.2. Altitud......................................................................33 2.4. Clima.....................................................................34 2.5. Visibilidad de las estrellas.....................................35 3. Estrategias de proyecto 3.1. Lugar como mecanismo del proyecto.....................39 3.2. Astromodelos actuales...........................................40 3.2.1. Observatorio Paranal, Chile....................................40 3.2.2. Observatorio El Teide, España................................41 3.3. Análisis comparativo.............................................42 3.4. Arquitectura de protección. Envolventes................56 Conclusiones.....................................................................61 Bibliografía.......................................................................65 Resumen y palabras clave Palabras clave: astronomía, lugar, clima, condiciones ambienta- les, envolvente, adaptación, observación, estrellas. Desde hace miles de años, el ser humano ha recurrido a la obser- vación de las estrellas en busca de una explicación de su propia realidad. La astronomía, es una ciencia muy antigua, que ha dado lugar a grandes cambios en nuestra visión del mundo y del uni- verso. El papel de la arquitectura, ha variado de función: desde tumbas y complejos monumentales alineados con los astros, hasta envol- ventes de telescopios en observatorios. Sin embargo, ha habido siempre un denominador común: la meticulosa elección del lugar. Ya sea para la entrada de la luz solar a un punto específico, para conseguir una alineación perfecta con ciertas estrellas, para orientarse, para realizar calendarios o para observar mejor el uni- verso; la elección del lugar y el emplazamiento ha sido siempre completamente riguroso. Este trabajo pretende analizar todas las variables que se han de tener en consideración a la hora de realizar un proyecto de inves- tigación astronómica en la actualidad. En primer lugar, se inves- tiga sobre el papel de la arquitectura en la astronomía a lo largo de la historia. A continuación, se hace un estudio de la situación geográfica y altitud, de la contaminación lumínica, de las condi- ciones ambientales y meteorológicas, del clima y de la posición de los astros. Finalmente, se realiza un análisis comparativo de dos casos de estudio actuales de ambos hemisferios. Por último, se tienen en cuenta todos los parámetros y la impor- tancia de cada uno de ellos con el fin de elegir con gran precisión un lugar óptimo e indicar las características que ha de tener la envolvente. Proporcionando así información útil de los antece- dentes de un proyecto de observación astronómica. Introducción 9 Motivación Durante el curso de 2015-2016 que estuve estudiando en el norte de Chile, en Antofagasta, realizé un proyecto de un centro as- troturístico en el cerro Ventarrones en el desierto de Atacama; siendo éste el desierto más árido y con los cielos más claros del mundo. En las primeras fases del proyecto, realicé una visita al observa- torio Paniri Caur en Chiu Chiu, donde aprendí sobre la cosmo- visión andina y desde el cual pude observar las constelaciones clásicas, las indígenas, y uno de los brazos de la Vía Láctea. Más adelante, visité el observatorio Paranal, situado en la comu- na de Taltal, uno de los observatorios más avanzados del mundo. Se trata de un complejo formado por un hotel reservado para in- vestigadores, un conjunto de telescopios resguardados en estruc- turas individuales y un centro de investigación astronómica. Fue allí donde surgió mi interés por la astronomía. En especial, me llamó la atención el conjunto de variables específicas a tener en cuenta a la hora de proyectar un espacio, ya sea de observa- ción como de investigación astronómica. En ese sentido, cobra una importancia primordial la elección del lugar, que debe carac- terizarse por una altitud considerable, y una humedad y contami- nación lumínica mínimas. La arquitectura aparece como protec- ción tanto de las máquinas como de las personas, en un lugar en cuya elección, el confort queda en un segundo plano. 10 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo Estado de la cuestión Los arqueoastrónomos Juan Llull y Jose Antonio Belmonte del Instituto Astrofísico de Canarias, han publicado una serie de li- bros sobre arqueoastronomía en los que se estudian principal- mente las alineaciones astronómicas de los restos arqueológicos arquitectónicos y la influencia de la astronomía sobre ellos. Además hay una serie de aplicaciones online en las que se puede observar en tiempo real datos que afectan a la visibilidad del cielo nocturno: El Instituto Geográfico Nacional ofrece un mapa en el que se pue- de consultar la posición de las estrellas que se pueden observar desde España, pudiendo elegir cualquier hora o lugar dentro del territorio español. Por otro lado, la NASA dispone de una serie de mapas globales en los que se muestran parámetros como: la humedad, la tempe- ratura, la probabilidad de precipitaciones, la contaminación lu- mínica... Además se puede observar su evolución a lo largo del tiempo hasta la actualidad. En la Universidad de Chile en la Facultad de Arquitectura y Ur- banismo, se han realizado numerosos proyectos de título y tesis que ponen en relación la Arquitectura y la Astronomía, ya que Chile se encuentra en el auge de su expansión científica astronó- mica por poseer uno de los cielos más limpios del planeta. 11 ................................................................................................................................................................................Introducción Metodología de trabajo Para iniciar la investigación, se va a llevar a cabo un análisis de la evolución de la arquitectura en relación a la astronomía y las di- ferentes maneras de observar el universo a lo largo de la historia. Seguido de un estudio de todos los condicionantes previos al em- plazamiento de unobservatorio astronómico: estudio de clima, condiciones ambientales, contaminación lumínica, condiciones meteorológicas y mapas del cielo. A continuación se realizará un estudio comparativo de dos casos: Hemisferio sur: Observatorio Paranal, Tal Tal, Región de Anto- fagasta, Chile. Hemisferio norte: Observatorio Teide, Tenerife, Islas Canarias, España. Por último se estudiará el papel de la arquitectura en el diseño de un observatorio en la actualidad como envolvente arquitectónica. 12 Objetivos Establecer la relación entre la arquitectura y la astronomía y ob- servar su evolución a lo largo de la historia. Proporcionar información sobre los antecedentes geográficos, meteorológicos, climáticos, ambientales y astronómicos; y los criterios previos para facilitar la localización y el diseño de un proyecto de observación astronómica. Analizar y comparar dos observatorios modernos, tanto del he- misferio norte como del hemisferio sur, en cuanto a los condicio- nantes previos a la elección del lugar. Reflexionar sobre el papel de la arquitectura en la actualidad en este campo. Crítica sobre la arquitectura en el “no lugar”. . ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 13 ................................................................................................................................................................................Introducción 14 1. El hombre, el cosmos y la arquitectura 15 1.1. La cosmovisión antigua y la arqueoastrono- mía. En la antigüedad, el principal objetivo de la observación astro- nómica era determinar el paso del tiempo. Las horas, días, me- ses, estaciones y años, se determinaban según las posiciones de los astros. Con el control del paso del tiempo, se definían las di- ferentes épocas para el cultivo y se ordenaban las celebraciones religiosas, formando en numerosas ocasiones, un calendario. La arqueoastronomía surge como una búsqueda de las alineacio- nes astronómicas en las construcciones arqueológicas antiguas. 1.1.1. Arqueoastronomía antigua Stonehenge Considerado como uno de los observatorios astronómicos más antiguos de la historia, de hace unos 3000 años, Stonehenge es un complejo megalítico situado en una pequeña colina de Salis- bury Plain en el sur de Inglaterra. “Las piedras aparecen en el centro de un área circular delimitada por un banco de tierra en cuyo borde interior inmediato aparece una circunferencia de los llamados 56 agujeros de Aubrey con un radio de 43,2 m. Entre ellos, aparecen 4 marcas adicionales, que son las 4 piedras de las estaciones. Inicialmente, en el área central, había anillo formado por 30 piedras Sarsen verticales cubiertas con dinteles. Dentro del anillo aparecen 5 conjuntos de piedras mayores llamadas Trithilons, formados por dos montantes y un dintel. Al noreste, aparece la gran piedra: Heelstone en una avenida, formada por dos zanjas paralelas en dirección radial.” 1 Stonehenge, está alineado con la salida del sol en el solsticio de verano. Situándose de pie en el centro mirando a través de uno de los arcos hacia el noreste, a mediodía en verano, el sol saldrá sobre Heelstone (figura 2). Las piedras de las cuatro estaciones forman un rectángulo cuyas diagonales son líneas de visión de puntos importantes de la salida y la puesta del sol y la luna. Hawkins propuso la teoría de la posible utilidad de los agujeros de Aubrey para la predicción de eclipses, donde el ciclo de los 56 años de un eclipse queda representado por los 56 agujeros de Aubrey. 1 Friedlaner, Michael W., “Astronomy from Stonehenge to Quasors” Ed. Prentice-Hall, Nueva Jersey, 1985, páginas 33-34. Traducción de la autora F.1 Stonehenge. Plano oficial. ( Reimpreso de R. J. C. Atkinson, Stonehenge, 1956), “History of Architecture” Dora P. Crouch. F.2 Sol sobre Heelstone el día del solsticio de ve- rano. “Fundamentos de Astronomía” Michael A. Seeds. Reedición de la autora 16 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo El Antiguo Egipto Durante el sXIX, aparecieron numerosos trabajos sobre alinea- ciones astronómicas en templos y tumbas del antiguo Egipto 3050 a.C. al 30 a.C. Para los egipcios, un astrónomo era un ‘observador de las horas’. Un sacerdote que observaba los movimientos celestes desde la cubierta de los templos con el fin de establecer una medida del tiempo; y poder así, ordenar sus ritos o celebraciones religiosas. Estructura Playa Natba El ejemplo más antiguo de alineación astronómica en una es- tructura egipcia es la playa de Natba de hace unos 6000 años, situada a 100 km de Abu Simbel a orillas de un antiguo lago actualmente inexistente. Se trata de un círculo formado por 29 piedras de menos de 3 m en cuyo interior aparecen otras 6, la mayor parte colocadas en posición vertical y en dirección Es- te-Oeste (figura 3). Muchas se alineaban con el sol en el solsticio de verano, formando un calendario. “ Así mismo, es posible que esta estructura sirviese para señalar el inicio de la estación de las lluvias, pues algunas de sus piedras podrían haber quedado par- cialmente hundidas en el lago en los meses de verano y otoño” 2. El cosmos reflejado en la arquitectura de los templos En la mayoría de cosmogonías egipcias, el elemento principal de la creación es la emersión de la llamada colina primordial. En el templo de Nekhen (figura 4) , esta colina aparece 2 Llull, José, “Astronomía en el Antiguo Egipto”, Ed. Universitat de Valencia, 2005, página 284 F.3 Estructura de Playa Natba, Wikinson, 2000. “Astronomía en el Antiguo Egipto” José Llull F.4 El templo egipcio como representación del cosmos, Molinero Polo, 2000, modificado. “As- tronomía en el Antiguo Egipto” José Llull F.5 Sección del templo de Horus en Idfu, dibujo de Living Architecture: Egipto. “History of architectu- re” 1985, Dora P. Crouch, modificado. 17 ................................................................................................................................................................................El hombre, el cosmos y la arquitectura simbolizada por un gran montículo de tierra y arena en una sala sagrada llamada naos. Las marismas, propias de la zona pan- tanosa, se reflejan en la decoración y relieves de columnas y zócalos. Los techos estrellados representan el cosmos. Además, a lo largo del eje principal del templo, a medida que la pendiente del suelo va ascendiendo, la del techo va descendiendo; simbo- lizando así la aproximación progresiva a la cumbre de la colina y su cada vez mayor cercanía al cielo (figura 5). La orientación Este-Oeste de algunos templos, tenía el fin de que el nacimiento o salida del sol se diera por las salas más sa- gradas; mientras que la muerte o puesta de sol se diera en la zona de la entrada; un recorrido marcado por el eje del templo. El complejo funerario de Gizah El complejo funerario de Gizah, construido durante la IV di- nastía, se sitúa a orillas del Nilo a unos 20 km de El Cairo. Al- berga las tres grandes pirámides de Khufu, Khafre y Menkaura (Keops, Kefrén y Micerino en español) y la Gran Esfinge, cons- truidas hace unos 4600 años (figura 6). La gran pirámide de Khufu La pirámide del faraón Khufu, es la más grande erigida por el imperio egipcio. Esta pirámide marca el auge de la arquitectura con forma piramidal. Su geometría se constituye por una base cuadrada de 230 m de lado y una altura de 146,6 m. “Para cons- truirla, fueron empleados, en 214 hiladas, más de 2,3 millones de bloques de piedra caliza con un peso medio de 2,5 Tm” 3 Éstos datos, junto con la gran precisión de su orientación con los puntos cardinales y su alineación con cada una de las estrellas de Orión, muestranla rigurosidad de los obreros y arquitectos como Hemiunu, encargado de dirigir las obras del faraón. Neugebauer, propone un posible método de orientación de la pirámide mediante la hipérbola formada por la sombra proyec- tada de una piedra con forma piramidal durante un día. Cuando la distancia de la esquina NO-SO a la hipérbola fuese igual que la de la esquina NE-SE, la orientación sería correcta (figura 7). La orientación de éste monumento, ha sido medida en nume- rosas ocasiones. “Las mediciones efectuadas por J. H. Cole en 1925, se han tomado desde entonces como referencia. Según éstas, el lado Sur se desvía en su alineación E-O únicamente -1’57’’, el lado Norte -2’ 28’’, el lado Este -5’ 30’’, y el lado Oeste -2’ 30’’.” 4 3 Llull, José, “Astronomía en el Antiguo Egipto”, Ed. Universitat de Valencia, 2005, página 288 4 Idem, página 288 F.6 Complejo funerario de Gizah, Stadelmann, 1997. “Astronomía en el Antiguo Egipto” José Llull F.7 Método de Neugehauer. Dibujo de José Llu- ll “Astronomía en el Antiguo Egipto” José Llull, 2005, modificado 18 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo La pirámide presenta una concavidad en sus caras. “Pochan creía que los constructores de la Gran Pirámide hicieron de ese modo sus caras para que éstas marcasen el momento de los equi- noccios, pues precisamente en el transcurso de esos días, du- rante unos minutos tras el amanecer, la mitad oeste de las caras norte y sur se iluminan mientras que la mitad este permanece en sombra. ” 5 Según el egiptólogo José Llull, los supuestos conductos de ven- tilación Norte y Sur de la cámara sepulcral y de la cámara de la reina podrían estar alineados con las constelaciones de Thuban, Orión, Osa Menor y Sirio respectivamente (figura 8). Thuban era una estrella inmortal, que no se pone en el ocaso. Orión re- presenta a Osiris, dios de los muertos; mientras que Sirio repre- senta a Isis, su esposa de Osiris que le dió vida reuniendo partes de su cuerpo. Por último, la Osa Menor tenía la forma de un instrumento empleado para darle al difunto un aliento de vida. Todo ello para ayudar al faraón a alcanzar una vida después de la muerte. La gran esfinge La esfinge se sitúa al final de la rampa ceremonial de Khafra, al Oeste del templo de Harmachis o templo de la Esfinge. Se trata de una estatua de 20 m de altura con cuerpo de león y cabeza de faraón. Los egipcios la conocían como ‘Horus en el horizonte’, o sol en en horizonte, ya que debido a su orientación, durante los equinoccios, la esfinge está alineada con el sol al amanecer. Sin embargo, su eje está desviado con respecto al eje transversal del templo (figura 9) con el siguiente motivo: “los rayos del sol equinoccial, en su ocaso por el lado sur de la pirámide de Kha- fra, penetraban por el patio del templo de la Esfinge hasta llegar a iluminar la imagen sagrada.” 6 El templo de Abu Simbel Este templo fue construido en el año 1255 a.C. bajo el mandato de Ramses II. En la fachada, aparece la imagen del dios del sol matutino Ra-Horus-Akhty. “Dos veces al año, en Octubre y en Febrero, los primeros rayos de sol penetran por el acceso prin- cipal del templo de Abu Simbel hasta proyectarse, a más de 60 metros en el interior del templo, en el pequeño santuario” 7 En él se iluminan progresivamente tres estatuas de dioses solares. 5 Llull, José, “Astronomía en el Antiguo Egipto”, Ed. Universitat de Valencia, 2005, página 303 6 Idem, página 317 7 Idem, página 331 F.8 Supuestas alineaciones estelares con los con- ductos de ventilación. Dibujo de José Llull “As- tronomía en el Antiguo Egipto” José Llull, 2005 F.9 Planta del templo de Harmachis y del templo del valle de Khafra, Gizah. “Arquitectura de los orígenes” Seton Lloyd, Hans W. Muller, 1989 19 ................................................................................................................................................................................El hombre, el cosmos y la arquitectura Arquitectura precolombina La arquitectura precolombina es aquella que se desarrolló du- rante los 3000 años anteriores a la colonización en el siglo XVI. En la zona de Mesoamérica se erigieron numerosas construccio- nes de interés arqueoastronómico puesto que sus civilizaciones se guiaban por dioses en representación al sol, la luna o venus. Teotihuacan El centro ceremonial urbanizado de Teotihuacán 500 d.C. se ha- lla en el altiplano de Méjico central y pertene al período clásico del 200 al 900 d.C. “ El Clásico fue un período de centros ur- banos planificados con orientación astronómica de calles y edi- ficios, arquitectura monumental, logros intelectuales como per- fección del calendario, matemáticas, escritura y astronomía” 8 Teotihuacán significa ‘Lugar de los Dioses’ o ‘Donde se hacen los Dioses’, pues según la leyenda, es allí donde se reunieron los dioses para crear el quinto Sol y la Luna. En esta región, cada sol se consideraba como una era que finalizaba en un cataclismo. Inicialmente, se construyó la pirámide del Sol orientada hacia el punto en el que se puso el sol en el horizonte el día que alcanzó su cénit en la ciudad. A partir de esta orientación, se construye posteriormente el templo de la Luna, la Calzada de los Muertos y el resto de la ciudad. Se inició así, un plan urbano de carácter astronómico muy avan- zado con manzanas dispuestas de forma regular de 57 x 57 m. El eje visual de la pirámide de la Luna remata con la cumbre del Cerro Gordo, donde hallaron un adoratorio (figura 10). 8 Gendrop, Paul; Heyden, Doris, “Arquitectura Precolombina”, Ed. Aguilar, Madrid, 1989, página 21 F.10 Teotihuacan, la pirámide de la Luna vista des- de la Calzada de los Muertos “Arquitectura preco- lombina” Paul Gendrop, Doris Heyden, 1989 20 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.11 Teotihuacan, mapa arqueológico y topográfico “Arquitectura precolombina” Paul Gendrop, Doris Heyden, 1989 21 ................................................................................................................................................................................El hombre, el cosmos y la arquitectura F.12 Chichén Itzá, plano de la parte norte de la ciudad “Arquitectura precolombina” Paul Gen- drop, Doris Heyden, 1989 F.13 Sección y planta del Caracol con sus abertu- ras con orientaciones astronómicas “Arquitectura precolombina” P. Gendrop, D. Heyden, 1989 Chichén Itzá A finales del período clásico, en el 918 d.C., los itzá, un bélico grupo de comerciantes y marinos de cultura maya y tolteca, con- quistaron Chichén en la península de Yucatán. Allí fundaron la ciudad de Chichén Itzá, cuya nueva arquitectura se vió influen- ciada por la cultura tolteca, reflejándose en ella la ruptura de la tradición clásica. Observatorio astronómico El Caracol En este edificio se ve reflejada la confluencia de culturas, ya que introduce un elemento muy poco común en la arquitectura maya: la planta circular. Además, en él, aparecen una serie de elementos toltecas como serpientes emplumadas a ambos lados de la escalera de acceso. El nombre de El Caracol, viene dado por la forma espiral de la escalera central de la torre de observación. “Esta escalera per- mite el acceso a una cámara semiderruida cuyas ventanas aún existentes proporcionan una compleja secuencia de referencias astronómicas, confirmando plenamente la función de observato- rio que antaño tenía este edificio.” 9 A continuación, se muestran el conjunto de alineaciones astro- nómicas observables desde la torre (figura 13). 9 Gendrop, Paul; Heyden, Doris, “Arquitectura Precolombina”, Ed. Aguilar, Madrid, 1989, página 205 22 Castillo o templo de KukulcánChichén Itzá rompe también con el tejido urbano anterior situan- do sus templos en medio de grandes explanadas. Sin embargo, mantiene la misma orientación que se había empleado en el alti- plano mejicano durante siglos. De la unión maya-tolteca surge el monumental edificio del Cas- tillo o templo de Kukulkán sobre un antiguo santuario, en medio de la explanada principal. Se trata de un templo escalonado con carácter ascendente, ángulos redondeados, escalinatas en los cuatro lados y cabezas de serpiente al pie de la escalera princi- pal. Las escalinatas poseen un gran simbolismo cosmológico “En efecto, la suma de todos los peldaños (91 en cada escalera) arro- ja un total de 365, incluyendo el escalón corrido.” 10 Dos veces al año, durante el atardecer de los días equinoccia- les, las sombras del basamento escalonado se proyectan sobre la escalinata principal, creando el efecto óptico del descenso a la tierra del dios Kukulkán que significa serpiente emplumada. Así mismo, el 20 de mayo el sol alcanza su zenit en el centro de la pirámide (figura 14). Por otro lado, al amanecer del solsticio de verano y al atardecer del solsticio de invierno se iluminan únicamente las dos caras contíguas de la pirámide (figura 15). 10 Gendrop, Paul; Heyden, Doris, “Arquitectura Precolombina”, Ed. Aguilar, Madrid, 1989, página 205 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.15 Plantas del Castillo. Fenómenos derivados de su orientacion astronómica “Arquitectura preco- lombina.” Reedición de la autora F.14 Sección y planta del Castillo. Fenómeno de la serpiente en el equinoccio “Arquitectura preco- lombina.” Reedición de la autora 23 ................................................................................................................................................................................El hombre, el cosmos y la arquitectura 1.1.2. La observación y la arquitectura neoclásica Real Observatorio de Madrid Durante el reinado de Carlos III, Jorge Juan propuso la construc- ción del Real Observatorio de Madrid, que se inició en 1790 y que se dedicaría a la astronomía, la geodesia y la geofísica. Fue diseñado con estilo neoclásico por el arquitecto real Juan de Villanueva. Se emplazó en el Cerro de San Blas a 656,8m de altitud, en lo que antiguamente era un lugar elevado y apartado de la ciudad. Sin embargo, actualmente la entrada principal de la cota inferior se halla enterrada (figura 16). “El Observatorio encargó al célebre astrónomo anglo-alemán, William Herschel, la construcción de un telescopio reflector de 25 pies (7,6 m) de distancia focal y espejo de 2 pies (61 cm) de diámetro” 11 (figura 17) Tras la construcción del primer telescopio por Galileo Galilei en 1601, Herschel, es considerado como uno de los padres de la as- tronomía observacional. Su telescopio era de los más avanzados del mundo. Sin embargo, fue destruido en 1808 con la invasión de Napoleón. En el ala este del edificio, se sitúa la sala del Meridiano que po- see una particular abertura realizada para la precisa observación del cielo. Allí, se registraba la hora de paso de los astros para determinar longitudes geográficas para la navegación. 11 “Guia del Real Observatorio de Madrid” Ed. Instituto Geográfico Nacional, 2017, página 2 F.18 Alzado sur del Real Observatorio de Madrid de Juan de Villanueva.”Guía del Real Observato- rio de Madrid”, Ed. Instituto Geográfico Nacional, Madrid, 2017 F.17 Planos del telescopio de Herschel, 1789. Mo- dificado. Real Observatorio de Madrid. Fotografía de la autora F.16 Plano topográfico del Real Observatorio de Madrid, Visor Planea Madrid, Ibáñez Íbero,1873 24 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 1.1.3. Einstein y la arquitectura expresionista Torre Einstein En 1918 el astrofísico Erwin Finlay encargó a Erich Mendel- sohn la construcción de un observatorio en el que se pudiera validar la Teoría de la Relatividad de Einstein. Mendelsohn presentó sus primeros planos en 1919 en Postdam Alemania, sin embargo,el edificio no se inauguró hasta 1924. Durante esos años, se consiguieron recaudar numerosas dona- ciones para que pudiera llevarse a cabo la construcción del mo- numento a Einstein y a la astrofísica, así como su consiguiente investigación. Debido a la escasez y el encarecimiento del cemento en Ale- mania, el arquitecto tuvo que emplear ladrillo para la estructura principal, utilizando hormigón únicamente como revestimiento o para elementos puntuales. El polémico edificio fue dieñado con formas dinámicas, adqui- riendo así un carácter escultórico. Se trataba de un proyecto muy novedoso para su época, pues conseguía unir expresionismo ar- quitectónico con funcionalidad. “En el centro de la instalación se alza una estructura de madera roja que soporta el telescopio refractor solar (Coelostat). Los haces de luz captados son deviados en ángulo recto al sótano hasta la sala del espectógrafo donde son refractados y medidos. Esta sala debía tener una temperatura constante por lo que está cubierta con un terraplén de relleno.” 12 12 Cobbers, Arnt “Mendelsohn”, Ed. Taschen, Alemania, 2007, pági- na 20 F.19 Torre Einstein, Erich Mendelsohn. Vista des- de el noreste. “Mendelsohn”, Arnt Cobbers, Ed. Taschen, Postdam, Alemania, 1918 F.20 Sección longitudinal y plantas de la Torre Einstein. “Erich Mendelsohn. Complete works of the architect.” Ed. Triangle Architectural Publi- shing, Londres, 1992 25 ................................................................................................................................................................................El hombre, el cosmos y la arquitectura 1.2. Avances astronómicos del siglo XXI En la actualidad, la observación del universo ha pasado a adop- tar un carácter plenamente científico cuyo fin es comprenderlo. “Los lugares destinados a la exploración del cosmos en la actua- lidad son sitios bajo el dominio de la técnica, el arte de la explo- ración es reemplazada por procesos computacionales digitales que ya no requieren de la presencia del hombre directamente.” 13 La arquitectura se materializa en grandes estructuras metálicas que albergan diversos telescopios en observatorios astronómi- cos con base en la tierra. Algunos de los más importantes, se sitúan en Chile, Estados Unidos y España (Islas Canarias). Entre otros, cabe destacar en Chile: La Silla, Paranal, ALMA, ; en Es- tados Unidos: Mauna Kea en Hawaii, Very Large Array en Nue- vo México; y en España; Roque de los Muchachos, La Palma o El Teide en Canarias. ALMA: Atacama Large Milimeter Array La región de Antofagasta, al norte de Chile,posee uno de los cie- los más limpios del mundo. A 45 km de San Pedro de Atacama, en el llano de Chajnantor a más de 5000 m de altitud, se emplaza el proyecto del radiotelescopio más grande del mundo: ALMA inaugurado en 2013 por una asociación entre Europa, Estados Unidos, Japón y Chile. ALMA a diferencia de los clásicos observatorios ópticos, es un observatorio radioastronómico. Este tipo de observatorios estu- dia los astros y fenómenos celestes midiendo la energía que emiten en forma de radiación electromagnética, sus ondas de radio. Está compuesta por 66 antenas o refletores de 7 y 12 m de diá- metro que pueden observar longitudes de onda milimétricas. “ La astronomía milimétrica es la encargada de estudiar los me- dios fríos. Galaxias y planetas se forman en regiones frías difí- cilmente detectables en otras longitudes de onda. Por ello, esta rama de la astronomía abre nuevas posibilidades para el estudio de las primera galaxias que aparecieron en el universo y de la formación de las estrellas y los planetas.” 14 13 Reyes Bravo, Oscar“Santuario del cosmos en los altos del Cha- jnantor”, Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanis- mo, 2006, página 28 14 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, página 29 F.21 Vista noreste del Observatorios de Mauna Kea, Hawaii. www.ifa.hawaii.edu (Instituto de Astronomía, Universidad de Hawaii) F.22 Antenas del radiotelescopio de ALMA, Ata- cama, Chile. www.almaobservatory.org (Web ofi- cial de ALMA) 26 2. Condicionantes del lugar 27 2.1. Parámetros ambientales. 2.1.1. Humedad La cantidad de humedad presente en la atmósfera afecta nota- blemente en la calidad de la visibilidad del cielo nocturno. Los cielos más claros y profundos son aquellos en los que la humedad es menor. La humedad atmosférica se mide con un higrómetro. La presencia de altas cantidades de humedad en el aire distor- sionan la imagen obtenida por los telescopios y puede producir efectos ópticos tales como halos. Además, la formación de rocío puede empañar los espejos complicando aún más la observación. “En la propagación de las ondas de radio, el vapor de agua pre- sente en la troposfera (0 - 10 km) juega un papel muy importante. Para complicar más todavía, el vapor de agua está muy mal mez- clado en la atmósfera y tampoco puede ser medido con precisión. También la observación en el rango de la radioastronomía submi- limétrica (300 μm - 1mm, 300 GHz - 1THz) se ve muy afectada por la humedad. Esto hace que la radioastronomía submilimétrica solo sea posible en zonas en las que la humedad es extremada- mente baja como la cima de las montañas.” 1 1 Cansado Auría, alberto “La atmósfera y las estrellas. Las relaciones entre meteorología y astronomía”, Ed. Instituto Geográfico Nacional, 2012, página 14 F.23 Mapa global de vapor de agua. Marzo 2017, www.earthobservatory.nasa.gov (NASA Earth Ob- servations) 28 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 2.1.2. Condiciones de nubes La meteorología y en concreto las condiciones de nubes son muy significativas en la observación astronómica. Evidentemente, un cielo cubierto de nubes impide por completo la observación. Por lo tanto, cuanto menor sea la nubosidad existente por encima de un observatorio, mejor será la visibilidad. “Igualmente, las condiciones anticiclónicas que se prolongan en periodos largos de tiempo resultan perjudiciales, ya que la subsi- dencia del aire en la atmósfera ocasiona que grandes cantidades de polvo se inyecten en la atmósfera haciendo que se torne turbia. Lo mismo ocurre cuando el viento ocasiona intrusiones de polvo procedentes de zonas desérticas, que además de ser perjudiciales para la salud, ocasionan un aumento de la atenuación atmosféri- ca.” 2 Las nubes se forman por la condensación del aire frío en peque- ñas partículas de vapor de agua. Las diferencias entre las nubes se deben a la diferente temperatura de condensación del agua y a la presencia de vientos. Para la observación astronómica, es pre ferible que el cielo esté despejado, excepto por un fenómeno muy 2 Cansado Auría, alberto “La atmósfera y las estrellas. Las relaciones entre meteorología y astronomía”, Ed. Instituto Geográfico Nacional, 2012, página 12 F.24 Mapa global de fracción de nubes. Marzo 2017, www.earthobservatory.nasa.gov (NASA Ear- th Observations) 29 ................................................................................................................................................................................Condicionantes del lugar favorable llamado mar de nubes, que expondremos más adelante (figura 26). Por otro lado, la presencia de la atmósfera terrestre quizás sea el factor que más limita la observación astronómica desde la Tierra. La luz y las ondas electromagnéticas viajan por el espacio sin sufrir apenas alteraciones. Sin embargo, al atravesar la atmósfera pasan por procesos de absorción, atenuación y dispersión. “La presencia de determinadas moléculas en el aire que nos rodea hace que la observación astronómica desde la superficie terrestre sea posible sólo en un rango de frecuencias muy pequeño del espectro ya que el resto será absorbido en su totalidad o parcial- mente por las diferentes moléculas que componen la atmósfera. Sólo algunas frecuencias especiales en la zona radio (ventana ra- dio) y en una zona con longitudes de onda entre los 400 y los 700 nanómetros aproximadamente (ventana óptica) llegarán práctica- mente de forma íntegra hasta la superficie del planeta.” 3 Esto significa que una gran parte de la información que nos llega desde el universo se queda atrapada en la atmósfera. Por ello, la radioastronomía ha evolucionado notablemente en el último siglo ampliando el rango de frecuencias a estudiar, como ocurre en el observatorio de ALMA. Además, surgieron otro tipo de observatorios: con base aérea y con base espacial, siendo estos últimos los más eficaces ya que no contaban con el problema de la atmósfera. 3 Cansado Auría, alberto “La atmósfera y las estrellas. Las relaciones entre meteorología y astronomía”, Ed. Instituto Geográfico Nacional, 2012, página 13 30 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.25 Mapa global de contaminación lumínica 2012, www.earthobservatory.nasa.gov (NASA Earth Ob- servations) 2.2. Contaminación 2.2.1. Contaminación lumínica La contaminación lumínica se podría definir como: “la emisión de flujo luminoso de fuentes artificiales nocturnas en intensida- des, direcciones, horarios o rangos espectrales innecesarios para la realización de las actividades previstas en la zona en la que se instalan las luces” 4 Erróneamente, se tiende a identificar la luz artificial con el pro- greso o con la seguridad, pero el uso de esta sin que sea estric- tamente necesario supone un mayor gasto, un impacto negativo en el ambiente como la alteración de los ciclos biológicos de los animales y la imposibilidad de observación del cielo nocturno. el progreso no consiste en una mayor iluminación, sino en una me- jor iluminación que aproveche los recursos de manera racional. “Dos tercios de la población mundial viven en zonas contamina- das (el 99% en EE.UU.). Nuestra galaxia, la Vía Láctea, ya no es visible sobre los hogares del 50% de los ciudadanos de la Unión Europea (el 67% en EE.UU.), mientras que una sexta parte de los europeos (y el 40% de los norteamericanos) no ven el cielo nocturno en absoluto.” 5 4 Asociación contra la contaminación lumínica “Cel Fosc” www. celfosc.org 5 Colomer, francisco “El lado oscuro de la luz” Ed. Instituto Geográfi- co Nacional, Madrid, página 8 31 ................................................................................................................................................................................Condicionantes del lugar En 2007, la UNESCO defendió el derecho de la humanidad a los cielos oscuros apoyando la Declaración sobre la Defensa del Cielo Nocturno y el Derecho a la Luz de las Estrellas. No existe un sistema preciso para medir la contaminación lumí- nica, pero se han empleado medidas desde satélites combinadas con medidas fotométricas realizadas desde la Tierra. Los efectos negativos de la contaminación lumínica no sólo afec- tan al lugar de emisión, sino que recorren cientos de kilómetros ya que la luz se refleja en gases y partículas del aire y se difunde por la atmósfera. “En España, sin ir más lejos, la sobreilumina- ción de Madrid capital se aprecia a simple vista a más de 200 km de distancia, y produce un resplandor detectable por telescopios de mediano tamaño instalados incluso en Santander.” 6 2.2.2. Contaminación atmosférica La contaminación atmosféricaincluye el conjunto de emisioness gaseosas o pequeñas partículas que se expulsan a la atmósfera principalmente por parte de grandes industrias. Esto además de contaminar la atmósfera, enturbia la imagen obtenida por los telescopios. Estas emisiones están reguladas por encima de los 1500 m por la Ley del Cielo. 7 2.2.3. Contaminación radioeléctrica La contaminación radioeléctrica es aquella producida por las emisiones de ondas de radios, televisión y telefonía móvil. Estas ondas perturban el funcionamiento de la maquinaria de los obser- vatorios y además invaden parte del espectro electromagnético necesario para las observaciones de observatorios radioastonó- micos. En España, la Secretaría General de Telecomunicaciones del Gobierno es la encargada de controlar estas emisiones. Las bandas de frecuencia ocupan un espacio dentro del espectro electromagnético, por ello, para evitar interferencias, se le asigna un uso dentro de las comunicaciones a cada parte de la banda. “La protección radioeléctrica se limita principalmente a aquellas bandas de frecuencia en las que la Radioastronomía está asig- nada como servicio primario (definidas en el Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias, CNAF; actualizado en la orden ITC/3391/2007 de 15 de noviembre)” 8 6 Colomer, francisco “El lado oscuro de la luz” Ed. Instituto Geográfi- co Nacional, Madrid, página 4 7 Ley sobre Protección de la Calidad Astronómica de los Observato- rios del IAC, 31 de octubre de 1988, www.iac.es 8 Ídem, página 14 32 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.26 Mapa observatorios del mundo, fuente de loca- lización: ESO, www.calgary.rasc.ca (Royal Astró- nomy Society Canada. Calgary Centre) 2.3. Situación geográfica. 2.3.1. Latitud La latitud tiene dos acepciones principales: “ 1. Geogr. Distan- cia desde un punto de la superficie terrestre al Ecuador, contada en grados de meridiano. 2. Astron. Distancia angular, medida en grados, que hay desde la Eclíptica a cualquier punto considerado en la esfera celete hacia uno de los polos.” 9 En cuanto al término geográfico, una latitud más cercana al Ecuador permite la visibilidad de la bóveda celeste completa del hemisferio en el que se sitúe y parte del opuesto. Además, la latitud influye directamente en factores como el cli- ma o la temperatura que, como veremos a continuación, tienen un impacto en la claridad del cielo nocturno. Aunque la mayoría de observatorios se sitúan en lugares con ma- yores recursos económicos, los más importantes se hallan cerca del Ecuador en la cresta subtropical, una franja de altas presiones alrededor de las latirudes 30º Norte y 30º Sur. Esta franja se ca- racteriza por poseer corrientes de aire muy seco proveniente de las capas más alejadas de la atmósfera. 9 Diccionario de la Real Academia Española 33 ................................................................................................................................................................................Condicionantes del lugar F.27 Mapa global de topografía 2000, modificado, www.earthobservatory.nasa.gov (NASA Earth Ob- servations) 2.3.2. Altitud La elección del lugar, debe ser estudiada rigurosamente. Para que el lugar sea óptimo debe de darse unas condiciones meteorológi- cas determinadas. Los principales observatorios suelen situarse en lugares elevados que permitan una visión panorámica del ho- rizonte para poder observar el cielo nocturno al completo y que estén por encima de la capa límite planetaria. “Llamamos capa límite planetaria a la capa de la troposfera en la que el flujo se encuentra fuertemente influído por la interacción con la superficie de la Tierra y donde son importantes los fenó- menos de turbulencia. En esta capa, variables como el viento, la temperatura y la humedad experimentan a menudo variaciones rápidas (turbulencia). Durante la noche el espesor de la capa lími- te disminuye, los movimientos verticales turbulentos se limitan a una capa mucho más fina y aparece con frecuencia una inversión térmica (la temperatura en la superficie es más baja que en nive- les más elevados). Normalmente, la contaminación y los aerosoles atmosféricos se encuentran confinados dentro de esta capa límite y por encima de ella se encuentran cielos libres de contaminación que resultan ideales para la observación astronómica.” 10 10 Cansado Auría, alberto “La atmósfera y las estrellas. Las relaciones entre meteorología y astronomía”, Ed. Instituto Geográfico Nacional, 2012, página 12 34 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.29 Mapa global de temperatura media anual. “Arquitectura y clima” Victor Olgyay F.28 Mapa global de zonas climáticas. “Arquitec- tura y clima” Victor Olgyay 2.4. Clima “La Tierra debe su clima en gran medida a factores astronómi- cos. Entre esos factores astronómicos que condicionan el clima terrestre podemos citar la distancia de la Tierra al Sol y la incli- nación del eje de nuestro planeta. Ellos son, junto a la composi- ción de la atmósfera, los últimos responsables del clima terres- tre.” 11 Según nos acercamos al Ecuador, la temperatura terrestre aumenta. Los observatorios más importantes, se sitúan ge- neralmente en latitudes por debajo de los trópicos, por lo que la temperatura no sufre grandes variaciones a lo largo del año. Esto crea situaciones meteorológicas estables fa- vorables para la observación. El clima idóneo para un observatorio es el clima árido, ya que cuenta con niveles muy bajos de humedad. 11 Cansado Auría, alberto “La atmósfera y las estrellas. Las rela- ciones entre meteorología y astronomía”, Ed. Instituto Geográfico Nacional, 2012, página 12 35 ................................................................................................................................................................................Condicionantes del lugar 2.5. Visibilidad de las estrellas Para obtener una visión completa del universo, sería necesario superponer dos miradas: la del hemisferio norte y la del hemis- ferio sur. Ambas miradas abarcan regiones distintas de la bóveda celeste, cada cual con sus respectivas constelaciones. (figura 32 pág. siguiente) Las estrellas, debido al movimiento de rotación de la Tierra, realizan un giro aparente para el observador de 360º alrededor de un punto llamado polo celeste. Ese punto sería el punto de intersección del eje de la tierra con la bóveda celeste, por lo que existen dos polos celestes. De ahí viene el nombre del Círculo Polar Ártico. La distancia de la perpendicular del polo celeste con el horizonte medida en grados es igual a la latitud en la que se encuentra el observador. De este modo, si la distancia de una estrella al polo celeste es igual o menor a la latitud, esa estrella completará su giro aparente en el cielo, mientras que las demás tarde o tem- prano se ocultarán en el horizonte. Este tipo de estrellas son las llamadas estrellas circumpolares. Para los egipcios, las estrellas circumpolares eran estrellas que simbolizaban la inmortalidad, pues estas estrellas no conocían la muerte con el ocaso. A medida que nos acerquemos a los polos, podremos observar un mayor número de estrellas circumpolares. En el ecuador, se pueden observar el mayor número de estrellas pero ninguna cir- cumpolar. “Las estrellas circumpolares, o lo que es lo mismo, estrellas cer- ca del Polo, puedes verse todas las noches del año, cuando el tiempo atmosférico así lo permite. Sería posible verlas durante el día también si no fuera por la interferencia del Sol, cuya luz tan brillante hace imposible distinguir la débil luz de las estre- llas.” 12 Por otro lado, el movimiento de traslaciónde la Tierra también afecta a la posición aparente de las estrellas. Esto se ve reflejado en que la posición de las estrellas observadas desde un lugar, se repite cada día del año en ese mismo lugar pero ocurre unos minutos antes. Todos estos movimientos periódicos se han de tener en cuenta en un observatorio a la hora del estudio de cualquier cuerpo ce- leste. 12 Arzola de Calero, eva “Observaciones astronómicas” Ed. Univer- sidad de Puerto Rico, 1992, pégina 39 F.30 Posición de las estrellas en cada estación “Astronomy from Stonehenge to Quasors” Mi- chael W. Friedlaner 36 F.31 Mapa de las constelaciones de los hemisferios Norte y Sur respectivamente www.shutterstock.com ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 37 F.32 Variación del cielo nocturno en España Anua- rio del Observatorio astronómico de Madrid 1985 ................................................................................................................................................................................Condicionantes del lugar 38 3. Estrategias de proyecto 39 3.1. El lugar como mecanismo del proyecto “ Durante su viaje a Sudamérica, Bruce Chatwin encontró a una anciana que caminaba por el desierto con una escalera de alumi- nio sobre su espalda. Era la arqueóloga María Reiche, que estu- diaba las líneas de Nazca. Desde la tierra, las piedras no cobra- ban ningún sentido; parecían dispuestas de forma aleatoria. Sin embargo, desde lo alto de la escalera, las piedras se convertían en aves, árboles o flores.” 1 Este estracto, representa la importancia de la búsqueda del lugar para un observador. Así como la arqueóloga busca una posición elevada para estudiar el posible calendario astronómico de las líneas de Nazca; los observatorios buscan su propio lugar ele- vándose a las cimas de las montañas para observar y estudiar el universo. De esta forma, lo que la mayoría de la población que habita en núcleos urbanos es incapaz de ver, se hace visible para quienes encuentran esos lugares. Desde la antigüedad, el hombre se ha interesado por descubrir su naturaleza, su origen, por dar una explicación a lo fenómenos que ocurren en el mundo. Para ello ha recurrido siempre a la ob- servación del univeso y lo ha dejado reflejado en su arquitectura. “…Pero, ¿Dónde esta la superficie de un agujero? Antes creía que la superficie de un agujero estaba a nivel con la superficie del suelo a su alrededor. Observando me he dado cuenta que esto no es cierto…Un agujero tiene sólo lados y un fondo desde don- de se extiende infinitamente hacia arriba como un rayo de luz: y cuando la tierra gira, éste se mueve con gran cuidado y precisión entre las estrellas” 2 El denominador común a lo largo del tiempo ha sido la meticu- losa elección del lugar, el emplazamiento exacto. La búsqueda de un lugar y una posición óptimas para la observación y el es- tudio del cielo adquiere un papel primordial. La arquitectura se asienta sobre un lugar donde las necesidades humanas quedan en un segundo plano. Adquiere entonces un papel de protección del observador frente a las condiciones externas, generalmente duras, pues se trata de lugares aislados. 1 Aravena, alejandro “Reporting from the front” Bienal de Arquitectu- ra, Venecia, 2016. Traducción de la autora 2 Shelton, richard, The other side of the story. Cita extraída del artículo “Una ética para el desierto: investigación estética” Autor: Malo, álva- ro. Revista ARQ 57, Santiago, 2004 F.33 Mapa de Chile con sus principales observato- rios. “Enlaces” Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo. 40 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 3.2. Astromodelos actuales. 3.2.1. Observatorio Paranal, Chile. El observatorio Paranal fue fundado el 1 de dicciembre de 1996 por la organización astronómica ESO (European Southern Ob- servatories). Se emplazó en el cerro Paranal a 120 km al sur de Antofagasta, en el desierto de Atacama, Chile; y a 2635 m de altura. Se trata del observatorio de luz visible más potente del mundo. Este observatorio alberga el VLT o Very Large Te- lescope, un conjunto de 4 telescopios de 8,2 m de diámetro que trabajan como un interferómetro, es decir, actúan como un solo telescopio de mayor tamaño. Además, el uso de estos telesco- pios se complementa con otros 4 auxiliares de 1,8 m de diámetro para mejorar la resolución. Los telescopios se sitúan en el interior de edificios climatizados que rotan junto a ellos de forma sincronizada. A 3 km del cerro, se encuentra la residencia de científicos dise- ñada por los arquitectos Auer+Weber+Assoziierte, a modo de oasis, como refugio de las adversas condiciones del desierto. El VLT ha dado lugar a una gran cantidad de descubrimientos científicos “(...) incluyendo la primera imagen de un planeta ex- trasolar, el seguimiento de estrellas individuales moviéndose al- rededor del agujero negro supermasivo ubicado en el centro de la Vía Láctea y la observación de la exposición de rayos gamma más lejana que se haya conocido.” 3. 3 www.eso.org European Southern Observatories F.35 Very Large Telescope. Uno de los 4 telesco- pios del Observatorio de Paranal. European Sou- thern Observatories F.34 Very Large Telescope. Uno de los 4 telesco- pios del Observatorio de Paranal. Dibujo de la autora 41 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.36 Vista del Observatorio El Teide. Instituto As- trofísico de Canarias 3.2.2. Observatorio El Teide, Canarias. El observatorio de El Teide, situado en la isla de Tenerife en Canarias a 2390 m sobre el nivel del mar, comenzó su actividad en 1964. Pertenece al IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) y es el primer observatorio en el que se han realizado estudios sobre la luz zodiacal o luz emitida por la materia interplanetaria. “Su situación geográfica (entre los observatorios solares del este y del oeste), unida a la transparencia y excelente calidad astro- nómica de su cielo, han contribuido a que el Observatorio El Teide se reserve preferentemente al estudio del Sol, concentrán- dose en él los mejores telescopios solares europeos.” 4 El observatorio también cuenta con un conjunto residencial para alojar al personal científico y técnico. Además, cuentr con un Centro de Visitantes dedicado a la divulgación científica. El Teide cuenta con tres telescopios solares VTT (Telescopio solar Torre al Vacío), THEMIS y Gregor para el estudio de las inestabilidades solares, el magnetismo y la atmósfera solar. También posee numerosos telescopios nocturnos como: IAC-80, TSC (Telescopio infrarrojo Carlos Sánchez), telescopio reflector de Mons, OGS (Estación Óptica Terrestre), STARE, telescopios robóticos Bradford, Stella I y Stella II, y SLOOH. Además, des- de ahí se estudia la radiación de fondo de microondas, que es la radiación más antigua observable del universo. 4 www.iac.es Instituto Astrofísico de Canarias 42 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 3.3. Análisis comparativo Antecedentes histórico-culturales El desierto de Atacama La Cosmovisión Andina Las culturas prehispánicas de los indígenas que habitaban el desierto de Atacama se caracterizaban por sus grandes conoci- mientos astronómicos. Su cosmovisión se veía reflejada en pie- zas artesanales de textiles o alfarería, así como en restos arqueo- lógicos o pinturas rupestres. Aparecen en el desierto objetos conalineaciones estratégicas solares a modo de calendarios útiles para la actividad agrícola. El universo y la sociedad se concebían como una dualidad y un centro (figura 37). “ Esta representación muestra a Viracocha (autor de la creación del mundo) en el centro, y el Sol y la Luna (representación de lo masculino y lo femenino) a cada lado de éste centro.” 5 Según los investigadores, los atacameños, influidos por la cultu- ra inca, tenían predilección por las cumbres de adoración. Para la elección del emplazamiento de sus construcciones, escogían lugares altos de la naturaleza con características singulares como cumbres de montañas con formas, colores o rocas determinadas. Estos lugares se convertían en lugares sagrados o huacas, en los que profesaban ritos de adoración al Sol. Es por eso que estos lugares debían tener una presencia especial que intensificara la magia de los rituales. “Las construcciones ceremoniales impresionan por la monu- mentalidad de algunos de sus tipos arquitectónicos, especial- mente si se consideran las grandes alturas en las que fueron erigidas. Recintos circulares de elevados muros, enormes plata- formas con relleno artificial, rectángulos ceremoniales delimita- dos por piedras alineadas, cumplían, en las cumbres, las funcio- nes de escenarios para el ritual o de estructuras para el entierro de ofrendas y sacrificios (…) el fenómeno andino de adoración a las montañas en santuarios construidos en sus cimas es único en el mundo.” 6 5 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, página 65-67 6 Ceruti, Constanza “Cumbres sagradas del noroeste Argentino”, Ed. Eudeba, Buenos Aires, 1999. Fuente: Reyes Bravo, oscar “Santuario del cosmos en los altos del Chajnantor”, U. de Chile, Facultad de Ar- quitectura y Urbanismo, 2006, página 90 F.37 Diagrama de la cosmovisión andina. Univer- sidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urba- nismo F.38 Mapa de yacimientos arqueológicos. Univer- sidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urba- nismo 43 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto Islas Canarias La astronomía en Canarias antes de la conquista Antes de la conquista, muchos los habitantes de las islas Cana- rias o guanches provenían seguramente del Noroeste de África, aunque existía una gran diversidad cultural. En Tenerife, la sociedad se dividía en 9 regiones con diferentes tribus llamadas menceyatos que habitaban en cuevas o en pe- queñas cabañas y desarrollaron mayormente la ganadería. Según el arqueoastrónomo Juan Antonio Belmonte: “En Tene- rife se han identificado una serie de pequeños santuarios en la cima de varios roques (duras cumbres de piedra, que permane- cen tras la erosión de conos volcánicos) y, en ocasiones, en los bordes de estrechos pasos altos entre montañas flanqueadas por escarpados acantilados, comunmente denominados degolladas o bailaderos.” 7 Uno de los yacimientos más importantes de arqueoastronomía descubiertos en Tenerife es el Santuario de la Degollada de Yeje. Se trata de un conjunto con una cueva-cementerio, refugios de pastores, rituales tallados en roca y varios petroglifos situados a 800 m sobre el nivel del mar con una extensión de 300 m. Aparece un petroglifo circular que representa al dios del Sol de los guanches. Su altura, ofrece una vista de todo el horizonte, en el que se pueden apreciar los principales accidentes geográficos tales como las cumbres de Masca, la cima del volcán El Teide, el mar, e incluso las islas de La Palma y Gomera. Tras exhaustivos estudios, se ha comprobado que las líneas que atraviesan el petroglifo circular apuntan a las direcciones de la salida y la puesta de sol en los solsticios de verano e invierno. De hecho, ambas puestas de sol ocurren tras las cumbres de las montañas más altas de las islas de La Palma y Gomera. Por otro lado, la luna llena de Agosto, sale desde la cumbre del Teide. Otro de los yacimientos más significativos de Tenerife en rela- ción con la astronomía sería el Santuario del valle de San Lo- renzo, una zona con numerosos lugares sagrados, cementerios y petroglifos situados en las cumbres de varios roques. 7 Belmonte, juan antonio y otros “Canarian astronomy before the conquest: The prehispanic calendar”, Artículo de la revista Acad, 1994, página 137-141. Traducción de la autora F.39 Esquema de alineaciones astronómicas del Santuario de la Degollada de Yeje. J.A.Belmon- te “Canarian astronomy before the conquest: The prehispanic calendar”, Artículo de la revista Acad, 1994 44 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.40 Mapa Topográfico E 1:500000. Visor IDE- Chile, Ministerio de Bienes Nacionales Antecedentes geográficos Latitud Paranal, Chile El observatorio de Paranal se sitía en el hemisferio sur, en el desierto de Atacama, Chile, a 24º 37’ 38’’ de latitud sur y a 70º 24’ 15’’ al oeste del meridiano de Greenwich. Además se sitúa bajo el trópico de Capricornio (23º 27’ lat. sur). Su localización coincide con uno de los centros de alta presión subtropicales, provocando un ambiente bajo en humedad favora- ble para la observación. “Los centros de alta presión subtropica- les (en este caso el anticiclón del pacífico) impiden que avancen los centros de baja presión provenientes del Oeste (saturados de humedad por su paso sobre el extenso Océano Pacífico)” 8 Al emplazarse en un desierto estremadamente árido, los núcleos de población se concentran en los pocos lugares que cuentan con recursos hídricos o en la costa. Lugares muy distanciados entre sí dejando entre unos y otros grandes extensiones deshabitadas en las que predomina la oscuridad. 8 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Univer- sidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, página 63 45 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.41 Mapa Topográfico E 1:500000. Visor IDECa- narias, Gobierno de Canarias Latitud El Teide, Canarias El observatorio El Teide se sitía en el hemisferio norte, en la isla de Tenerife en Canarias, España, a 28º 18’ 00’’ de latitud norte y a 16º 30’ 35’’ de longitud oeste, por encima del trópico de Cáncer. “El primero en confiar en la calidad de los cielos canarios fue el astrónomo real de Escocia Charles Piazzi Smyth, que en 1856 subió al Teide con ayuda de unas borricas para hacer observa- ciones durante un par de meses con dos telescopios. Un siglo despuéss, en la década de 1960, Sánchez aterrizaba en Tenerife con la idea de poner a prueba esa calidad y consolidar allí un observatorio.” 9 Canarias cuenta con un gran número de horas de observación al año.“Está cerca del Ecuador y lejos de las tormentas tropicales. Además, esta situación permite la observación de todo el He- misferio Norte Celeste y parte del Sur.” 10 9 Salas, javier y Domínguez, nuño “Las cumbres canarias que alzaron a España hacia el espacio” Artículo de El País, 4 de julio de 2015 10 www.iac.es Calidad astronómica del cielo, Instituto Astrofísico de Canarias 46 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.42 Mapa Topográfico E 1:5000. Visor IDEChile, Ministerio de Bienes Nacionales Altitud Paranal, Chile El observatorio Paranal, se encuentra a 2650 m sobre el nivel del mar en la cordillera de la Costa. Atacama presenta una depresión intermedia de entre 1200 y 2000 m.s.n.m. atravesada por3 cor- dones montañosos “al este con la cordillera de los Andes (que alcanza los 6000 m.s.n.m.), al centro se ubica la cordillera de Domeyko con alturas que bordean los m. y al Oeste, la cordillera de la Costa, cercana al Océano Pacífico y que presenta alturas cercanas a los 3000 m.s.n.m.” 11 Por otro lado, debido a su gran altura, los niveles de oxígeno en el aire disminuyen, aumentandose así la claridad y nitidez de los cielos nocturnos. El observatorio se construyó sobre la cumbre del cerro Paranal, dotándole de una amplia visibilidad de la bóveda celeste. 11 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Uni- versidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, pági- na 63 47 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.43 Mapa Topográfico E 1:5000. Visor IDECana- rias, Gobierno de Canarias Altitud El Teide, Canarias El observatorio El Teide, se sitúa en el Parque Nacional del Tei- de en Tenerife en la zona de Izaña. Su emplazamiento se escogió en base a una serie de caracterís- ticas que hacen que sus cielos sean unos de los más claros del mundo. Gracias a esto, se han podido realizar importantes ob- servaciones y ha provocado el interés de numerosos astrónomos alrededor del mundo de poder observar el universo desde sus cielos. “Los observatorios se encuentran a 2400m sobre el nivel del mar, por encima de la inversión térmica de los vientos alisios. Esto garantiza que las instalaciones estén por encima del llama- do ‘mar de nubes’ donde existe una atmósfera limpia sin turbu- lencias, estabilizada por el océano.” 12 12 www.iac.es Calidad astronómica del cielo, Instituto Astrofísico de Canarias 48 Antecedentes ambientales y meteorológicos Mar de nubes Paranal, Chile El desierto de Atacama en Chile es el desierto más árido del mundo. En el cerro Paranal la humedad relativa media oscila entre el 2 y el 10%, valores extremadamente bajos. En Atacama la lluvia de más de 1mm sólo tiene lugar una vez en períodos de entre 15 y 40 años, siendo algo muy inusual. En la zona de Paranal, ocurre un fenómeno muy favorable para la claridad de sus cielos llamado Mar de nubes.(figura 47) “Los centros de alta presión subtropicales impiden junto con la cordillera de la costa el avance de los centros de baja presión provenientes del oeste cargados de humedad. Esta condición complementada hacia el este por los volcanes altiplanicos que gracias a su gran altitud impiden también el avance de los cen- tros de baja presión provenientes de la Argentina, generan un in- terior en donde la presencia de nubosidad se ve reducida a índi- ces únicos en el planeta, y cuyos aires secos y libres de humedad aumentan la transparencia, claridad y nitidez de los cielos.” 13 Debido a las corrientes frías provenientes de la Antártida o co- rrientes de Humboldt, las brisas del oeste se enfrían y se reduce la evaporación. Esto causa una inversión térmica que hace que las nubes se formen en capas bajas de la atmósfera en las laderas de la cordillera de la Costa en el lado del Pacífico. 13 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Uni- versidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, pági- na 63 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.44 Esquema de Mar de nubes en Atacama. Uni- versidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Ur- banismo F.45 Esquema en sección de Mar de nubes en Ata- cama. Universidad de Chile, Facultad de Arqui- tectura y Urbanismo 49 Mar de nubes El Teide, Canarias El observatorio del Teide posee una humedad relativa media anual del 40%, que en junio desciende al 25%. La precipitación media anual es inferior a los 400 mm y se concentra entre los meses de octubre y marzo, siendo casi nulas en junio y julio. En Tenerife, también se produce el mar de nubes a causa de la inversión térmica. En este caso, se produce debido a la llegada constante de los vientos alisios sobre la corriente fría de mar de Canarias. Se asienta entre los 500 y los 1500 m de altura, crean- do dos ámbitos completamente distintos. Las nubes se disponen como un amplio manto que visto desde las cumbres de las montañas se confunde con el mar. Esta capa de nubes protege a las cotas superiores, entre otras cosas, de la contaminación lumínica de los asentamientos urbanos de la costa. “Por debajo del ‘mar de nubes’ predominan los movimientos turbulentos de las capas inferiores de la atmósfera. El ‘mar de nubes’ es una especie de tapadera que no permite el paso de la polución atmosférica y de partículas. En la capa superior, donde está el observatorio del Teide, los vientos dominantes son secos y no turbulentos y la atmósfera es muy transparente con una frecuencia de cirros (nubes altas) muy baja.” 14 14 www.iac.es Calidad astronómica del cielo, Instituto Astrofísico de Canarias ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.46 Mapa de Precipitación Media Anual E 1:500000. Visor IDECanarias, Gobierno de Ca- narias 50 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.48 Mapa de Contaminación lumínica 2017, E 1:500000. Visor IDEChile, Ministerio de Bienes Nacionales F.47 Mapa evolución de Contaminación lumínica de Chile. Universidad de Chile, Facultad de Ar- quitectura y Urbanismo. Contaminación Contaminación lumínica Paranal, Chile Las grandes inversiones en importantes proyectos astronómicos en Chile han producido una gran preocupación por la preserva- ción de sus cielos nocturnos. En 1999 se creó la Norma de Emisión para la Regulación de la Contaminación Lumínica que controla las emisiones para la protección de la calidad del cielo.. En los mapas de medición de la reflexión de luz nocturna ( figu- ra 50) se muestra una proyección al aumento de la contamina- ción lumínica prevista para el año 2025 en dos supuestos casos: un crecimiento moderado del 4% con medidas de control, y un crecimiento anual del 7% sin legislación. Esta última, podría afectar negativamente en las labores científicas de investigación astronómica. “La primera imagen (A), muestra el estado de la contaminación lumínica en Chile en el año 1997, establecien- do las áreas con mayor reflexión de luz en tonos amarillos y anaranjados, y luego, su radio de influencia, en tonos azulosos y magenta. Según los expertos, estos índices de contaminación corresponden a un país en vías de desarrollo y con escasa legis- lación acerca del tema.” 15 15 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, página 41-42 51 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.49 Mapa de Contaminación lumínica de Teneri- fe 2017, E 1:500000. Visor IDECanarias, Gobier- no de Canarias Contaminación lumínica El Teide, Canarias “El 20 de Abril de 2007 se celebró en la isla de La Palma la “Conferencia Internacional en Defensa de la Calidad del Cielo Nocturno y el Derecho a Observar las Estrellas”. Considerando que el cielo nocturno es un recurso patrimonio de toda la huma- nidad, y que su observación ha representado una inspiración y elemento esencial en el desarrollo cultural y científico de todas las civilizaciones, se insta a las autoridades a promover acciones de protección del medio ambiente nocturno a nivellocal, na- cional e internacional, y a informar y sensibilizar a todos los agentes implicados y a la población general sobre la necesidad de dicha protección” 16 El Instituto Astrofísico de Canarias ha adquirido un papel muy importante en la disminución de la contaminación lumínica con la creación de la “Ley de Protección de la Calidad Astronómica de los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias” (Ley del Cielo) en 1988. Para poder disminuir el impacto de la contaminación lumínica en la observación astronómica, se regulariza el uso de lumina- rias evitando aquellas que emitan luz sobre el horizonte o hacia el cielo. 16 Colomer, francisco “El lado oscuro de la luz” Ed. Instituto Geo- gráfico Nacional, Madrid, página 6 52 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.50 Mapa de presiones según latitudes. Univer- sidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urba- nismo Clima Clima y temperatura Paranal, Chile La latitud cercana al trópico de Capricornio y a los centros de alta presión subtropicales y otros factores como la presencia de las cordilleras de la Costa y de los Andes, hacen que el clima de esa zona sea árido y desértico. Las temperaturas no varían mucho entre el verano y el invierno, sin embargo, entre el día y la noche pueden variar entre los -20º a los 40º en algunas zonas, ya que la radiación solar es muy alta. “La marcada diferencia de las temperaturas en el día y en la noche, obligan a adoptar una estrategia climática frente a esta característica radical del ambiente, sino de lo contrario el pro- yecto queda expuesto a grandes perdidas o ganancias calóricas que van en desmedro del confort que la arquitectura debe lograr, generando también un excesivo gasto energético al tener que en- trar en operación los medios activos para regular este desajuste térmico.” 17 17 Reyes Bravo, Oscar “Santuario del cosmos en los altos del Cha- jnantor”, Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanis- mo, 2006, página 28 F.51 Mapa de temperaturas medias en Julio y Ene- ro.Gran Atlas Geográfico Universal de España y Unión Europea 53 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.52 Mapa de Temperatura Media Diurna de Te- nerife 2017, E 1:500000. Visor IDECanarias, Go- bierno de Canarias Clima y temperatura El Teide, Canarias El clima en este observatorio está determinado por su altitud y por su cercanía al trópico. Su clima se clasifica como mediterrá- neo de veranos suaves. El clima en las zonas altas es completamente diferente al de las zonas bajas debido a la influencia del mar de nubes. Las zonas altas reciben una gran insolación. En la zona de Izaña en la que está situado el observatorio, las temperaturas medias rondan los 10 º. Los inviernos son fríos con una media de 4,3 º en enero y los veranos suaves alcanzando temperaturas máximas de 23º La oscilación térmica diaria es de 7,7 º, es decir, no se producen grandes cambios de temperatura, lo que facilita la adaptación de los observatorios al clima. 54 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo F.53 Vista de la Luna desde Antofagasta a las 21:59 hora local el 3 de junio de 2017. Fase: cuar- to creciente. www.oan.es Información astronómi- ca del Observatorio Astronómico Nacional F.54 Aspecto del cielo desde Antofagasta a las 21:59 hora local el 3 de junio de 2017. www.oan. es Información astronómica del Observatorio As- tronómico Nacional Visibilidad de las estrellas Hemisferio Sur Paranal, Chile El observatorio de Paranal, cuenta con 330 noches despejadas al año, lo que hace de su emplazamiento uno de los lugares con mayor número de horas de observación al año del mundo. A pesar de ser un lugar privilegiado para mirar las estrellas, exis- ten ciertos puntos clave dentro del desierto donde la visibilidad es aún mayor. “Estos puntos de observación privilegiados fueron catastrados por la Asociación Chilena de Astronomía y Aero- náutica (ACHAYA organización sin fines de lucro y que reúne a grupos aficionados a la observación astronómica)” 18 Se diseñó una ruta turística astronómica con los siguientes lu- gares: 1.Sector Portezuelos, 2.Observatorio Cerro Paranal,3. Obser- vatorio cerro Armazones, 4.Cráter de Monturaqui, 5. camping Pozo 3, 6. Pucara de Quitor, 7.Quebrada de Jerez, 9. Valle de la Luna, 10. Pucara de Lasana, 11. Ruinas de Huanchaca. 18 Medina, Valeria “Centro turístico astronómico en Toconao”, Universidad de Chile, Facultad de Arquitectura y Urbanismo, 2009, página 78 55 ................................................................................................................................................................................Estrategias de proyecto F.55 Vista de la Luna desde Tenerife a la 01:25 hora local el 3 de junio de 2017. Fase: cuarto cre- ciente. www.oan.es Información astronómica del Observatorio Astronómico Nacional F.56 Aspecto del cielo desde Tenerife a la 01:25 hora local el 3 de junio de 2017. www.oan.es In- formación astronómica del Observatorio Astronó- mico Nacional Hemisferio Norte El Teide, Canarias El observatorio del Teide, aunque en menor medida, también posee un gran número de hora de observación al año. Tenerife presta sus cielos a numerosos países, que han situado grandes telescopios en sus territorios, llegando al acuerdo de que astrofí- sicos españoles pudiesen emplear el 20 % de horas de observa- ción en sus telescopios. Gracias a esto, se han podido realizar grandes descubrimientos en el campo de la astronomía en los últimos años. Por otro lado, se ha de tener en cuenta que al situarse en un he- misferio u otro del planeta, las constelaciones varían. Por ello, muchos observatorios cuentan con telescopios situados en am- bos hemisferios. Además, observando desde la tierra, las estrellas realizan giros aparentes. Por esto es conveniente construir telescopios que gi- ren al mismo tiempo que las estrellas para poder estudiarlas con mayor rigurosidad durante más tiempo. 56 ................................................................................................................................................................................Miradas al universo 3.4. Arquitectura de protección. Envolventes Una vez elegido el lugar de emplazamiento, tras una exhaustiva búsqueda, la arquitectura entra en acción. Al tratarse de un centro de investigación científica muy específi- co, las características del lugar necesarias para obtener mejores observaciones dejan de lado las necesidades de las personas que lo van a habitar. Habitualmente, se encuentran en lugares aislados, de difícil ac- ceso y en ocasiones con unas condiciones de clima extremo. Es aquí donde la arquitectura toma el papel de protección actuando como una envolvente para protegerse de las condiciones exter- nas. “La tipología que llamo yo científica astronómica (construccio- nes con domos) responden a la funcionalidad técnica necesaria de los procesos científicos altamente complejos, siendo más que obras de arquitectura instrumentos de observación científica del universo, sin embargo, estos observatorios se han instaurado como el arquetipo arquitectónico moderno de los edificios des- tinados a la exploración del cosmos, corriéndose el riesgo de instaurar un modo de intervención pre-establecido, que atenta contra los lugares y que se cierra a toda posible exploración ar- quitectónica.” 19 Suelen construirse pieles con estructuras metálicas que permitan el movimiento conjunto con los telescopios, para seguir el 19 Reyes Bravo, Oscar “Santuario del cosmos
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