Hecho a medida para la investigación

Lo mejor para los mejores

En 2015, la Universidad de Colonia logró convencer a uno de los representantes más brillantes de la investigación internacional en física de materiales de estado sólido, el Prof. Dr. Yoichi Ando, para que asumiera la dirección de una cátedra en el área de física experimental. En la "lucha" de las universidades por captar las mentes más brillantes, la arquitectura de los edificios de investigación disponibles también juega un papel importante. Esto se evidencia de manera impresionante con el ejemplo del nuevo edificio del Laboratorio de Física, construido específicamente para el nuevo grupo de trabajo en física en el campus: durante la planificación y equipamiento del edificio modular de alta calidad, el profesor japonés tuvo más que decir.

El físico Yoichi Ando, nacido en Tokio en 1964, es uno de los científicos líderes a nivel mundial en el campo de los materiales topológicos. Sus investigaciones pioneras en superconductores de alta temperatura han sido reconocidas en varias ocasiones. Conseguir que participe en la enseñanza y la investigación es un gran éxito para la Universidad de Colonia. Sin embargo, en el marco de su nombramiento — y sobre todo debido a la próxima renovación del edificio del instituto de física — no había suficientes espacios disponibles para la investigación. Para crear rápidamente espacios de alta calidad, la universidad decidió licitar la construcción de un nuevo laboratorio en módulos prefabricados. ALHO ganó la licitación frente a varios competidores y en junio de 2015, basándose en el proyecto preliminar de Köln Forstbachconsulting Baumanagement GmbH, inició la planificación detallada de la estructura y la ejecución del edificio excepcional.

"Clarificación" sobre construcción modular - o: Morsbach recibe visita

Pero antes, ALHO recibió en su planta en Morsbach una visita de alto nivel: el profesor extranjero quería hacerse una idea de primera mano sobre las condiciones de fabricación y la calidad de los módulos, pero sobre todo, quería entender las diferencias con respecto a las "contenedor" tradicionales. Porque: un "sistema de contenedores" no era en absoluto lo que el físico imaginaba para su trabajo de investigación.

Sin embargo, le interesaba la construcción modular, la prefabricación de los elementos y su montaje racional — ya que en el método constructivo se encuentran paralelismos con la arquitectura japonesa tradicional, que combina líneas, superficies y cuerpos, lo que implica una mayor facilidad para montar elementos estandarizados y prefabricados.

En el lugar, quedó rápidamente claro qué significa la construcción modular de ALHO: sólida como "piedra sobre piedra", pero mucho más rápida y flexible, estos edificios adaptables ofrecen soluciones de alta calidad para uso duradero, siendo una alternativa sostenible e inteligente a la construcción maciza. Los edificios modulares están completamente desarrollados en términos constructivos, optimizados energéticamente, son arquitectónicamente exigentes y no se diferencian de los edificios construidos convencionalmente. Los promotores y usuarios valoran las ventajas de la construcción rápida: seguridad en la planificación con garantía de plazos y precios fijos, alta calidad gracias a la prefabricación industrial controlada, tiempos de construcción extremadamente cortos gracias a procesos paralelos en fábrica y en obra, procesos silenciosos y limpios durante el montaje y el acabado, además de soluciones y estándares comprobados.

"En el nuevo edificio del laboratorio se realizan exclusivamente trabajos de investigación por parte de los estudiantes en el marco de sus tesis de grado o maestría, así como durante y después del doctorado. Debido a la controlada por ordenador gestión y adquisición de datos, generalmente no más de 10 personas permanecerán simultáneamente en el edificio modular", explica el Dr. Harald Kierspel del Instituto de Física II de la Universidad de Colonia.

Desde la perspectiva de usuarios e investigadores, sin embargo, existían requisitos muy específicos para el edificio, como la distribución de espacios y la altura de las habitaciones. Por ejemplo, fue necesario integrar excavaciones en el suelo para crear superficies de montaje para aparatos que requieren más de una altura de habitación estándar. También se debían garantizar áreas no magnéticas, comportamiento de vibración reducido del suelo, así como mayores exigencias en la climatización y ventilación de las habitaciones. El Dr. Kierspel confirma: "Todas estas exigencias pudieron ser implementadas de manera rápida y de alta calidad con la construcción modular, por lo que estamos muy satisfechos con el edificio realizado y esperamos comenzar allí las investigaciones."

Programa de espacios de superlativos

Con un laboratorio para mediciones a temperaturas extremadamente bajas cercanas al cero absoluto, una sala de hornos, una sala limpia con pasarela y ducha de aire, donde se producen capas delgadas de compuestos innovadores y se estructuran en nanómetros mediante litografía por haz de electrones, así como varias salas de medición y laboratorios para preparación y análisis de muestras, el Prof. Ando impuso a los planificadores un programa de espacios nada habitual. Los 20 módulos de espacio, prefabricados con precisión en fábrica, se alinean en una superficie bruta de aproximadamente 630 metros cuadrados, formando una secuencia claramente definida que sigue el flujo lógico de los pasos de trabajo. La central técnica, diseñada como un ático con elementos de ventilación, se sitúa en la parte superior.

El edificio no tiene sótano. En el área de la sala de mediciones a temperaturas extremadamente bajas y de la sala limpia, el suelo tuvo que ser excavado en varias áreas para alojar fundaciones independientes y antivibratorias. En cuanto a la estructura, también hubo que reforzar la estructura portante de los módulos: por ejemplo, el suelo en la sala GHV para la instalación de un transformador de separación de aproximadamente 1.000 kg, y los techos del laboratorio de baja temperatura para soportar la suspensión de tres polipastos manuales con una carga de 250 kg cada uno.

Los experimentos físicos realizados en el edificio requerían en algunos espacios una calidad de luz especial o conexiones extensas de electricidad y gas. Las puertas de cristal de la esclusa de aire y de la sala limpia están equipadas con vidrio especial para luz amarilla. Todas las tuberías, como aire comprimido, helio, oxígeno y nitrógeno, están empotradas en la pared, sin falsos techos ni revestimientos, para poder intervenir rápidamente en caso de fugas o ajustar inmediatamente las conexiones en caso de cambios en el suministro. Los suelos de PVC son conductores de electricidad. Desde la mayoría de las habitaciones, las salidas de emergencia conducen al exterior.

Todos los espacios pueden ser completamente oscurecidos. En habitaciones sin ventanas, como la sala limpia, también se prepararon aberturas en la estructura modular para posibles cambios de uso futuros, pero en lugar de vidrios se instalaron persianas de chapa de aluminio lisa. Así, la fachada presenta una apariencia uniforme en todo su contorno.

Equipamiento de primera clase para investigación de nivel mundial

Durante la fase de "mobiliario", el interior del edificio mostraba una imagen curiosa: habitaciones y pasillos llenos de cajas de ultramar, a menudo de altura de hombre y etiquetadas con caracteres japoneses. Porque: el Prof. Ando trasladó a Colonia los equipos de alta tecnología necesarios para su nuevo laboratorio — por ejemplo, sistemas de crecimiento de cristales, criostatos de mezcla He3He4 con imanes superconductores, diversos magnetómetros, equipos de análisis de rayos X, microscopios de fuerza de barrido y otros microscopios ópticos — desde sus laboratorios anteriores en su país de origen y los volvió a montar allí.

De esta manera, la investigación de clase mundial en Colonia puede continuar rápidamente. Pero también, el calendario de construcción de ALHO es récord: desde la adjudicación del contrato hasta la puesta en marcha del edificio, solo transcurrió medio año. La fabricación de los módulos tomó tres semanas, y el montaje en obra, solo dos días. La fachada, con un tiempo de construcción de seis semanas, representó ya un período bastante ajustado. Sin embargo, la estructura del edificio muestra una exitosa combinación de lo que es posible en construcción modular. En una secuencia emocionante, los planificadores colocaron fachadas de aislamiento térmico revestidas de yeso, paneles de aluminio aislados, paneles trasventilados y revestimientos de chapa ondulada. La edificación se distingue claramente de los edificios existentes, pero se integra de manera armónica en la estructura del campus sin dominarla.