Qué consideraciones tener al diseñar laboratorios
Por: Dionisio Bohyvin (con información de Jacobs Consultancy)
Uno de los concursos más recientes desarrollados por FR-EE fue el Centro de Tecnología en Shenzhen (STC), China. Esta competencia nos llevó a investigar cómo se desarrollan los laboratorios más avanzados y espacios para la investigación en la actualidad; junto a especialistas como Jacobs y ARUP se proyectaron espacios de distintas disciplinas como son: Ciencia Médica + Tecnología, Nuevos Materiales, Micro-Electrónica, Robótica, Big Data, I.A. y Fintech
Sabemos que en el mercado existen grandes laboratorios (farmacéuticas, instituciones, universidades) y pequeños laboratorios (emprendedores y de comercio pequeño) así que este proyecto fue contemplado con espacios flexibles y adaptables, con la capacidad de albergar a toda esta gama de laboratorios.
La ciencia y la tecnología evolucionan constantemente, de la misma forma, su práctica y desarrollo exigen nuevas condiciones en los espacios destinados a sus actividades. En la actualidad, la arquitectura de laboratorios y espacios de investigación se plantea como lugares transparentes, abiertos, llenos de luz natural, activos, conectados, sociables, colaborativos y adaptables; distinguiéndose de sus predecesores envejecidos.
El diseño de laboratorios para el futuro requiere estudiar y recopilar criterios de planificación clave que cuantifiquen y evalúen cualitativamente. Esto se convierte en la base para una comparación entre instituciones y los mercados. La información de estudio incluye criterios de planificación, tendencias científicas, espacios de soporte, dimensiones de los cuartos, superficies, entre ejes estructurales, plantas eficientes, adyacencias críticas, proximidades, ubicaciones y distribución de recursos, equipos de laboratorio sensibles, equipos compartidos, etc.
Las principales consideraciones a tener en un proyecto de laboratorios son:
Interacción Profesional
El diseño de espacios de investigación debe fomentar la interacción profesional entre los investigadores mediantes instalaciones con espacios colaborativos y de servicios compartidos. De esta forma se genera comunidad, desalentando el aislamiento, creando lugares donde la colaboración es la chispa del pensamiento nuevo y creativo.
Con esto en mente, para el proyecto STC se creó el “Innovation Valley” un espacio abierto que funciona como corazón del edificio, lleno de vegetación, de forma elíptica, que se va abriendo al aire libre entre niveles, que se conectan visualmente y en dónde ocurren estos espacios colaborativos y servicios compartidos.
Visibilidad
En el diseño de un nuevo laboratorio deben de considerarse líneas de visión abiertas. Se busca que mediante la permeabilidad visual se fomenten las actividades de investigación así como la integración de los ocupantes.
Flexibilidad
Un prototipo de laboratorio no es personalizado ni genérico. Aborda las necesidades de los usuarios actuales, así como incorpora estándares que permiten que el laboratorio se adapte durante la vida útil del edificio; analizando las diversas funciones científicas alojadas en la instalación, y luego definiendo criterios comunes entre ellas.
La única constante en el diseño de laboratorio es el cambio. En la planificación y diseño de laboratorio, el arquitecto junto con cliente deben acordar y proveer un sistema que responda y se acomode a futuros cambios ya sean tecnológicos, el tipo de investigación o de inquilino.
El sistema de cambios contempla las instalaciones (aire, tuberías, energía y datos), así como el espacio de trabajo físico (gavetas, superficies de trabajo y estantes), incluida su relación espacial.
Para permitir las remodelaciones y mantenimiento, el diseño debe permitir que los laboratorios individuales estén aislados y temporalmente cerrados sin afectar los espacios adyacentes. El espacio de trabajo físico debe estar diseñado para ser fácilmente reconfigurado a medida que las necesidades (banco vs equipo) y/o tipo de espacio (húmedo vs seco) cambien con el tiempo.
La ubicación específica de los laboratorios es restringida por regulaciones internacionales (NFPA, IBC). En una edificación de varios niveles, las instalaciones con uso de materiales peligrosos “laboratorios húmedos” se localizarán en los pisos próximos al nivel Cero, reduciendo las restricciones en los niveles superiores dónde se ubicarían los “laboratorios secos”
En STC se ubicaron desde el nivel 1 los laboratorios húmedos como son los de Ciencias Médicas + Tecnología (incluyendo laboratorios de imagen, y vivario) y los laboratorios de Nuevos Materiales. En los niveles superiores se encuentran laboratorios de Microelectrónica (incluyendo espacios para cuartos limpios), Robótica (con espacios de doble altura) y en los niveles más altos oficinas para disciplinas como Big Data, Inteligencia Artificial y Fintech. Cada nivel es suficientemente flexible para albergar grandes inquilinos (farmacéuticas, institucionales, universidades) o inquilinos pequeños (emprendedores) ya sean de forma individual o en espacios colaborativos.
Modularidad, expansión y contracción
Un módulo de planificación aplicado en todo el laboratorio es la estrategia única y más efectiva para crear con éxito un edificio de laboratorios multidisciplinarios / multi-inquilinos. Con el tiempo, un plan modular permite que los espacios cerrados y abiertos simplemente se expandan o contraigan a lo largo de los módulos de planificación junto con la evolución de las necesidades de los investigadores.
La modularidad impone regularidad, repetición en el tamaño, la forma y la disposición de los espacios programados así como el tamaño y la organización de los sistemas de soporte que los atienden. Desde la perspectiva de la planificación del “piso” del laboratorio, la planificación altamente modular tanto en el eje X como en el Y del piso del laboratorio cosechará un alto valor futuro por facilitar las reconfiguraciones rutinarias y no rutinarias que se pueden implementar con éxito con un mínimo de esfuerzo y costo.
Para STC se consideraron módulos mínimos de 3.35×3.81m, considerando la división típica de Oficina + Laboratorio + Espacio de Soporte. Esta modulación y disposición permite el crecimiento o contracción modular, dotando los espacios de mayor rigidez estructural en las áreas de soporte. Para los casos de laboratorios de imagen o instrumentación se especificaron vibraciones mínimas de 2,000 micro pulgadas por segundo en los espacios de soporte reduciendo esta rigidez hacia el exterior, es decir, del área de soporte hacia las oficinas.
Adaptabilidad y convertibilidad
A escala de una unidad de laboratorio individual, una característica de la flexibilidad es la “facilidad de adaptabilidad”. La planificación efectiva identifica la parte de un laboratorio que debe estar equipada con muebles y equipos de laboratorio verdaderamente portátiles y móviles que puedan conectarse a la infraestructura del edificio en el techo a través de conexiones “plug and play”. Esta zona “blanda” puede ser reconfigurada simple y rápidamente por el personal de las instalaciones del inquilino. El espacio blando se complementa con zonas “duras”, que están apiladas verticalmente con el apoyo de un enfoque de planificación modular, con fregaderos fijos y campanas de extracción conectados a desagües y escapes.
En las mesas de laboratorio individuales, la capacidad de adaptación se logra con muebles de laboratorio sofisticados que cuentan con alturas de banco incorporadas ajustables por el usuario, unidades deslizantes o rodantes debajo del gabinete ubicadas debajo de la mesa de trabajo. Cada unidad debe tener la capacidad de moverse de forma independiente, ser cambiada o retirada según se desee, dando paso al equipo de laboratorio según sea necesario.
Infraestructura de construcción intensa
Es fundamental construir instalaciones que respondan de manera robusta a las intensas demandas actuales de infraestructura de investigación, ya sea energía limpia para laboratorios secos computacionales, estructuras de vibración ultra-baja para soportar las necesidades de instrumentación de imágenes o instalaciones de animales y cuartos limpios con muchos recursos. Queda claro que para los espacios que no lo requieran, el diseño de las instalaciones debe de ajustarse para equilibrar la inversión en las instalaciones.
Laboratorios Interdisciplinarios
Para convertir un laboratorio de una disciplina a otra, por ejemplo de química orgánica a biología molecular o materiales avanzados, se requiere una estrategia sólida de infraestructura. Un alto grado de flexibilidad requiere una infraestructura enriquecida. Esta planificación modular trans-disciplinaria debe ser una característica inherente de la infraestructura estructural, mecánica, eléctrica y de plomería en el edificio.
Conclusiones
En FR-EE nuestra visión es hacia el futuro, es así como abordamos cada proyecto e investigación; creemos que compartir información como la aquí descrita es fundamental para todo aquel que desee adentrarse en ramas específicas del diseño, en este caso, espacios para el desarrollo científico y la investigación, le servirá para entender mejor su gestación, el porqué de su configuración y como evolucionaran con el paso del tiempo. Compartir el conocimiento empírico se convierte en un ejercicio de retroalimentación, genera debate y forma parte de la misma evolución del diseño arquitectónico.
Shenzhen Technology Center
FR-EE, Fernando Romero Enterprise
Innovation Valley
Shenzhen Technology Center
FR-EE, Fernando Romero Enterprise
Frick Chemistry Laboratory
Princeton University, New Jersey
Architecture: Hopkins Architects + Payette
Jacobs Consultancy
Photo: Architectural Record / Warren Jagger Photography, Inc.
Robotics Lab
Shenzhen Technology Center
FR-EE, Fernando Romero Enterprise
Flexibility
Shenzhen Technology Center
FR-EE, Fernando Romero Enterprise
Modulation
Shenzhen Technology Center
FR-EE, Fernando Romero Enterprise
Purdue University Labs
West Lafayette, ID
Architecture: Ennead
Associate: Jacobs
Centro de Investigación y Ciencias Avanzadas CUNY
Architecture: Flad Architects, KPF
Photo: Steve Hall/Hedrich Blessing