El modelado por computadora ayuda a construir un estadio con energía solar

Cuando comiencen los VIII Juegos Mundiales en Taiwán el jueves, el evento inaugurará un nuevo y audaz estadio diseñado no solo para impulsar, refrescar y regar, sino también para resistir los tifones de la isla tropical y terremotos.

Los funcionarios municipales en Kaohsiung, la segunda ciudad más grande de Taiwán después de la capital, Taipei, contrataron al famoso arquitecto japonés Toyo Ito para diseñar el estadio, estipulando solo que utilizara la energía solar en el diseño.

"Kaohsiung recibe la mayor cantidad de luz solar en Taiwán, es por eso que queríamos usar paneles solares", dijo Su Chih-hsun, ingeniero jefe adjunto de la oficina de construcción en la oficina de obras públicas de Kaohsiung. "Taiwán también produce una gran cantidad de paneles solares, pero no teníamos granjas solares", dijo, diciendo "hasta ahora".

El resultado es un estadio de 55,000 asientos que se ubica entre los edificios más respetuosos del medio ambiente en el país. mundo y es tan hermoso que ha sido llamado el "aturdidor impulsado por el sol".

La tecnología de la información jugó un papel importante en el diseño y construcción de la instalación.

Para empezar, los paneles solares utilizados en el techo no se colocan encima o integrado en la estructura: son el techo. Los constructores tuvieron que crear nuevos materiales durante la construcción y unir los paneles para que pudieran resistir los elementos mientras protegían a los espectadores.

"Creamos nuevos materiales para construir el techo, paneles solares combinados con material de techo, y usamos modelos computarizados para determinar el posible impacto que los terremotos y los tifones tendrían sobre él ", dijo Su.

El modelado computarizado también ayudó a determinar cómo se podría usar el techo para proteger a los espectadores del sol tropical de Kaohsiung.

El resultado es un asombroso diseño de techo con 8,844 paneles solares en total. Los paneles le dan al techo un aspecto escamoso y metálico similar a la piel de serpiente. Los residentes locales ya comenzaron a darle apodos como 'serpiente de cristal' o 'cola de dragón'. Una mirada bajo el techo en la columna vertebral de pilares de concreto que se curva alrededor del estadio da mayor credibilidad a sus nombres descriptivos.

Su se ríe de los apodos, diciendo que le gusta pensar en el techo no como una serpiente sino como una persona abriendo los brazos para dar un gran abrazo, debido a la gran abertura en la parte delantera del estadio destinada a promover el flujo del viento.

No es casual que el viento y el agua desempeñaran un papel en el diseño del techo. El feng shui (literalmente, viento y agua) es un sistema estético tradicional chino que dicta el diseño y colocación de objetos para mejorar el flujo positivo de energía universal.

El Buró Central del Clima de Taiwán ayudó a determinar la dirección del viento en verano para los diseñadores del estadio y la computadora la simulación les mostró cómo la estructura podía maximizar el efecto de enfriamiento natural del viento.

Para ello, los lados y el techo del estadio no se juntan en un círculo sino que se despliegan como describió Su, creando un túnel de viento natural para refrescar a la gente durante los veranos calurosos. Los constructores también agregaron una fuente en forma de medialuna en la entrada para que los vientos pasaran al entrar al estadio.

"Las fuentes del frente acondicionan el aire naturalmente", dijo Su.

Los planificadores mantienen a los atletas en mente cuando crearon el sistema de viento. Dado que el viento puede afectar el rendimiento en muchos eventos, incluidos los deportes de atletismo como sprints, el modelado por computadora ayudó a los diseñadores a garantizar una velocidad máxima del viento en el campo de competición de 2 metros por segundo para cumplir con los estándares deportivos internacionales.

El modelado de muchos aspectos del estadio habría sido posible, pero hubiera sido mucho más lento y mucho menos preciso, dijo Su. La precisión es importante por una serie de razones, principalmente de seguridad. Los tifones azotan a Taiwán con fuertes vientos y lluvias cada año, y miles de terremotos sacuden la isla. La mayoría de los temblores son tan pequeños que solo son recogidos por instrumentos científicos, pero algunos han derribado edificios y matado gente.

En total, el techo costó alrededor de NT $ 800 millones (US $ 24,3 millones) para construir, dijo Su, con NT $ 500 millones de la cuenta solo para paneles solares. Pero con el tiempo, el techo ayudará a pagarse a sí mismo.

Durante los eventos, el techo suministra el 70 por ciento de las necesidades de electricidad del estadio, el otro 30 por ciento proviene de la compañía eléctrica estatal. Cuando no están en uso, la mayor parte de la energía generada por el techo solar se destina a los vecindarios de la ciudad.

Los funcionarios estiman que el estadio generará un promedio de 1,1 millones de kilovatios-hora por año y el costo actual de la electricidad en Taiwán NT $ 3 por kilovatio-hora, la estructura ahorrará NT $ 3.3 millones por año para la ciudad.

Aquí es donde TI nuevamente juega un papel clave en el nuevo estadio. Los chips sensores en el techo controlan toda la entrada y distribución de electricidad, enviando la información a los servidores en la estación de control, que es similar a una pequeña central eléctrica dentro de la instalación.

Otro tipo de chip sensor rastrea el techo solar granja mediante la resolución de problemas de paneles rotos o dañados. Hay de 20 a 30 chips de sensores por fila de paneles solares, y alrededor de 200 filas en el techo.

Los planificadores del edificio tenían una tarea más para el estadio, como si la generación de energía, la sombra y el túnel de viento no fueran suficientes.

El techo también recoge agua de lluvia para usar dentro del estadio. Llueve frecuentemente en Kaohsiung, aunque solo por una parte del día.

Un sistema de tuberías transporta el agua a los tanques subterráneos donde se esteriliza y luego se reutiliza en los baños, para la fuente de hierba y media luna, y en otros lugares.

El toque final en el estadio era un ojo hacia el uso de materiales reciclables. Gran parte del estadio puede ser reutilizado o reciclado, dijo Su, incluido el acero en todo el cuadro, asientos de plástico y más.

Los Juegos Mundiales, celebrados del 16 al 26 de julio este año, es un evento internacional para deportes no jugados en el Juegos Olímpicos, incluyendo rugby, lucha de sumo, squash, escalada en roca, carreras de bote de dragón, paracaidismo y tira y afloja.