El Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales en la Facultad de Arquitectura de la UNAM:

Actualizado: 27 jul

Entrevista con la doctora Perla Rafael Santa Ana Lozada* por Goretti Cazarez Onofre**


La Facultad de Arquitectura de la UNAM cuenta con varios laboratorios dedicados a la experimentación e investigación de temas relacionados con las cuatro licenciaturas que se imparten (arquitectura, arquitectura del paisaje, urbanismo y diseño industrial). Uno de estos es el Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales, enfocado a la reflexión de los sistemas constructivos-estructurales y para conocer más de este espacio tuvimos la oportunidad de conversar con la Doctora Perla Rafael Santa Ana Lozada, corresponsable del mismo.


Entrevistadora (E): Goretti Cazarez Onofre

Doctora (D): Dra. Perla Rafael Santa Ana Lozada



E: ¿Qué es el Laboratorio de materiales y sistemas estructurales y cuáles son sus objetivos?

D: Es un espacio dedicado a la experimentación, investigación y docencia de los aspectos constructivos principales que se requieren en la arquitectura; es decir, vemos materiales y sus propiedades, así como el comportamiento de los sistemas estructurales, todo enfocado a desarrollar soluciones sostenibles. Sus objetivos, entonces, son la investigación de materiales existentes y nuevos, y el comportamiento de los sistemas estructurales. En la docencia es generar conocimiento significativo en los estudiantes por medio de las prácticas, así como despertar su interés por la investigación, ya que conviven los estudiantes de licenciatura con alumnos de maestría y doctorado, entonces eso les despierta la inquietud de seguir en el mundo de la investigación y los materiales.



Práctica de materiales a escala para trabajo de tesis. Imágenes proporcionadas por la Dra. Perla Rafael Santa Ana Lozada. Recuperado julio 2022.


E: Hablando sobre lo que se hace en el laboratorio, ¿Qué actividades se llevan a cabo en él?

D: Antes de la pandemia, se desarrollaban investigaciones enfocadas a materiales fibrosos, materiales con elementos poliméricos y nanomateriales. El Doctor Muciño (corresponsable del laboratorio), quien lleva esta área, está viendo morteros con nanotecnología de alta resistencia, se están estudiando los agregados y materiales de tierra, para observar su comportamiento. A nivel posgrado, los alumnos desarrollan sus pruebas mecánicas de materiales reciclados o reforzados con materiales nanotecnológicos como es la fibra de carbón; también a nivel de doctorado hay alumnos realizando sus pruebas. Nos interesa que estén estudiantes de todos los niveles para que puedan aplicar la investigación y hacer cosas nuevas e innovadoras.

En el área de sistemas estructurales se investigan los efectos sísmicos en las construcciones, así como la generación de prácticas con estrategias didácticas para lograr un mejor entendimiento de los conceptos físicos y su relación con la arquitectura. Se imparten clases optativas dentro del programa de estudio de arquitectura de la facultad referente a experimentación, además de facilitar prácticas tanto de sistemas estructurales como de materiales para cualquier grupo o profesor de la facultad que lo soliciten.

E: ¿Con qué equipo cuenta el laboratorio y qué tipo de pruebas se pueden hacer con él?

D: Hay una máquina universal Instron de 200 toneladas con la cual se hacen pruebas de compresión, tensión, flexión y cortante de materiales. También hay una prensa hidráulica, es una máquina de compresión para cualquier material y hay otra máquina universal de compresión de 20 toneladas que la usan los alumnos para los cilindros de concreto. Hay microscopios de barrido para ver la disposición de las moléculas de los materiales y espectrómetro infrarrojo para ver su composición química. En el área de sistemas estructurales hay equipo TecQuipment de arco con medidor de reacciones laterales, TecQuipment mini prensa para determinar la esbeltez de los elementos y su pandeo, la mesa vibradora unidireccional donde se ponen los modelos MOLA para visualizar el comportamiento de las estructuras. Tenemos una nueva adquisición que es un trazador de viento para visualizar los efectos del flujo de viento en las construcciones. Ese es el equipo principal con el que cuenta el laboratorio.


Máquina universal Instron de 200 toneladas (izquierda) y pruebas con máquina universal de compresión de 20 toneladas (centro y derecha). Fotografías de la Dra. Perla Rafael Santa Ana Lozada. Recuperado julio 2022.


E: En el laboratorio ¿cuáles son algunas líneas de investigación o de práctica que se pueden abordar?

D: En el área de materiales se ve la caracterización y determinación de propiedades mecánicas de materiales, efectos dinámicos de sistemas estructurales y evolución de los sistemas constructivos en la CDMX. Actualmente en el laboratorio se están estudiando los materiales cerámicos como morteros, cementos, agregados y tierras y también hay una pequeña línea de materiales nuevos como cartones, polímeros y fibras de carbón. Las prácticas en esta área son de granulometría, dosificación de morteros y determinación de propiedades mecánicas de materiales.

Mientras que en el área de sistemas estructurales se ve el comportamiento estructural y sísmico con simulaciones numéricas teniendo prácticas sobre efectos por sismo, fuerzas de compresión en arcos, pandeo, funiculares, flexión, armaduras y flujo de viento.



Práctica en el Laboratorio para clase del área de tecnología. Fotografía de la Dra. Perla Rafael Santa Ana Lozada. Recuperado julio 2022.

E: ¿Cuál ha sido su experiencia con el uso de la tecnología para el entendimiento práctico de los materiales y los sistemas estructurales?

D: La posibilidad de realizar prácticas con el equipo que tenemos facilita comprender la teoría y cálculos de algún sistema y su material, les abre mucho el panorama a los alumnos y también pueden llevar al laboratorio aportaciones extras a las que ya tenemos para poder estudiarlas. La tecnología ha sido un punto base para la evolución de la construcción y por ende para el desarrollo de propuestas arquitectónicas. Desde el punto de vista de análisis estructural, la simulación ha sido el pan nuestro desde mediados del siglo XX hasta la actualidad; todo se puede simular para hacer más eficientes las pruebas y conocer el comportamiento de los edificios antes de construirlos. El tener la tecnología en un celular o una computadora ha facilitado la vida de los investigadores, así como de los estudiantes o profesionistas.

E: Ahora, abordando el tema de la tecnología, por la pandemia tuvimos que recluirnos en nuestros hogares y realizar actividades en línea o de manera híbrida, ¿Cómo ha funcionado el laboratorio con estas modalidades? ¿Se buscaron alternativas para compensar el trabajo que se realizaba de manera presencial?

D: El primer año de la pandemia el laboratorio se cerró totalmente. En el segundo año se empezó a permitir el paso, pero muy limitado ya que el espacio se comparte con otros dos laboratorios y sólo se dejaron a entrar a alumnos que estaban realizando sus tesis. En el área de sistemas estructurales se realizó un laboratorio virtual llamado Apprendestructo con su página, videos explicativos, aplicaciones gratuitas hechas con la UNAM sobre las mismas prácticas que se realizaban de manera presencial en el laboratorio, así como su metaverso (el cuál esta increíble recorrer con tus lentes de realidad virtual) para atraer a más jóvenes de cualquier institución interesada en aprender del tema.

Apprendestructo 3 es la aplicación que aborda la práctica de sismos y ha tenido mucho éxito; es muy interactiva e intuitiva. Estas aplicaciones son la parte del laboratorio que hemos tratado de aprovechar durante la pandemia y necesitan ser difundidas, ya que no se conocen en la Facultad de Arquitectura; es una opción gratuita para comprender los mismos principios que se ven en el laboratorio físico, pero de una forma aplicada sobre proyectos arquitectónicos. (Enlace para el laboratorio virtual: https://sites.google.com/fa.unam.mx/structurelab)



Captura de la página inicial del laboratorio virtual. Recuperado julio 2022.

E: Como corresponsable del laboratorio, ¿qué equipo, metodologías o prácticas cree que sería relevante incluir para mejorar y/o ampliar el funcionamiento del mismo?

D: Nunca se para de conocer sobre nuevos equipos que pueden apoyar a la docencia y al investigador; su costo es importante, pero, sobre todo, se requiere que se use el laboratorio por los alumnos de la Facultad de Arquitectura, de forma que se vean aplicados sus conocimientos. Más que tener más prácticas o equipo, lo que necesitamos ahora es que aumente la demanda de uso del laboratorio; en cuanto más se conozca y se use, será más sencillo solicitar recursos para poder seguir creciendo. Si nadie lo usa, no se justifica el tener equipo o generar mayor número de prácticas o invertir en el laboratorio virtual.

E: Claro, es muy valioso para las clases aprovechar el equipo que la facultad tiene; con esto, ¿Cuál considera que es la importancia del laboratorio en la enseñanza de la arquitectura?

D: El laboratorio, creado en 2018, en los primeros dos años que funcionó presencialmente, demostró cómo despierta el interés de los jóvenes por los temas de materiales y sistemas estructurales; el área de sismo les encanta, desde construir su edificio hasta probarlo. También, comprender cómo funciona un arco o qué es una funicular y su aplicación. Ver para qué sirve lo que los ingenieros llaman “elementos mecánicos” y cómo se transforma en una dimensión de un elemento. Observar un cilindro de concreto agrietarse, desconcharse y fallar por compresión, qué significa ese valor llamado esfuerzo resistente, en fin, sirve mucho.

La importancia está en la forma en la que los estudiantes comprenden lo que aplican en sus proyectos; entre más conozcan, tienen un panorama más amplio sobre las opciones para proyectar y hacer cosas innovadoras.



Práctica con equipo TecQuipment de arco. Fotografía de la Dra. Perla Rafael Santa Ana Lozada. Recuperado julio 2022.

E: Finalmente, ¿qué le diría a los jóvenes arquitectos y arquitectas que se interesan en las actividades del laboratorio?

D: Una vez que esta pandemia nos de tregua y se pueda estar en espacios limitados con el mínimo riesgo de contagiarse, aprovechen todo lo que ofrece este laboratorio de materiales y sistemas estructurales, tanto físico como virtual. Si no lo solicita su profesor, pónganse de acuerdo y los mismos alumnos soliciten realizar las prácticas; que aprovechen las herramientas virtuales que están a su disposición en cualquier momento y las den a conocer a todos sus amigos para que puedan seguir creciendo todas las áreas que forman al laboratorio. Sería muy bueno que se diera a conocer el laboratorio virtual, sería la puerta para que vean lo que se hace en la UNAM abierto para todo el público y de manera gratuita, esperando que después puedan conocer el laboratorio físico.

La Doctora finalizó la entrevista extendiendo la invitación a usar el Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales de la Facultad de Arquitectura de la UNAM en sus medios físicos y virtuales, ambos siendo gratuitos y accesibles, recalcando la importancia de que se difunda la existencia y funcionamiento de este tipo de espacios que permiten la fusión de la tecnología y la enseñanza.



*Perla Rafael Santa Ana Lozada es egresada de la Universidad Iberoamericana, maestra en ingeniería con especialidad en el área de estructuras y profesora de tiempo completo en la Facultad de Arquitectura de la UNAM con 25 años de experiencia docente. Ha realizado prácticas e investigaciones en el área de ingeniería sísmica y de historia de los sistemas constructivos, teniendo tres libros publicados en la Facultad. Actualmente es corresponsable del Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales de la Facultad de Arquitectura.


**Goretti Cazarez Onofre es arquitecta en formación por la Facultad de Arquitectura de la UNAM; entusiasta de la historia, conservación y difusión del patrimonio, interesada en la crítica arquitectónica en relación al ámbito social; apasionada por la fotografía, la música y la redacción. Actualmente realizando servicio social en FundarqMX

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