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Diseños y procedimientos para la construcción de observatorios astronómicos (y II)

Martes, 14 Abril, 2020

Desde el 2010 hasta el 2015, se han visitado y examinado diez observatorios astronómicos en la Península Ibérica. En este trabajo de análisis, se han detectado diferentes problemas que afectan al buen funcionamiento del observatorio y cuyas causas han sido muy diversas. Se han realizado entrevistas a los responsables técnicos de estos observatorios para obtener una información real del estado de los mismos y de sus diferentes problemas. 

Los observatorios astronómicos estudiados son instalaciones prestigiosas y continúan, hoy en día, operativas. Para preservar su anonimato, han sido nombrados con letras del alfabeto griego. Este trabajo plantea extraer conclusiones y propuestas de mejora a partir de las lecciones aprendidas con el máximo rigor científico.

Desde el punto de vista del site-testing, se han detectado algunas deficiencias, que se han podido constatar gracias a los datos aportados de las propias estaciones meteorológicas y los detectores de calidad de cielo de los propios observatorios.

Se ha observado en dos casos un ligero incremento del índice de humedad relativa (media anual) y las precipitaciones, con respecto a los valores iniciales. 

El incremento de contaminación lumínica (seis casos) y un ligero descenso de la calidad de brillo desde el cielo (siete casos), también han sido detectados. Los días despejados han disminuido en tres casos.

Respecto al emplazamiento de los observatorios, se ha tenido buen criterio de forma genérica. Solo se han encontrado tres casos en los que se obvió la visibilidad de la eclíptica y la dificultad de acceso.

Construcción e instalaciones

La mayor parte de problemas provienen de la construcción y de las instalaciones. Todos los observatorios analizados tienen problemas relacionados con defectos constructivos o de sus instalaciones. 

Algunos de estos observatorios se han construido sin proyecto ni dirección técnica facultativa. Otros son el resultado de continuas ampliaciones y alguno fue fruto de la reforma de un antiguo edificio en desuso. Estas circunstancias hacen previsible la aparición de anomalías, tal y como se ha resumido en la tabla 1.

En cuatro de los casos no se tiene constancia del tipo de cimentación que se hizo ni consta un estudio geotécnico del terreno (se desconoce la constitución del pilar del telescopio). 

Los cerramientos han sido diseñados, en su mayoría, a base de ladrillo o bloques de hormigón y no cumplen con las necesidades del observatorio (en seis casos, están sobredimensionados). Solo tres observatorios incorporan aireadores o sistemas de ventilación. 

Las filtraciones y falta de aislamiento fueron detectadas en cuatro casos. Las cúpulas tiene problemas en dos observatorios y todos han tenido alguna vez diferentes tipos de averías.

Por último, en siete observatorios las instalaciones han ido evolucionando según su necesidad. No hubo previsión de futuros proyectos o ampliaciones.

Tomando como base de partida la secuencia seguida en la tabla 1 (ver en el artículo completo), se puede establecer un plan de trabajo eficaz que coordine las acciones técnicas de un proyecto de ingeniería o construcción con el objetivo científico que persigue el observatorio astronómico.

Todo, a partir del establecimiento de lugar idóneo para su ubicación. A continuación, se desarrollan los trabajos iniciales (site-testing) durante dos años, con el fin de ubicar correctamente el emplazamiento del observatorio. 

A continuación, se desarrolla el proyecto de ingeniería mediante la ejecución material de la obra y sus instalaciones. Estas acciones deberán ser coordinadas con la instalación de los telescopios y otros detectores, que permitirán explotar eficazmente los recursos del observatorio.

Resultados

A continuación, se muestra la ubicación geográfica de los observatorios astronómicos que se han construido o reparado entre los años 2013 y 2018 (ver en artículo completo).

En los seis observatorios citados en la tabla que se encuentra en el artículo de Cimbra, se han tenido en cuenta los fallos y errores detectados en los observatorios analizados. 

Los procedimientos de diseño y construcción de un observatorio ProAm se han llevado a cabo según los criterios incluidos en la tabla dos (también disponible en el link que aparece más abajo).

Seguidamente, se presentan los detalles técnicos más relevantes que se han realizado en la construcción de estos seis observatorios astronómicos.

En el Centre d’Observaciò de l’Univers (COU), se siguió el proyecto inicial a cargo del arquitecto Josep Rull. En este observatorio, se realizó una colaboración muy intensa desde la fase inicial, lo que permitió prever y mejorar los aspectos fundamentales para el desarrollo óptimo del mismo, que fue el primer Aula Observatorio de Europa. En la fase final de la ejecución de obra, se realizaron algunas mejoras para aligerar el peso de la cubierta.

En el Observatorio Andaluz de Astronomía (OAA) y en el Observatorio Astronómico del Monfragüe (OAM), se construyeron los muros con bloques de termoarcilla (muros de carga y aislamiento), consiguiendo un interior diáfano y aislado. 

El suelo se conformó mediante solera de hormigón armado y aislamiento con PVC. Se incorporó hidrofugante en el mortero para evitar humedades y bovedillas de poliexpan en los forjados.

Una cúpula de cuatro metros de diámetro se instaló en la segunda planta de los edificios para minimizar la humedad, aumentar la ventilación y mejorar la visibilidad en el horizonte. 

El Observatorio Astronómico de Zuheros (OAZ) y el Observatorio Astronómico de Sierra Nevada (OSN), al igual que el OAM, requirieron de un estudio de impacto ambiental y el cumplimiento legal vigente en Reservas y Parques Naturales. 

En el OSN, las actuaciones fueron mejorar las instalaciones existentes (electricidad, datos y mecánica) y adaptarla a normativa legal de Seguridad y Salud. En el OAZ, el proyecto fue nuevo y se realizó con una especial atención al turimos astronómico.

Kingsland Observatory

El Kingsland Observatory es un complejo de observatorios que se está construyendo y desarrollando en el Monte de las Ánimas (Valdepeñas de Jaén). Este conjunto de observatorios de Europa continental, después del Observatorio de Calar Alto (Almería).

El conjunto dispondrá de cinco observatorios y un total de seis telescopios operativos. La estructura ha sido diseñada en acero y los cerramientos, en panel sándwich con poliuretano, lo que la hace muy ligera y económica. 

Conclusiones

La construcción de un observatorio astronómico ProAm es un proyecto multidisciplinar. Se debe desarrollar entre el equipo de investigadores que fomentan el proyecto y los ingenieros/arquitectos responsables de su construcción e instalaciones.

Es muy importante la coordinación del proyecto a través de un Project Manager con formación en Astrofísica e Ingeniería. 

Se debe, además, establecer un planning y manual de trabajo con los objetivos técnicos y científicos del proyecto del observatorio.

Los cerramientos y estructuras para observatorios con materiales ligeros, tipo panel sándwich o similar, son recomendables por su calidad técnica, precio y fácil colocación. Este sistema constructivo dotará de estabilidad a los telescopios y minimizará las posibles vibraciones.

Se recomienda construir los pilares para telescopios con hormigón armado y zapata aislada del resto de cimentación, que preferiblemente será también de hormigón armado. Es fundamental empotrar y soterrar las instalaciones del observatorio. Aumentará la limpieza, la comodidad y la seguridad del personal y de las propias instalaciones.

El cambio climático no garantiza el mejor lugar a través del site-testing, debido a que las condiciones ambientales cambiantes. Se deben extremar las medidas de protección y aislamiento. 

Toda la información completa sobre este artículo se encuentra en la revista Cimbra. 

Imagen: Pixabay.