42.2 Arquitectura del laboratorio y espacios de trabajo

Introducción histórica

La evolución de la ciencia ha venido acompañada de la transformación progresiva de los espacios en que se investiga. Desde los talleres alquímicos medievales hasta los grandes campus de investigación contemporáneos, la arquitectura del laboratorio ha reflejado necesidades técnicas, culturales y de seguridad. A continuación se ofrece un recorrido cronológico y temático por los principales hitos en la configuración de laboratorios y espacios de trabajo científicos.

1. Talleres y laboratorios antiguos (siglos VIII–XV)

En el mundo islámico medieval (siglo VIII–XIII) surgieron los primeros khāna-salṭa o casas de destilación donde alquimistas como Jabir ibn Hayyan (721–815) desarrollaron procesos de destilación, calcinación y cristalización. Estos espacios combinaban hornos de ladrillo, columnas de destilación de vidrio y áreas de almacenaje de reactivos sólidos y líquidos.

• Siglo VIII–IX: Jabir ibn Hayyan establece talleres alquímicos en Kufa y Bagdad con hornos y alambiques de cerámica.
• Siglo XI: Avicena (Ibn Sīnā, 980–1037) diseña espacios con ventilación natural para evitar acumulación de vapores tóxicos.

2. Renacimiento y primera revolución experimental (siglos XV–XVII)

En Italia y centroeuropa aparecen gabinetes de curiosidades y laboratorios universitarios primitivos. Destacan los laboratorios de la Universidad de Padua (fundada 1222) y los talleres de artesanos-productores de vidrio en Murano (Venecia), que suministraban alambiques y matraces.

1. Venecia, siglo XVI: El vidrio de Murano y los talleres de Giambattista della Porta facilitan la observación microscópica temprana.
2. Oxford, 1660: Fundación de la Royal Society Robert Boyle (1627–1691) instala su laboratorio en Oxford con una cámara de vacío y bombas neumáticas.

3. Laboratorios ilustrados y académicos (siglo XVIII)

La Ilustración impulsa la creación de laboratorios en centros académicos y museos. En 1769 se inaugura el Muséum National dHistoire Naturelle en París, con salas de disección, gabinetes de química y aulas demostrativas. Antoine Lavoisier (1743–1794) dirige en 1783 un espacio con bancos de trabajo provistos de agua corriente, gas para mecheros y sistemas de ventilación rudimentarios.

• 1783, París: Laboratorio de Lavoisier en la Casa de la Ciencia, equipado con varias estaciones de análisis de gases y balanzas de precisión.
• 1793, Londres: Fundado el Laboratory of the Royal Institution Michael Faraday (1791–1867) más tarde instala un anfiteatro de demostraciones y espacios de trabajo compartidos.

4. La era de los laboratorios industriales (siglo XIX)

Con la Revolución Industrial la investigación se desplaza parcialmente a empresas y fábricas. En 1859, August Kekulé (1829–1896) en la Universidad de Bonn diseña un laboratorio de química orgánica con columnas de destilación conectadas a sistemas de tuberías y colectores. Al mismo tiempo, en 1860 se inaugura en Berlín el Laboratorium für Chemie de Robert Bunsen (1811–1899), pionero en la instalación de:

• Red de gas para mecheros Bunsen.
• Mesas de trabajo en ladrillo refractario resistentes a altas temperaturas.
• Sistemas de agua corriente fría y caliente.

4.1 Tabla comparativa de laboratorios del siglo XIX

5. Institutos modernos y laboratorios de Estado (finales siglo XIX – principios XX)

El germen de los grandes institutos nacionales se encuentra en el Institut Pasteur (1888), fundado por Louis Pasteur (1822–1895). Diseñado por el arquitecto Charles Girault, el edificio ofreció:

• Salas de cultivo con incubadoras y ventanas orientadas al noroeste para iluminación constante.
• Áreas de esterilización con autoclaves de vapor.
• Laboratorios de microscopía dotados de bancadas vitrificadas y gabinetes de formaldehído.

Por su parte, Robert Koch (1843–1910) en el Instituto de Higiene de Berlín (1891) estableció un modelo de laboratorio con estrictos ambientes estériles y circulación de aire unidireccional.

6. El siglo XX: especialización y seguridad

La creciente complejidad de la ciencia condujo a la especialización de espacios: laboratorios de físico, químico, biología, ingeniería. En 1920 la Universidad de Cambridge construye el Cavendish Laboratory con salas de medidas de alta tensión, cámaras de vacío y talleres mecánicos propios.

1. 1930: Laboratorios metalúrgicos y de alta frecuencia en el Massachusetts Institute of Technology (MIT).
2. 1942–1945: Proyecto Manhattan en Los Álamos, con más de 1.200 edificios provisionales y recintos de contención para plutonio.

Al término de la Segunda Guerra Mundial se generaliza la adopción de normas de seguridad y ergonomía, inspiradas en los laboratorios militares y nucleares.

7. Laboratorios colaborativos y espacios abiertos (segunda mitad siglo XX)

El modelo de open lab (laboratorio abierto) surge en los años 60 en Palo Alto (California) con la fundación de SLAC National Accelerator Laboratory (1962). Se abandona el diseño de recintos estancos en favor de amplios espacios diáfanos, grupos de trabajo interconectados y salas de reunión adyacentes a los bancos de experimentación.

• Áreas modulares con muebles móviles.
• Canalizaciones vistas para cableado eléctrico, datos y gas.
• Sistemas de climatización zonificada.

8. El laboratorio del siglo XXI: flexibilidad y sostenibilidad

Hoy día la arquitectura de laboratorios apuesta por la sostenibilidad (LEED, BREEAM), por la flexibilidad y por la integración digital:

• Techos técnicos con acceso rápido a instalaciones (gases, agua, aire comprimido, redes).
• Bancos de trabajo nanotecnológicos con salas limpias certificadas (ISO 5–7).
• Espacios de coworking científico, “laboratorios de garaje” y fab labs con impresoras 3D y prototipado rápido.
• Greenhouses urbanas para investigación en biotecnología y agricultura vertical.
• Centros de datos científicos integrados en campus inteligentes (por ejemplo, Campus de la Universidad Carlos III de Madrid).

9. Elementos arquitectónicos clave en el laboratorio

1. Superficie por investigador: desde 5 m² en los siglos XVII–XVIII hasta 15–25 m² recomendados actualmente.
2. Ventilación y extracción local: campanas de humos (fume hoods) con caudal variable.
3. Iluminación natural y artificial: iluminación homogénea superior a 500 lux.
4. Conectividad: redes de datos y suministro eléctrico redundante (UPS).
5. Zonificación: áreas limpias, sucias, de higiene y de vestuarios separados.
6. Ergonomía: mesas regulables en altura y asientos anti-fatiga.

10. Casos de estudio contemporáneos

En 2010 se inaugura el Max Planck Campus of Molecular Cell Biology and Genetics (Dresde), diseñado por el arquitecto Rem Koolhaas. Dispone de:

• Edificios en forma de anillo para fomento de la interdisciplinaridad.
• Conexión subterránea entre instalaciones técnicas y salas de experimentación.
• Patios internos ajardinados que garantizan luz natural y ventilación cruzada.

Otro ejemplo es el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (Oak Ridge National Laboratory, 1943), que ha adaptado bloques experimentales de la era nuclear a la investigación en energías renovables, incorporando módulos solares pasivos y sistemas geotérmicos.

Conclusión

La arquitectura del laboratorio y los espacios de trabajo son reflejo de las prioridades tecnológicas y sociales de cada época. Desde los hornos de arcilla de los alquimistas a los edificios sostenibles y digitales de hoy, la disposición de mesas, pasillos, campanas de extracción y zonas técnicas ha evolucionado en paralelo con el avance de la ciencia. Comprender esta historia nos ayuda a diseñar laboratorios más seguros, eficientes y colaborativos, capaces de responder a los retos científicos del siglo XXI.

Libros recomendados sobre arquitectura del laboratorio y espacios de trabajo

• Leviatán y la bomba de aire: Conocimientos y controversia en la reconstrucción experimental

  Steven Shapin y Simon Schaffer. Ed. Siglo XXI, 1985. Un clásico del estudio de los espacios experimentales del siglo XVII, centrado en el famoso experimento de la bomba de aire.

• La fábrica del laboratorio: Génesis y usos de un espacio científico

  Bernadette Bensaude-Vincent. Ed. C amp R, 1997. Reconstrucción histórica de la aparición del laboratorio moderno en el siglo XIX y de su proyección social y cultural.

• Image and Logic: A Material Culture of Microphysics

  Peter Galison. Ed. University of Chicago Press, 1997. Estudio de la arquitectura y la instrumentación de los laboratorios de física de partículas, con énfasis en la cultura visual y la lógica experimental.

• How Experiments End

  Peter Galison. Ed. University of Chicago Press, 1987. Ensayo sobre los espacios de trabajo y las prácticas que determinan la conclusión (y el sentido) de un experimento científico.

• Laboratories and the Shaping of Knowledge: Studies in the Material Cultures of Science

  Andrew Ede amp Lesley B. Cormack (eds.). Ed. Routledge, 2014. Colección de estudios de caso sobre la evolución arquitectónica y material de diferentes tipos de laboratorios a lo largo de la historia.

• Laboratory Design for the 21st Century: Cross-Disciplinary Innovation

  American Institute of Architects. Ed. Wiley, 2017. Guía práctica y teórica sobre la planificación y el diseño de espacios de investigación modernos, con perspectiva histórica y tecnológica.

• Le design du laboratoire scientifique: Architectures, pratiques et cultures

  Pascal Griset amp Nicolas Henninger (eds.). Armand Colin, 2012. Panorama de la evolución del diseño de laboratorios en Europa desde el siglo XVIII hasta la actualidad (en francés).