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Edificios con piel: luz, aire y agua en estructuras textiles

Nuevos tejidos flexibles, resistentes, potencialmente translúcidos y con comportamiento personalizable para repeler agua, fuego o contaminación están llamados a transformar las estructuras del futuro: desde carrocerías de vehículos adaptables al ambiente y la velocidad a viviendas que adaptan su piel al entorno.

La arquitectura textil podría tener su gran oportunidad en manos de equipos multidisciplinares que entienden que la arquitectura del futuro no acaba cuando el proyecto se entrega, sino que este momento es sólo el principio de su vida útil.

Usando la ingenuidad y experimentación suficientes, ya es posible crear edificios con piel transpirable y autorregulable como la de un organismo. Estas nuevas estructuras enriquecen el entorno y aprenden de éste, reaccionando a la luz, el aire y el agua como lo hacen el resto de organismos del lugar.

Breathe House (Salone del Mobile, Milán, abril de 2017)

Antes de que esta nueva generación de viviendas pueda siquiera proliferar, códigos de edificación, arquitectos y clientes deberán relativizar la importancia de tecnologías que, más que acelerar la innovación bioclimática, la parchean con una solución temporal.

Es el caso de, por ejemplo, el aire acondicionado. Es la falacia de quienes creen que tiene sentido diseñar una vivienda-horno en medio del desierto con la excusa de reducir costes, pues siempre se puede instalar aire acondicionado a posteriori.

Aire acondicionado, año 0

Desde su invención en 1902, el aire acondicionado ha transformado nuestra manera de relacionarnos con el espacio, creando en el interior de edificios un confort inexistente a la intemperie en épocas y latitudes proclives a temperaturas cada vez más elevadas.

Hasta entonces, afrontar los momentos más calurosos implicaba aplicar sistemas para mitigar una realidad de la que era difícil escapar. Y desde entonces, su renqueante rumor forma parte del paisaje urbano de los veranos de ciudades como Nueva York, donde la temperatura exterior de algunos callejones se hace todavía más insoportable con el calor bombeado por estos aparatos.

Antes del aire acondicionado, la única alternativa consistía en bajar el ritmo de actividad, aumentar la hidratación corporal o -los más suertudos- abandonar la ciudad por un retiro más fresco.

Vehículo conceptual GINA, desarrollado por BMW, cuya carrocería está compuesta por una estructura flexible de fibra de carbono recubierta de una epidermis de elastano, capaz de adaptarse como cualquier tejido resistente tensado sobre una matriz

Eso sí, en función del lugar y la tradición, los edificios públicos y familiares recurrían, a escala diferente, a estrategias que mitigaran el calor:

  • aislamiento térmico;
  • colores reflectantes y cerramientos para bloquear la incidencia del sol;
  • uso de agua, corrientes patios interiores y vegetación -tanto interna como circundante- para conservar un cierto frescor incluso en las condiciones más adversas.

El aire acondicionado como parche arquitectónico

A diferencia de las soluciones tradicionales, el aire acondicionado requiere electricidad, asociando su nivel de uso con la cantidad de recursos necesarios para producir la energía consumida (y el impacto de ésta).

Y, también a diferencia de las soluciones tradicionales, su uso produce el aumento de la temperatura exterior en instalaciones próximas al nivel del suelo, mientras su ruido incrementa la contaminación acústica (y sus consecuencias para la salud pública).

Usado en moderación, el aire acondicionado parece reducir la irascibilidad, aumentar el rendimiento intelectual y la productividad laboral; en casa, los más vulnerables -niños, ancianos, enfermos- eluden los efectos de las olas de calor.

18 de abril de 1979. El veterano polímata y futurólogo Buckminster Fuller sostiene una esfera que demuestra el principio de la tensegridad desarrollado por él mismo, mediante el cual se pueden crear redes tensadas con varas rígidas conectadas entre sí por cables tensados (Crédito de la imagen: Bill Ingraham)

Pero el aire acondicionado parece haberse convertido también en el comodín de las construcciones con comportamiento térmico y peor integradas en su entorno, a menudo frías en invierno e incapaces de alejar el calor en verano.

La conveniencia del aire acondicionado ha permitido, por ejemplo, erigir ciudades y zonas industriales en pleno desierto, y transformar el impacto causado por estructuras que eluden las enseñanzas bioclimáticas tradicionales en actividad económica (olvidando descontar el impacto ambiental de construcciones desarraigadas de su entorno y el consumo por el aire acondicionado).

Arquitectura integrada vs. habitáculos postizos

En las últimas décadas, coincidiendo con el surgimiento de una corriente académica ecologista alternativa a las dominantes (liberal clásica, marxista), arquitectos y clientes recurren al término medio entre:

  • los edificios que no condicionan su diseño a la factura en climatización;
  • y aquellos que combinan climatización artificial y un diseño bioclimático (que reduce tanto la necesidad del aire acondicionado como el impacto del edificio a largo plazo).

En un intento de lograr un conocimiento más atento a complejidades e interdependencias entre ser humano, vivienda y contexto, varias tendencias académicas combinaron disciplinas dispares para crear habitaciones humanas arraigadas a su entorno, capaces de adaptarse a las estaciones y con un envejecimiento grácil, para convertir los edificios en un elemento más del entorno, y no en una estructura de espaldas a su contexto.

¿Un coral marino? ¿La chimenea de un termitero africano? ¿Una torre caballeresca del futuro? Breathe House, de SO-IL Studio

Para el arquitecto Frank Lloyd Wright, uno de los impulsores de la arquitectura orgánica,

“Ninguna casa debería nunca estar ‘sobre’ una colina ni ‘sobre’ nada. Ésta debería ‘ser de’ la colina. Pertenecer a la colina. La colina y la casa deberían convivir, mejorándose mutuamente.”

Ecología de la mente y de las cosas

Con el estructuralismo, la arquitectura moderna de mediados del siglo XX evolucionó hacia corrientes de pensamiento interdisciplinar o sistémico que se interesaban por naturaleza, patrones climáticos, geología, biología, etnografía, antropología y otras disciplinas, dando pie a corrientes críticas de urbanismo, paisajismo, gestión de redes de servicios, etc.

La ecología profunda, inspirada por figuras como el naturalista estadounidense Aldo Leopold o el filósofo noruego Arne Næss, tomaría distintas formas en su equivalente arquitectónico: desde el retorno a materiales y formas vernaculares (a medio camino entre los postulados de la arquitectura orgánica y lo que se llamó regionalismo crítico), a la fusión entre edificio y distintas capas de lo circundante: permacultura -Bill Mollison y David Holmgren-, “capas” de corte o “envoltorios” que componen un edificio -Frank Duffy y Stewart Brand, este último autor del ensayo sobre la materia How Buildings Learn-); etc.

Uno de los pioneros de la cibernética y el pensamiento sistémico, Gregory Bateson (quien, como Aldous Huxley y otros, dejaron su Gran Bretaña natal para influir desde California sobre la filosofía anglosajona de posguerra), sintetizó en el título de su ensayo más influyente, Steps to an Ecology of Mind (1972), dos conceptos cruciales en las últimas décadas, artífices de la informática personal y la sociedad de la información: “ecología” y “mente”.

Regionalismo, brutalismo y la oportunidad perdida

Bateson se convertiría en mentor de, entre otros, el propio Stewart Brand (Merry Pranksters, Whole Earth Catalog, cibernética, ecología pragmática, “envoltorios” de edificios y estratos de civilización).

Casa Breathe, concebida por el estudio SO-IL: de volumetría cilíndrica y estructura metálica, su fachada consta de una malla textil tensada translúcida, flexible y porosa

En uno de los extremos del pensamiento sistémico, el estructuralismo y la cibernética de los 60 en adelante, la vivienda se ha mantenido relativamente al margen de la experimentación: el esfuerzo de pertenencia -en materiales, estilo, cultura- de los edificios a su entorno ha influido sobre proyectos regionalistas que han sido menos ambiciosos en la experimentación con materiales y conceptos que huyeran de lo convencional, al existir restricciones históricas que frenan la experimentación en arquitectura residencial:

  • códigos de edificación estrictos y poco actualizados que responden a necesidades del pasado;
  • planes urbanísticos y proyectos residenciales que supeditaron cualquier experimentación a su coste, ausencia de polémica con las autoridades locales y atractivo para el gran público (tradicionalmente conservador), lo que limitó la experimentación en arquitectura residencial a proyectos individuales y promociones de viviendas sociales (entre otras, Habitat 67 en Montreal; Walden 7 en Sant Just Desvern, Barcelona; complejo de Casas Cubo en Róterdam); así como proyectos experimentales tales como la “arcología” o edificio-ciudad de Arcosanti, en Arizona);
  • dependencia de la economía de formas de explotación cruciales para la estabilidad de las democracias liberales según el modelo que permitió su florecimiento en la Ilustración: supeditación a la propiedad privada y a la construcción residencial como aspiraciones del individuo y motores del crédito y el ahorro privados (por no hablar de la especulación).

La memoria perdida de los sistemas estéticos ancestrales

Pero el bioclimatismo y el uso de elementos como orientación, materiales y vegetación para mejorar el rendimiento energético de viviendas en zonas que requieren el uso de aire acondicionado se percibe como alternativa minoritaria y experimental, al asociarse con mayor coste (cuando éste depende de las variables de cada proyecto y circunstancia).

Detalle del armazón de acero modular en que consiste Breathe: la estructura desmontable y fácil de ensamblar en cualquier lugar

En países con tradiciones estéticas y bioclimáticas ajenas a la occidental y más respetuosas con lo circundante (en orientación, vientos, distribución del edificio, materiales, etc.), estos sistemas estéticos (feng shui, wabi-sabi, vastu, etc.) han sido marginados a favor de una construcción homogénea y desarraigada, que no cambia dramáticamente en Madrid, Santiago de Chile, Hong Kong o San Francisco.

La mejoría de las condiciones de vida de buena parte de la población mundial tiene también su factura energética y medioambiental: el aumento de la clase media en países como China no ha propulsado un nuevo modelo de desarrollo con menor impacto, sino que la aspiración de quienes acceden a se limita, de momento, a copiar el -muy criticable- modelo de desarrollo y prosperidad de Norteamérica y Europa Occidental desde finales de la II Guerra Mundial.

El sueño de la vivienda unifamiliar, el automóvil y la dieta rica en proteína animal ha arraigado en una cultura milenaria como la china sin que, de momento, observemos la más mínima crisis existencial.

Herencia urbanística en las Américas y Europa

En Estados Unidos, la ingeniería social y las consecuencias indirectas del avance en derechos sociales consolidarán el desarrollo de suburbios con escasa densidad que olvidarán a menudo los consejos para combinar zonas de servicios y espacio para la naturaleza más allá de las hileras de árboles y el césped frontal, y el sueño de integración orgánica entre vivienda, espacio comercial y naturaleza de Frank Lloyd Wright o Jane Jacobs, entre otros, dará paso a aberraciones como el fenómeno de los “exurbios” y las McMansion de estilo pseudo-europeo.

Planta baja de Breathe House: la membrana exterior puede modificarse de acuerdo con las necesidades de residentes y contexto

En Europa, la densidad urbanística y el brutalismo se impondrán en visiones urbanísticas que alinerarán la naturaleza y engendrarán problemas sociales en barrios deprimidos dominados por el cemento y la arquitectura brutalista: la visión de Le Corbusier y la nueva generación (influida por el estructuralismo, casi siempre marxista) de arquitectos europeos se impondrá al sueño anglosajón de integrar orgánicamente a ciudadanos y naturaleza, una visión defendida por los herederos de Frank Lloyd Wright (los mismos Le Corbusier y Lloyd Wright polemizarán sobre este desencuentro conceptual en The New York Times).

En América Latina, la arquitectura moderna dejó su huella en las grandes urbes, desde el México D.F. de Luis Barragán a la capital surgida de la nada en medio del Cerrado -sabana tropical brasileña-: la Brasilia de Oscar Niemeyer.

Obreros en unifamiliares, crisis del petróleo y Reagan

Poco a poco, la visión liberal que pretendía restar potencia y conflictividad a los movimientos europeos promovió residencias menos densas para una clase media que debía integrarse con mayor convencimiento en la sociedad de consumo.

Esta fue la apuesta de, entre otros, Valéry Giscard d’Estaing, que en su etapa como presidente francés (1974-1981) sustituyó los postulados estructuralistas y brutalistas por la vivienda suburbana.

Aspectos como el urbanismo integrado en la naturaleza y la arquitectura atenta tanto a residentes como al impacto medioambiental perdieron la mejor oportunidad de popularizarse durante la crisis del petróleo de 1973.

El aumento de los precios del petróleo sí influyó sobre el diseño de los vehículos europeos, más dependientes del petróleo de Oriente Medio que Estados Unidos.

Poco después, la Administración de Jimmy Carter financió la investigación sobre energías renovables y ofreció incentivos para instalar paneles solares. A inicios de la década siguiente, todo había acabado con la elección de Ronald Reagan.

Lo que nos trajo también el aire acondicionado

En un recorrido por la importancia del acceso al aire acondicionado, Tim Harford menciona en un artículo para BBC la provocadora hipótesis del ensayista Steven Johnson sobre la importancia oculta de la expansión doméstica de esta tecnología.

Según Johnson (How We Got to Now: Six Innovations That Made the Modern World, 2014), el aire acondicionado transformó el fenómeno de la migración estacional (retirados viviendo en el norte del país en los meses cálidos, y buscando refugio en segundas residencias del sur durante el invierno) en un establecimiento permanente en las zonas de clima más árido y extremo de Estados Unidos, que propulsaron la última gran oleada de desarrollo económico en un país que carecía ya de más Oeste que repartir (“homesteading”).

Interior de Breathe House (desarrollada por el estudio neoyorquino SO-IL para el Salone del Mobile de Milán de 2017)

Johnson cree que sin el aire acondicionado no se explica el país que eligió a Ronald Reagan: a inicios de los 80, cuando la clase media de Nueva Inglaterra y los Estados del Medio Oeste en declive industrial probó suerte en Florida, Texas o la zona desértica del Suroeste de Estados Unidos, este país usaba más de la mitad del aire acondicionado instalado en el mundo.

Esta transformación, inexplicable sin el confort del aire acondicionado, cambió los patrones de voto en Estados clave como Florida.

El aire acondicionado en el mundo emergente

Desde entonces, el mundo emergente ha concentrado la mayor parte de la demanda de aire acondicionado (y de los combustibles fósiles más contaminantes para alimentar su uso, como la combustión de carbón en -anticuadas y poco eficientes- plantas de cogeneración): 11 de las 30 mayores ciudades del mundo se encuentran en los trópicos, mientras buena parte de las restantes se ha acostumbrado a mantener la climatización de sus edificios a una constante anual y, de momento, la climatización es más respetuosa con las preferencias de sus usuarios que con el impacto de la calefacción y el aire acondicionado durante los meses fríos y calurosos.

China está a punto de convertirse también en principal consumidor de aparatos de aire acondicionado del mundo y, como ha ocurrido hasta ahora con aparatos electrónicos, móviles o automóviles, la demanda china sólo abarata la tecnología ya existente (acelerando la tendencia de las economías de escala) sin aportar ninguna mejoría.

Vista de la azotea de Breathe House (instalada en Milán en abril de 2017, en el contexto del Salone del Mobile)

Mientras los aparatos de aire acondicionado se unen, con su ruido y exigencias energéticas, al resto de aparatos que compiten por las tomas eléctricas de cualquier vivienda, China ha pasado en 10 años de contar con aire acondicionado doméstico en una décima parte de las viviendas a su presencia en más de un tercio de éstas.

El estancamiento tecnológico de la climatización

Mientras tanto, otros mercados con vasta población y clase media al alza, como India, Brasil e Indonesia, el mercado de aparatos de aire acondicionado crece a un ritmo de doble dígito.

Y, sin embargo, la tecnología de estos dispositivos no ha mejorado ostensiblemente en las últimas dos décadas: en los aparatos asequibles, apenas descienden el nivel de ruido ni el consumo; ni avanzan métodos capaces de integrar el uso de mejores aparatos de aire acondicionado -más silenciosos y eficientes- con tecnologías pasivas que mejoren el rendimiento climático de los edificios y las ciudades.

Tim Harford explica cómo la proliferación del aire acondicionado ha transformado regiones enteras del planeta, y los cambios, añade, son casi siempre positivos: aumenta la productividad, se reducen los conflictos y la irascibilidad, mejora el rendimiento intelectual y disminuye la mortalidad durante olas de calor como la que afectó a Europa en el verano de 2003, con epicentro en Francia (donde causó miles de muertes).

Vehículo conceptual GINA de BMW, con carrocería textil (elastano sobre fibra de carbono)

Asimismo, el aire acondicionado originó transformaciones más difíciles de cuantificar en una gráfica: en el Golfo de México, el aire acondicionado vació los porches de las viviendas al atardecer y transformó el diseño de las viviendas, hasta entonces supeditadas al uso de ventilación cruzada y ventiladores de techo para hacer el calor húmedo más soportable.

Cuando las casas se mantenían frescas sin climatización

Es difícil imaginar hasta qué punto el aire acondicionado ha obrado de parche contra el calor, invitando a la población a aislarse de un exterior percibido como hostil e inhabitable sin la creación de una atmósfera prefabricada, frenando la innovación en arquitectura bioclimática.

Desde las ciudades neolíticas del Creciente Fértil, varias civilizaciones han combinado efectivas técnicas indirectas de refrigeración ambiental, al servirse de, entre otras estrategias:

  • inercia térmica de materiales y edificios;
  • emplazamiento y orientación en relación al sol y a los vientos dominantes;
  • uso vegetación exterior como parasol veraniego;
  • patios interiores ajardinados en torno a fuentes de agua.

Estas técnicas, lejos de mejorar con el tiempo y adaptarse a las prerrogativas de cada emplazamiento, han perdido importancia estratégica, pues los edificios pobremente adaptados a las condiciones climáticas de los meses calurosos y las olas de calor contrarrestan la torpeza de su diseño contratando instalando tanto aire acondicionado como haga falta.

Las distintas capas de un edificio

Los patrones de arquitectura que garantizarían el rendimiento estructural de los distintos envoltorios de un edificio (emplazamiento, estructura, recubrimiento, servicios, distribución, mobiliario), usando terminología de Stewart Brand -que a su vez la toma del arquitecto Frank Duffy-, no salen ganando cuando el aire acondicionado es concebido como solución-milagro, capaz incluso de apaciguar las mayores aberraciones arquitectónicas.

Como recuerda Tim Harford, sólo podemos reducir artificialmente la temperatura interior aumentando, como consecuencia de este proceso, la temperatura exterior: un estudio en Phoenix, Arizona, ha calculado que el aire caliente expelido durante el día por los aparatos de aire acondicionado de la ciudad aumentó la temperatura nocturna de la ciudad en 2 grados centígrados.

La membrana textil que actúa como fachada en la casa cilíndrica Breathe (80 metros cuadrados) es translúcida y flexible, evocando la porosidad de la epidermis de organismos (biomimesis)

Brad Lancaster, experto en el uso de técnicas bioclimáticas y de permacultura en urbanismo y arquitectura, ha demostrado con la transformación “low tech” que ha impulsado tanto en su vivienda suburbana de Tucson (173 kilómetros, o 107 millas, al sureste de Phoenix y con un clima muy similar) y con en el barrio donde ésta se encuentra, que una comprensión integral del régimen climático y la vegetación de la zona pueden reducir la temperatura exterior e interior sin necesidad de aire acondicionado.

Lancaster ilustra este proceso de transformación vernacular en sus ensayos y en una entrevista mantenida con Kirsten Dirksen para *faircompanies.

Baubotanik: edificios con fachada viva

Más allá de las recomendaciones más tradicionales sobre orientación, aislamiento térmico, reflexión solar y uso de vegetación en jardines, exterior o cubiertas, investigadores y arquitectos lideran estudios multidisciplinares para mejorar el rendimiento climático de los edificios.

Ferdinand Ludwig and Daniel Schönle, dos jóvenes arquitectos alemanes, combinan en Baubotanik técnicas contemporáneas y ancestrales para crear estructuras recubiertas por una red vegetal en forma de rejilla estructural. Lo explican en una entrevista con Kirsten Dirksen para *faircompanies.

La estructura, compuesta al inicio por plantas independientes unidas entre sí, se convierte en menos de cuatro años en una única planta que envuelve todo el edificio, capaz de comportarse como el principio estructural de la tensegridad, concebido por el futurólogo Buckminster Fuller.

Perspectiva axonométrica de Breathe House (SO-IL Studio)

Ferdinand Ludwig ha dedicado su tesis a desarrollar estas estructuras, combinando varias plantas que se fusionan en una única estructura, usando métodos botánicos como el moldeo tradicional de árboles, desde los bonsáis japoneses a los puentes vivientes de la India, confeccionados con las raíces de los árboles.

La piel de los organismos vs. la piel de los edificios

Esta epidermis viva protege el interior del edificio de la incidencia del sol en verano, mientras que en invierno la estructura pierde sus hojas y los rayos solares mantienen una temperatura estable.

Las estructuras de Baubotanik evolucionan con el tiempo como lo hace cualquier organismo vivo, convirtiendo la decrepitud de edificios concebidos como proyectos acabados y cerrados el día de su estreno por sistemas de varios envoltorios donde la capa viva maduraría lo suficiente para regular la temperatura con mayor eficiencia y soportar una mayor parte de la carga estructural.

Siguiendo el concepto de distintos estratos o envoltorios de un edificio de Frank Duffy y Stewart Brand, otros proyectos experimentan con edificios usando capas exteriores permeables, comportándose como la membrana de un animal cuyo metabolismo se adapta a cada instante a la temperatura y condiciones del entorno para garantizar su supervivencia.

Distintos estudios experimentan con el uso de tejidos sobre armazones ligeros y resistentes para carrocerías de vehículos o estructuras de edificios. BMW inició en 2001 el proyecto Gina, un modelo conceptual presentado en 2008 con carrocería “flexible” de poliuretano y elastano: un tejido flexible, extensible, resistente al agua y translúcido, que reduciría el peso del auto y permitiría adaptar la aerodinámica a distintos usos.

Arquitectura textil y bioclimatismo

La construcción de edificios compuestos por estructuras recubiertas de distintos tipos de tejidos tensados se remonta a la prehistoria: las tiendas de pieles y tejido vegetal sobre armazones de madera son la vivienda tradicional de pueblos nómadas de Norteamérica y Eurasia.

Con la llegada de tejidos más resistentes y materiales fácilmente tensables, la arquitectura textil, relegada hasta entonces al uso en vehículos de tracción animal, carpas y tiendas de campaña, aumentó su prestigio tras su uso como cubierta tensada en los edificios olímpicos de los Juegos de Múnich en 1972 (Frei Otto).

Estadio Olímpico de Múnich (Frei Otto)

El uso de membranas textiles tensadas recupera ahora su protagonismo, gracias a su potencial bioclimático: las capas textiles pueden comportarse en un edificio como lo hace la última capa de la epidermis en un animal, permitiendo la transpiración, reteniendo la luz excesiva y controlando los niveles de humedad o polución.

El estudio neoyorquino So-il ha desarrollado el último ejemplo en arquitectura textil, concibiendo Breathe, una vivienda en forma de torre con armazón cilíndrico de acero, azotea verde y fachada de tejido translúcido y flexible, que regula su nivel de opacidad en función de la luminosidad exterior e interior.

La epidermis de mi casa

So-il ha construido esta vivienda conceptual cilíndrica de 80 metros cuadrados para la sección Mini Living del Salón del Mueble de Milán de 2017. Según sus creadores (Florian Idenburg, Jing Liu, Ilias Papageorgiou, Ian Ollivier, Isabel Sarasa, Iason Houssein), la estructura pretende fundir el entorno con el interior de la vivienda tal y como lo hacen los sistemas complejos en la naturaleza.

La estructura cilíndrica recubierta de una lona porosa y translúcida distribuye su espacio en estancias con funciones tan porosas y adaptables como el propio edificio. La atmósfera y experiencia del usuario con el edificio y el espacio circundante cambian gracias al uso de elementos ya esenciales para la filosofía de la Antigüedad: luz, agua y aire.

Casa que respira (Breathe House): diagrama del sistema de recolección y uso de aguas pluviales

El armazón metálico de Breathe puede desmontarse y ensamblarse como un mueble modular en cualquier localización, mientras el tejido puede sustituirse para adaptarse a distintos climas y condiciones meteorológicas.

Como los diseños imperecederos o las moradas erigidas por otras especies, la vivienda adaptable de So-il nos recuerda una vez más que los conceptos más futuristas carecen de edad y se adaptarían sin problemas tanto al presente como a las necesidades de una familia del paleolítico o a las de los moradores de un futuro lejano en que el ser humano habría aprendido a “ser de” la tierra, y no a simplemente “deambular sobre” la tierra.