Archivos para el mes de: julio, 2019

Pocos son los que pueden considerarse como los tipos estructurales más sencillos, fabricados con el menor número posible de secciones, la menor cantidad de mecanización y el menor uso de conectores, es decir, con la menor huella de carbono posible.

Sólo la madera, como material, cumple con estos requisitos. Con ella pueden construirse estructuras radicales en su sencillez. Se pueden considerar unos principios que Lloyd Alter expuso en un post:

“Porque cada edificio debe tener los siguientes atributos:

  • Descarbonización radical: diseño para minimizar las emisiones de carbono iniciales.
  • Suficiencia radical: diseñar el mínimo para hacer el trabajo, lo que realmente necesitamos, lo que es suficiente.
  • Simplicidad Radical: diseño para usar la menor cantidad de material posible, sea lo que sea.
  • Eficiencia radical: diseñado para usar la menor cantidad de energía posible.”

 

Pero hay otro material que puede considerarse como el competidor directo de la madera: el bambú. Se construyen hermosas edificaciones sólo con pocas secciones cilíndricas y cuerdas.

Chiangmai Life Architect’s Bamboo Sports Hall for Panyaden International School

No obstante, el bambú pertenece a una cultura propia en Asia y en expansión en Sudamérica. Pero en nuestro entorno (Europa, Latinoamérica, Norteamérica y Oceanía), sólo disponemos de la madera.

 

Los tipos estructurales son:

  • Estructuras recíprocas:

Las estructuras recíprocas son conocidas por los constructores desde tiempos inmemoriales para salvar de forma eficiente grandes vanos mediante el uso de elementos cortos de madera que se apoyan mutuamente entre sí. Además, eran atractivos para edificios donde se requería un rápido montaje y desmontaje. Sin embargo, debido al complejo comportamiento estructural, hasta ahora sólo ha habido un número muy limitado de aplicaciones en la arquitectura.

Aquí hay un video muy interesante, de Tom Godthelp de cómo se diseña, con Rhinoceros+Grasshopper y Cadwork y se fabrica, con la Hundegger K2i, un domo como estructura recíproca.

Imagen del video de Tom Godthelp

 

Casi todas las formas abovedadas y planas son posibles.

Relativamente habituales son los tejados Zoellinger (o lamella roof), desarrollado por el arquitecto alemán Friedrich Zoellinger . Es un tejado abovedado formado por simples y sencillas piezas estándar prefabricados (en su mayoría de madera) como una forma de cubrir grandes espacios (luces de hasta 40 metros utilizando piezas individuales con dimensiones de 2000 x 200 x 20 mm). Ahorra aproximadamente un 40% de material en comparación con las estructuras lineales de la misma envergadura. Las piezas individuales se unen con pernos y/o placas para formar un patrón romboidal.

 

 

Un tejado Zollinger con piezas de eucalito – Imagen de Udo Thoenissen

 

  • Por apilamiento:

Aunque no deja de ser una estructura recíproca, la principal característica es la presencia de “pilares” hechos con los materiales pequeños y ligeros del resto de la estructura. Un ejemplo es el Café Kureon, de Kengo Kuma and Associates, en Toyama, Japón. La estructura, que puede desmontarse, trasladarse o añadirse y renovarse sin dañar el material, se ha construido con barras de madera de 105 x 105 mm, sin ningún tratamiento, y conectadas con varillas metálicas de 31 mm de diámetro.

Cafe Kureon de Kengo Kuma Associates

Puente de Yusuhara – Kengo Kuma and Associates

  • Cáscaras de rejilla

Las cáscaras de rejilla (gridshell) de madera fue desarrollada por primera vez por el profesor Frei Otto y consiste en deformar una rejilla plana de tablas de madera de la misma sección, inicialmente rectas, en una forma doblemente curvada. Esto es posible gracias a la baja rigidez torsional de la madera y a la garantía de que se permiten las rotaciones en las uniones nodales, donde los cruces de tablas. Debido a la disposición bidireccional de las barras, las rejillas de madera pueden soportar fuerzas a lo largo de las dos direcciones (tensión o compresión) y flexión fuera del plano.  Una de las ventajas de la técnica de la rejilla de madera es que permite el uso de uniones nodales idénticas en toda la estructura.

Gridshell construido por los estudiantes de máster del Escuela de Diseño de Melbourne, con tablas de Accoya

Esta técnica permite la construcción de estructuras de grandes luces, gracias a la alta rigidez específica de la madera, con una alta eficiencia estructural conseguida por la trabajabilidad de la madera y un simple proceso de construcción y fabricación.

Downland gridshell, UK

A la par con la creciente popularidad de las estructuras de forma libre, existen nuevos fabricantes como Ekilaya que ofertan este tipo de estructuras de una manera sencilla.

 

  • Entramados con barras de una única sección:

El mejor ejemplo este garaje en Castrisch, Suiza. Sólo utiliza una única sección de 120 x 120 mm de madera maciza y clavos de 8,5 x 300 mm, con pretaladro, como conectores (que, perfectamente, podrían ser tirafondos de media rosca con cabeza ancha). Utilizar una única sección presenta ventajas económicas: un uso eficiente de los troncos que, sin secar en horno, se asegura una mejor calidad de madera secada al aire. “Los pilares y las vigas dobladas pueden ser encajadas según un esquema ortogonal tridimensional. Este principio de ensamble funciona gracias a un gran número de superficies de contacto. Los ensambles trabajan sistemáticamente en doble cizallamiento y permiten asimilar fuerzas importantes con medios simples.”

Imagen del libro Timber Construction Manual de Thomas Herzog et all.

Considero que esta técnica es la más interesante porque es más factible en las condiciones del mercado actual en España.

 

En algunos tipos, como las estructuras reícprocas y los gridshells, gracias a los modernos programas CAD paramétricos (por ejemplo, Rhinoceros + Grasshopper) y los robots CNC de 5/6 ejes han ampliado las posibilidades de obtener estructuras sencillas y eficientes, pero tras un diseño de gran complejidad conceptual.

 

 

Los avances en los materiales y la digitalización de la arquitectura traen consigo nuevos métodos de diseño y construcción. Mientras que la construcción tradicional de madera consiste en secciones de madera pre-cortadas y pre-montadas, las construcciones modernas de madera consisten hoy en día en materiales elaborados a base de madera. Debido a su flexibilidad y buenas propiedades en términos de física y ecología de la construcción, estos materiales a base de madera son ideales para la producción de componentes de construcción asistida por ordenador. Quince ejemplos de casos de investigación, enseñanza y aplicaciones prácticas proporcionan una visión inspiradora del potencial de los materiales formables a base de madera y del diseño digital: Woven Wood, Wood Foam, Living Wood and Organic Joints, Timber Joints for Robotic Building Processes, Efficiencies of Wood, Designing with Tree Form.

Referencia bibliográfica del libro:

Hudert, Markus; Pfeiffer, Sven, Rethinking Wood: Future Dimensions of Timber Assembly, Birkhäuser, abril de 2019, 296 pp., ISBN-13: 978-3035616897.

En:

https://www.degruyter.com/view/product/502728