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Guía técnica

Diseño y construcción de estructuras ligeras mixtas de madera laminada y vidrio

Guía técnica sobre diseño y construcción de estructuras ligeras mixtas de madera laminada y vidrio Proyecto de Investigación y Desarrollo “Desarrollo de sistemas constructivos mixtos de madera laminada y vidrio para estructuras ligeras de cubierta”. Nº de expediente: IMDEEA/2011/20

Entidades financiadoras Proyecto financiada por el Instituto de la Mediana y Pequeña Industria Valenciana (IMPIVA) y cofinanciado por fondos FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional) de la Unión Europea.

Autores Miguel Ángel Abián Manuel García Barbero Kiyanshid Hedjri Realización técnica Ricardo Sáiz Mauleón

Editado por AIDIMA Instituto Tecnológico del Mueble, Madera, Embalaje y Afines Calle Benjamín Franklin, 13. Parque Tecnológico. 46980 Paterna. (Valencia)

Impreso por XXXXXX ISBN XX-xxxxxx-XX-X DL: V - xxxxx - 2012 © 2012 Copyright AIDIMA. Prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos de esta publicación si autorización del editor.

Por sus buenas prestaciones mecánicas y su baja densidad, la madera se ha utilizado desde hace miles de años para construir estructuras. Sin embargo, desde la industrialización, la madera aserrada ha ido perdiendo terreno como material constructivo conforme ha aumentado el uso de materiales tecnológicos como el acero y el aluminio. Debido al gran desarrollo científico-técnico actual de la madera como material de ingeniería y arquitectura, se está empezando a producir un cambio conceptual de su uso y muchos ingenieros y arquitectos están descubriendo que ésta supera en prestaciones técnicas a muchos materiales comúnmente utilizados ahora (hormigón, acero, plásticos). Este desarrollo técnico requiere aún mucha investigación para aprovechar al máximo las prestaciones de este material, sobre todo cuando está en conjunción con otros materiales. Además de las excelentes prestaciones físico-mecánicas de la madera, también presenta múltiples ventajas medioambientales (materia prima renovable derivada de una gestión forestal sostenible, reciclabilidad y gestión integral de recursos, fijación de CO2, baja contaminación en sus procesos de transformación, etc.) y estéticas (gran diversidad de especies, sensación de calidez). En un entorno de crisis económica, para muchas empresas del sector valenciano de la madera en todos sus subsectores resulta imprescindible renovar las estrategias empresariales e industriales. Hay que reinventarse haciendo uso de la innovación, que como Jano tiene dos caras: una mira hacia el pasado (puertas, ventanas, revestimientos) y otra hacia el futuro (madera modificada, arquitectura orgánica). Hasta ahora, las empresas valencianas de la madera no han potenciado suficientemente el sector del uso estructural de este material, pese a contar con una tradición histórica de excelencia en ello. Con proyectos de I+D como el que ha dado lugar a esta guía técnica y con las actividades de difusión que AIDIMA desarrolla continuamente en el ámbito de la construcción de madera, se busca atraer

a las empresas valencianas a ese sector, con el fin de mejorar sus oportunidades de reciclaje en nuevos campos industriales y de internacionalización. El objetivo fundamental de AIDIMA desde su creación es la transferencia a las empresas valencianas de conocimientos y tecnologías derivados de proyectos de I+D, para que éstas mejoren su competitividad, desarrollen productos y procesos innovadores y de alto valor añadido, accedan a nuevos nichos de mercado e internacionalicen sus actividades. Esta guía técnica constituye una iniciativa destinada a difundir las novedosas y enormes posibilidades que la madera ofrece para estructuras orgánicas y paramétricas, que no serían técnica o económicamente viables con otros materiales. La guía representa, por tanto, una documentación única que puede servir de orientación de futuro para arquitectos, ingenieros, empresas constructoras, empresas montadoras y para muchos técnicos especialistas que realizan su ejercicio profesional en torno al hábitat. La guía se presenta con una estructura clara y sencilla que permite al lector obtener una visión resumida y rápida de la metodología para desarrollar prototipos virtuales de estructuras, con el sistema universal estructural paramétrico desarrollado en el proyecto. En aras de conseguir un texto útil para los muchos subsectores a los que va destinada la guía, se ha optado por la brevedad y por un vocabulario no excesivamente técnico. En la guía se plasma un ejemplo de vanguardia en I+D en construcción con madera y se presentan algunos enfoques que dominarán en el futuro la arquitectura. Esta disciplina se encuentra ahora explorando formas innovadoras y revolucionarias de afrontar problemas técnico-arquitectónicos que difícilmente pueden resolverse con sistemas constructivos convencionales, en un entorno de incremento exponencial en las exigencias de prestaciones a los edificios. Este documento constituye, por tanto, una fuente de información para las empresas y profesionales interesados en los mencionados enfoques.

A lo largo de la historia, la Comunidad Valenciana ha sabido extraer lo máximo de la madera en la construcción, como demuestra la existencia desde el siglo XIII de uno los gremios de carpinteros más antiguos de Europa. Con enfoques como los que propone la guía, la industria valenciana de la madera en construcción puede revivir mediante la I+D+i y la calidad. A partir de sistemas muy tecnificados y prefabricados, como los expuestos en la guía, puede conseguir tanto una potente proyección en todos los mercados del área mediterránea como un aumento y optimización del uso en construcción de este material sostenible y técnicamente avanzado. Miguel Ángel Abián, responsable del Dpto. de Tecnología y Biotecnología de la Madera de AIDIMA, ha sido el coordinador y director técnico del proyecto de I+D durante sus tres años de duración. En este tiempo ha contado con la colaboración de un excelente equipo de trabajo, que se encuentra formado por especialistas de la arquitectura y del sector de la madera. Sus resultados, junto con los procesos y tratamientos desarrollados en AIDIMA a partir de investigaciones y ensayos sobre materiales y estructuras, han servido para la redacción de esta guía.

Los autores

Miguel Ángel Abián Pérez Licenciado con grado en Ciencias Físicas Obtuvo la suficiencia investigadora en el Dpto. de Física Aplicada de la Universidad de Valencia con una tesina sobre electromagnetismo. Realizó varios cursos de doctorado relacionados con electromagnetismo, electrónica, semiconductores y cristales fotónicos. Ha recibido becas del IMPIVA y de la Universidad Politécnica de Valencia. Se incorporó en 1998 a AIDIMA, donde ha participado como investigador en 23 proyectos de investigación nacionales e internacionales relacionados con madera en construcción, biosensórica, bioelectrónica, telecomunicaciones, visión artificial y web semántica; así como en la Red de Excelencia de la Comisión Europea INTEROP 20032007. El año 2006 estuvo cuatro meses como investigador invitado en el departamento Lehrstuhl für Messsystem und Sensortechnik de la Universidad Politécnica de Munich (TUM), donde colaboró en el desarrollo de nuevos métodos para la detección de defectos en superficies acabadas y en el diseño e implementación de sistemas distribuidos de sensores para el sector del automóvil y de energías renovables. En 2007 recibió un premio BANCAJA-UPV por un proyecto final de carrera relacionado con la calidad interna de la madera. En 2009 recibió el premio internacional Schweighofer Innovation Prize -el premio más prestigioso en el sector forestal y de la madera- por su aportación al desarrollo de nuevas tecnologías de evaluación no destructiva de la madera en construcción. Actualmente es Responsable del Departamento de Tecnología y Biotecnología de la Madera y del Área de Construcción de Madera. Es coautor de 7 libros y guías técnicas relacionadas con el uso de la madera en la construcción y la visión artificial. También ha publicado varios artículos científicos en revistas como IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques; y ha participado como ponente en congresos y conferencias como European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering e IEEE International Conference on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems, y en reuniones COST (European Cooperation in Science and Technology). Ha publicado más de 22 artículos técnicos en revistas sectoriales. Es autor o coautor de 6 patentes, algunas de ellas en trámite. Tres de ellas corresponden a dispositivos y métodos para detectar la biodegradación de la madera en construcción.

Manuel García Barbero Arquitecto

Kiyanshid Hedjri Arquitecto

Cursó estudios de arquitectura en ETSASevilla, RWTH-Aachen, TU-Berlín y TU-Graz. Está especializado en arquitectura bioclimática por la TU-Graz y desarrolla una actividad profesional muy centrada en la construcción con madera y la eficiencia energética de la edificación. Ha cursado estudios de máster orientados a la construcción con madera en la Universidad austriaca de Linz y el máster de ingeniería de la madera de la Universidad de Santiago de Compostela. Ha colaborado en diferentes estudios de arquitectura en Berlín, Graz, Viena, Murcia y Almería. También ha desarrollado proyectos que abarcan la rehabilitación de estructuras de madera en edificios religiosos y civiles, la construcción en nueva planta con un sistema constructivo energéticamente muy eficaz en entramado ligero de madera y la recuperación de un edificio del siglo XVIII utilizando sistemas prefabricados en contralaminado con destino hostelero para una certificación energética de clase A. Desde el año 2006 viene desarrollando un trabajo de colaboración muy estrecha con AIDIMA en el desarrollo de nuevas perspectivas técnicas para la aplicación de la madera en la construcción, mediante diferentes proyectos de investigación, como el reflejado en la presente guía. Desde el año 2005 es el consultor técnico para Proholz Austria en España y es responsable de la generación y publicación de diversos documentos técnicos y divulgativos, del desarrollo de la versión en castellano de dataholz.com y de cltdesigner.at; así como de la organización de seminarios técnicos por toda la península, de la organización de los nuevos Impulsos Proholz y de la coordinación de otras actividades con socios de Proholz en España.

Estudió arquitectura en la Universidad Técnica de Viena con una especial atención al urbanismo y al uso del parametricismo, basándose en las teorías de la arquitectura crecida y no planeada y en su comparación con la naturaleza.Trabajó durante los estudios como tutor en el instituto de viviendas de la Facultad de Arquitectura. También cursó estudios en Barcelona y Múnich sobre los temas de “Pasivhaus” y de programas informáticos para la construcción con madera. Ha colaborado después de la carrera en varios estudios de arquitectura en Viena y Barcelona, donde ganó como colaborador varios concursos arquitectónicos de importancia. Desde 2007 ejerce como arquitecto autónomo enfocado en la arquitectura bioclimática y paramétrica. El punto central de su labor profesional es la combinación de la arquitectura bioclimática con nuevas tecnologías del diseño y tecnología informática para la optimización del resultado. Colabora con AIDIMA desde el año 2009 en proyectos de I+D relacionados con la búsqueda de soluciones innovadoras para la construcción industrializada y modularizada con madera mediante nuevas tecnologías.

Índice

1. INTRODUCCIÓN

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1.1. OBJETIVOS Y RESULTADOS DEL PROYECTO. 1.2. IMPACTO TÉCNICO DEL PROYECTO. 1.3. IMPACTO SECTORIAL Y SOCIO-ECONÓMICO DEL PROYECTO. 2. BIOMIMETISMO Y PARAMETRICISMO

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2.1. BIOMIMETISMO. 2.2. PARAMETRICISMO. 3. SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA

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3.1. CONCEPTO DEL SISTEMA. 3.2. ESTRATEGIAS ESTRUCTURALES. 4. METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE PROTOTIPOS VIRTUALES CON EL SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA.

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5. CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS A PARTIR DE PROTOTIPOS VIRTUALES DISEÑADAS CON EL SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA.

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6. APLICACIONES PRÁCTICAS DEL SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA.

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7. IMÁGENES Y FOTOGRAFÍAS RESPRESENTATIVAS DEL TRABAJO REALIZADO DURANTE EL PROYECTO DE I+D

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Diseño y construcción de estructuras ligeras mixtas de madera laminada y vidrio 1. INTRODUCCIÓN

Durante los años 2009, 2010 y 2011, AIDIMA ha desarrollado el proyecto de I+D “Desarrollo de sistemas constructivos mixtos de madera laminada y vidrio para estructuras ligeras de cubierta”. Las tres anualidades del proyecto han sido financiadas por el IMPIVA (Instituto de la Mediana y Pequeña Industria Valenciana). El proyecto ha sido cofinanciado por fondos FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional) de la Unión Europea. 1.1. OBJETIVOSY RESULTADOS DEL PROYECTO Este proyecto ha tenido como objetivo general el desarrollo de una tecnología innovadora de sistemas constructivos integrales mixtos de madera laminada encolada y vidrio laminado con chapa de madera para ser utilizados en estructuras ligeras de cubierta. Las conclusiones generales y específicas obtenidas a lo largo de los tres años del proyecto se han recopilado con un enfoque apropiado para su difusión en los sectores de interés (principalmente, arquitectos, diseñadores, empresas de madera, chapa y vidrio) y para el público en general. A partir de dichas conclusiones se ha preparado esta guía técnica para el diseño y construcción de estructuras ligeras mixtas de madera laminada y vidrio laminado. El principal resultado del proyecto, en el que se centra esta guía, es el Sistema Estructural Paramétrico AIDIMA (SEPA) para sistemas constructivos mixtos, que constituye el resultado conceptual del análisis de tres campos: la técnica estructural del momento, el diseño arquitectónico actual y las tendencias de éste en el futuro. Considerando en detalle estas tendencias actuales y sus posibles consecuencias futuras, se ha desarrollado una aproximación ingenieroindustrial compatible que se anticipe a la técnica y diseño actual, de manera que el sistema desarrollado pueda incluirse en algunas tendencias arquitectónicas todavía incipientes, pero que tendrán gran relevancia en las próximas décadas. Los objetos, productos y estructuras que se diseñan y construyen dependen tanto de la potencia de las herramientas de diseño como de la capacidad tecnológico-industrial existente para su producción. La realidad virtual simulada, cada vez más potente y eficaz tanto en el software como en el hardware, abre nuevas vías para plantear la resolución de problemas antes imposibles de abordar, con una seguridad técnica hasta ahora insospechada. El SEPA constituye una fusión de los avances en realidad virtual simulada con los desarrollos tecnológicos de la madera como material avanzado, de manera que se ha obtenido un solo sistema versátil que permite nuevas formas de diseñar y construir. 1.2. IMPACTO TÉCNICO DEL PROYECTO En el sistema SEPA tiene un papel crucial la madera, que como principal material estructural

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que ofrece la naturaleza ha sido aprovechada por el hombre desde el principio de su evolución. Este material presenta una estructura totalmente optimizada en la que diferentes polímeros (celulosa, lignina) se complementan entre sí para formar una matriz de células y paredes celulares que admiten una gran resistencia en relación con su baja densidad. Además, tiene una buena resistencia al fuego. La madera técnica es madera transformada para conseguir dimensiones, formas y características que en muchos casos resultan imposibles de conseguir con madera maciza o aserrada. Mediante la madera técnica, pueden superarse las limitaciones de la madera aserrada para estructuras de grandes dimensiones y de cualquier forma. Maderas técnicas como la madera laminada encolada permiten construir estructuras de una manera estandarizada y con una gran ventaja en coste respecto a materiales como el hormigón o el acero, aparte de sus ventajas medioambientales (reducción del consumo energético, reducción de las emisiones de CO2, estímulo para la gestión forestal). La madera técnica es una inmejorable elección tanto para la arquitectura orgánica -que simula formas naturales y promueve la armonía entre el hábitat humano y el mundo natural- y la arquitectura paramétrica -cada vez más popular y reconocida, y que es posible por las nuevas tecnologías informáticas de diseño automático-. La creación de una metodología completa de diseño, construcción y prefabricación de estructuras ligeras orgánicas hechas con madera laminada y vidrio laminado de chapa de madera constituye una novedad absoluta con respecto al estado del conocimiento de la construcción en madera, tanto más relevante cuanto que en el proyecto se han involucrado arquitectos y empresas europeas de prestigio en el campo de la construcción en madera. En el caso del vidrio, las posibilidades que ofrece el uso de chapas de madera dentro del vidrio resultan también muy innovadoras e interesantes. En concreto, pueden lograrse efectos llamativos mediante el uso de chapas tan finas que sean casi translúcidas. Con ellas puede obtenerse un medio muy interesante de mitigación lumínica en muros cortina y también un efecto de superficie retroiluminada, bien sea con luz natural de día o con luz artificial de noche. Existen infinidad de aplicaciones que justifican el esfuerzo investigador dirigido hacia la obtención de sistemas constructivos en los que la madera y el vidrio trabajen conjuntamente.Vidrio y madera tienen características opuestas que, si consiguen equilibrarse, aportan la posibilidad de lograr un balance interesante en el que estos materiales se compensen y complementen entre sí. 1.3. IMPACTO SECTORIAL Y SOCIOECONÓMICO DEL PROYECTO Con el SEPA, los sectores españoles de la madera, el vidrio y la construcción se suman a la imparable realidad de una tendencia de futuro

diferente en el diseño, control y ejecución de la arquitectura e ingeniería. Este futuro pasa por la incorporación de la parametrización en los procesos de diseño industrial y arquitectónico, así como por la incorporación de la industrialización y la prefabricación más avanzadas para lograr una optimización y previsión fiable de los recursos. La investigación en el aprovechamiento de dimensiones pequeñas de material y la prefabricación de elementos estructurales de madera laminada encolada de coníferas constituyen una oportunidad de generar valor añadido para las empresas que trabajan la madera maciza, sobre todo para la empresa auxiliar del mueble, que en la actualidad está perdiendo competitividad por la crisis que afecta a este sector. La mencionada prefabricación constituye una muy buena alternativa al uso de madera aserrada, lo cual puede permitir que el subsector valenciano del aserrío reciba un nuevo impulso de innovación. Estas empresas se ubican sobre todo en zonas de interior de la Comunidad Valenciana; así que los resultados obtenidos pueden contribuir al desarrollo industrial en zonas rurales, y por lo tanto en áreas geográficas con problemas socioeconómicos estructurales. También el sector de la chapa de la madera, muy concentrado dentro de España en la Comunidad Valenciana, tiene muchas dificultades por la caída de producción de muebles. El uso de chapa de madera como elemento intermedio en laminados de vidrio abre una gran oportunidad para dar un muy alto valor añadido a esta industria muy orientada al mobiliario, lo cual permitiría diversificar en producto y en mercados, contribuyendo así a la mejora de la competitividad de las empresas y a la creación de puestos de trabajo, basados en la infraestructura industrial existente y en la innovación derivada del proyecto. También la industria valenciana del vidrio puede salir reforzada con los resultados de este proyecto de I+D, al integrarse en un sector estratégico como la madera. La cooperación entre empresas de la madera y del vidrio en el campo de la construcción resulta altamente innovadora en la Comunidad Valenciana. Los resultados del proyecto pueden potenciar también en la Comunidad Valenciana tecnologías innovadoras de construcción sostenible basada en madera, así como la eficacia energética en las construcciones. Asimismo, son una vía para que las empresas valencianas aprendan nuevas técnicas para prefabricar y montar estructuras de madera con forma orgánica, a fin de establecer nuevas líneas de negocio y adelantarse a las necesidades de los arquitectos y de sus clientes.

2. BIOMIMETISMO Y PARAMETRICISMO

o de prestaciones añade un claro parámetro al que el proyecto debe restringirse para ser viable.

Existen dos tendencias en el diseño y desarrollo de productos de todo tipo que, aun contando cada cual con claro carácter propio, se encuentran en áreas del conocimiento con zonas de transición poco claras todavía. Ambos movimientos, biomimetismo y parametricismo, son posibles gracias a una revolución que ya se ha iniciado en toda sociedad moderna, pero que pasa inadvertida para muchos: el aumento vertiginoso de la capacidad computacional.

Sin la informática, el parametricismo resulta imposible. Solamente con los avances experimentados en las tecnologías de la información pueden desarrollarse poderosas herramientas algorítmicas que gestionen los diferentes protocolos que se ven implicados en un diseño arquitectónico-ingenieril. El desarrollo parametrizado del proyecto arquitectónico tiene ventajas fundamentales para la sociedad moderna:

2.1. BIOMIMETISMO Pese a su nombre vanguardista, el concepto de biomimética resulta connatural al ser humano. La humanidad siempre se ha basado, consciente o inconscientemente, en la experiencia organoléptica de la realidad natural del entorno para diseñar soluciones a los problemas cotidianos.

• Costes. La previsión y control de costes es fundamental en un mundo con exigencias crecientes en cuanto a las prestaciones del edificio. Cada pequeño incremento en las prestaciones supone un importante incremento en los costes. Con el incremento del número de elementos que intervienen en el proyecto, se obtiene paralelamente un aumento en los solapes y situaciones de incompatibilidad que han de preverse. En caso contrario, acaban suponiendo costes elevadísimos a consecuencia de las rectificaciones in situ y de los retrasos que éstas producen.

La paulatina comprensión de la naturaleza ocasiona una repentina avalancha de efectos, estructuras, relaciones y fenómenos que permiten plantear infinidad de soluciones incluso a problemas de resolución impensable antes. El diseño industrial de productos, de arquitectura, etc., se va a beneficiar imitando a la naturaleza; pero no solo imitándola en las formas que produce, sino también en su modus operandi para producirlas. Así, la biomimética da un salto fundamental hacia delante en el diseño. Se imitará a la naturaleza en su modo de crear soluciones, con el fin de obtener las soluciones más optimizadas para un problema concreto; y no solamente en las formas finales que produce por medio de algoritmos genéticos y evolutivos.

• Optimización de recursos. La huella ecológica que produce el sector de la construcción es enorme y la obtención de los materiales de construcción tradicionales (hormigón, aluminio) tiene un elevado coste energético. La construcción actual produce residuos en un grado muy perjudicial para el medio ambiente, en parte por la inadecuada valoración de las cantidades de materiales necesarios. La correcta parametrización del proyecto repercute automáticamente en la reducción de la cantidad de materiales desechados. Esto supone un enorme ahorro, pues se ahorra tanto el coste de la adquisición de materiales innecesarios (que se desechan al final de la obra) como el coste de su posterior transporte y reciclado.

La investigación desarrollada en el proyecto revela que para crear una herramienta de diseño biomimética en su funcionamiento es necesario dominar antes las herramientas propias del parametricismo. 2.2. PARAMETRICISMO Otro enfoque de máxima relevancia en el diseño viene representado por el parametricismo, que difiere de los métodos de diseño actuales. Cualquier sociedad se encuentra cada día más regulada normativamente, y todo producto debe cumplir una serie de estándares técnicos, unas normas específicas de uso, de urbanismo, etc. Debido a ello, los fabricantes de productos deben ofrecer la seguridad absoluta de que éstos no van a comportarse de forma no deseada o imprevista. Esto hace que sectores como la arquitectura y la construcción vean cada día más difícil su desarrollo. El arquitecto se encuentra restringido en cuanto a proyectos por una larga lista de parámetros legales de obligado cumplimiento que crece año a año, y aumenta proporcionalmente la dificultad de considerarlos y controlarlos todos con las herramientas convencionales. Además, van apareciendo nuevos parámetros técnicos aún no reglamentados del todo, pero que ganan importancia: soleamiento, ventilación, circulación óptima de usuarios, etc. Considerarlos hace más complejo el desarrollo de cualquier proyecto arquitectónico. El parametricismo no es sólo una tendencia artística, como piensan algunos, sino que

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Figura 1. Estructuras de radiolaria. Fuente: www.radiolaria.org

Figura 2. Estructura biomimética. Fuente: Jellyfish House - IwamotoScott Architecture

constituye la necesaria respuesta metodológica a una realidad en la que la sociedad se está sumergiendo de forma tangencial, casi inconsciente. El enfoque parametricista de la realidad del diseño se está convirtiendo en algo cada vez más ineludible. Cada detalle normativo

• Optimización temporal. La correcta parametrización del proyecto permite un mayor nivel de prefabricación y de precisión de ésta, lo cual reduce los tiempos de ejecución y permite ajustar al máximo los sistemas auxiliares que han de participar en el proceso. La logística puede ajustarse al desarrollo de la obra siguiendo el concepto propio de la industria automovilística moderna (just in time). Todo esto supone un enorme ahorro económico y un aumento de la productividad en un sector que se ha quedado atrasado en la última década en cuanto a esta última. • Predictibilidad en el comportamiento del edificio. La integración en el proceso de parametrización de diferentes programas de simulación por ordenador trae como consecuencia directa un mayor control y optimización de las prestaciones del edificio. Una vez bien ajustadas las herramientas de diseño paramétrico, pueden lograrse productos y estructuras con el mayor número posible de prestaciones y el menor número posible de impactos. En definitiva, la parametrización es la respuesta lógica a un mundo donde cada vez intervienen más parámetros limitantes y con unos recursos cada vez más escasos.

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3. SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA La madera es un material muy apreciado por su facilidad de trabajo y buen comportamiento en las incipientes experiencias de diseño paramétrico de pequeño tamaño o con carácter temporal. Sin embargo, cuando se plantea utilizarla a una escala superior, aparecen dudas entre los profesionales acerca de la idoneidad de las prestaciones de la madera para cumplir con los requisitos de un gran proyecto. La madera técnica es un producto demasiado nuevo y aún desconocido por muchos técnicos, por lo que no todavía no se ha introducido lo suficiente en las oficinas técnicas que desarrollan proyectos desde una perspectiva de diseño paramétrico. Por este motivo, pueden encontrarse todo tipo de estructuras paramétricas ejecutadas con los materiales convencionales, a pesar de que resultan extraordinariamente caros.

Figura 3. Ejemplo de estructura desarrollada con las cerchas tridimensionales en las que se basa el SEPA.

Con los resultados del proyecto se han mostrado las inmensas posibilidades de la madera técnica (en concreto, de la madera laminada encolada) y se ha establecido que existe un nicho propio para ella en el subsector de las estructuras tridimensionales complejas. 3.1. CONCEPTO DEL SISTEMA Basándose en una aproximación propia de la naturaleza hacia la eficacia estructural, se consideraron en primer lugar las variadas estrategias evolutivas presentes en los radiolaria, organismos microscópicos que muestran una enorme capacidad para optimizar sus esqueletos (máxima resistencia y mínimo uso de recursos materiales). Los radiolaria, al igual que todas las estructuras biológicas de la naturaleza, se sirven de estrategias para evitar el uso innecesario de recursos de cualquier tipo. De la misma forma, los osteocitos aportarán hueso solamente allí donde se requiera estructuralmente, y quedarán huecas aquellas áreas no sometidas a tensiones. Las estructuras desarrolladas en el proyecto han sido diseñadas y proyectadas con esta misma perspectiva. La madera trabaja muy bien frente a esfuerzos tensiles, ya sean tracciones o compresiones. Los cortantes o flectores a largo plazo afectan negativamente a la estabilidad geométrica de las piezas lineales de madera debido a la fluencia propia del material, que produce importantes deformaciones diferidas, especialmente cuando se encuentra a la intemperie. Las uniones en madera no deben considerarse como empotramiento casi nunca. Siempre ha de trabajarse considerando una unión en madera con un comportamiento del tipo rótula.

Figura 4. Ejemplo de estructura desarrollada con las cerchas 3D en las que se basa el SEPA.

Esto lleva a una consecuencia directa: la madera ha de trabajar solamente a tracción o a compresión si se quiere aprovechar al máximo sus prestaciones. El sistema desarrollado (SEPA) para sistemas constructivos mixtos se basa en el tetraedro como unidad básica para conformar cerchas tridimensionales laminares con unidades tetraédricas en torno a figuras octaédricas. 3.1.1. LA CERCHA TRIDIMENSIONAL COMO BASE ESTRUCTURAL DEL SEPA La cercha tridimensional es una figura muy estable y muy apropiada para estructuras orgánicas y paramétricas. Respetando una serie de parámetros limitantes de la geometría interna de los tetraedros que la conforman, su estabilidad permite que pueden elaborarse cerchas tridimensionales curvas, regladas, o incluso cerradas en sí mismas, al modo de una esfera buckminsterfulleriana. Considerando estrategias directamente copiadas de la naturaleza por su lógica matemática, si un área de la cercha sufre esfuerzos importantes pueden contrarrestarse por medio de un empaquetamiento mayor de los tetraedros. Las capas de tetraedros pueden duplicarse. Se puede mejorar incluso la clase resistente de la pieza sin necesidad de aumentar la sección de las barras que conforman la estructura. Las barras deben trabajar con una reducción al mínimo de cualquier esfuerzo que no sea de tracción o compresión y debe ser el nudo el que asuma internamente cualquier momento, cortante o flector. La cercha tridimensional tiene una geometría interna básica similar a la estructura reticular del diamante, la más estable de la naturaleza, en su versión plana. En el desarrollo de las múltiples formas que puede adquirir, se deforma esta geometría básica y sus tetraedros de forma sencilla con la simple elongación o contracción longitudinal de las barras de madera.

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Figura 5. Ejemplo de estructura desarrollada con las cerchas 3D en las que se basa el SEPA e iluminada por la noche.

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Figura 6. Ejemplo (telón de embellecimiento) de las posibilidades del vidrio laminado de chapa de madera.

3.1.2. EL NUDO, LA BARRA Y EL CERRAMIENTO: LOS ELEMENTOS BÁSICOS DEL SEPA EL NUDO La estructura en base tetraédrica está conformada por tetraedros donde las aristas son barras que se unen en los vértices, configurados por un elemento nudo. Este nudo es el elemento más complejo de obtener. El nudo idóneo sería aquel en que los ejes de las barras concurran en un solo punto. Desgraciadamente, conseguir este extremo en una estructura de cercha tridimensional muy variable resulta enormemente complicado por cuestiones de geometría de montaje. Existen infinidad de sistemas de nudos en el mercado que podrían utilizarse para desarrollar sistemas constructivos mixtos de madera laminada y vidrio. Sin embargo, estos nudos están pensados para emplearse en estructuras metálicas y no en madera. Lograr la transición nudo-barra resulta complejo y caro, y al final suele necesitarse tanto acero que la madera deja de cumplir con su finalidad estructural y se convierte en un mero elemento decorativo. Por otra parte, la mayor parte de los sistemas existentes están pensados para su uso en una cercha tridimensional plana pura donde las barras siguen un esquema de directrices regulares lineales. Así, sus nudos tienen una distribución de las entradas para los conectores idénticas en todos los vértices. Es decir, todas las piezas son iguales. En una estructura general SEPA, esto no resultaría útil, puesto que cada nudo es diferente de los demás. El sistema comercial que mejor se presta a las exigencias de un sistema constructivo mixto es la bola perforada. Sin embargo, su uso en cerchas complejas complica enormemente la logística cuando se consideran estructuras con varios miles de nudos diferentes entre sí, extremo que descarta dicha solución. El nudo debe ser universal: ha de comportarse de forma idéntica independientemente del ángulo de acometida respecto al plano perpendicular de su eje y debe transmitir de forma eficiente y económica los esfuerzos a las barras. Las investigaciones realizadas sobre los sistemas comerciales de mercado no han aportado ninguna solución existente que cumpla estos requisitos. Debido a ello, se han desarrollado para el proyecto nudos específicos, utilizando máquinas de control numérico.

LA BARRA La barra es otro elemento fundamental del sistema. En el proyecto, las barras de los sistemas constructivos mixtos se han realizado con madera laminada encolada GL24h de pino silvestre (Pinus Sylvestris) procedente de la Comunidad Valenciana y tratada con sales de cobre hidrosolubles para una clase de uso 4, según la norma UNE EN 351. Una gran ventaja de la madera laminada es su estabilidad dimensional: las barras apenas varían sus dimensiones frente a cambios de humedad y temperatura en el ambiente. Todas las barras del sistema estructural tienen la misma sección. Así se consigue tanto simplificar la sistemática de la parametrización del diseño como prefabricar industrialmente de manera eficaz y económica. En el proyecto se han definido tratamientos preventivos de naturaleza química para mejorar la durabilidad de las barras de madera laminada encolada frente a insectos y hongos xilófagos (clases de uso 3 y 4), prestando atención a los agentes bióticos xilófagos más habituales en el área mediterránea. Se han definido también tratamientos preventivos de naturaleza química para mejorar la durabilidad abiótica de las barras frente a la radiación solar. Asimismo, se han definido estrategias constructivas para mejorar la durabilidad abiótica de las barras frente a la radiación solar y la lluvia. Estas estrategias se han ejemplificado con un edificio cúbico, pero son extensibles a cualquier estructura paramétrica o de forma orgánica. También se han definido tratamientos preventivos y estrategias constructivas para mejorar la durabilidad abiótica de las barras frente al fuego. EL CERRAMIENTO Para el cerramiento de los sistemas constructivos mixtos se ha considerado vidrio laminado de chapa de madera. Empleando chapas de distintas especies para el vidrio laminado, pueden lograrse cerramientos que presenten varias texturas y distintos grados de transparencia. A partir de los resultados obtenidos para termitas y hongos de pudrición, puede afirmarse que los cerramientos de vidrio laminado de chapa de madera desarrollados en el proyecto no precisan ningún tratamiento preventivo para mejorar su durabilidad biótica. Con respecto a la resistencia a la radiación solar, el comportamiento de los vidrios laminados resulta

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insatisfactorio. Después de seis meses de exposición a la intemperie, todas las probetas ensayadas muestran agrisado y agrietado de la chapa, e incluso quemaduras por la radiación ultravioleta. Los problemas encontrados son más graves que los que aparecen en madera colocada en exterior, pues la chapa tiene un espesor muy reducido y en consecuencia es más propensa a sufrir grietas y quemaduras por rayos ultravioleta. Por otra parte, a diferencia de lo que ocurre en las barras, resulta imposible aplicar sucesivos tratamientos protectores a la chapa, pues una vez fabricado el vidrio laminado no puede accederse a ella sin romper el cristal. Por último, debe protegerse del ultravioleta el adhesivo utilizado para unir el conjunto cristal-chapa-cristal (generalmente, adhesivos de polivinilo transparente, resinas poliméricas curadas por ultravioleta o polivinilo del butiral), pues es afectado por esa radiación y pierde adherencia, lo cual podría ocasionar a largo plazo la separación de las láminas. Por todo ello, el deterioro por la radiación solar no puede solucionarse con un tratamiento preventivo químico de la chapa, y en consecuencia se ha definido en el proyecto un método de fabricación completo para el vidrio laminado de chapa de madera, que consta de nueve etapas. 3.2. ESTRATEGIAS ESTRUCTURALES El SEPA se basa en un concepto de universalidad para los componentes que lo integran. ¿Cómo entonces se consigue compensar las diferencias de tensiones que se producen en una estructura con forma libre? La respuesta resulta sencilla. Si bien constructivamente las barras y nudos son los elementos básicos de ejecución, el verdadero átomo está constituido por los tetraedros regulares e irregulares que conforman la estructura. Este elemento, en conjunción con otros del mismo tipo, garantiza que las barras y nudos trabajen dentro de los márgenes de tensiones requeridos para su buen funcionamiento. La malla de un sistema constructivo mixto es un entramado de tetraedros en torno a un octaedro central. Los octaedros son los elementos básicos de generación de geometría en una primera aproximación. Después, los correspondientes algoritmos de cálculo predicen el comportamiento estructural relativo de los tetraedros y compensan, si resulta necesario, la debilidad concreta de las zonas más solicitadas por medio de diferentes estrategias:

SEPA, resulta indispensable que las dos realidades sean una imagen la una de la otra. La imagen real de una estructura elaborada con el SEPA solo podrá garantizarse basándose en un prototipo virtual previo de dicha estructura. En definitiva, lo que se hará en un proyecto arquitectónico paramétrico es construir la estructura dos veces. Primero simulada, finalmente ejecutada. Esto resulta de un gran valor para estructuras con un alto nivel de complejidad. En la construcción convencional, un edificio concebido y construido desde el inicio es un prototipo y los posibles errores de concepción han de corregirse durante la obra. Esto aumenta los costes y los tiempos de ejecución y disminuye la calidad final del edificio. El SEPA, sin embargo, construye primero un prototipo virtual del edificio con un elevado grado de precisión, que constituye el prototipo de trabajo. Después se pondrá a prueba por medio de simulaciones virtuales tanto del comportamiento estructural, térmico, etc., como del montaje y demás. Una vez aprobadas las pruebas de idoneidad en el prototipo virtual, se generará el despiece de la estructura para su prefabricación exacta en fábrica, incluyendo el orden de fabricación y los plazos de entrega. Esta simulación previa permitirá ahorrar enormes cantidades de dinero y hacer el sistema muy competitivo. Como ejemplo de las posibilidades del SEPA, se ha ejecutado un telón embellecedor tridimensional para investigar y desarrollar, basándose en esta estructura de reducidas dimensiones, toda la metodología necesaria para conseguir la futura automatización del proceso. A continuación se refleja el resultado de la experiencia sobre el trabajo del telón 3D. Se ha desarrollado la siguiente metodología, que se probó con un prototipo virtual que después se construyó con la ayuda de la empresa valenciana RISAL WOOD. Fase 1: Diseño de la forma Se considera una forma libre diseñada según los parámetros que se han considerado relevantes: adaptación al emplazamiento, programa de uso, resistencia a la intemperie, sostenibilidad, normativas, etc.

• Empaquetamiento. En el caso de que no se exija la regularidad de la malla, se permite al programa que reduzca las tensiones disminuyendo la longitud de las barras y por tanto empaquetando más los tetraedros. Esta densificación es la forma mas inmediata que emplea la naturaleza para aumentar la rigidez y resistencia de un tejido estructural. • Separación de superficies. Las cerchas tridimensionales tienen dos superficies más o menos paralelas que están unidas por barras intermedias. Conceptualmente, puede considerarse que las superficies constituidas por las barras exteriores tienen la capacidad de asimilar esfuerzos de forma laminar y que las barras interiores rigidizan a éstas y distribuyen las cargas entre ambas superficies. Así, en un caso de cercha tridimensional plana, la capa superior trabajaría fundamentalmente a compresión y la capa inferior a tracción; y las barras interiores serían conductores de tensiones entre las anteriores. Si la luz que debe cubrir la cercha es pequeña, las láminas exteriores pueden estar poco separadas; pero, conforme vayan aumentando las luces, la separación debe aumentar en consecuencia para incrementar la inercia de la sección. Esta estrategia tiene unos límites, obviamente. • Uso de barras con una clase resistente superior. Finalmente, se puede recurrir al uso de barras de un tamaño similar pero con una resistencia superior. Esta es una estrategia de aplicación sencilla y que dificulta poco la logística y la productividad de la obra. Se trata de optimizar la estructura aplicando una barra o barras con resistencias superiores a las básicas allí donde las tensiones y la geometría lo exijan.

Figura 7. Diseño de la forma libre.

Fase 2: Modularización de la construcción Uno de los objetivos principales del SEPA es desarrollar sistemas constructivos mixtos que sean viables económicamente, por lo tanto la industrialización y repetición resulta una herramienta muy relevante. La subdivisión controlada es un instrumento que permite el control de los costes. Para construir con barras rectas una superficie curvada general -por ejemplo, la de un edificio orgánico-, se subdivide la forma de interés en triángulos (un tipo particular de teselado). La subdivisión se realiza mediante triángulos isósceles en pocos grupos con la misma longitud de la arista base (figura 8). De esta manera se puede llevar a cabo una producción industrial y repetitiva; como resultado disminuye el coste de la producción y se simplifica la logística y montaje de la obra.

Con estas estrategias básicas incorporadas en sus correspondientes algoritmos, se posibilita que el software genere una malla tridimensional en tiempo real, para la cual puede tener en cuenta otros factores limitantes del proyecto. 4. METODOLOGÍA DE DESARROLLO DE PROTOTIPOS VIRTUALES CON EL SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA Las investigaciones realizadas persiguen delimitar con precisión el SEPA para que la técnica constructiva y el método de diseño evolucionen en paralelo. Esto es fundamental porque, para conseguir los objetivos del

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Figura 8. Subdivisión de la forma libre.

Fase 3: Cerramiento del vidrio Como se ha mencionada en la fase anterior, la subdivisión controlada es un mecanismo muy potente para controlar los costes, pues permite la repetición de los elementos constructivos. Debido a la subdivisión controlada de la forma libre de interés en pocos grupos de triángulos, el cerramiento de vidrio se compone de pocos módulos, que se repiten. Los ejes del cerramiento del vidrio determinan los ejes de las barras de madera laminada encolada, como se explica en la siguiente fase.

(figura 12), se hace de forma automática, en su bisector. Fase 10: Cálculo estructural final y control de los parámetros de interés Con los programas adecuados se verifica que el modelo de la fase 9 cumple lo referente a resistencia estructural y estabilidad según el CTE, así como que cumple lo establecido para cualquier otro parámetro de interés (aislamiento térmico, acústico, resistencia al fuego, montaje, etc.).

Figura 9. Creación de la cercha 3D.

Fase 4: Creación de una cercha tridimensional con los ejes obtenidos

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Los triángulos obtenidos en la anterior subdivisión se utilizan para crear los ejes de las barras de madera laminada, que se obtienen del desplazamiento offset de los ejes del cerramiento del vidrio hacia dentro de la estructura una distancia determinada por el perfil de las barras. La malla obtenida de este proceso se desplaza en el eje Y dos metros y en el eje Z un metro. Como resultado se crea una cercha tridimensional, con un tetraedro como elemento base (figura 9). Fase 5: Control estructural La estructura obtenida de las fases anteriores se usa para una simulación estructural con programas informáticos especializados en cálculo estructural. Si el resultado no es satisfactorio, se reinicia el ciclo (fases 1-4); en caso contrario, el proceso continúa. Fase 6: Simulación del montaje Una vez concluido el ciclo de la creación de la forma final, la optimización por subdivisión y los cálculos estructurales, se realiza la simulación del proceso del montaje, lo cual afecta al despiece y a la jerarquía de corte de las piezas. La simulación y optimización del montaje se ha hecho de forma manual para el prototipo del proyecto. El objetivo en el futuro es utilizar un software que busque la mejor solución, según los parámetros de entrada, de forma evolutiva. Fase 7: Introducción de los ejes obtenidos en el software DIETRICHS La malla obtenida de la cercha tridimensional se introduce en el software DIETRICHS u otro similar.

Fase 11: Numeración de las barras La numeración de las barras para el montaje y la logística de la obra se realizan de forma automática con DIETRICHS.

Figura 10. Ejemplo de modelización de una estructura superficial de barras para analizar el comportamiento estructural de las barras y del revestimiento, así como sus deformaciones. Diagrama realizado con SAP2000 por AMATRIA INGENIERÍA.

Fase 12: Despiece de forma numérica y manual La información que crea el programa DIETRICH es numérica. Es decir, genera información para una máquina de corte numérico o también para el corte manual. De forma automática, se extraen los planos para el control del corte y los archivos en formato *.BTL para la máquina del corte. Terminado el prototipo en forma digital, se generan los archivos del despiece (formato BTL) para la maquina numérica. Para el prototipo virtual desarrollado en el proyecto se ha empleado una WEINMANN WBZ 150/12 de 4 ejes, propiedad de la empresa RISAL WOOD. Con DIETRICH, los planos para el control de las piezas se exportan de forma automática y acotada.

Figura 11. Posicionamiento de las barras a lo largo de los ejes de la malla de la cercha tridimensional.

Figura 12. Corte de las barras en el bisector.

Fase 8: Creación de las barras de forma predefinida a lo largo de los ejes de la malla de la cercha tridimensional En DIETRICHS se define el perfil, la posición, la dirección, el giro y el tipo de la madera. Este programa permite introducir la resistencia mecánica de la madera según el sistema de clases resistentes del Código Técnico de la Edificación (CTE), y permite trabajar con madera maciza, madera laminada, madera microlaminada, etc. Con este programa, las barras se ponen en su posición de forma predefinida. A continuación se define el eje de la barra, de vértice a vértice, el perfil y el giro en el eje Z (figura 11). Fase 9: Corte de las barras en el bisector El corte de las barras en su bisector se define también como el posicionamiento de las barras de forma predefinida. Una vez definido el corte

Figura 13. Vista lateral del prototipo virtual de sistema constructivo mixto desarrollado en el proyecto. Los triángulos de vidrio laminado de chapa de madera corresponden a los triángulos obtenidos en la subdivisión de la fase 2. También pueden apreciarse las posibilidades estéticas que se obtienen variando la especie de la chapa de madera dentro del vidrio laminado.

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Figura 14. Prototipo físico de sistema constructivo mixto desarrollado en el proyecto a partir del prototipo virtual.

5. CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS A PARTIR DE PROTOTIPOS VIRTUALES DISEÑADAS CON EL SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA El sistema paramétrico AIDIMA presenta varias ventajas significativas respecto a otros sistemas: • El prototipo o modelo virtual es la imagen exacta del edificio que va a construirse, en el cual todos los cortes de cada pieza, tornillo y herraje vienen exactamente definidos en el modelo virtual. Así se suministran de forma exacta todos los datos necesarios para el proyecto. • Si el paso de prefabricación es preciso, el edificio corresponderá 1:1 al modelo virtual, como lo hace un puzzle. • La orientación del sistema SEPA a modelo virtual no se reduce a las imágenes de las piezas que lo componen. En el modelo virtual puede simularse con precisión el montaje completo, el número de piezas que deben producirse en la fábrica, su fecha de entrega, su orden de montaje, etc. Todos los procesos son simulables. • Por medio del modelo virtual pueden preverse las deformaciones de la estructura durante el montaje y anticiparse a ellas mediante soluciones de apeo transitorias si son necesarias. • La construcción de estructuras SEPA se reduce prácticamente al montaje.

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Vista desde el interior de la estructura. Foto de portada

6. APLICACIONES PRÁCTICAS DEL SISTEMA ESTRUCTURAL PARAMÉTRICO AIDIMA Las aplicaciones prácticas que permite el SEPA son innumerables, dado que se trata de un sistema estructural muy versátil y completamente innovador. Por ello resulta más sencillo concretar sus limitaciones.

El SEPA está concebido fundamentalmente para estructuras de gran tamaño. Para secciones constructivas pequeñas o estructuras de tamaño reducido, es posible su aplicación, pero no tiene mucho interés. Otra característica del SEPA que debe tenerse en cuenta es su versatilidad para adquirir cualquier forma geométrica deseada. Esto es cierto para

grandes estructuras; pero no para estructuras de tamaño reducido, ya que la variación del vector tangencial a las superficies en ejecución no debe ser abrupta, sino suave. Esta limitación viene impuesta por la propia naturaleza de cualquier estructura basada en cerchas tridimensionales, donde las caras de sus “láminas” exteriores están constituidas por retículas de

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Figura 15. Ejemplo de estructura proyectada con el SEPA, iluminada de noche. Está basada en la cercha tridimensional cerrada, en forma de objeto derivado de una esfera que contiene un volumen cerrado y se convierte en elemento estructural y de cerramiento en un solo elemento.

Figura 16. Otra vista de la anterior estructura, también iluminada de noche.

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Figura 17. Otro ejemplo de estructura proyectada con el SEPA. Está basada en la cercha tridimensional cerrada, en forma de objeto derivado de un tubo, que contiene un volumen cerrado salvo en dos extremos y que se convierte en elemento estructural de cerramiento en un solo elemento.

polígonos (en el caso del prototipo desarrollado, triángulos). Si el incremento de la pendiente es suave, también lo será la curva; si es pronunciado, la curva aparecerá muy facetada. Para evitar el facetado excesivo, habría que subdividir tanto los polígonos que se afectaría a la regularidad de los tetraedros de la cercha, y aparecerían problemas de geometría de despiece y montaje. Por ello, el SEPA tiene unos entornos limitantes que hacen que, si en un área concreta el cambio de curvatura supera una cuantía, el programa de diseño salte a la nueva pendiente con un cambio de pendiente abrupto en el cual los vértices son perfectamente apreciables. Esto no representa, bajo ningún concepto, un problema estructural, sino una cuestión estética que debe considerarse. Las múltiples posibilidades de aplicación del SEPA son asombrosas. Dado su objetivo, está dirigido especialmente a convertirse en un sistema estructural ligero de grandes luces idóneo para la construcción de cubiertas de gran tamaño. Considerando el excelente comportamiento de la madera ante las dilataciones térmicas, pueden crearse estructuras de cubierta continuas de cualquier tamaño. El SEPA tiene una capacidad extraordinaria de garantizar la ejecución de cualquier forma deseada, por arbitraria o complicada que resulte, de forma rápida, sencilla y económica.

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Además de la posibilidad de formar un elemento más o menos horizontal, como una cubierta, el sistema es capaz de generar estructuras cerradas. Puede adquirir la forma deseada, bien sea ésta un tubo cerrado, una esfera o cualquier geometría biomimética similar a la de orgánulos, o bien formas aerodinámicas cualesquiera. Así, pueden crearse elementos arquitectónicos en los que el SEPA cumple, en una sola pieza estructural, todas las exigencias estructurales de un edificio: cubierta, cerramientos y transmisión integral de cargas hasta el suelo. En este tipo de configuración, pueden desarrollarse perfectamente modernos puentes cubiertos en forma tubular; edificios cerrados contenidos en una sola pieza; y edificios o áreas a preservar contenidos en una superestructura de protección, sin que sea preciso modificarlos o alterarlos. Las mayores expectativas para el SEPA se sitúan, sin embargo, en la protección urbana. Por ejemplo, pueden utilizarse las estructuras de ese sistema para cubrir áreas urbanas inhabitables por culpa del efecto de isla térmica urbana. Éste es un grave problema causado por la urbanización moderna en la que toda la superficie urbana está constituida por materiales como el hormigón y el asfalto, de gran absorción térmica durante el día y de elevada inercia térmica, lo cual evita el enfriamiento nocturno de la ciudad. La exposición de la ciudad al sol en los países cálidos hace que ésta sea inhabitable durante

largos periodos de tiempo. Este efecto aumentará con el tiempo por el incipiente calentamiento global. Aplicando el SEPA de forma inteligente, pueden recuperarse espacios urbanos abandonados por la población a causa de su crudeza térmica y puede generarse un urbanismo nuevo para las ciudades de estos países. El SEPA puede contribuir eficazmente a crear el oasis térmico urbano, una zona de encuentro y disfrute social, devolviendo así los espacios urbanos a sus verdaderos propietarios: los ciudadanos.

Imágenes y fotografías representativas del trabajo realizado durante el proyecto de I+D

Notas

Proyecto financiado por: