Cumpliendo con rigurosos estándares y un diseño estructural que asegurase la integridad de la nueva instalación escolar, el innovador uso del sistema de encofrados aislantes para hormigón (sistema ICF) permitió la construcción de un espacio seguro, que cumple con los requisitos de diseño especificado y que, además, se transformó en un punto de reunión de la comunidad escolar.
Fuente: ICF Builder Magazine
Cuando el Distrito Escolar Independiente de Lubbock-Cooper necesitó un refugio contra tormentas para su nueva escuela secundaria Liberty High School, se enfrentó a un desafío único: crear uno de los refugios contra tormentas más grandes de Texas para escuelas secundarias que pudiera resistir vientos de 250 mph (402 kilómetros por hora) mientras cumplía una doble función como gimnasios de práctica.
La solución surgió a través de la aplicación innovadora de la tecnología ICF de Nudura en lo que se convirtió en un proyecto emblemático para la protección contra tormentas en instalaciones educativas.
Completado luego de 117 semanas de construcción, el refugio contra tormentas de la escuela secundaria Liberty High School, de 3.345 m2 (36.000 pies cuadrados) y USD $20 millones, cuenta con muros ICF de 18 pulgadas de espesor que se elevan 13,7 metros (45 pies) para soportar una luz de techo de 43 metros (142 pies) sin columnas intermedias, con el 100% de muros exteriores en sistema ICF, los que totalizan 3.298 m2 (35.500 pies cuadrados) y 595 metros cuadrados (6.400 pies cuadrados) de muros interiores en ICF.
“Este fue el primer proyecto para Lubbock-Cooper ISD que requirió un refugio contra tormentas, y sólo la segunda escuela en la ciudad de Lubbock en requerir uno”, explicó Zachary Garrett, ingeniero estructural en Parkhill, quien también actuó como arquitecto e ingeniero del proyecto. “Esta obra estableció el precedente para que los muros de los refugios contra tormentas se construyan con sistema ICF”.
Complejidad e innovación de ingeniería
El refugio contra tormentas de la escuela secundaria Liberty High School requirió el cumplimiento de las normas ICC-500, que exigen resistencia a las presiones hidrostáticas y laterales de la tierra por debajo del nivel del suelo mientras soporta vientos de 250 mph (402 kilómetros por hora) sobre el nivel del suelo. Los muros, el techo y las aberturas debían cumplir con los criterios de impacto de proyectiles. La colocación del piso a 4,5 metros (15 pies) bajo el nivel del suelo añadió consideraciones de carga hidrostática que complicaron aún más el diseño estructural.
Se evaluaron múltiples configuraciones de muros durante la fase de diseño. “Se discutieron varias opciones incluyendo muros ICF de 12 pulgadas que tenían arriostramiento intermedio a nivel del vestíbulo y en la parte inferior del nivel de la armadura, la instalación de pilastras en el muro ICF para proporcionar rigidizadores adicionales para refuerzo de flexión, y el uso de un espesor uniforme de 18 pulgadas para el muro ICF”, señaló Garrett. Se seleccionó la solución de ICF de 18 pulgadas para simplificar la construcción en sitio y prevenir la congestión de barras de refuerzo.
El requisito de luz libre de 43 metros (142 pies) para la funcionalidad del gimnasio presentó desafíos adicionales. Soportar tales tramos con muros de hormigón de 13,7 metros (45 pies) mientras se cumplen los criterios de resistencia a tormentas requirió cálculos estructurales precisos y detalles innovadores. Los vestíbulos en voladizo que se extienden 2,4 metros (8 pies) desde los muros ICF centrales en cada gimnasio añadieron complejidad al sistema estructural.
Las soluciones avanzadas de entramado abordaron requisitos críticos de tolerancia. “Este fue el primer proyecto de ICF en el que Parkhill utilizó conjuntos de entramado integrados (Stala Framing) para las aberturas en los muros ICF”, explicó Garrett. “Debido a que se trataba de un refugio contra tormentas, era muy importante que las aberturas tuvieran el tamaño y ubicación correctos cuando vertimos, debido a los requisitos de resistencia al impacto de ICC-500”.
Desafíos de construcción y soluciones
El proyecto marcó un territorio nuevo para múltiples partes interesadas, creando tanto oportunidades como riesgos. “El cliente había utilizado tradicionalmente muros estructurales de mampostería de hormigón (CMU, en sus siglas en inglés) en sus otros gimnasios y estaba reacio a probar el sistema ICF en un proyecto tan grande y prominente, considerando que no habían utilizado este sistema de entramado antes”, dijo Garrett.
Las preocupaciones iniciales se centraron en la durabilidad y estética de los acabados interiores junto con la falta de familiaridad del contratista con la metodología constructiva del sistema ICF.
Estas preocupaciones se disiparon a medida que la construcción avanzó y las ventajas del sistema ICF se hicieron evidentes. “Existía preocupación por la durabilidad y la estética del acabado de paneles de yeso en el interior, además de las incógnitas que presentaba un nuevo tipo de construcción para el contratista. Estas dudas se resolvieron rápidamente al comenzar la construcción y demostrarse la rapidez de la instalación”, según Garrett.
El análisis de costos favoreció la selección del sistema ICF por sobre alternativas tradicionales. “Al comparar los costos de otros sistemas como hormigón prefabricado, muros inclinados de hormigón y mampostería para alcanzar las clasificaciones de impacto requeridas y cargas de diseño, el sistema ICF resultó ligeramente más bajo que las otras opciones”, dijo Garrett. “También, la velocidad de construcción para el sistema ICF junto con no tener tantos oficios involucrados en la construcción de muros, hizo del ICF una elección lógica”.
Las medidas de control de calidad abordaron la naturaleza crítica de la construcción del refugio contra tormentas. “Si había una explosión en el encofrado ICF o una protuberancia, esa sección de muro habría tenido que ser reconstruida ya que el muro de 13,7 metros (45 pies) de altura estaría expuesto en el gimnasio además de recibir una capa de panel de yeso resistente al impacto”, explicó Garrett.
El contratista implementó sistemas de arriostramiento integrales que combinaron andamiaje tradicional con arriostramiento de muros ICF para alcanzar las tolerancias de verticalidad requeridas.
Integración arquitectónica y funcionalidad
A pesar de servir como el refugio contra tormentas para todo el proyecto de escuela secundaria de USD $300 millones, el equipo de arquitectura quiso asegurarse de que estas áreas aún se sintieran como un gimnasio. Lograr la estética de gimnasio dentro de las restricciones del refugio contra tormentas requirió esfuerzos de diseño coordinados. “Para lograr esto, se implementaron iluminación especial, gráficos, pisos y colocación coordinada de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC, en sus siglas en inglés) para crear un espacio atlético moderno”, comentó Garrett.
El diseño de doble propósito extiende el valor de la instalación más allá de la protección de emergencia. Los estudiantes y miembros de la comunidad utilizan el espacio para atletismo, eventos y reuniones, maximizando la inversión en infraestructura de protección contra tormentas mientras mantienen la atmósfera acogedora esencial para las instalaciones educativas.
Beneficios de sostenibilidad y desempeño
La construcción con sistema ICF entregó ventajas de rendimiento térmico por sobre la construcción convencional de instalaciones educativas. “El sistema ICF proporcionó un valor R más alto para los muros que otras fases de la escuela secundaria que utilizaron ladrillo por sobre marcos metálicos conformados en frío”, explicó Garrett.
Esta eficiencia térmica mejorada reduce los costos operativos mientras mejora la comodidad de los ocupantes en espacios de gran volumen.
Las consideraciones ambientales influyeron en la selección de materiales más allá de los requisitos de desempeño. “En parte, se eligió el sistema ICF debido al impacto ambiental de transportar encofrados livianos al sitio de la obra y traer hormigón premezclado desde una planta cercana”, según Garrett. “Este enfoque minimizó los impactos ambientales relacionados con el transporte en comparación con alternativas como paneles de hormigón prefabricado que requieren envíos de larga distancia”.
Impacto regional y liderazgo en la industria
Como uno de los refugios contra tormentas más grandes para escuelas secundarias en Texas, el proyecto demuestra soluciones para los distritos que enfrentan requisitos de seguridad similares, mientras mantienen espacios educativos funcionales.
“El cliente ha mostrado con orgullo el gimnasio a otros distritos escolares y se han dado varios recorridos a la Sociedad de Ingenieros Profesionales de Texas para mostrar cómo crear un refugio contra tormentas rentable en escuelas que funcionen incluso como espacios muy utilizables”, informó Garrett.
“Este proyecto fue un éxito completo y Lubbock-Cooper ISD ya comenzó a considerar de qué otras maneras se puede utilizar el sistema ICF en futuros proyectos del distrito”, puntualizó el ingeniero y agregó que “debido a la velocidad de construcción, presupuesto y desempeño del sistema ICF, el equipo de diseño ya está se encuentra implementándolo para el Auditorio de la escuela secundaria Liberty, en la siguiente fase del proyecto”.
La recepción de la comunidad superó las expectativas. “El mandante estaba extremadamente satisfecho con el gimnasio terminado. El gimnasio, aunque es un refugio contra tormentas, ha sido recibido por la comunidad como un espacio de reunión seguro y estético para que la comunidad disfrute”, según Garrett.
Ficha Técnica del Proyecto
- Ubicación: Lubbock, Texas
- Tipo: Instalación escolar
- Tamaño: 3.345 metros cuadrados (36.000 pies cuadrados)
- Uso de sistema ICF: 3.893 metros cuadrados (41.900 pies cuadrados)
- Costo: USD $20 millones
- Construcción Total: 117 semanas
- Tiempo de Instalación del sistema ICF: 168 días
Datos Destacados
- Entre los refugios contra tormentas más grandes para escuelas secundarias de Texas
- Muros ICF de 18 pulgadas de espesor y 13,7 metros (45 pies) de altura, luz de techo de 43 metros (142 pies)
- Puede resistir vientos de 250 mph (402,3 kilómetros por hora)
- El refugio contra tormentas alberga dos gimnasios de práctica
- El piso está 4,5 metros (15 pies) bajo el nivel del suelo
- Muros diseñados para manejar cargas hidrostáticas
- Un vestíbulo en voladizo de 2,4 metros (8 pies) desde el muro ICF central en ambos gimnasios
