Optimizado para que la geometría del elemento absorba todas las cargas, “Striatus” es la nueva apuesta del Grupo de Diseño y Computación de Zaha Hadid Architects y un conjunto de colaboradores, quienes buscan un nuevo lenguaje en el que el hormigón se transforma en un material efectivamente sostenible sin que pierda sus cualidades de resistencia.
La construcción con hormigón bajo tecnología de impresión 3D continúa su avance acelerado y son cada vez más las obras que se proyectan con esta innovación. Ya se han visto proyectos habitacionales privados (ver AQUÍ) y edificios públicos (como el construido en Dubai) fabricados con este desarrollo, aunque a todas luces, su uso se da más en infraestructura peatonal, como lo que se pretende levantar en Holanda (y que comentamos AQUÍ).
En ese sentido, uno de los aspectos que más preocupa a la hora de utilizar esta nueva tecnología constructiva es determinar la cantidad de refuerzo que tendrá la estructura de hormigón impreso o bien, de qué manera se extruirán las capas de hormigón desde la impresora 3D para así, asegurar integridad estructural a la obra.
Buscando un nuevo lenguaje y aplicando optimizaciones tanto en el diseño del hormigón como del elemento en sí, durante la Bienal de Arquitectura de Venecia Grupo de Diseño y Computación del estudio de arquitectura Zaha Hadid Architects, ZHACODE, en conjunto con el Block Research Group del prestigioso Instituto Tecnológico de Zúrich y la colaboración de Holcim para el diseño del material, presentaron el puente peatonal “Striatus”, fabricado completamente con bloques de hormigón impreso y que se construyó sin utilizar refuerzo, sea enfierradura o fibra.
“Striatus”: Un nuevo lenguaje para el hormigón impreso
Striatus es un puente peatonal de 16×12 metros, que “combina las técnicas tradicionales de los maestros constructores con diseño e ingeniería computacional avanzados y tecnologías de construcción con robótica”, comunicaron los involucrados en el proyecto a través de una nota de prensa.
“Al proponer un nuevo lenguaje para el hormigón que está estructurado, es consciente de la fabricación, ecológicamente responsable y colocado de forma precisa para construir más con menos, ‘Striatus’ optimiza las propiedades interrelacionadas de las estructuras de mampostería, la impresión 3D de hormigón (3DCP, en sus siglas en inglés) y el diseño contemporáneo, presentando una alternativa a la construcción con hormigón tradicional”, subrayaron los participantes.
“Striatus” es una estructura de hormigón no armado que logra su resistencia a través de la geometría. Al ser considerado como un tipo de piedra artificial, el hormigón se desempeña mejor a través de la compresión, por lo que en estructuras arqueadas o abovedadas, el material puede colocarse de forma precisa para que así, las fuerzas puedan viajar hacia los soportes en pura compresión.
“De esta forma, la resistencia se crea a través de la geometría en vez de una ineficiente acumulación de materiales como en las columnas y losas de piso de hormigón convencionales. Esto, presenta oportunidades para reducir de manera significativa la cantidad de material necesario para abarcar el espacio, como también, la posibilidad de construir con alternativas menos contaminantes y de resistencias menores”, dice en la nota de prensa.
Geometría optimizada para resistencia estructural
La geometría de la plataforma bifurcada del puente responde, explicaron sus desarrolladores, a las condiciones del sitio. “La forma funicular de sus arcos estructurales se definió gracias a técnicas de análisis de límites y métodos de equilibrio, como el análisis de redes de empuje, desarrollado originalmente para la evaluación estructural de bóvedas de mapostería históricas”, detallaron.
Los lazos de acero tensados absorben el empuje horizontal de los arcos, mientras que almohadillas de neopreno se colocaron entre las juntas secas de los bloques para evitar concentraciones de estrés y controlar las propiedades de fricción de las interfaces, emulando el uso de láminas de plomo o morteros suaves en construcción de mampostería históricas.
“’Striatus’ sigue la lógica estructural de la mampostería en dos niveles. Como un todo, el puente se comporta como una serie de arcos-dovelas no armados, cuyas discretizaciones ortogonales al flujo dominante de las fuerzas de compresión, siguen los mismos principios estructurales que los puentes arqueados romanos fabricados con piedras. Localmente, al nivel de dovelas, las capas de hormigón impreso en 3D se comportan como un ladrillo de albañilería tradicional, lo que es evidente en las filas inclinadas de ladrillos dentro de bóvedas nubias o mexicanas”, explicaron.
Hormigón especial y un diseño “circular”
Los diseñadores de este proyecto explicaron que, al colocar el material sólo donde es requerido, el puente “Striatus” posee un diseño circular, lo que además reduce su huella medioambiental. “Construido sin refuerzos y utilizando juntas secas son aglomerantes, ‘Striatus’ se puede instalar, desmantelar, reensamblar y reutilizar de forma reiterada, demostrando cómo las tres ‘R’ de la sostenibilidad (reducir, reutilizar y reciclar) pueden aplicarse a estructuras de hormigón”, subrayaron.
Asimismo, para un mejor uso de la tecnología de impresión en 3D, la fabricación de los bloques se realizó, primero, a través de un diseño digital optimizado que incluyó el intercambio de datos entre diversos softwares que estuvieron involucrados en el proceso.
La impresión del material se realizó con un hormigón de doble componente, el que se extruyó de manera precisa en capas no uniformes y no paralelas de 6 ejes, gracias a la acción de un brazo robótico multi-DOF. “Esta nueva generación de hormigón impreso en 3D, en combinación con un diseño arqueado de albañilería, tiene como resultado componentes que pueden utilizarse estructuralmente sin refuerzo alguno o postensado”, aseguraron desde el proyecto.
En ese sentido, desde el proyecto subrayaron que “’Striatus’ ofrece un camino para construir más con menos. Creado con los mismos principios estructurales y una aproximación similar al diseño computacional completamente integrado a la fabricación que forma la base de los pisos o arcos de hormigón no armado, los que ya ha desarrollado el Block Research Group, esta estructura propone una alternativa a losas ineficientes dentro de cualquier construcción”.
