La construcción a partir de madera automoldeada convierte a la Torre Urbach en un hito único

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26 de Julio, 2019

La Torre Urbach constituye la primera estructura a nivel mundial hecha de componentes automoldeables a escala de construcción. Esto es posible gracias a la reducción de la madera cuando disminuye la humedad de la misma, permitiendo una deformación natural que desemboca en un diseño innovador, elegante, sustentable y renovable.

La Torre Urbach es una estructura de madera única. El diseño de la torre surge de un nuevo proceso de automoldeado de los componentes de madera curvados. Este desarrollo pionero constituye un cambio de paradigma en la fabricación de madera de procesos de moldeado mecánico elaborados y con gran consumo de energía que requieren maquinaria pesada, a un proceso en el que el material se conforma completamente por sí mismo. Este cambio de forma es impulsado solo por la característica reducción de la madera durante la disminución del contenido de humedad.

Los componentes para la torre de 14 m de altura están diseñados y fabricados en un estado plano y se transforman de forma autónoma en las formas curvas programadas finales durante el secado técnico estándar de la industria. Esto abre nuevas e inesperadas posibilidades arquitectónicas para estructuras de alto rendimiento y elegantes, utilizando un material de construcción sustentable, renovable y de origen local.

La Torre Urbach constituye la primera estructura a nivel mundial hecha de componentes automoldeables a escala de construcción. No solo muestra este innovador enfoque de fabricación y la novedosa estructura de madera resultante, sino también intensifica la participación espacial de los visitantes y la experiencia paisajística al proporcionar un impresionante edificio emblemático para la contribución de la Ciudad de Urbach al Remstal Gartenschau 2019.

Programación de materiales y previsibilidad del cambio de forma

En la construcción de madera, la humedad generalmente causa problemas de agrietamiento y deformación, por lo que los cambios de humedad y el desarrollo del estrés deben ser controlados cuidadosamente. En contraposición, en este proyecto, la madera está programada y dispuesta de una manera que utiliza esta poderosa deformación que ocurre naturalmente para desencadenar un comportamiento de automoldeado en el diseño. De la misma manera que las máquinas pueden programarse para realizar diferentes movimientos, las partes de madera pueden programarse para transformarse en formas predeterminadas cuando se secan.

Si bien los métodos de doblar la madera en diferentes formas para la estructura y la estética han existido durante siglos y se han convertido en procesos industriales reconocidos, todavía dependen principalmente de la fuerza mecánica bruta para el proceso de conformación. De manera similar, una comprensión de cómo se deforma la madera debido a los cambios en el contenido de humedad es bien conocida en la práctica y en la teoría. Sin embargo, un cambio en el pensamiento de diseño, así como las nuevas simulaciones computacionales para una predicción más precisa, ahora nos permiten utilizar esta hinchazón y reducción inducida por la humedad para diseñar y programar movimientos de automoldeación específicos a una escala cada vez mayor.

Fabricación automoldeadora a escala de edificio

El desarrollo pionero de la automoldeación a gran escala constituye un cambio de paradigma en la fabricación de madera de procesos de conformación mecánica elaborados y con gran consumo de energía que requieren maquinaria pesada, a un proceso en el que el material se conforma completamente por sí mismo. Este cambio de forma solo se debe a la reducción característica de la madera durante una disminución del contenido de humedad. Los componentes de madera contralaminada (CLT) curvados para la estructura de la torre se diseñan y producen como paneles planos que se deforman de forma autónoma en formas curvas predichas cuando se secan. Las piezas de bicapa de madera de abeto de 5,0 mx 1,2 m se fabrican con un alto contenido de humedad de la madera y laminados específicos y se secan en un proceso de secado técnico estándar de la industria. Cuando se retira de la cámara de secado, las piezas están curvadas con precisión. Las partes se superponen y se laminan juntas para bloquear la geometría en su lugar, formando componentes CLT curvados más grandes con una geometría estable de forma.

Se han desarrollado modelos de mecánica computacional específicos del material para diseñar, predecir y optimizar la disposición del material necesaria para producir diferentes tipos de curvatura y radio. La tecnología de la fabricación automoldeada para tableros de madera maciza y la rápida adaptabilidad del proceso a diferentes curvaturas abren posibilidades arquitectónicas nuevas e inesperadas para estructuras de madera de concha delgada, utilizando un material de construcción sostenible, renovable y de origen local. La Torre Urbach es la primera implementación de esta tecnología en piezas de madera de construcción con carga.

Construcción sustentable de madera y revestimiento funcional de madera

Los componentes de forma automática están hechos completamente de tableros de madera de abeto de origen regional de Suiza. Los componentes individuales abarcan hasta 15 m con un radio de 2,40 m y un grosor estructural de solo 90 mm. Los componentes están cortados por CNC en 5 ejes y se detallan a partir de espacios en blanco de medio cilindro y se ensamblan previamente en grupos de construcción de tres componentes para el transporte, incluida la barrera contra el agua y el revestimiento exterior de madera. Con una curvatura precisa y una alineación óptima de la fibra del proceso de fabricación, cada componente se corta en detalle en solo 90 minutos de tiempo de la máquina. Una capa de revestimiento protector hecha a medida que consiste en madera de alerce laminada encolada se agrega en el exterior. Esto también incluye la aplicación de un recubrimiento inorgánico transparente y duradero, que protege la madera de la radiación UV y el ataque de hongos. En lugar de rasgarse y volverse de color gris plateado cuando se expone a la intemperie al aire libre, la madera tendrá un color blanco uniforme con el tiempo.

Toda la cadena de proceso, desde el corte de troncos regionales en el aserradero hasta la producción de paneles de automoldeado, el proceso de secado y el mecanizado final y el premontaje se realizan dentro del mismo grupo de empresas y en el mismo lugar. Esto no solo permite una producción sostenible e innovadora, sino que también muestra cómo la fabricación con automoldeación se puede integrar sin problemas en los flujos de trabajo de fabricación y procesamiento industrial de madera establecidos.

Estructura de madera fina de alto rendimiento

La Torre Urbach consta de 12 componentes curvos hechos de madera contralaminada. La estructura portante de la torre exhibe un grosor de 90 mm y un voladizo de más de 14 metros, lo que da como resultado una relación de grosor de aproximadamente 160/1. La curvatura inherente permite una estructura de torre altamente delgada y liviana de solo 38 kg por metro cuadrado de superficie. En el estado de ensamblado, la torre actúa como una estructura de superficie activa a través de su expresiva geometría curva. Los elementos de construcción livianos se conectan mediante tornillos cruzados, cuya disposición y ángulo específico se optimizan en toda la estructura en relación con su utilización, al tiempo que se mantiene una conexión continua a lo largo de la costura para lograr transferencias de carga homogéneas.

Los equipos de ensamblaje prefabricados de la torre, cada uno de ellos compuesto por tres componentes curvos, fueron ensamblados en un solo día de trabajo por un equipo de cuatro artesanos sin el requisito de un amplio andamiaje o encofrado, y fueron rematados por un techo transparente. La estructura muestra las posibilidades de una arquitectura de madera eficiente, económica, ecológica y expresiva que surge en la intersección de la maestría, la innovación digital y la investigación científica.

Un hito arquitectónico único para el valle de Rems

La Torre Urbach es una de las 16 estaciones diseñadas por algunos de los arquitectos alemanes más reconocidos para el Remstal Gartenschau 2019. Las estaciones son edificios pequeños y permanentes que evocan las tradicionales capillas blancas distribuidas en los campos y viñedos a lo largo del pintoresco valle de Rems. Ubicada en una colina prominente en el centro del valle, la torre de 14 m de altura es un hito sorprendente que conecta visualmente varias estaciones. Proporciona un lugar de refugio, reflexión interna y vista exterior al revelar vistas impresionantes y enmarcar el paisaje. La forma distintiva de la torre constituye una expresión arquitectónica verdaderamente contemporánea del material de construcción tradicional de madera. Celebra las características innatas y naturales de la madera automoldeada en su forma de espiral ascendente.

La curvatura cóncava de la estructura en el exterior da como resultado líneas y superficies nítidas, que se acentúan aún más por la luz directa del día y el blanqueo del revestimiento a lo largo del tiempo. En contraste, en el interior, la curvatura convexa crea una experiencia visual y de materiales táctil inesperada, con una estructura de madera que parece casi suave y parecida a un textil, destacada por la luz que lava las superficies suavemente onduladas. Frente a la entrada, el delgado sobre de madera se abre como una cortina, poniendo el valle de Rems en el centro del escenario.


Escrito originalmente para itke.
Fotografías cortesía de ICD/ITKE, University of Stuttgart

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