Un horizonte de madera
En un día nublado a principios de octubre, el arquitecto Andrew Waugh rodea la base de una torre de apartamentos anodino en Shoreditch, un barrio del este de Londres. Shoreditch sufrió mucho durante los bombardeos de la II Guerra Mundial “renovación urbana, cortesía de la Luftwaffe,” dice Waugh y luego pasó décadas descuidado. Recientemente, sin embargo, el barrio ha hecho una gran recuperación. Discotecas y tecnología de reciente creación llegaron por primera vez con la promesa de alquiler barato, y los residentes siguieron. Junto con ellos llegaron arquitectos, urbanistas e ingenieros, muchos de los cuales hacen una peregrinación a la misma torre que circunvala Waugh ahora.
Desde el exterior, no hay nada especialmente llamativo sobre el edificio de nueve pisos, llamado Stadthaus, que Waugh diseñó con su pareja, Anthony Thistleton. Su fachada gris y blanco se mezcla casi a la perfección en los nublados cielos de Londres. Es lo que hay dentro que hace que se destaque el Stadthaus. En lugar de acero y hormigón, los pisos, techos, cajas de ascensores, escaleras y están hechos totalmente de madera.
Pero no cualquier madera. fuerza y la masa de los edificios se basan en un material de alta ingeniería llamada madera laminada en cruz (CLT). Las enormes paneles son de hasta la mitad de un pie de espesor. Están hechos mediante la colocación de capas de vigas paralelas una encima de la otra perpendicularmente, a continuación, pegándolas juntas para crear material de resistencia como el acero. “Esta construcción tiene más en común con elementos prefabricados de hormigón de diseño tradicional que estructura que de madera,” dice Thistleton. Muchos ingenieros les gusta llamarlo “de madera contrachapada con esteroides”.
Cuando se abrió en 2009, Stadthaus era, con mucho, el más alto edificio de madera y moderna del mundo. Desde entonces, las torres CLT han brotado por todas partes. Waugh Thistleton construyó una torre de apartamentos de siete pisos cerca de Stadthaus en 2011, y la construcción está en marcha para un edificio de madera de 90 pies de altura en Prince George, Columbia Británica. En 2012, Stadthaus perdió el récord de altura de un edificio de apartamentos de 10 pisos en Melbourne llamada forté.
La madera es tanto renovable como un sumidero de carbono.
Hay planes para ir aún más alto. autoridades suecas han aprobado una torre de madera de 34 pisos en Estocolmo, mientras que Michael Green, un arquitecto de Vancouver, está buscando la aprobación para una torre de 30 pisos en su ciudad. Y la mega firma de arquitectura de Chicago Skidmore, Owings & Merrill publicó recientemente un estudio de viabilidad para una torre de 42 pisos hecha predominantemente en CLT. Se ha convertido en una competición entre los arquitectos para ver quién puede construir la siguiente obra más alta de gran altura en madera, dice Frank Lam, profesor de diseño de edificios de madera y la construcción de la Universidad de Columbia Británica.
¿Por qué el repentino interés en la madera? En comparación con el acero o el hormigón, CLT, también conocida como la madera maciza, es más barata, más fácil de montar y más resistente al fuego, gracias a los características de la madera. Es también más sostenible. La madera es renovable al igual que cualquier otro cultivo, y es un sumidero de carbono, el secuestro del dióxido de carbono es absorbido durante el crecimiento, incluso después de que ha sido convertida en madera. Waugh Thistleton estima que la madera en Stadthaus almacena 186 toneladas de carbono, mientras que el acero y el hormigón para una torre similar, convencionalmente construido habrían generado 137 toneladas de dióxido de carbono durante la producción. Madera de las redes de un ahorro de 323 toneladas.
Los demógrafos predicen que la ciudadanía urbana del planeta se duplicará en 36 años, el aumento de la demanda de estructuras cada vez más altos en las ciudades cada vez más densas. Ya sea que los arquitectos y empresas de construcción construyan esas torres de materiales no sostenibles, como el acero y el hormigón o emplear nuevos materiales como CLT podría hacer una gran diferencia en la salud de la Tierra. Dicho de otra manera, el futuro urbano del mundo sólo puede estar en su viejo material de construcción.
KLH Reino Unido Cortar y Ensamblar: madera (CLT) paneles de laminado cruzado se cortan a las especificaciones en una fábrica y ensamblados en el sitio de construcción.
Cuando la mayoría de la gente piensa en la arquitectura de madera, imaginan un sistema de edificio residencial ligero pero resistente de vigas de madera finas introducidas durante la mitad del siglo 19 (por lo que la luz del globo, o, más bien, un balloon frame*, la gente decía, que podría simplemente flotar). Los balloon frame, también conocido como “la construcción de Chicago,” por la ciudad donde primero se hizo popular, son baratos y fáciles de construir. Sin embargo, aunque son lo suficientemente fuertes para unos pocos pisos de la construcción residencial, balloon frame rápidamente bajo de credibilidad.
Eso se convirtió en un problema en el siglo 19, ya que las ciudades comenzaron a crecer, así como hacia fuera. Afortunadamente, casi al mismo tiempo, los ingenieros y los arquitectos descubrieron cómo utilizar acero y hormigón para construir estructuras de gran altura que podría subir muy por encima de los marcos de globos más altos. 138 pies Home Insurance Building de Chicago, que se abrió en 1885, fue el primero en emplear un esqueleto de acero y miles han seguido en rápida sucesión.
No ayudó al caso de la madera que en los siglos finales del siglo 19 y principios del 20 una serie de incendios urbanos horribles se extendieron por milla cuadrada tras milla cuadrada de casas de madera y bloques de apartamentos en ciudades como Baltimore, Chicago y San Francisco. Estos desastres llevaron a estrictos códigos de construcción locales que limitan la altura de los edificios residenciales de madera hasta un mínimo de cinco plantas.
El resto es historia de la arquitectura. Los grandes bosques de rascacielos que crecieron en todas las ciudades del mundo en el siglo 20 se hicieron casi en su totalidad de acero y hormigón. “Hubo un largo periodo en el que la gente ha olvidado cómo utilizar la madera”, dice Alex de Rijke, socio de la firma de arquitectura de Londres de dRMM, que ha trabajado mucho con el diseño de masas maderables.
Sin embargo, durante las últimas dos décadas, los arquitectos e ingenieros han comenzado a reconsiderar las posibilidades de la madera como material de construcción estructural. Primero fue la tecnología en sí misma. A mediados de la década de 1990, el gobierno austriaco ha financiado un programa de investigación-industria académica conjunta para desarrollar nuevas formas, más fuertes de la madera de “ingeniería” para absorber el exceso de oferta de madera del país. El resultado fue CLT un material ligero, extremadamente robusto que podría ser prefabricado y cortado a medida.
La belleza simple de CLT es su calidad ortótropo. madera normal es fuerte en la dirección de la veta, pero débil en la dirección transversal. capas perpendiculares de CLT hacen fuertes en dos direcciones. Y porque se basa en capas de haces más pequeños, puede reducir los residuos mediante el uso de la madera de forma irregular, con nudos que la madera molinos de otro modo rechazan.
CLT se produjo justo cuando la arquitectura se va a través de su propia revolución tecnológica. En el pasado, un arquitecto redactaría esquemas a mano para enviarlos a un ingeniero, que convertia los documentos en las especificaciones para cada viga de madera o chapa de acero. Los componentes entonces se cortaban en un molino y se montan, pieza por pieza, en el lugar -un proceso impreciso y caro-, que consume mucho tiempo.
Hoy en día, que todo está hecho por computador. Un arquitecto diseña un edificio utilizando el software AutoCAD en 3-D, y el programa genera las especificaciones de materiales y los envía a los routers de madera o acero robóticos, que forma paneles con precisión milimétrica. El resultado es un conjunto de bloques de construcción que un pequeño grupo de trabajadores puede atornillar en cuestión de semanas. Tomó sólo 27 días para que cuatro hombres, que trabajaban tres días a la semana, para levantar la parte de madera de Stadthaus, un 30 por ciento más rápido que un acero y hormigón con una estructura comparable. En lugar de construir la torre desde cero en el lugar, dice Waugh, es más como el montaje de un mueble. “Las instrucciones son como Ikea, pero un poco más sencillo, y los nombres son más agradables”, asevera.
SOM cortesía
A pesar de sus beneficios, la idea de utilizar CLT ha sido difícil de vender hasta hace poco. Después de emplear el material para construir un pequeño club de artes en 2003, Waugh y Thistleton llevan años intentando y fallando a convencer a más clientes a usarlo. “Cualquiera que sea el cliente, la madera viene al escritorio,” dice Waugh, “y después de una hora, la madera con demasiada frecuencia se descarta.”
La resistencia surgió de suposiciones acerca de la madera como materia: Los clientes creían que cualquier estructura de madera se comportaría como un ballon frame, con sus debilidades estructurales y la vulnerabilidad al fuego. “Encontramos el argumento, a veces frustrante”, dice Thistleton. “Una cosa que encontramos fue la incapacidad de cualquiera de distinguir entre la madera de masas y un marco de madera.”
El fuego es, por supuesto, la primera preocupación que viene a la mente con la construcción en madera. Y, sin embargo, la madera masa es realmente más seguro en un incendio que el acero. Una gruesa tablón de madera se charla en el exterior, el sellado de la madera en el interior de los daños. Metal, por el contrario, comienza a derretirse. “Acero, cuando se quema, es como un espagueti”, dice BJ Yeh, el director de servicios técnicos para la APA-Engineered Wood Association.
Poco a poco, sin embargo, los desarrolladores están llegando, en particular los que captar los beneficios económicos de la construcción con CLT. Cuando el brazo australiano de Lend Lease, empresa global de gestión de proyectos y construcción, comenzó a diseñar Forté, un edificio de apartamentos de 10 pisos en el barrio de Docklands de Melbourne, sus ingenieros no estaban considerando la madera maciza. “En un principio buscamos una solución de construcción ligera que podía funcionar en condiciones relativamente pobres del suelo”, dice Andrew Nieland, que supervisa los proyectos de construcción de madera para la empresa. CLT, se encontró, tiene más sentido económicamente. “Hicimos nuestra debida diligencia y encontré ingeniería en madera,” dice Neiland. En términos generales, construcción en CLT es de aproximadamente 15 por ciento más barato que el acero convencional y el hormigón, según una investigación de Waugh Thistleton.
Los inquilinos están recibiendo a bordo también. A pesar de los temores de que algunos pueden ser apagados por las preocupaciones de seguridad que rodean la vida en una torre de madera, Forté resultó ser un gran éxito comercial, con todas las unidades vendidas. “Fue en las noticias en China”, dice Nieland. “La madre de un colega llamó y dijo: ‘¿Qué es este edificio?’ ”En el futuro, dice, que construye para arrendar en Australia se ha comprometido a la construcción de 30 a 50 por ciento de sus proyectos con CLT.
Sin embargo, la fuerza impulsora detrás de la mayor giro hacia la madera es una creciente conciencia entre los arquitectos y desarrolladores acerca de la contribución de su campo para el cambio climático. “Nuestra industria lidera a todos los demás en términos de su impacto en el planeta y la salud humana”, dice Waugh. El hormigón y acero requieren enormes cantidades de energía para producir y el transporte, la generación de más de una tonelada de dióxido de carbono por tonelada de acero o de hormigón.
La madera, por otro lado, incluso la madera de ingeniería como CLT, que requiere energía adicional para cortar y presionar en secciones es mucho más amigable con el medio ambiente. Según Wood for Good, una organización que aboga por la construcción de madera sostenible, una tonelada de ladrillos requiere cuatro veces la cantidad de energía que producir una tonelada de madera aserrada; hormigón requiere cinco veces, de acero 24 veces, y de aluminio 126 veces. La madera también tiene un mejor rendimiento: Es, por ejemplo, cinco veces más aislante que el hormigón y 350 veces más que el acero. Eso significa que se necesita menos energía para calentar y enfriar un edificio de madera.
Cuando el CLT se utiliza para construir torres de gran altura, los ahorros de carbono pueden ser enormes. Las 186 toneladas de carbono atrapado en Stadthaus son suficientes para compensar los 20 años de sus operaciones diarias, lo que significa que para las dos primeras décadas de su vida, el edificio no es neutro en carbono-carbono en realidad es negativo. En lugar de producir gases de efecto invernadero, Stadthaus los está mitigando.
Si bien las empresas como Waugh Thistleton se han centrado en el extremo inferior de la escala de gran altura, otros están diseñando edificios radicalmente más altos, hasta 40 o más pisos. La propuesta más reciente viene de Skidmore, Owings & Merrill, la firma detrás de algunos de los rascacielos más altos del mundo, incluyendo el 1 World Trade Center y el Burj Khalifa. Llamado el proyecto de investigación de la torre de la madera, él re imagina la torre de 42 pisos de Dewitt Chestnut del apartamento de Chicago, que Skidmore diseñó en 1966, como estructura construida sobre todo con CLT. En general, el edificio propuesto es de alrededor del 80 por ciento de madera con acero y hormigón en las juntas para proporcionar mayor rigidez.
Hasta el momento, el estudio es sólo eso: un experimento mental. Pero para una firma de primer orden como Skidmore abrazar la construcción en madera de gran altura es un signo de la rapidez con que la tecnología se está moviendo desde la vanguardia de ingeniería a la corriente principal.
Es poco probable que veremos torres de madera subiendo tan alto como los rascacielos supertall de hoy en día. Pero que deja un montón de oportunidades. Incluso en las ciudades más grandes del mundo, sólo un puñado de edificios de una altura superior a 40 pisos. “Una gran proporción del mercado es viable. Nueva York es una ciudad de gran altura, pero no es tan alto“, dice William F. Baker, quien supervisó el estudio Skidmore con el ingeniero de proyecto Benton Johnson. “Podríamos manejar la mayoría de Manhattan.”
Lo que nos lleva de nuevo a Stadthaus. Si ese edificio sin pretensiones en una esquina en Shoreditch es en realidad una trampa para los centenares de toneladas de carbono, imagine una ciudad entera de Stadthauses. Estructuras que alguna vez fueron una fuente importante de gases de efecto invernadero en su lugar podría fregar de la atmósfera. “La madera es el nuevo concreto,” dice de Rijke, de dRMM. “El hormigón es un material del siglo 20. El acero es un material del siglo 19. La madera es un material del siglo 21 “.
La Nueva Madera: CLT
El proceso para la producción de madera laminada cruzada hace claro por qué los arquitectos la llaman “madera contrachapada con esteroides”. Su estructura en capas le da inmensa fuerza en dos direcciones, produciendo una alternativa ligera al acero o de hormigón.
SOM cortesía
La Nueva Madera
1) Capa
Vigas de madera, por lo general el abeto, se fijan al lado del otro en capas, con cada capa perpendicular a la de debajo de ella, creando un tablero de madera hasta un pie de espesor. Una fina capa de pegamento se coloca entre cada capa.
2) Pulse
Los tableros de madera se colocan en una prensa masiva, lo que les aprieta juntos.
3) Arena
Los bordes de las placas están lijadas. Si se necesitan secciones más largas, los bordes se fingerboarded para crear un extremo de enclavamiento de sierra. A continuación, se pegan al extremo correspondiente de otro panel para crear secciones de hasta 78 pies de largo.
4) Corte
Las tablas se cortan a medida según las especificaciones, la incorporación de espacios para las ventanas y los servicios públicos, utilizando archivos 3-D enviados por los arquitectos o equipo de construcción.
Anatomía de una torre de madera aserrada
Cortesía Waugh Thistleton Arquitectos
Edificio Stadthaus. Cortesía: Ecosiglos
1) Considerando que las estructuras de acero o de hormigón son esquelético, utilizando columnas para llevar cargas, las torres CLT distribuyen el peso sobre todo el panel sólido vertical.
2) de acero o en hormigón soportes en L para fijar juntos los paneles CLT horizontales y verticales.
3) Los tramos horizontales entre elementos CLT vertical puede ser significativamente más largos que con el acero o vigas de hormigón.
4) Las paredes interiores son generalmente ignífugos mediante la aplicación de una capa de revestimiento de yeso en la parte superior de los paneles de madera en masa.
5) Una capa de dos pulgadas de hormigón cubre típicamente dos capas de dos pulgadas de aislamiento (separados por un vacío de tres pulgadas) para reducir la vibración acústica entre plantas.
6) Los paneles vienen hechos a la medida con espacios cortados para ventanas y se instalan, a veces, las tuberías y la parte eléctrica. La construcción es tan fácil como atornillar los paneles entre sí.
7) Los ascensores tienen paredes dobles con aislamiento intercalada entre ellos para la seguridad contra incendios y aislamiento acústico.
Fuente: Popsci
* Balloon frame (cuya traducción desde el inglés podría ser armazón de globo) se denomina a un tipo de construcción de madera característico de Estados Unidos, consistente en la sustitución de las tradicionales vigas y pilares de madera por una estructura de listones más finos y numerosos, que son más manejables y pueden clavarse entre sí. Esta tipología constructiva produce edificios (normalmente viviendas de una o dos plantas) más ligeros y fáciles de construir.
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