Diseño y Construcción de CONFLUENCIA PARQUE
English | Translation Sponsored by Nox-Crete Products Group
Por Andrew Kudless
Casey Dunn
Vistas del pabellón principal terminado en Confluence Park
En marzo de 2018, Confluence Park abrió sus puertas al público en San Antonio, Texas. El producto de más de 10 años de desarrollo del cliente, San Antonio River Foundation, el proyecto representa un importante estudio de un caso en innovación en diseño y construcción, especialmente con respecto a la construcción de concreto de tilt-up. Después de varios años de desarrollo el cliente se concentró en la selección del sitio y la adquisición de tierras, en las exploraciones iniciales del diseño con otros equipos y en la recaudación de fondos. El equipo del diseño final empezó a finales de 2014 y el cliente le dio la tarea de desarrollar un parque educativo para la comunidad local. La misión del cliente se centró en crear un espacio cívico inspirador y deseable mientras educa a la comunidad sobre problemas de sustentabilidad, conservación del agua y la ecología de la vertiente del Río San Antonio.
El equipo de diseño central se conformó de mi firma de diseño Matsys (diseñador principal de los pabellones), Lake | Flato Architects (arquitecto responsable), Rialto Studio (arquitecto de paisaje) y Architectural Engineering Collaborative (ingeniero de estructuras). Trabajando intensa y colaborativamente durante el concepto inicial y las fases de diseño esquemático del proyecto, este equipo estableció la dirección del diseño con base en la aportación crítica de San Antonio River Foundation. De hecho, fue la sugerencia despreocupada del cliente de que el parque estuviera tan vivo cuando lloviera que las personas aún desearan visitarlo lo que dio la inspiración primaria de diseño al equipo. El cliente deseaba que el parque celebrara la importancia crítica del agua para la región mientras creaba un espacio cívico que también fuera una obra de arte.
Airborne Aerial Photography
Casi al final de su construcción en enero de 2018, el pabellón principal se puede ver como una serie de arcos en ondulación.
Cade Bradshaw y Stuart Allen
Levantando uno de los pétalos de concreto en su lugar
El diseño final del parque consta de 3.5 acres de plantas nativas, un edificio multiusos de 2000 pies cuadrados, un pabellón principal de 6000 pies cuadrados y tres pabellones satelitales más pequeños distribuidos por el parque. Este artículo se enfocará en el diseño y construcción del pabellón de concreto y los pabellones satelitales. El objetivo de los pabellones es crear espacios con sombra para que los grupos escolares se reúnan durante el día en que los guardas del parque los guían en actividades educativas. Además, los pabellones sirven al público en general por las noches y fines de semana al ofrecer resguardo para una gran variedad de eventos, tales como clases de yoga, noches de películas y bodas.
Con base en el deseo del cliente de que el proyecto integrara su misión educativa enfocada en la conservación del agua, el diseño de los pabellones surgió de un minucioso estudio de cuántas plantas de la región forman ramaje o pétalos eficientes de doble curva que capturan el agua de lluvia y rocío y lo dirigen de vuelta a su tallo y raíz. Muy al principio de la etapa de diseño, el equipo desarrolló una serie de formas con figura de embudo que se abrían al cielo y dirigían el agua de lluvia a una cisterna subterránea para usar en los baños y en el sistema de irrigación del proyecto.
Una inquietud adicional del cliente también tenía un impacto importante en el diseño del pabellón. Después de varios arranques falsos en el proyecto antes de la contratación del equipo de diseño actual, el cliente deseaba que el nuevo equipo completara la fase de diseño e iniciara la construcción lo más pronto posible. Aunque el alto nivel de diseño y la construcción eficaz a menudo están en conflicto entre sí en muchos otros proyectos, la demanda del cliente de crear una obra de arte única que también pudiera diseñarse y construirse rápida y rentablemente condujo al equipo de diseño a explorar varios sistemas de construcción modular donde la innovación formal pudiera lograrse mediante una repetición irregular de piezas idénticas. El equipo exploró una gran variedad de sistemas de materiales para crear las figuras de embudo, tales como vigas curvas de madera diseñadas o una estructura de acero curva y un revestimiento de tela, sin embargo, debido a la experiencia de Chuck Naeve, el ingeniero de estructuras, el equipo empezó a explorar un sistema de concreto de tilt-up modificado. El concreto de tilt-up ofreció la modularidad que necesitábamos en velocidad y rentabilidad, a la vez que simplificaba la estética visual y mantenimiento de los materiales y aumentaba la durabilidad. Aunque los paneles de concreto de tilt-up son tradicionalmente planos, teníamos la certeza de que podíamos formar un ángulo en el pétalo durante el colado de tal manera que se necesitara muy poco encofrado superior. Esto redujo la cantidad general de cimbra a la vez que eliminó la necesidad de reconstruir la cimbra en un nuevo lugar cada vez como se requeriría con el concreto colado en el sitio.
Casey Dunn
Vistas del pabellón principal terminado en Confluence Park
Se desarrollaron una serie de “pétalos” que recolectaban agua de lluvia a la vez que proporcionaban una cantidad significativa de sombra. El objetivo de la geometría era crear un patrón repetitivo que utilizara una cantidad muy limitada de moldes a la vez que pareciera no repetitivo para el espectador. El diseño se desarrolló de un patrón de embaldosado llamado el embaldosado Cairo: un polígono de cinco lados que encaja de una manera menos obvia que un embaldosado triangular, rectangular o hexagonal. Cada una de estas baldosas de base pentagonal se subdividió aún más en cinco triángulos, uno de cada lado del pentágono. De estos cinco nuevos pentágonos, hay solo tres singulares a los que llamamos A, B y C. Los pétalos A y B son asimétricos, pero son espejos uno del otro mientras que el C es más pequeño y equilátero. Una de las interesantes relaciones dentro de este patrón es que los pares compuestos de pétalos A-B o C-C forman arcos estructurales. Esta relación permitió que únicamente tres moldes de concreto hicieran los 28 pétalos de concreto de los pabellones principal y satelitales. Desde una perspectiva estructural, los arcos representaban un clásico arco triarticulado y lo que aparenta ser una forma estructuralmente compleja realmente es muy simple y sencilla.
En este punto del proceso, se contrató al contratista general del proyecto, SpawGlass y el equipo de diseño y construcción empezó a pensar más intensamente en cómo fabricar específicamente la cimbra para el concreto. Aunque SpawGlass inicialmente quería usar cimbra tradicionalmente hecha de madera, los cálculos iniciales con esta técnica superaban por mucho el presupuesto del proyecto. Los altos cálculos de costos de la cimbra de madera se debían muy probablemente a la peculiaridad de la geometría y a los fabricantes que estaban inseguros de poder proveer una cimbra que satisficiera nuestras necesidades de precisión y durabilidad. Como cada molde se usaría hasta diez veces, los moldes de madera probablemente no estarían a la altura de la tarea y se deformarían demasiado por el uso consecutivo.
Matsys
Simulación digital del flujo de agua del techo de los pétalos de concreto. Esta simulación se usó para informar la figura del pabellón, así como la dirección del acabado escobillado en el concreto.
En mi rol como profesor de arquitectura en el California College of Arts, había colaborado anteriormente en proyectos académicos con Kreysler & Associates, fabricantes de compuestos de fibra de vidrio con una larga trayectoria de trabajo en proyectos de arte y arquitectura inusuales. Su cálculo para la fabricación de los moldes de un compuesto hecho de capas de fibra de vidrio con un núcleo de 2” de madera balsa no solo estaba dentro del presupuesto del proyecto, sino que era mucho más preciso y durable que la cimbra tradicional de madera. Además, al haber trabajado en varios proyectos innovadores y atípicos, como la reciente adición al Museo de Arte Moderno de San Francisco, que constó de una fachada compuesta de fibra de vidrio ondulante de 11 pisos, Kreysler estaba muy familiarizado con el diseño digital y los flujos de trabajo de fabricación. Usando un modelo paramétrico que desarrollé, el equipo trabajó a través de varias repeticiones de la geometría final del pétalo en relación con las cuestiones estéticas, estructurales y de fabricación. Usando una gran variedad de fresadoras robóticas de 5 ejes y 7 ejes, los originales de espuma se podían fresar directamente de nuestro modelo digital creando una copia física de alta precisión de los tres pétalos de concreto. La fibra de vidrio y balsa entonces se moldearon contra estos patrones para crear los moldes finales que después se reforzaron con una subestructura articulada que facilitaría el transporte y montaje en el sitio de los moldes. Debido a la escala de los moldes (de aproximadamente 27’ de altura y 29’ de ancho en su parte más grande), cada uno se descompuso en tres piezas inferiores primarias, así como en varias partes laterales más pequeñas. Esto facilitó su transporte en camiones de cama plana de California a Texas, así como el desmoldaje de las piezas de concreto.
Cade Bradshaw y Stuart Allen
La cimbra montándose en el sitio después de su entrega desde California.
Después de llegar al sitio, la cimbra compuesta se montó en el sitio y se apoyó en un encofrado de madera que lo sostuvo en el ángulo correcto de colado. En este punto la barra de refuerzo se colocó dentro del encofrado de manera que transitaba del comportamiento de la columna de la mitad inferior al comportamiento de la placa de la mitad superior. Dentro de esta malla de la barra de refuerzo se insertó un conjunto de tubos de PVC que actuaron como la cimbra de las pequeñas claraboyas de 1” a 2” de diámetro de los pétalos. Como el espesor del pétalo variaba de 16” en la base de la columna a 4” en la punta, los tubos de PVC tenían el beneficio añadido de actuar como guía de espesor. Se colocaron insertos de acero inoxidable en la parte superior e inferior del molde para las conexiones eventuales a las vigas de cimentación y las clavijas conectoras. Además, se insertaron y conectaron cuatro puntos de levantamiento a la barra de refuerzo estructural principal. Se desarrolló una mezcla de concreto que proporcionó el flujo y compactación necesarios en el área de la columna inferior (que también tenía un encofrado posterior de fibra de vidrio) y la rigidez necesaria en las áreas de la placa en ángulo superior para resistir el deslizamiento del encofrado. A las áreas expuestas del concreto se les dio un acabado escobillado de tal manera que el grano del acabado estaba alineado con la dirección descendiente del agua que fluía a la superficie.
Después de aproximadamente una semana de curado, la cimbra de compuesto de fibra de vidrio se desmoldó y levantó con una grúa en la posición final del pétalo o en una posición temporal hasta que el par del arco estuvo listo. Cada pétalo se conectó entonces mediante una placa de acero insertada a las vigas de los cimientos de la parte inferior y a su pétalo par de la parte superior mediante una conexión de clavija. Ambas conexiones permitieron al contratista ajustar la posición de cada par de pétalos para producir los espacios superiores deseados de 4” entre todos los pétalos adyacentes. Una vez que se establecieron las posiciones finales de todos los pétalos, se insertó una boquilla entre las placas de acero inferiores y se coló la placa del suelo sobre las vigas de cimentación con una unión de expansión que separaba la placa de las columnas.
Matsys / El molde compuesto que muestra después de agregar la barra de refuerzo.
Aunque la fabricación salió sorprendentemente bien para un proyecto tan atípico, los equipos de diseño y fabricación se encontraron con un par de inconvenientes que tenían que atenderse. Primero, desarrollar la mezcla correcta de concreto que pudiera fluir en el volumen de la columna profunda sin producir vacíos excesivos a la vez que fuera lo suficientemente gruesa para resistir el deslizamiento de las áreas inclinadas más elevadas de los encofrados expuestos requirió de mucha experimentación. Afortunadamente, el diseño de los pabellones satelitales proporcionó el área de prueba perfecta ya que eran más pequeños y menos valiosos que el pabellón principal. Después de varios pétalos, se establecieron la mezcla y varios otros flujos de trabajo a la satisfacción del cliente, el contratista y los diseñadores.
El otro inconveniente importante era el sello entre la cimbra inferior y la de la orilla. Aunque la cimbra fue increíblemente durable, con el tiempo, la unión entre estas dos superficies adquirió más espacios y, por lo tanto, fugas de agua pequeñas que afectaron el acabado de la superficie cerca de las orillas más bajas. Con más tiempo, se pudo haber desarrollado una unión más robusta para minimizar aún más estas fugas, sin embargo, el equipo estuvo satisfecho con la calidad general del concreto. En particular, el contraste entre el interior liso de concreto (que se había colado contra la fibra de vidrio) y el exterior áspero (que se le había dado un acabado escobillado) crearon el contraste ideal entre el interior y exterior de la estructura.
Este proyecto representa un estudio de un caso ejemplar en innovación en diseño y construcción donde todos los miembros del equipo trabajaron muy duro para cumplir con la visión del cliente de tener un espacio cívico único en su clase. En lugar de depender de las técnicas tradicionales de diseño o construcción, cada miembro del equipo afrontó el desafío y trabajó en conjunto para desarrollar soluciones innovadoras. El uso de una técnica de construcción de concreto de tilt-up modificada resultó en un proceso que fue mucho menos costoso que el concreto colado en el sitio y produjo una geometría única y de calidad en la superficie. Aunque solo ha estado abierto al público estos últimos seis meses, ya se ha convertido en un destino icónico para la comunidad local y regional.
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Créditos del proyecto
Arquitectura: Matsys + Lake|Flato Architects
Arquitectura de paisaje: Rialto Studio
Ingeniería de estructuras: Architectural Engineering Collaborative
Ingeniería mecánica: CNG Engineering
Iluminación: Mazzetti
Contratista general: SpawGlass
Subcontratista de concreto: Urban Concrete
Cimbra del pétalo: Kreysler & Associates
Cliente: San Antonio River Foundation
Plan maestro conceptual: Ball-Nogues Studio y Rialto Studio
Cade Bradshaw y Stuart Allen
El pétalo final se baja a su lugar y se conecta con su vecino para crear un arco estructural.
