Por Andrew Kudless
Foto – Casey Dunn – Vistas del pabellón principal ya terminado en Confluence Park.
En marzo de 2018, Confluence Park se inauguró al público en San Antonio, Texas. Fruto de más de 10 años de desarrollo por parte del cliente, la Fundación del Río San Antonio, el proyecto constituye un importante caso de estudio en materia de innovación en el diseño y la construcción, especialmente en lo que respecta a la construcción con hormigón prefabricado. Tras varios años de desarrollo por parte del cliente, centrados en la selección del emplazamiento y la adquisición del terreno, las primeras exploraciones de diseño con otros equipos y la recaudación de fondos, el equipo de diseño definitivo comenzó a trabajar a finales de 2014 y recibió del cliente el encargo de desarrollar un parque educativo para la comunidad local. La misión del cliente se centró en crear un espacio cívico que fuera a la vez inspirador y ambicioso, al tiempo que educara a la comunidad sobre cuestiones de sostenibilidad, conservación del agua y la ecología de la cuenca del río San Antonio.
El equipo principal de diseño estuvo compuesto por mi estudio de diseño Matsys (diseñador principal de los pabellones), Lake | Flato Architects (arquitecto responsable), Rialto Studio (arquitecto paisajista) y Architectural Engineering Collaborative (ingeniero estructural). Tras trabajar de forma intensa y colaborativa durante las fases iniciales de concepción y diseño esquemático del proyecto, este equipo estableció la dirección del diseño basándose en las aportaciones fundamentales de la Fundación del Río San Antonio. De hecho, fue la sugerencia desenfadada del cliente de que el parque estuviera tan lleno de vida cuando lloviera que la gente siguiera queriendo visitarlo lo que proporcionó la principal inspiración de diseño al equipo. El cliente quería que el parque celebrara la importancia fundamental del agua para la región, al tiempo que creaba un espacio cívico que fuera también una obra de arte.
Fotografía aérea de Airborne / A punto de completarse en enero de 2018, el pabellón principal se presenta como una serie de arcos ondulados
Cade Bradshaw y Stuart Allen / Colocando uno de los pétalos de hormigón en su sitio.
El diseño definitivo del parque consta de 1,4 hectáreas de vegetación autóctona, un edificio polivalente de 186 m², un pabellón principal de 557 m² y tres pabellones satélites más pequeños repartidos por todo el parque. Este artículo se centrará en el diseño y la construcción del pabellón de hormigón y de los pabellones satélites. El propósito de los pabellones es crear espacios con sombra para que los grupos escolares se reúnan a lo largo del día mientras los guardaparques los guían en actividades educativas. Además, los pabellones sirven al público en general por las tardes y los fines de semana, proporcionando refugio para una amplia variedad de eventos, como clases de yoga, noches de cine y bodas.
Partiendo del deseo del cliente de que el proyecto integrara su misión educativa centrada en la conservación del agua, el diseño de los pabellones surgió de un estudio minucioso de cómo muchas plantas de la región forman frondas o pétalos de doble curvatura, estructuralmente eficientes, que captan el agua de lluvia y el rocío y la dirigen hacia sus raíces. Bastante pronto en la fase de diseño, el equipo desarrolló una serie de formas en forma de embudo que se abrían hacia el cielo y dirigían el agua de lluvia a una cisterna subterránea para su uso en todos los baños y el sistema de riego del proyecto.
Otra preocupación del cliente también tuvo un impacto significativo en el diseño del pabellón. Tras varios intentos fallidos en el proyecto antes de la contratación del equipo de diseño actual, el cliente quería que el nuevo equipo completara la fase de diseño y comenzara la construcción lo antes posible. Aunque el diseño de alta calidad y la construcción rápida y eficiente suelen estar en conflicto en muchos otros proyectos, la demanda del cliente de crear una obra de arte única que también pudiera diseñarse y construirse de manera rápida y rentable llevó al equipo de diseño a explorar varios sistemas de construcción modular en los que se pudiera lograr la innovación formal mediante una repetición irregular de piezas idénticas. El equipo exploró una variedad de sistemas de materiales para crear las formas de embudo, tales como vigas curvas de madera de ingeniería o un marco de acero curvo y una piel de tela tensada; sin embargo, gracias a la experiencia de Chuck Naeve, el ingeniero estructural principal, el equipo comenzó a explorar un sistema de hormigón tilt-up modificado. El hormigón tilt-up proporcionó la modularidad que necesitábamos tanto para la rapidez como para la rentabilidad, al tiempo que simplificó la estética visual y el mantenimiento de los materiales y aumentó la durabilidad. Aunque los paneles de hormigón tilt-up son tradicionalmente planos, estábamos seguros de que podíamos inclinar el pétalo durante el moldeo de tal manera que se necesitaran un mínimo de encofrados superiores. Esto redujo la cantidad total de encofrado, al tiempo que eliminó la necesidad de reconstruir el encofrado en una nueva ubicación cada vez, como sería necesario en el hormigón moldeado en obra.
Foto – Casey Dunn – Vistas del pabellón principal ya terminado en Confluence Park.
Se desarrolló una serie modular de “pétalos” que recogían el agua de lluvia y, al mismo tiempo, proporcionaban una cantidad significativa de sombra. El objetivo geométrico era crear un patrón repetitivo que utilizara un número muy limitado de moldes, pero que al mismo tiempo no pareciera repetitivo para el observador. El diseño se desarrolló a partir de un patrón matemático de mosaico llamado «mosaico de El Cairo»: un polígono de cinco lados que se tesela de una manera mucho menos obvia que los mosaicos tradicionales triangulares, rectangulares o hexagonales. Cada uno de estos mosaicos base pentagonales se subdividió a su vez en cinco triángulos, uno por cada lado del pentágono. De estos cinco nuevos pentágonos, solo hay tres únicos a los que llamamos A, B y C. Los pétalos A y B son asimétricos, pero son imágenes especulares el uno del otro, mientras que C es más pequeño y equilátero. Una de las relaciones interesantes dentro de este patrón es que los emparejamientos compuestos por pétalos A-B o C-C forman arcos estructurales. Esta relación permitió que solo se necesitaran tres moldes de hormigón para fabricar los 28 pétalos de hormigón de los pabellones principal y satélite. Desde un punto de vista estructural, los arcos representaban un arco clásico de tres puntales y lo que parece una forma estructuralmente compleja era en realidad bastante simple y directa.
Matsys / Simulación digital del flujo de agua sobre el techo de los pétalos de hormigón. Esta simulación se utilizó para definir la forma del pabellón, así como la dirección del acabado «a escoba» del hormigón.
En esta etapa del proceso, se contrató al contratista general del proyecto, SpawGlass, y el equipo de diseño y construcción comenzó a reflexionar más a fondo sobre cómo fabricar específicamente el encofrado para el hormigón. Aunque SpawGlass quería inicialmente utilizar encofrado de madera de fabricación tradicional, los presupuestos iniciales con esta técnica se salían mucho del presupuesto del proyecto. Es muy probable que las elevadas estimaciones para el encofrado de madera se debieran a lo inusual de la geometría y a que los fabricantes no estaban seguros de poder proporcionar un encofrado que cumpliera con nuestras necesidades de precisión y durabilidad. Dado que cada molde se utilizaría hasta diez veces, los moldes de madera probablemente no estarían a la altura de la tarea y se deformarían demasiado con el uso consecutivo.
En mi calidad de profesor de arquitectura en el California College of the Arts, ya había colaborado anteriormente en proyectos académicos con Kreysler & Associates, un fabricante de compuestos de fibra de vidrio con una larga trayectoria en proyectos artísticos y arquitectónicos poco comunes. Su presupuesto para fabricar los moldes a partir de un compuesto formado por capas de fibra de vidrio con un núcleo interior de madera de balsa de 5 cm no solo se ajustaba al presupuesto del proyecto, sino que resultaba mucho más preciso y duradero que los encofrados de madera fabricados de forma tradicional. Además, tras haber trabajado en muchos proyectos innovadores y no estándar, como la reciente ampliación del Museo de Arte Moderno de San Francisco, que consistió en una fachada ondulada de 11 pisos de compuesto de fibra de vidrio, Kreysler tenía gran experiencia en los flujos de trabajo de diseño y fabricación digitales. Utilizando un modelo paramétrico que desarrollé, el equipo trabajó en varias iteraciones de la geometría final de los pétalos teniendo en cuenta aspectos estéticos, estructurales y de fabricación. Utilizando una variedad de fresadoras robóticas de 5 y 7 ejes, se pudieron fresar directamente modelos positivos de espuma a partir de nuestro modelo digital, creando una copia física de alta precisión de los tres pétalos de hormigón. A continuación, se moldeó la fibra de vidrio y la madera de balsa sobre estos patrones para crear los moldes finales, que luego se reforzaron con una subestructura de vigas de acero que facilitaría el transporte y el ensamblaje in situ de los moldes. Debido a la escala de los moldes (aproximadamente 8,2 m de alto y 8,8 m de ancho en su parte más grande), cada uno se dividió en tres partes inferiores principales, así como en varias partes laterales más pequeñas. Esto facilitó su transporte en camiones de plataforma desde California hasta Texas, así como el desmoldeado de las piezas de hormigón.
Cade Bradshaw y Stuart Allen / El encofrado se está montando en la obra tras su entrega desde California.
Una vez en la obra, el encofrado compuesto se montó in situ y se apoyó en un andamio de madera que lo mantenía en el ángulo de hormigonado adecuado. En ese momento, se colocó la armadura dentro del encofrado de manera que pasara del comportamiento de columna de la mitad inferior al comportamiento de losa de la mitad superior. Dentro de esta malla de barras de refuerzo se insertó un conjunto de tubos de PVC que actuaron como encofrado para las pequeñas microclaraboyas de 1” a 2” de diámetro en los pétalos. Dado que el espesor del pétalo variaba de 16” en la base de la columna a 4” en el punto más alto, los tubos de PVC tuvieron la ventaja adicional de actuar como guía de espesor. Se insertaron anclajes de acero inoxidable en la parte superior e inferior del molde para su eventual conexión con las vigas de cimentación y los conectores de pasador superior. Además, se insertaron cuatro puntos de elevación y se conectaron a la armadura estructural principal. Se desarrolló una mezcla de concreto que proporcionaba la fluidez y compactación necesarias en la zona inferior de la columna (que también tenía un encofrado trasero de fibra de vidrio) y la rigidez necesaria en las zonas superiores de la placa en ángulo para resistir el deslizamiento hacia abajo del encofrado. Las áreas expuestas de hormigón se acabaron luego con escoba, de manera que la textura del acabado quedara alineada con la dirección descendente del agua que fluye sobre la superficie.
Matsys / El molde compuesto tras añadir las barras de refuerzo.
Tras aproximadamente una semana de curado, se desmoldó el encofrado de compuesto de fibra de vidrio y se elevó con una grúa hasta su posición definitiva o hasta una posición temporal, a la espera de que su par de arcos estuviera listo. A continuación, cada pétalo se unió mediante una placa de acero empotrada a las vigas de cimentación en la parte inferior y a su pétalo emparejado en la parte superior mediante una conexión con pasador. Ambas conexiones permitieron al contratista ajustar la posición de cada par de pétalos para producir los espacios superiores deseados de 4 pulgadas entre todos los pétalos adyacentes. Una vez establecidas las posiciones finales de todos los pétalos, se inyectó lechada entre las placas de acero inferiores y se hormigonó la losa de cimiento sobre las vigas de cimentación con una junta de dilatación que separaba la losa de las columnas.
Aunque la fabricación salió sorprendentemente bien para un proyecto tan poco convencional, los equipos de diseño y fabricación se encontraron con un par de retos que deben abordarse. En primer lugar, desarrollar la mezcla de hormigón adecuada que pudiera fluir hacia el interior del volumen de la columna profunda sin producir huecos excesivos y que, al mismo tiempo, fuera lo suficientemente espesa como para no deslizarse por las zonas más inclinadas de los encofrados expuestos requirió cierta experimentación. Afortunadamente, el diseño de los pabellones satélites proporcionó el área de prueba perfecta, ya que ambos eran más pequeños y menos valiosos que el pabellón principal. Después de varios pétalos, se establecieron la mezcla y otros flujos de trabajo a satisfacción del cliente, el contratista y los diseñadores.
El otro gran reto fue el sellado entre el encofrado inferior y el de los bordes. Aunque el encofrado era increíblemente resistente, con el paso del tiempo la unión entre estas dos superficies fue adquiriendo más huecos y, por lo tanto, se produjeron algunas pequeñas filtraciones de agua que afectaron al acabado de la superficie cerca de algunos de los bordes inferiores. Con más tiempo, se podría haber desarrollado una unión más robusta para minimizar aún más estas fugas; sin embargo, el equipo quedó satisfecho con la calidad general del concreto. En particular, el contraste entre el interior liso del concreto (que se había moldeado contra la fibra de vidrio) y el exterior rugoso (que se había acabado con escoba) creó un contraste ideal entre el interior y el exterior de la estructura.
Este proyecto constituye un caso de estudio ejemplar en materia de innovación en el diseño y la construcción, en el que todos los miembros del equipo trabajaron arduamente para hacer realidad la visión del cliente de crear un espacio público único en su género. En lugar de recurrir a técnicas tradicionales de diseño o construcción, cada miembro del equipo aceptó el reto y colaboró para desarrollar soluciones innovadoras. El uso de una técnica modificada de construcción de hormigón tilt-up dio como resultado un proceso mucho más económico que el hormigón moldeado in situ tradicional y produjo una geometría y una calidad de superficie únicas. Aunque solo lleva abierto al público los últimos seis meses, ya se ha convertido en un destino emblemático para la comunidad local y regional.
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Créditos del proyecto
Arquitectura: Matsys + Lake|Flato Architects
Arquitectura paisajística: Rialto Studio
Ingeniería estructural: Colaboración en ingeniería arquitectónica
Ingeniería mecánica: Ingeniería del GNC
Iluminación: Mazzetti
Contratista general: SpawGlass
Subcontratista de hormigón: Urban Concrete
Encofrado Petal: Kreysler & Associates
Cliente: Fundación del Río San Antonio
Plan maestro conceptual: Ball-Nogues Studio y Rialto Studio
Cade Bradshaw y Stuart Allen / El último pétalo se coloca en su sitio y se une al de al lado para formar el arco estructural.
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