Inglés | Traducción patrocinada por Grupo de productos Nox-Crete
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 resultado de más de 10 años de desarrollo por parte del cliente, la San Antonio River Foundation, el proyecto representa un importante estudio de caso en innovación de diseño y construcción, especialmente en lo que respecta a la construcción de concreto prefabricado (tilt-up). Después de varios años de desarrollo, el cliente se centró en la selección del sitio y la adquisición de terrenos, en las exploraciones de diseño iniciales con otros equipos y en la recaudación de fondos. El equipo de diseño final comenzó a finales de 2014 y el cliente le encomendó 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 temas de sostenibilidad, conservación del agua y la ecología de la cuenca del río San Antonio.
El equipo central de diseño estuvo compuesto por mi firma de diseño Matsys (diseñador principal de los pabellones), Lake | Flato Architects (arquitecto responsable), Rialto Studio (arquitecto paisajista) y Architectural Engineering Collaborative (ingeniero estructural). Trabajando intensa y colaborativamente durante las fases iniciales de concepto y diseño esquemático del proyecto, este equipo estableció la dirección del diseño con base en los aportes críticos de la San Antonio River Foundation. De hecho, fue la despreocupada sugerencia del cliente de que el parque estuviera tan vivo cuando lloviera que la gente aún quisiera 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, al tiempo que creaba un espacio cívico que también fuera una obra de arte.
Fotografía aérea desde aeronave
Casi al final de su construcción en enero de 2018, el pabellón principal se puede ver como una serie de arcos ondulados.
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.
Basado 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 la 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.
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 deseaba que el nuevo equipo completara la fase de diseño y comenzara la construcción lo antes posible. Aunque el alto nivel de diseño y la construcción eficaz a menudo entran 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 de manera rápida y rentable llevó al equipo de diseño a explorar varios sistemas de construcción modular en los que 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, gracias a la experiencia de Chuck Naeve, el ingeniero de estructuras, el equipo comenzó a explorar un sistema de concreto tilt-up modificado. El concreto tilt-up ofrecía la modularidad que necesitábamos en cuanto a velocidad y rentabilidad, al tiempo que simplificaba la estética visual y el mantenimiento de los materiales y aumentaba la durabilidad. Aunque los paneles de concreto 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 encofrado a la vez que eliminó la necesidad de reconstruir el encofrado 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 diseñó una serie de “pétalos” que recogían el agua de lluvia y, al mismo tiempo, proporcionaban una cantidad significativa de sombra. El objetivo de la geometría era crear un patrón repetitivo que utilizara un número muy limitado de moldes, pero que al espectador le pareciera no repetitivo. El diseño se desarrolló a partir de un patrón de mosaico llamado «mosaico Cairo»: un polígono de cinco lados que encaja de una manera menos obvia que un mosaico triangular, rectangular o hexagonal. Cada una de estas baldosas de base pentagonal se subdividió aún más en cinco triángulos, uno en cada lado del pentágono. De estos cinco nuevos pentágonos, solo hay tres distintos a los que llamamos A, B y C. Los pétalos A y B son asimétricos, pero son reflejos uno del otro, mientras que el C es más pequeño y equilátero. Una de las relaciones interesantes dentro de este patrón es que los pares compuestos por los 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 satélites. Desde una perspectiva estructural, los arcos representaban un clásico arco triarticulado y lo que parece ser una forma estructuralmente compleja en realidad 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 comenzó 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 con creces 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 no estaban seguros de poder proveer una cimbra que satisficiera nuestras necesidades de precisión y durabilidad. Dado que cada molde se usaría hasta diez veces, es probable que los moldes de madera no soportaran la tarea y se deformaran demasiado por el uso consecutivo.
Matsys
Simulación digital del flujo de agua de lluvia del techo de pétalos de concreto. Esta simulación se utilizó para informar la forma del pabellón, así como la dirección del acabado cepillado en el concreto.
En mi calidad de profesor de arquitectura en el California College of Arts, ya había colaborado anteriormente en proyectos académicos con Kreysler & Associates, fabricantes de compuestos de fibra de vidrio con una larga trayectoria en proyectos de arte y arquitectura poco comunes. Su cálculo para la fabricación de los moldes de un compuesto hecho de capas de fibra de vidrio con un núcleo de 2 pulgadas de madera de balsa no solo se ajustaba al presupuesto del proyecto, sino que era mucho más preciso y duradero que el encofrado tradicional de madera. Además, al haber trabajado en varios proyectos innovadores y atípicos, como la reciente ampliación del Museo de Arte Moderno de San Francisco, que consistió en una fachada compuesta de fibra de vidrio ondulada de 11 pisos, Kreysler estaba muy familiarizado con el diseño digital y los flujos de trabajo de fabricación. Utilizando un modelo paramétrico que desarrollé, el equipo trabajó a través de varias iteraciones de la geometría final del pétalo en relación con las cuestiones estéticas, estructurales y de fabricación. Utilizando una gran variedad de fresadoras robóticas de 5 y 7 ejes, los originales de espuma se pudieron fresar directamente a partir de nuestro modelo digital, creando una réplica física de alta precisión de los tres pétalos de concreto. La fibra de vidrio y la madera de balsa se moldearon entonces contra estos patrones para crear los moldes finales, que posteriormente se reforzaron con una subestructura articulada que facilitaría el transporte y el montaje de los moldes en el sitio. 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 plataforma plana desde California hasta Texas, así como el desmoldeado de las piezas de concreto.
Cade Bradshaw y Stuart Allen
El encofrado se monta en el sitio después de su entrega desde California.
Tras llegar a la obra, se montó el encofrado compuesto y se apoyó sobre un encofrado de madera que lo mantuvo en el ángulo correcto de vertido. En ese momento, la barra de refuerzo se colocó dentro del encofrado de manera que pasara del comportamiento de la columna de la mitad inferior al comportamiento de la 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 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 la ventaja adicional 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 elevación a la barra de refuerzo estructural principal. Se desarrolló una mezcla de concreto que proporcionó el flujo y la 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 descendente del agua que fluía hacia la superficie.
Después de aproximadamente una semana de curado, la cimbra de compuesto de fibra de vidrio se desmoldó y se elevó con una grúa a la posición final del pétalo o a una posición provisional hasta que estuvo listo el par del arco. Cada pétalo se conectó luego mediante una placa de acero insertada a las vigas de los cimientos por la parte inferior y a su pétalo par por la parte superior con una conexión de espiga. 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 establecidas las posiciones finales de todos los pétalos, se insertó una boquilla entre las placas de acero inferiores y se coló la losa del suelo sobre las vigas de cimentación con una junta de expansión que separaba la losa de las columnas.
Matsys / El molde compuesto que se 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 debían 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 espesa para resistir el deslizamiento de las áreas inclinadas más elevadas de los encofrados expuestos, requirió 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, la mezcla y otros flujos de trabajo se establecieron a 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, pequeñas fugas de agua 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 (al 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 caso ejemplar en innovación en diseño y construcción, donde todos los miembros del equipo trabajaron arduamente para cumplir la visión del cliente de tener un espacio cívico único en su clase. En lugar de depender de técnicas tradicionales de diseño o construcción, cada miembro del equipo abordó el desafío y trabajó en conjunto para desarrollar soluciones innovadoras. El uso de una técnica de construcción de concreto prefabricado (tilt-up) modificada resultó en un proceso mucho menos costoso que el concreto colado en sitio y produjo una geometría superficial única y de calidad. Aunque solo ha estado abierto al público durante los 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 Estructural: Colaboración Arquitectónica de Ingeniería
Ingeniería mecánica: CNG Engineering
Iluminación: Mazzetti
Contratista general: SpawGlass
Subcontratista de concreto: Urban Concrete
Cimbra del pétalo: Kreysler & Associates
Cliente: Fundación Río San Antonio
Plan maestro conceptual: Ball-Nogues Studio y Rialto Studio
Cade Bradshaw y Stuart Allen
El pétalo final desciende a su lugar y se conecta con su vecino para crear un arco estructural.
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