Inglés | Traducción patrocinada por Grupo de productos Nox-Crete
Escrito por Laura Stock con contribuciones de Olivia Freese y Ryan Stumpf
Para arquitectos y clientes Para quienes buscan texturas y detalles innovadores en los muros de tilt-up, los productos de construcción disponibles en el mercado a menudo limitan las posibilidades de diseño, ya sea por disponibilidad, costo o viabilidad constructiva. Debido a estas limitaciones, el equipo pensó de manera diferente al considerar la impresión 3D como una posible solución.
Al desarrollar el diseño del vestíbulo y de las monumentales escaleras, los arquitectos querían destacar los materiales y las técnicas de construcción para crear un espacio que ensalzara los elementos naturales de la obra. El contraste entre el suelo de hormigón visto, las escaleras de acero, los pasamanos de cristal, los paneles de madera de las paredes y el techo abierto que deja a la vista la estructura definió la impecable estética general. Se deseaba además que la pared de hormigón visto sirviera como fondo de estos elementos, pero necesitaba algunos detalles sutiles para unificar el diseño. Al buscar inspiración, el equipo deseaba un elemento que fuera fiel a las técnicas de construcción naturales y puras sin que se viera como algo añadido. El arquitecto Tadao Ando y su metodología para exponer perfectamente las técnicas de construcción de hormigón se destacaron con orgullo. Sin embargo, el nivel de acabado y los detalles de un muro colado in situ no estaban dentro del presupuesto ni del programa. Por lo tanto, la mejor solución sería continuar con la eficacia y la rapidez de la construcción tilt-up para este muro interior.
Ya sea que se utilice una construcción vertida in situ o de tipo tilt-up, el material del sustrato es sumamente importante, ya que determina la textura final de la pared vista. Aquí es donde el equipo comenzó su búsqueda e investigación. Al analizar las opciones, el objetivo principal era lograr un acabado liso y sin imperfecciones. Tras algunas investigaciones y conversaciones con el contratista de concreto, la solución final fue utilizar madera contrachapada HDO, es decir, un sustrato de madera contrachapada con recubrimiento de alta densidad de ¾” con la resistencia adecuada, la tolerancia y la textura deseadas. El siguiente elemento esencial del diseño fue determinar cómo crear juntas perfectas entre los paneles del sustrato. El equipo utilizó una moldura de PVC extruido como producto económico y fácilmente disponible. El detalle final fue crear el hueco para los tirantes del molde. Se probaron los tirantes de molde reales como opción, pero el método de anclaje CIP típico y su pequeño tamaño no eran ideales en esta nueva aplicación de tilt-up, especialmente al considerar cómo se retirarían los discos. El equipo buscó en todo el mercado otros productos fácilmente disponibles para recrear los huecos que se deseaban en el diseño, pero no encontró una solución competitiva con beneficios comparables. Con esto nació la idea de hacer una impresión en 3D de nuestra figura personalizada. Con las impresoras de oficina disponibles y muchos carretes de PLA, el equipo comenzó a crear figuras interesantes para colar en este muro destacado.
La impresión 3D ofreció al equipo de diseño muchas ventajas, incluyendo la flexibilidad del diseño, tiempo, detalles y conveniencia del material. Con software de modelado 3D, el equipo trabajó en muchas iteraciones de diseño para determinar qué profundidades, diámetros, espaciamientos y proporciones serían las correctas para imitar los elementos de los detalles de CIP deseados. El equipo imprimía el disco con el diámetro y la profundidad deseados y exactos, e incorporaba los detalles para que su sujeción al encofrado fuera más factible. Tener la habilidad de controlar el tiempo, así como la selección del material también era esencial. Se determinó que cada panel de sustrato de 4’x8’ albergaría 6 discos espaciados uniformemente y sujetos a la superficie. Cada disco mediría 2” de diámetro en la base y disminuiría 1 ½” en el diámetro de la parte superior, con diferentes profundidades que se explorarían más a fondo.
Una inquietud considerable para el equipo era si los discos se moverían después de colocar la varilla de refuerzo y durante el vertido del concreto. Las dos opciones disponibles eran usar pegamento o tornillos. El pegamento traía consigo muchas inquietudes que incluían cómo reaccionaría al calor y al peso del concreto. Usar un tornillo parecía ser lo más viable, pero debía ocultarse dentro del disco de modo que no fuera visible en la superficie del panel acabado final. Se modeló una cavidad pequeña a través del centro del disco para ocultar el sujetador del tornillo y asegurar un acabado liso dentro del hueco. Entre los requisitos del método de anclaje y la necesidad de confirmar la profundidad del disco, la necesidad de una impresión de práctica y una simulación de vertido se convirtió en algo obvio.
Antes de comenzar con la impresión de la simulación, fue necesario comprender los diferentes materiales y filamentos de impresión. Para soportar el uso y desgaste de la construcción y el proceso de curado del concreto, se eligió PLA como material para la impresión 3D. El PLA, un termoplástico de poliéster, ofreció la durabilidad y la resistencia al calor necesarias. La profundidad del hueco se exploró además a lo largo de la primera simulación. El tiempo y la toma de decisiones fueron esenciales mientras el equipo consideraba qué profundidad ofrecería la mejor solución para el diseño y además cumpliría con el cronograma. Se investigaron e imprimieron tres opciones. El tiempo que tomó imprimir 9 discos de 1” de profundidad fue de aproximadamente 10 horas, los discos de ¾” tardaron 8 horas y los discos de ½” tardaron 6 horas. Antes de la instalación, el equipo de construcción lijó a mano cada disco para crear un acabado liso y que permitiera una remoción fácil.
La simulación demostró que el disco de ¾” de profundidad ofrecía la apariencia deseada, ya que proporcionaba suficiente profundidad para las líneas de sombra y el tiempo de impresión de 8 horas permitiría al equipo imprimirlos dos veces al día. El material del disco soportó las temperaturas y el peso del concreto; sin embargo, el equipo de construcción enfrentó el desafío de ocultar la junta de sujeción para evitar que se transfiriera al panel final. Se probaron algunos métodos para cubrir este hundimiento. El uso de una superposición de cinta adhesiva roja en el extremo enterrado del disco para cubrir el orificio del tornillo se consideró suficiente para producir un acabado liso. Cubrir el disco con un agente desmoldante dejó un residuo en el producto terminado que no podía eliminarse y tampoco ocultaba el orificio del tornillo.
La solución ganadora fueron dos capas de cinta adhesiva que creaban un acabado liso sin que se viera la cabeza del tornillo. Después de resolver los problemas de tamaño, profundidad, detalles de sujeción y material, el equipo estaba listo para la construcción.
La superficie de impresión de cristal de 10” x 10” de las impresiones en 3D permitió al equipo imprimir 9 discos por sesión de impresión; cada sesión tardó aproximadamente 8 horas en completarse. Dado que se necesitaban 252 discos, se calculó que el proceso de impresión tardaría 10 días en completarse. Este plazo era mucho más rápido de lo que hubiera sido posible con cualquier otro plazo de entrega de un producto; por lo tanto, el equipo recibió la autorización para comenzar a imprimir. Una revisión in situ de los paneles antes de verter el concreto es algo estándar en la construcción tilt-up; sin embargo, el equipo tomó precauciones adicionales para confirmar las ubicaciones y alineaciones, y se tuvo cuidado al instalar las molduras y los discos. Cuando llegó el día de montar el panel, tanto el equipo de obra como el equipo de diseño esperaban con expectación. El equipo pensó que las molduras y los discos se quedarían en la losa de colado cuando el panel se inclinara para montarlo en su lugar, pero se sorprendieron al ver que casi todas las piezas permanecieron coladas en la pared, algo que no había sucedido durante el proceso de simulación. Sin embargo, el aspecto general del concreto era el que el equipo había esperado.
Estas fueron algunas de las lecciones aprendidas en el camino. El equipo creyó que el contratista retiraría las molduras y los discos rápidamente después de que fraguara el muro y el concreto aún estuviera “blando”. Este proceso necesitaba llevarse a cabo unos cuantos días antes del montaje del panel; sin embargo, no fue así. La realidad fue que las piezas no se quitaron durante meses y, por lo tanto, tuvieron que quitarse con un taladro, un proceso tardado que creó desprendimiento en las molduras y fue necesario reparar el concreto.
Después de que se repararon los paneles y se eliminaron todas las imperfecciones de la construcción, el resultado fue lo que el equipo había esperado. El concreto tiene una apariencia tosca, pero impecable, y los detalles de CIP se destacan de una manera agradable. Cualquier imperfección que se dejó aporta algo a la personalidad y naturaleza de la construcción y al uso del concreto en general. Tanto el equipo de diseño como el equipo de construcción estaban encantados con el resultado.
La comunicación abierta entre el equipo de diseño y el contratista de concreto demostró ser invaluable desde el principio del diseño hasta el fin de la construcción. Los diseñadores comunicaron sus resultados deseados y los medios de construcción, mientras que los contratistas brindaron información importante sobre los productos, medios y métodos, así como expectativas realistas. El control que tuvieron las dos partes a lo largo de todo el proceso allanó el camino para obtener un resultado hermoso y una obra de la que pueden estar orgullosos.
Trabajar en equipo durante el proceso de diseño y construcción ayudó a los arquitectos y a los contratistas a establecer estándares para el futuro. El proceso de impresión 3D demostró varias formas de obtener eficiencia y flexibilidad en el diseño y soluciones justo a tiempo. El conocimiento y la comprensión del proceso de impresión e instalación ofrecieron un nivel adicional de eficiencia, que es un aspecto importante del programa de construcción. Aunque el equipo está increíblemente orgulloso de usar la impresión 3D, el conocimiento adquirido con las lecciones aprendidas es útil para el futuro. Reconocer las oportunidades y capacidades de la impresión 3D en combinación con la construcción tilt-up ha sido una de las mejores recompensas. El equipo espera con ansias probar más ideas para futuros proyectos muy pronto.
Fotos de antes:
Fotografías de la obra: Equipo de diseño
Fotografías del acabado: Sam Fentress
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