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Frame and Form (Estructura y Forma) nace con el modesto deseo de potenciar y divulgar la cultura del diseño estructural. El contenido de este blog se basa en pequeños artículos donde se proporciona información sintetizada acerca de realizaciones, eventos, historia, concursos y curiosidades de obras con marcado carácter estructural como puedan ser puentes o edificios singulares. Estas cápsulas de información pretenden [...]

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Esfera Conceptos

8 February, 2010

Puente de la Semana: Traversina Steg I

En Suiza, en una garganta llamada Viamala, se construyó en 1996 la pasarela Traversina Steg I. Con un diseño espectacular de madera y cable de acero, tuvo una vida efímera porque un alud de rocas la destruyó en 1999.

El diseño de la pasarela es obra de Conzett Bronzini Gartmann.  Estructuralmente podríamos hablar de una viga biapoyada, pero cabe distinguir dos partes: la celosía inferior y el tablero o canal superior.

La celosía inferior está formada por 23 puntales de madera que tienen forma de triángulo con dos vértices en la base. La altura de los puntales triangulares va creciendo hacia el centro de la pasarela, marcando un trazado parabólico a unos cables de acero que unen y sostienen dichos puntales.

En su vértice superior los puntales están unidos mediante una viga de madera. Finalmente, para darle rigidez a la celosía, tanto la superficie inferior parabólica como las caras laterales están arriostradas por cables formando cruces (habitualmente llamadas cruces de San Andrés).

El diseño de esta viga es tan ligero que se pudo construir fuera de la obra para posteriormente transportarla y colocarla en su posición definitiva mediante un helicóptero.

El tablero está realizado íntegramente en madera y su forma en canal tiene una función doble:

Por una parte, se dota de un gran canto al tablero y lo convierte en una viga rígida que favorece el reparto de cargas sobre los puntales. Por ejemplo, una gran carga concentrada en el centro de la pasarela se repartirá entre muchos puntales puesto que el tablero es rígido y su deformación, esto es, su descenso es muy parecido en todos los puntales.

Por otra parte, la forma en canal materializa un diseño integral ya que las barandillas forman parte de la propia viga.

La unión entre la viga del tablero y la viga en celosía se hace mediante un entramado de madera con forma de H.

El resultado final de esta reinvención de la celosía es una pasarela ligera y transparente: Los cables de acero son tan delgados que apenas pueden apreciarse desde cierta distancia, y parece que la pasarela en lugar de apoyarse en la celosía, tenga unos puntales colgados de su tablero.

Meta-Información:

Fotos del artículo obtenidas de Wilfried Dechau y archinect. Más fotos en Kulturraum Viamala.

Artículo acerca de la pasarela en Zuschnitt.at. Se puede ver una foto espectacular del transporte de la pasarela en helicóptero. También se puede encontrar el alzado y sección de la pasarela, y una entrevista con los diseñadores. Todo en alemán.

El libro “Maestros de la estructura” contiene un artículo de la pasarela.

1 February, 2010

Estructuras Refugio para Emergencias

Desgraciadamente una vez más una catástrofe humanitaria ha creado miles de refugiados. Durante décadas diseñadores han pensado y re-pensado una solución para proveer cobijo de emergencia a los damnificados por un desastre natural, una guerra o desequilibrios socio-económicos. Las soluciones varían ampliamente, desde estructuras prefabricadas y contenedores de mercancías a simples sábanas de poliuretano. Pero en realidad, como señala El Alto Comisionado de las Naciones Unidas para los Refugiados (ACNUR) en su guía sobre materiales para situaciones de emergencia, estas propuestas no han funcionado eficazmente en su labor de proteger y dar albergue temporal a los miles de miles de desplazados, una solución eficaz está todavía por ser diseñada.

Las propiedades para una buena solución de albergue en situaciones de emergencia podrían ser:

Resistencia a las inclemencias climatológicas (lluvias, bajas/altas temperaturas, vientos)

Confort (sanitario, social y emocional)

Economía de producción (ya sea con materiales locales o mediante producción industrial)

Facilidad de transporte y montaje (las zonas de desastre suelen ser de difícil acceso y los medios para montaje suelen ser muy escasos, sin electricidad, maquinaria o carreteras practicables)

Con condicionantes tan complicados de cumplir muchas de las soluciones propuestas se caracterizan por una componente técnica estructural muy cuidada que elimina toda superficialidad. A continuación os proponemos un análisis estructural/funcional de las propuestas más interesantes y creativas que pueden pasar a ser parte de la solución a este importante problema de diseño.

· LIGHTWEIGHT EMERGENCY TENT

Solución oficial de ACNUR (2002) – Diseño: Ghassem Fardanesh – Coste: 100$ – Capacidad: 4-5 personas – Peso: 41.5 kg

Esta solución es la que hoy en día se utiliza en desastres como el de Haití.  Se trata de la típica tienda de campaña de textil impermeable de poliuretano. Ligera, barata, aislante y en muchos aspectos eficiente, posiblemente la mejor peor solución. En realidad esta nueva versión de las tiendas sustituye a las obsoletas tiendas de lona militar pesadas y poco duraderas que se solían suministrar, pero se suministra con ciertos días de retraso respecto al desastre siendo sustituidas en los primeros días con el envío aéreo de ’sábanas’ plásticas como primer auxilio. Todos conocemos su estructura de varillas flexibles de plástico en forma de arcos estabilizados con tensores clavados en el terreno.

Los siguientes ejemplos han sido utilizados en misiones humanitarias y podrían ser la base para el diseño de una futura alternativa.

· REFUGIOS TENSÉGRIDOS

Pensados para albergar algo más que literas, estas alternativas proveen de soluciones con cúpulas tenségridas para hospitales de campaña, escuelas, almacenes, etc. Con el apoyo de diseño del Buckminster Fuller Institute estas estructuras proporcionan edificios ultraligeros con espacio suficiente para prestaciones comunitarias.

Solución Pacific Domes – Diseño: Buckminster Fuller Institute – Tamaño semiesfera de 5 a 13m diametro – Tiempo montaje 2 a 7 h – Peso: 91 a650 kg

Solución World Shelter (1983) – Diseño: Steven Elias, Bruce LeBel, Buckminster Fuller Institute – Coste: 365$ – Capacidad: 6-8 personas – Peso: 30 kg

· GRIPCLIPS

Solución Shelter Systems (1975) – Diseño: Robert Gillis – Coste: 10$ para un set de 4 clips

Una de las situaciones más comunes con la que se encuentran las agencias de ayuda humanitaria es que para el día en que llegan suficientes tiendas la comunidad afectada ya se ha fabricado sus propias estructuras de albergue. El problema es que estos refugios a menudo no reúnen las propiedades arriba citadas y el problema continua. La solución que aquí se muestra pretende facilitar el elemento clave para la construcción de una estructura de cubierta ligera ¿Y si con el kit de primeros auxilios de ACNUR no sólo se hacen llegar láminas de plástico sino también clips conectores e instrucciones de como montar una estructura para tu refugio?

Este clip permite unir textil con varas de bambú o tubos de plástico sin perforar la lámina impermeable. En zonas de desastre, a menudo, lo que sobra es material de escombro donde poder encontrar los elementos necesarios para construir una estructura relativamente eficiente con algo de ayuda implementada en ‘Know How’ (saber hacer). Quizás sea preferible mandar conocimiento y unos clips que tiendas enteras que no funcionan y llegan tarde.

· CASAS DE PAPEL

Solución Global Village (1995) – Diseño: Ferrara Design – Coste: 400$- Capacidad: 4-5 personas – Peso: 77.3 kg

Esta solución provee un refugio de transición en tiempo de reconstrucción. Es totalmente plegable y fácilmente montable. Su estructura resistente se basa en placas de polopropileno corrugado ingeniosamente ensambladas de manera que todas las paredes y cubierta acaban rigidizando el conjunto entre si para conseguir una casa tipo origami pequeña pero resistente. La finalidad de esta propuesta es la de proveer de una unidad de vivienda temporal pre-básica donde una familia pueda vivir mientras reconstruye su antigua casa. Los materiales están expresamente diseñados para NO durar más de 12 meses. Uno de los problemas de refugios demasiado duraderos es el desarrollo de conductas de desidia y conformismo donde la ayuda oficial se convierte en la única esperanza, enquistando problemas clásicos de pobreza y depresión.

· CONCRETE CANVAS

Solución CC (2004) – Diseño: Peter Brewin, William Crawford – Coste: 2000$- Capacidad: 5 personas – Peso: 230 kg

Transporta, infla, hidrata y 12h después tienes un albergue listo para usar. Esta propuesta utiliza el ingenioso material Concrete Canvas inventado por dos estudiantes de diseño industrial-militar que para su proyecto final de carrera desarrollaron este sistema donde un tejido impregnado de cemento puede ser moldeado para después de hidratado endurecerse y ser capaz de soportar cargas. La clave de este diseño es la doble capa del tejido, una capa de plástico estanca interna y el tejido impregnado de cemento del exterior. Inflando este particular globo conseguimos una forma intrinsecamente en tensión, lo que nos permite una optima forma abovedada para la futura estructura de hormigón.  Este audaz diseño consigue un espesor de cubierta de entre 4 y 13 milímetros donde se pueden practicar aberturas para puertas y ventanas. El diseño tiene serios inconvenientes como el excesivo peso, precio y el gran consumo de agua (500L) a la vez que se podría convertir en demasiado duradero, un inconveniente en los asentamientos temporales en países de acogida.

· SUPER ADOBE

Solución Cal-Earth (1995) – Diseño: Nader Khalili, supervisión ACNUR – Coste: 625$- Capacidad: 1 familia

Por último esta solución propone la auto construcción de tu propia vivienda de transición con recursos limitados. El Super Adobe es una técnica de construcción que se basa en geometrías abovedadas materializadas mediante hiladas de sacos rellenos de tierra local apilados y reforzados con alambre de espino entre hileras. Este diseño tan sólo requiere las bolsas de plástico y las instrucciones para funcionar en el lugar de la catástrofe. Con herramientas básicas, tierra y mucha mano se pueden conseguir albergues con una calidad muy aceptable. Varios apuntes mejoran la solución básica: se puede estabilizar la tierra con limos o un poco de cemento o cal; el alambre de espino garantiza estabilidad lateral de los sacos y evita colapsos por deslizamiento; una cuidada geometría asegura la estabilidad de estas estructuras en cúpula y por último un recubrimiento aislante de adobe asegura impermeabilidad. Las grandes bondades de este diseño son, por un lado, que permite a cualquier grupo de personas no cualificadas construir una casa hasta que puedan comprar una más definitiva, y por otro, su bajo impacto medioambiental al consumir tan sólo sacos de rafia, tierra y alambre de espino.

Ningún diseño de refugio va a convertirse en una solución a los desastres naturales, por que como Cameron Sinclair dice ‘Los terremotos no matan personas, los edificios si!‘ Posiblemente la solución definitiva pase por un buen diseño estructural, económico, social y medioambiental de nuestras construcciones.

Este compendio de soluciones estructurales para refugios se ha podido realizar gracias a un libro indispensable dentro del campo de la arquitectura de crisis ‘Design Like You Give a Damn‘ (diseña como si importara) editado por la organización Architecture for Humanity.

25 January, 2010

The Art of Structural Design: A Swiss Legacy

Una vez más David P. Billington centra su obra alrededor de ingenieros suizos, esta vez de manera explícita. El libro se enmarca dentro de la exposición homónima organizada por el Princeton University Art Museum en 2003.

La carrera de cuatro ingenieros es analizada desde un punto de vista generalista y evolutivo. Los sujetos de este análisis son Robert Maillart (1847-1940), Othmar Ammann (1879-1956), Heinz Isler (1926- 2009) y Christian Menn (1927).

Sin duda una de las particularidades de este libro reside en el hecho de que Billington lo afronta como un proyecto educativo en diferentes niveles. El primero y más obvio consiste en la pertenencia del libro a una exposición sobre ingenieros suizos que destacaron por su inventiva y la consideración de las formas como parte fundamental de su obra. El concepto libro+exposición permite profundizar en el estudio de estos diseñadores realzando sus puntos en común así como sus diferencias.

Puente del Toss - Robert Maillart

Puente del Toss - Robert Maillart

Las dualidades Maillart/ Ammann e Isler/Menn muestran la influencia de sus respectivos maestros Wilhelm Ritter (1847-1906) y Pierre Lardy (1902-1956). Es aquí cuando el siguiente nivel se presenta. La educación recibida en la Escuela Politécnica Federal de Zurich y su influencia en la carrera de estos cuatro ingenieros aporta una visión innovadora al desarrollo del diseño que raramente aparece en otras publicaciones.

Verrazano Narrows - Othmar Amman

Verrazano Narrows - Othmar Ammann

Tanto los famosos métodos gráficos de Ritter como las consideraciones estéticas de Lardy se filtran en el trabajo de sus discípulos. La figura del profesor es representada por Billington como si de un puente se tratase. Este puente permite a los estudiantes cruzar, mediante su propia evolución, la  distancia que separa el potencial y la realización.

Centro in Zuchwil - Heinz Isler

Centro in Zuchwil - Heinz Isler

El último nivel de este proyecto educativo con forma de libro+exposición se completa mediante la manera en que la información es recopilada. Billington, colaborador empedernido, se ayuda del trabajo de cuatro de sus propios estudiantes para analizar a estos cuatro ingenieros suizos. Cada estudiante fue asignado a un diseñador con el objetivo de recopilar fotografías y preparar maquetas. La maqueta aparece, cómo ya vimos en Man on Wire, como una herramienta imprescindible para comprender el problema a resolver y comprobar la validez de la solución.

Puente de Sunniberg - Christian Menn

Puente de Sunniberg - Christian Menn

Existen unas características comunes a los cuatro ingenieros objeto de este libro, estas son el entusiasmo, la iniciativa y la innovación. Estas cualidades se encuentran en el propio libro y en David P. Billington. La pasión divulgativa de este autor así como la innovadora idea del arte estructural hacen que David P. Billington convierta a este libro en una obra más allá de un catálogo de estructuras geniales. Este libro es un proyecto educativo tanto para los creadores como para el lector.

The Art of Structural Design

A Swiss Legacy
David P. Billington
Yale University Press.
212 páginas. Inglés.
ISBN: 978-0300097863.

Metadata

Clase de David P. Billington con motivo de la inauguración de la exposición:

18 January, 2010

Puente de la Semana: Hardangerbrua

Actualmente se está construyendo el mayor puente de Noruega (y el 8º del mundo); un puente colgante llamado Hardangerbrua. A parte de sus dimensiones colosales que parecen menguar en la inmensidad del 2º fiordo más grande de Noruega (Hardangerfjord), sorprende el cuidado diseño de todas sus partes, incluidos los accesos, que nos demuestra que en las fronteras tecnológicas de la ingeniería también hay cabida para compaginar técnica y arte estructural.

Sin duda el escenario merece el esfuerzo de un diseño sensible que compatibiliza la eficiencia estructural con la expresividad formal. A ello se han dedicado Forum Arkitekter de la mano de Pal Jorgensen y Robert Lange. Los citamos como autores principales del diseño del puente, así consta en la información difundida por el Departamento de Carreteras de Noruega, aunque en un proyecto de esta magnitud participan multitud de profesionales.

Al puente se accede a través de dos túneles. El paso de túnel a puente es immediato, sin transición; la carretera sale de la montaña directamente al puente y vuelve a penetrar en la roca. Por ello se ha diseñado una boca de túnel de gran altura en su sección más exterior que se va reduciendo hacia el interior mediante un techo de superficie convexa.

En nuestra opinión este semiabocinamiento del túnel es un gran acierto de los diseñadores: Suaviza el paso desde la penumbra y restricción características de un túnel, a la luz y al espacio abierto del fiordo. Pero sobretodo se crea una sinergia entre túnel y puente que es difícil expresar con palabras.

El diseño de los pilonos es limpio al minimizar el número de vigas riostras entre fustes, pero, además, Pal Jorgensen y Robert Lange han conseguido un diseño de gran plasticidad al inclinar ligeramente los fustes hacia la carretera y al usar líneas curvas para ir reduciendo suavemente la anchura de estos. Estos pilonos recuerdan a los del vecino danés Great Belt Bridge, aunque en el Hardanger bridge la verticalidad se acentúa porque el puente es más estrecho (menos distancia entre fustes), y además las sillas de apoyo de los cables se colocan en el interior del pilono.

Las sillas de apoyo suelen ser unas piezas metálicas grandes con forma de silla de montar para guiar y apoyar los cables principales de los que cuelga el tablero del puente. Para facilitar su inspección y una eventual sustitución de los cables se suelen colocar en la coronación de los pilonos como un elemento añadido, resultando, en las ocasiones que no se cuida su diseño, un elemento ajeno que desfigura la imagen general del puente. La ocultación de este elemento en el interior del pilono es, otra vez, un acierto del equipo de Forum Arkitekter.

Por último, queremos destacar otra singularidad de este proyecto: En los túneles de acceso se están construyendo dos glorietas en el interior de la montaña. Aunque desconocemos los motivos, parece ser que no es la primera vez que se hace en Noruega. En cualquier caso, resulta sorprendente la creación de una caverna para enlazar las carreteras existentes con el nuevo trazado hacia el puente.

Meta-Información

Web del Ministerio de Carreteras de Noruega. Contiene mucha información del puente y está en inglés. Las noticias acerca del puente y sus obras están en noruego.

Datos básicos del proyecto: Desde datos administrativos hasta datos técnicos.

Fotos virtuales del puente con tamaño y definición originales.

Detalles técnicos del puente: Alzado del puente, sección del tablero, alzado y sección de los pilonos, detalles de unión y anclaje de cables, etc… Merece especial atención el detalle de atirantamiento provisional del pilono durante la construcción del tablero. La esbeltez del pilono tiene un precio.

Foto de la construcción. El puente está en construcción, aunque hemos encontrado pocas fotos de la obra. Se prevé terminarlo en 2013. Además de la anterior, también hemos encontrado ésta foto de la zapata del pilono.

Videos de los trabajos de construcción. No hemos encontrado fotos pero sí que hay vídeos.

Video con las diapositivas del puente.

Web oficial de Hardangerbrua. Desafortunadamente está en Noruego.

11 January, 2010

Destacados 2009

Tras el aniversario, la reflexión. Hoy os presentamos, a modo de resumen, los artículos más interesantes y especiales de este año. Os invitamos a celebrar lo mejor del diseño estructural con una selección de los post publicados durante el 2009, clasificándolos según visitas, votaciones y criterios personales del equipo Frame and Form.

4 January, 2010

1º Aniversario! Deseos para un Nuevo Año

Todo empezó hace un año. Harto de comer polvorones esta web comenzó a gestarse como una necesidad de expresión, como un ejercicio de análisis, como una excusa para dedicar tiempo a una pasión. El Diseño Estructural es el motor de este proyecto y su objetivo la divulgación.

En este su primer año el proyecto ha ido [...]

28 December, 2009

Frame and Form os desea un Feliz Año 2010

* Animación producto del proceso de optimización de elementos en estructura con cargas distribuidas según tipografía dada.

21 December, 2009

Puente de Hielo, Leonardo Da Vinci y el Cambio Climático

Como parte de los eventos , demostraciones e intervenciones que han rodeado la fallida Cumbre Mundial de Copenhague sobre el Cambio Climático (COP15), un artista noruego ha contribuido a concienciar a los mandatarios mundiales con una pieza atrae la atención de por su elegancia y mensaje.

puente arco en la Antártida

14 December, 2009

Structurae – algo más que una base de datos

Structurae es una base de datos que recoge información relacionada con el mundo del diseño estructural a través de la contribución de voluntarios diseminados por todo el mundo. Su creador Nicolas Janberg se inspiró en la base de datos de proyectos arquitectónicos ArchINFORM mientras trabajaba en la Universidad de Princeton para crearla. En esta edición de la biblioteca hemos querido celebrar la contribución de Structurae al mundo que nos rodea.

7 December, 2009

LIFE, el Puente Golden Gate y otras Estructuras

La famosa revista LIFE ha editado una serie de artículos retrospectivos sobre la era dorada del diseño estructural en los Estados Unidos. Ahora podemos disfrutar de impresionantes documentos gráficos sobre la construcción de los principales iconos de la ingeniería y la arquitectura americana. La prestigiosa revista sobre sociedad y cultura ha querido homenajear y dar a conocer la belleza y dramatismo de los procesos de construcción de obras tan importantes como el puente de Brooklyn, el Empire State Building o el puente Golden Gate.

Bajo estas líneas recogemos 6 de los reportajes gráficos…

30 November, 2009

El puente del Trift en los Alpes Suizos

Sobre la boca del glaciar Trift en plenos Alpes suizos se ha construido este mismo año un puente colgante espectacular. Los 170 metros del puente describen una catenaria perfecta 100 metros por encima del glaciar. El diseño estructural del puente responde con simplicidad a las condiciones extremas de la alta montaña:, temperaturas mínimas, fuertes nevadas, vientos intensos y sin olvidar las vibraciones ocasionadas por los peatones que cruzan el paso…

Puente del trift - Portada

23 November, 2009

Centro de Interpretación Mapungubwe en Sudafrica

Estructural, sostenible y social, ¿como no nos iba a interesar este proyecto?
Localizado en el remoto parque nacional sudafricano de Mapungubwe , este edificio ha sido diseñado para integrarse en el paisaje y la historia local. El centro albergará un museo sobre la importante cultura de la región permitiendo a sus visitantes conocer mejor la historia de esta región del sur de Africa.

La necesidad de usar materiales y tecnología que potenciaran la comunidad local, empujó al equipo de Peter Rich entorno a un uso inteligente del diseño estructural para construir…

16 November, 2009

Exposición Huesos Varios – Miguel Fisac

En esta entrega de la Biblioteca hablamos de la exposición itinerante Huesos Varios. Esta muestra una parte de la obra del arquitecto Miguel Fisac Serna (1913-2006),en concreto, un grupo de piezas prefabricadas de hormigón cuya forma se asemeja a estructuras óseas.

son Lindman

Miguel Fisac dio con la idea de este tipo de secciones tras un proceso creativo cuya principal premisa se resume en la siguiente cita…

12 November, 2009

Puente Houten Krúsrak. Vídeo Construcción

Si una imagen vale más que mil palabras, ¿cuanto vale un vídeo? Conectando con el artículo anterior os presentamos una interesante pieza audiovisual sobre el ensamblaje y colocación del puente Krúsrak de Sneek en Holanda.

proceso constructivo

10 November, 2009

Puente Houten Krúsrak. Madera al más alto nivel

El pasado 15 de Abril un nuevo puente fue inaugurado en la ciudad holandesa de Sneek. Su atractiva estructura en madera atrae las miradas de los conductores holandeses de la autopista A7 que pasan por debajo. Este diseño representa un importante paso hacia la utilización de materiales sostenibles en las estructuras de más alto nivel.

Todo empezó cuando el gobierno de la provincia Holandesa de Frisia y el departamento de obras públicas expresaron el deseo de utilizar más madera en sus construcciones…