Dübendorf, Suiza, es algo así como un terreno sagrado para los tecnólogos arquitectónicos. Ahí, en el campus académico compartido de los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales y el Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuáticas, la universidad pública ETH Zurich ha llevado a cabo casi una década de experimentación de ingeniería y construcción en el edificio de investigación NEST en constante evolución. En agosto, ETH Zürich presentó su última ampliación del edificio, HiLo (abreviatura de alto rendimiento y bajas emisiones) — una adición modular de dos pisos a la estructura camaleónica que aprovecha los principios de construcción medieval y los métodos digitales contemporáneos para elevar el nivel de aplicaciones de concreto más sostenibles.
El proyecto fue diseñado por ROK Architekten, con sede en Zúrich, en colaboración con el grupo de investigación Block Research Group y Architecture and Building Systems de ETH Zürich. "Los maestros de obras antiguos no tenían a su disposición materiales como el hormigón armado y, por lo tanto, se vieron obligados a restringir sus diseños a aquellos que se podían construir con materiales más humildes disponibles en ese momento. Esto dio como resultado el uso de las clásicas tipologías estructurales que conocemos bien de aquellos tiempos, como cúpulas y arcos", señala el Dr. Tom Van Mele, científico principal del Block Research Group:
Con los pisos HiLo, recuperamos estas geometrías curvas para abarcar el espacio de manera más eficiente, con mucho menos material y con materiales de menor resistencia, todo mientras mantenemos los materiales separados para que puedan reciclarse fácilmente al final de su vida útil. Las tecnologías de fabricación digital proporcionan una forma de fabricar y construir estas geometrías curvas en comparación con las soluciones de placas de piso más tradicionales.
La construcción comenzó en septiembre de 2019 con la finalización del sistema de encofrado, aunque las temperaturas más frías de lo esperado ese invierno empujaron el hormigonado hasta el otoño de 2020. Las técnicas de construcción medievales se manifiestan en gran medida a través de la geometría de la estructura. El techo fue formado por un sistema de encofrado flexible que despliega una red de cables tensados dentro del marco límite como el elemento de soporte de carga principal y una membrana tensada actúa como una capa de encofrado. Esa misma red de cables se endurece a través de una geometría de doble curvatura que se deforma a su forma final bajo el peso del hormigón húmedo proyectado.
Todos los detalles clave de la estructura del techo y su sistema de encofrado se elaboraron mediante prototipos en colaboración con expertos y socios de la industria. Los principios de las soluciones desarrolladas se integraron en un flujo de trabajo flexible desde el diseño hasta la fabricación implementado con COMPAS, el marco computacional de código abierto para la investigación y colaboración en arquitectura, ingeniería y construcción. Este flujo de trabajo sirvió como eje central para el desarrollo computacional, la coordinación y la planificación de las innovaciones clave y proporcionó un mecanismo efectivo de transferencia de la investigación a la práctica
La sostenibilidad y la eficiencia del proyecto se extienden más allá de la estructura del techo. En la placa del piso, el equipo desarrolló un sistema funicular reforzado con nervaduras que transfiere cargas a las esquinas de la estructura, lo que eliminó aproximadamente el 70% del concreto y el 90% del acero de refuerzo que normalmente se aplica a una losa de piso de concreto reforzado. La reducción del ancho de la losa también permitió la integración de tuberías de calefacción y refrigeración para establecer un sistema térmico de paneles radiantes de alta eficiencia. En la fachada, el equipo también incorporó 30 módulos fotovoltaicos flexibles que se pueden ajustar para maximizar la energía solar o para controlar cómo entra la luz solar en el módulo.
Si bien HiLo es el octavo módulo de NEST, el edificio de investigación continuará evolucionando en los próximos años como campo de pruebas para científicos, ingenieros y socios de la industria. Veamos qué se les ocurre ahora a la gente de ETH Zürich.
Este artículo fue originalmente publicado en Metropolis.
