Con la intención de maximizar el espacio disponible y evitar los elevados costes de construcción, los investigadores del Departamento de Arquitectura de la ETH Zurich han ideado una losa de hormigón que, con un espesor de tan sólo 2 cm, mantiene su capacidad de carga y al mismo tiempo es sustentable. Inspirado en las bóvedas catalanas, este nuevo sistema de suelo reemplaza la armadura de acero por estrechas nervaduras verticales, reduciendo así significativamente el peso de la construcción y asegurando la estabilidad para contrarrestar las distribuciones irregulares en su superficie.
A diferencia de los pisos de hormigón tradicionales que son evidentemente planos, estos bloques están diseñados para arquearse y soportar grandes cargas, evocando los techos abovedados encontrados en las catedrales góticas. Eliminando los refuerzos de acero y utilizando menos hormigón, la producción de CO2 se minimiza y los pisos de 2 cm resultantes son un 70% más ligeros que sus contrapartes.
En términos de inspiración, "basamos nuestro diseño en principios y técnicas de construcción históricas que han sido olvidadas", explica Philippe Block, Profesor Asociado de Arquitectura y Estructura, y Subdirector del National Centre of Competence in Research (NCCR) en fabricación digital.
Los investigadores exploraron numerosas técnicas estructurales de diferentes estilos arquitectónicos, y finalmente eligieron utilizar nervaduras verticales de refuerzo, comúnmente utilizadas en la construcción de bóvedas catalanas a fines del siglo XIX. Este método fue introducido por primera vez en los Estados Unidos por el arquitecto español Rafael Guastavino, y en el caso de las losas de ETH, las costillas ayudan a crear una superficie plana y contrarrestar la carga asimétrica que experimenta.
Utilizando herramientas digitales y software informático se determinó la disposición ideal para las costillas, permitiendo una distribución viable de las cargas que resultó en una convergencia de delgadas líneas entorno a una esquina. Lazos de acero conectan estos puntos, absorbiendo las fuerzas horizontales, emulando así los contrafuertes que estabilizan las bóvedas de una catedral. Según las pruebas de esfuerzo, la combinación de hormigón y nervaduras puede soportar cargas asimétricas de hasta 4,2 toneladas, excediendo en gran medida los requisitos dictados por el código de construcción suizo.
Nuestros principios estructurales hacen posible el uso de materiales que antes eran inadecuados para la construcción, explica Block. Sólo tienes que ponerlos en la forma correcta para crear una estructura estable.
Después de haber formulado esta plancha ligera, el equipo de investigación de ETH tendrá la oportunidad de implementar su práctica en el edificio de investigación NEST de Dübendorf, con la adición de un ático de dos pisos a la cubierta existente. Consiste en cuatro unidades prefabricadas modulares de 5x5m instaladas in situ. El espacio hueco entre las nervaduras puede acomodar los conductos de ventilación, calefacción y refrigeración para ahorrar espacio.
Los costos de producción son bastante altos, ya que los elementos tienen que ser moldeados a la perfección en moldes de doble cara. Sin embargo, estos costes se redujeron significativamente mediante el uso de impresión 3D para varios elementos, además de la sustitución del hormigón por arena y un agente aglutinante, soportando aún cómodamente 1,2 toneladas de carga.
Noticia vía ETH Zurich. Este artículo fue publicado originalmente el 19 de Abril de 2017.
