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27 julio 2017

Proyecto Profesional : Cubierta voladiza en madera en tribuna del campo de críquet de Lords en Westminster, Inglaterra



Las innovadoras vigas de madera de frondosas permiten en el Lord’s una nueva tribuna de 2.600 asientos muy estética y funcional. Informa Mike Jeffree.

Tal como nos indica la Wikipedia, Lord's Cricket Ground, más conocido como Lord's (por su fundador, Thomas Lord), es un estadio de críquet situado en la ciudad de Westminster en Londres.  Con  capacidad  para  30.000  espectadores, es  reconocido como  la  “catedral  del críquet”. El estadio actual de Lord's es el tercero de los campos que Lord estableció entre 1787 y 1814. El primer campo, Lord's Old Ground, se encontraba donde ahora está la Dorset Square. El segundo campo, Lord's Middle Ground, estuvo en uso de 1811 a 1813 antes de tener que abandonarlo por la construcción del regent’s Canal. El campo actual se encuentra cerca del antiguo Middle Ground.

La cubierta voladiza de la nueva tribuna del campo de críquet del Lord’s describe el arco largo y bajo propio de la trayectoria de una bola enviada por el lanzador hacia el bateador intentando impactar en el wicket.

La tela traslúcida de alta tecnología hace que los espectadores nunca estén bajo una sombra completa a la vez que evita que necesiten proteger sus ojos de la luz del sol. Además, los asientos están colocados para ofrecer las mejores líneas visuales del campo, en diagonal hacia el terreno de juego, según aseguran los conocedores del críquet.





Pero la nueva estructura no es solo un éxito estético que complace a la multitud sino que también es una innovación técnica en cuanto a los materiales utilizados en las 11 vigas en voladizo, de hasta 23 metros de longitud, que sostienen la cubierta. Son vigas de madera laminada encolada (glulam) de roble blanco estadounidense, siendo la primera vez que se emplea esta especie en este formato a una escala de tal tamaño y en una ubicación tan especial donde su comportamiento es fundamental, formando la estructura principal de un techo que se proyecta sobre más de 2.674 espectadores.

Un escaparate tan prestigioso para el diseño y el comportamiento técnico debería estimular un uso más amplio de la madera laminada encolada de roble blanco en la construcción, en diseños incluso más ambiciosos.




La estructura es el resultado de una estrecha colaboración entre los arquitectos del estudio de arquitectura Populous, especialistas en estadios, los ingenieros de Arup, el proveedor de roble blanco estadounidense Robinson Lumber, la ingeniería y fabricante alemana de productos madera Hess Timber, BAM Construction y la American Hardwood Export Council (AHEC), comprometida con el desarrollo de aplicaciones estructurales para la madera de frondosas de los Estados Unidos. AHEC proporcionó asesoramiento técnico y ayudó a obtener la madera.

Las instrucciones que recibió Populous por parte del cliente, el Marylebone Cricket Club (MCC), eran construir una tribuna que superase las deficiencias de la anterior. También tenía que dejar la marca de su propia identidad visual, a la vez que debía armonizar con las demás construcciones del Lord’s.

“El Lord’s abarca distintos estilos de tribunas. En lugar de un diseño uniforme de estadio; se trata de un campus arquitectónico, descrito como ‘un conjunto de pabellones situados alrededor de un espacio verde’,” comentaron el director senior de Populous y el jefe de proyecto Philip Johnson. “Así que hemos hecho guiños al diseño de otras tribunas, sobre todo al techo de tejido tipo tienda de campaña del Mound Stand. 

Al mismo tiempo, hemos intentado aportar algo nuevo; un edificio que transmita una sensación de ligereza, de ahí la cubierta realizada en tela en lugar de vidrio, y la sección de 13 m de longitud en voladizo que parece estar flotando sobre la multitud. Queríamos capturar el carácter veraniego del críquet, así como el ambiente de un club local.” Populous también quiso este ambiente para el restaurante situado en la parte trasera de la tribuna.

”Las vigas se extienden hacia atrás, en donde utilizamos el mismo tejido para el techo, pero de doble revestimiento con una capa intermedia de aislamiento Aerogel,” dijo Johnson. “Así que contamos con la misma traslucidez que, junto con un doble acristalamiento y calefacción por suelo radiante, nos permite usar el edificio para acoger eventos durante todo el año. Más adelante, en las jornadas de verano, las amplias ventanas se pueden abrir completamente creando un espacio que ayuda a los espectadores a sentirse dentro del juego”.




El nuevo restaurante ocupa un espacio considerablemente mayor que el antiguo, al igual que las salas del edificio para control del juego, para seguridad y para prevención. Por otra parte, dado que la fachada trasera se orienta hacia el popular jardín del Lord’s, los arquitectos han prestado especial atención a su diseño, incorporando paredes de color verde.

Otro aspecto fundamental en el diseño fue la visibilidad desde la tribuna, dijo Johnson, la cual, aparte de no tener soportes verticales que se interpongan en el campo visual, tiene los asientos organizados en  el  mismo ángulo que las tribunas vecinas para garantizar una  visión sin restricciones.

 En cuanto a la elección de la especie de madera para las vigas, “se hizo sola”, comentó. “Contribuye a resaltar la exclusiva identidad de la tribuna entre el resto, y el uso de madera y tejido parece una combinación natural,” dijo Johnson. “También queríamos que la tribuna estuviese hecha y considerada lo más sostenible posible, y ¿qué otro material más sostenible existe que la madera procedente de bosques bien gestionados?”.

La madera, y en especial la madera de frondosas parece muy adecuada para el críquet ya que sus bates son de sauce y los travesaños del wicket de fresno. De hecho, se consideró incluir ambas especies en el diseño pero finalmente tanto el arquitecto como el cliente se decantaron por el roble blanco estadounidense en los suelos y carpintería.

El roble blanco estadounidense surgió como opción en las conversaciones con Arup que ya tenía experiencia con frondosas estadounidenses para uso estructural, por haber trabajado, en los últimos años, en colaboraciones con AHEC para el London Design Festival como Timber Wave en madera laminada de roble rojo americano, Endless Stair en madera contralaminada de tulipwood (CLT) o The Smile en 2016 en la que se utilizó por primera vez a escala industrial paneles contralaminados de tulipwood.

“Criterios de ingeniería y arquitectónicos decidieron la selección del roble blanco estadounidense,” dijo Giancarlo Torpiano de Arup. “También se tuvo en cuenta al roble europeo pero el roble blanco americano tiene la reputación de contar con una mejor clasificación por calidades y de proporcionar un acabado limpio. También es relativamente denso por lo que posee buenas propiedades de resistencia y rigidez que nos permiten alcanzar las mismas especificaciones con vigas más esbeltas lo cual es un aspecto arquitectónico importante. Por otra parte, dado que deben estar instaladas en un entorno exterior, incontrolado, con fluctuaciones relativamente altas de temperatura en comparación con el entorno controlado de un interior, las propiedades térmicas de esta especie son una de sus principales ventajas.”




El interrogante sobre el roble blanco estadounidense era que no había sido probado en una instalación tan exigente y de tan alto nivel técnico como el Lord’s. Especialmente había escasa investigación sobre  la  resistencia  de  las  juntas  por  entalladuras múltiples  en  madera  de frondosas. Esto obligó a los fabricantes de vigas de Hess Timber a llevar a cabo una fase de ensayos.

“Teníamos una amplia experiencia en el uso de madera de frondosas templadas y tropicales en madera laminada encolada y en componentes con uniones por entalladuras múltiples, incluyendo elementos estructurales,” dijo el jefe de ventas de Hess, Markus Golinski. “Principalmente hemos  trabajado con  madera de  haya,  aunque también con  roble,  iroko, meranti, teca y cedro rojo occidental. También producimos glulam híbrido, combinando láminas de abeto con una superficie exterior de madera de frondosas, como el roble blanco, para un proyecto en el King’s College de Cambridge.”






Anteriormente solo habíamos producido glulam de roble blanco para proyectos pequeños y con un relativamente bajo nivel técnico, así que tuvimos que comenzar desde cero; desde las juntas por entalladuras múltiples hasta la laminación de las capas”

Si bien la densidad y rigidez de la madera han ayudado a Arup a alcanzar la flexión exigida mínima de la viga, también planteó algunos desafíos, indicó Golinski.

“El problema era que nuestras colas habituales no pegaban lo suficiente debido a la densidad de la madera. De hecho, al comienzo experimentamos el despegado de algunas láminas. Pero finalmente encontramos un moderno adhesivo que funcionaba. Así que el éxito se lo debemos a los últimos desarrollos de las colas. Hace diez años estas vigas no habrían sido posibles.”

Hess envió prototipos de vigas para su ensayo en el Instituto de Pruebas de Materiales MPA de la Universidad de Stuttgart, un organismo notificado europeo para la certificación de materiales de construcción, conocido por su trabajo con madera para uso estructural. Los “padrinos de la madera laminada encolada-glulam”, como los describe Golinski.

 El fabricante, el laboratorio de ensayos y Arup debatieron sobre si era necesario realizar pruebas hasta la destrucción de la muestra, viendo finalmente que era esencial ya que la madera laminada encolada jugaba un papel básico y no contaba con ningún aval por parte de la  EPA  (European Product Approval -  Aprobación de  productos europeos). Sin  embargo, superó los ensayos y Hess comenzó a producir vigas a gran escala, incluyendo una ligera precurvatura.

“Otra ventaja de la rigidez y uniformidad del roble blanco americano fue que nos permitía predecir los niveles de flexión y curvatura con mucha precisión,” dijo Golinski.

Con un peso de hasta cuatro toneladas cada una y 350 mm x 900 mm en su mayor escuadría, las vigas viajaron las 600 millas desde la planta de Kleinheubach de Hess hasta el norte de Londres colocando dos vigas en cada camión, y elevadas por el contratista BAM, con grúas colocadas sobre el terreno sagrado del Lord’s.

Las vigas se conectan a la pared de hormigón en la parte trasera del restaurante a través de placas  de  acero  integrado. El  voladizo sobrepasa las  columnas de  acero  que  forman la estructura de las ventanas a donde están fijadas. Por encima, la cubierta se extiende sobre los arcos de acero, dando al techo un efecto festoneado, y estos arcos se fijan a delgados raíles de acero de sección en forma de T atornillados a la madera.
El  sistema  fue  diseñado  conjuntamente por  Arup  y  Hess,  con  las  conexiones  de  acero procedentes de Leicht Engineering.

“El sistema evita los diferentes movimientos de los materiales debidos a la temperatura al ser la madera únicamente la que proporciona la estructura primaria y estar el acero simplementa apoyado sobre la madera” dijo Torpiano. “Esto también evita que el acero y la tela reciban los efectos residuales del movimiento de la madera ".

El roble blanco americano tiene una alta durabilidad natural, pero como protección adicional, el acabado de Remmers lo protege e impide que se introduzca la lluvia y la luz ultravioleta en la cubierta. Por otra parte, no ha sido necesario el uso de ningún producto cortafuego.

“El fuego en ocasiones es una de las preocupaciones de los clientes al realizar construcciones con  madera,  pero  el  glulam  no  se  inflama  con  facilidad  y  arde  muy  lentamente,” indica Torpiano. “De  hecho,  en  los  incendios se  ha  demostrado que  es  capaz  de  mantener la integridad de la estructura durante más tiempo que el acero.”

Ya terminado, todos los que han estado implicados confían en que la construcción pueda inspirar un mayor uso estructural de la madera laminada encolada de frondosas estadounidenses y, en particular, del glulam de roble blanco estadounidense.

“Ahora contamos con la experiencia y con los resultados de las pruebas, por lo que no comenzaremos de cero en el siguiente proyecto con roble blanco. Además hemos invertido en equipos para mecanizarlo” comentó Golinski. “También se prevé un aumento en la producción mundial de madera de frondosas, así que debemos encontrar nuevos usos para ella.”

Los arquitectos del estudio de arquitectura Populous también ven un gran potencial.

“Me siento muy interesado por explorar aún más las posibilidades que ofrece,” dijo Johnson. “Hay un límite en el tamaño del proyecto en el que se puede utilizar madera laminada encolada debido a la escuadría requerida de las vigas. Pero es más que probable que la tribuna del Lord’s no sea el límite.”

Subrayando  su  entusiasmo  con  el  proyecto,  Johnson  hizo  planes  para  asistir  al  primer encuentro que se celebró antes de completar la estructura en Mayo.

“No me sentaré en la tribuna solo como un miembro de MCC”, comentó. “Sino que disfrutaré observando a los espectadores gozando de la tribuna. Al fin y al cabo, ofrecerles una gran experiencia el día del partido era nuestro objetivo final.”






El secreto está en el suministro


Volviendo a las raíces

Robinson Lumber compra y selecciona regularmente madera de roble blanco estadounidense como el utilizado para construir las vigas de madera laminada encolada de la tribuna del Lord’s. La empresa, con sede en Nueva Orleans y uno de los proveedores de madera de frondosas estadounidense más grandes en Europa, trabajó en estrecha colaboración con AHEC y con el fabricante de madera laminada encolada, Hess Timber, valorando las existencias en stock de roble blanco estadounidense del norte y del sur.

“Hemos realizado un análisis microscópico celular y de densidad y, finalmente, junto con Hess, hemos decidido seleccionar la madera del norte debido a la rectitud de la fibra y a la orientación de los anillos de crecimiento,” indicó Hank Marchal, director gerente de Robinson Lumber Europe.

“También hemos garantizado la uniformidad de la madera al abastecernos de serrerías que se encuentran en un radio de 100 km de nuestro parque de concentración de madera en Indiana.” Al principio Hess y Robinson se fijaron en la madera de calidad FAS, madera de primera calidad, pero utilizaron finalmente madera de calidad “Número 1 común”.

 “Nos dimos cuenta que la madera de 5 pulgadas de anchura de calidad ‘Número 1 común’ era muy económica y que tras ser secada, deshilada, cortada, cepillada, unida mediante entalladuras múltiples, y encolada en láminas para hacer las vigas, hacía el mismo trabajo que si hubiésemos escogido calidades superiores” comentó Marchal. “De hecho, era tan densa y fuerte que en los ensayos destructivos las líneas de cola fracturaron antes que la madera, algo que no esperábamos.”

Con el acabado del producto se encontraba igualmente impresionado y cree que se abrirán las puertas a otros usos más amplios para la madera de frondosas estadounidenses. “Mostrar proyectos, como la tribuna del Lord’s, es un medio muy efectivo para destacar el potencial de este recurso natural infrautilizado,” comentó.

David Venables, director europeo de la American Hardwood Export Council (AHEC), estuvo de acuerdo. “Ha sido un viaje largo, y en ocasiones difícil, para lograr que la madera de frondosas estadounidense llegue hasta este punto, comenzando con  la  implicación de  AHEC en  la selección del roble blanco para las vigas de madera laminada encolada mucho más pequeñas en el Portcullis House de Westminster en el año 2000. Desde entonces, hemos organizado varias exposiciones que mostraban el potencial estructural de las diversas especies. 

Ahora contamos con esta fabulosa aplicación a gran escala de madera laminada encolada de roble blanco elaborada por uno de los más importantes fabricantes de productos de madera para la construcción. Sirva el ejemplo para que los arquitectos vean que ahora cuentan con esta opción en su cartera de materiales estructurales en una época en la que se tiene intención de aumentar, en todo el mundo, el uso de la madera en la construcción.”

Los números de la tribuna del Lord’s
2674 – capacidad de asientos de la nueva tribuna
11 – número de vigas de madera laminada encolada (glulam) de roble blanco
23,4 m – longitud de la viga más larga
350 x 900 mm – sección máxima de las vigas
4 toneladas – peso de la viga más larga
5 toneladas – carbono secuestrado en cada viga
15.000 N/mm2 – media de los módulos de elasticidad paralelos a la fibra
700-900 kg/m3 – densidad

Lo que el cliente comentó: “En MCC estamos muy satisfechos con nuestro techo de vigas de roble americano en la nueva tribuna del Lord. La consideramos excepcionalmente hermosa y realza el carácter único del nuevo edificio”.
Robert Ebdon, Subsecretario del MCC)

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