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03 mayo 2020

5 PROYECTOS CON PARABOLOIDES HIPERBÓLICOS - ESTRUCTURAS LIGERAS DE DOBLE CURVATURA - ELDC





1. Cubierta en área recreativa del Palacio de Ferias y Exposiciones de Lugo

Proyecto realizado por Laura Gonzalo Calderón, arquitecta.  





Se trata de un proyecto teórico de diseño y cálculo de una estructura de madera, para la creación de un espacio cubierto al aire libre en Lugo, junto al río Miño, presentado como proyecto final del Máster en Ingeniería de la Madera Estructural de la Universidad de Santiago de Compostela, campus de Lugo. Ha obtenido el Primer Premio Fin de Máster, en su edición 2013-2014.

El espacio a cubrir tiene una superficie de 1500 metros cuadrados y una altura en la clave de 9 metros, y máxima en los extremos de 14. Se propone la realización de una bóveda de arista formada por ocho sectores de paraboloide hiperbólico de directrices no perpendiculares, con clave horizontal y borde inclinado. Los apoyos se encuentran situados en un círculo de 39 metros de diámetro exterior, separados entre sí 14 metros. 

Se utiliza madera laminada GL24h y maciza C24, de Pinus Pinaster gallego, tratado para clase de uso 3.1, y elementos metálicos y pernos de acero inoxidable. El modelo ha sido realizado con Cadwork, con esquemas previos en Autocad y Rhinoceros, y calculado con Robot Structural Analysis.

La estructura principal está formada por ocho semiarcos parabólicos de canto variable unidos en un elemento circular metálico. A partir de ellos se crean unas vigas tridimensionales formadas por el inicio de los arcos que dan forma a la zona superior, también parabólicos, y unas vigas rectas de arriostramiento de sección circular. 

De esta forma se consigue la estabilidad del conjunto en todas las fases de ejecución con medios auxiliares sencillos. La diferente curvatura a lo largo de los arcos parabólicos condiciona el espesor de las láminas a utilizar en la fabricación de estos elementos. La eliminación de la discretización de los arcos en la versión 21 de Cadwork permite un acabado final limpio de todos los elementos curvos.

La estructura se completa con superficies alabeadas, que se consiguen con un entramado de tablas de eje recto a las que se les realiza un ligero alabeo, con el fin de adaptarse a estas superficies. Esto es posible gracias a la orden “Spline”, que a partir de la colocación de la sección en varias posiciones de paso, crea las caras que las unen. Visualmente, estas caras no presentan las discontinuidades propias de la discretización en versiones anteriores de Cadwork. Finalmente, la cubrición se realiza mediante un entablado, también alabeado, modelizado como una superficie con textura, y un acabado de placas curvas de Zinc.

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2. Diseño de  una cubierta de bambú en base a un  paraboloide hiperbólico

Arquitecta Lucila Aguilar (México)




El bambú es un material constructivo que se ha utilizado desde la antigüedad en distintas edificaciones que han demostrado su superioridad frente a materiales completamente innovadores como el plástico y el acero debido a un sinnúmero de bondades, sin olvidar el factor estético incomparable que lo ha colocado como una de las mayores tendencias arquitectónicas del momento.

Hemos sido testigos de un creciente interés por emplear cada vez más este material en distintas construcciones, esto se ha visto reflejado en la publicación y demanda de diversas publicaciones relacionadas con el bambú que tienen como base investigaciones que demuestran cómo el bambú puede llegar a ser tres veces más resistente que el acero y crecer 1,22m en tan solo un día.

Distintos profesionales se han dedicado a estudiar las propiedades de dicho material, tal es el caso de la arquitecta mexicana Lucila Aguilar, quien emprendió un camino en la arquitectura con una fuerte presencia del bambú como material fundamental en las estructuras de sus obras. Tanto es así que este material se ha convertido en el sello específico de su oficina de arquitectura, lo que motivó a buscar estrategias para hacer más eficiente el trabajo lo que resultó en la elaboración de una serie de manuales de construcción con bambú para cada proyecto específico en donde se aborda desde los materiales y herramientas hasta los pasos a seguir para la construcción de las estructuras.

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3. Cubierta de acero y PTFE  para un circuito de pruebas empleando el paraboloide hiperbólico

Proyecto : Graft Architekten 







En Wolfsburg, en la fábrica de la Volkswagen, existe un minicircuito para probar los automóviles cuya cubierta es una pequeña obra de arte de la ingeniería moderna, de acero y PTFE. Las estructuras en forma de paraboloide hiperbólico no se veían desde hace años, pero Alemania ha conservado su tradición en este campo progresando en la evolución de este tipo de estructuras.

En este caso, los Graft Architekten han concebido un anillo metálico de 150 toneladas, con sección pentagonal variable, cuya forma planimétrica elíptica posee diámetros que miden 55 y 35 metros. Anclado en el terreno solamente en dos puntos contrapuestos en el diámetro menor, desarrolla sus vetas en las antípodas a lo largo del diámetro mayor, elevándose hasta 15 metros desde el plano asfaltado. De este modo se genera un paraboloide hiperbólico apoyado cuya dinámica arquitectónica recuerda las curvas de un circuito de pruebas.

Eiffel Deutschland Stahltechnologie GmbH, que se ha encargado de los cálculos estructurales, y Taiyo Europe GmbH, que ha producido la capa de PTFE, han sido los realizadores de este proyecto. Se trata de politetrafluoroetileno-vidrio, un tejido impregnado de polímero de tetrafluoroetileno, el cual posee óptimas cualidades de resistencia dieléctrica y al desgaste, que lo coloca entre los materiales ideales para resistir a la exposición prolongada a las condiciones atmosféricas. 

Además, su bajo peso específico lo hace aún más indicado para las cubiertas livianas como en este caso. Cabe resaltar que posee la cualidad de no reaccionar ante la mayoría de los disolventes a los que se expone, ya sean ácidos que básicos. Esto se suma al hecho de que posee una óptima capacidad elástica en el tiempo gracias a una buena viscosidad. 

Por último, su semitrasparencia ha evitado que, estando debajo de la cubierta se percibiera el desagradable efecto de caverna, ofreciendo en cambio a los probadores un grado di sombra adecuado para conducir los automóviles.

Cabe señalar que el anillo de acero consta de una malla hecha de cabos de metal, que contribuyen con su rigidez estructural, los cuales hacen más ligero el anillo del bordillo y otorgan un ligereza significativa al conjunto.

Los cabos poseen un diámetro variable de 20 a 24 mm, la malla mide alrededor de 1,50 x 1,50 metros, llegando así al elevado número de 680 nudos en total. Éstos no son solo simples conexiones para que el retículo resulte más sólido y resistente estructuralmente, cada uno de ellos ha sido colocado en un pequeño soporte en el que se apoya la capa de cobertura, descargando así parte de su peso en los mismos.

Dada su forma, la estructura ha sido bautizada como “Blatt in der Landschaft”, hoja en la campiña, a pesar de que se trata de una pequeña joya de la ingeniería estructural.

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4. Proyecto del pabellón de meditación en Bolonia, Cadiz.

Arquitecto  Mario Cuenca Gomez












El proyecto nace tras el estudio de los mandalas y su estrecha relación con el mundo de la meditación con total libertad para la elección del emplazamiento y única condición de ser un espacio temporal, cambiante e ilusorio.

Se planteó una carpa fractal, donde se utiliza el paraboloide hiperbólico como forma estructural y autoportante y donde los limites del recinto de cubren con una piel perforada, otorgando una aúrea sonírica al espacio de meditación; todo ello en un enclave único como son las dunas de Bolonia en Cadiz.

Anexo a este proyecto, se realizó una pieza propia que forma parte de una gran "lampara" dentro de un trabajo grupal, con el fin de generar un espacio de meditación

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5. Sede del Museo de Diseño de Londres con Paraboloide Hiperbólico de Cobre.

Proyecto OMA Arquitectos y John Pawson.







La nueva sede del Design Museum (Museo de Diseño)  de Londres es producto del reciclaje de un edificio de la década del ´60 con protección patrimonial donde funcionaba el Instituto de la Commonwealth en Kensington. El edificio se destacar por su impresionante cubierta de cobre con forma de paraboloide hiperbólico.

El estudio OMA se encargó de la restauración de la estructura de vidrio envolvente del edificio mientras que el arquitecto John Pawson se ocupó del interior, revestido de roble y mármol. El resultado es una equilibrada combinación de la arquitectura original de los años 60 y la contemporánea.

El edificio posee 10.000 metros cuadrados dedicados a la innovación y cuenta con tres pisos que combinarán una exposición permanente gratuita y otras temporales de tendencias. El objetivo del museo es “revolucionar” el mundo del diseño y convertirse en su referencia mundial.

Además de las salas de exposiciones hay un centro de estudios y cafetería, junto con actividades que contribuirán a que este espacio, en el que se han invertido 83 millones de libras (unos 119 millones de dólares) sea “un laboratorio de experimentación, un nido de ideas que examinen el mundo que nos rodea”, dijo el director del museo, Justin McGuirk.

En el interior, el atrio central posee vistas sorprendentes, que suben hasta techo. En tanto, que las galerías, los espacios de aprendizaje, un café, un espacio de eventos y una tienda están dispuestos como una “mina a tajo abierto” bajo el icónico techo del edificio. Los niveles  están conectados por escaleras y barandillas revestidos en madera, que se utilizan también como asientos improvisados. Los pisos, en tanto, son de terrazo gris pálido.

El espacio exterior fue diseñado por los arquitectos paisajistas West 8, que reinterpretaron minuciosamente sus características originales. Design Museum fue fundado el 1989 por el diseñador británico Terence Coran. Ahora ha cambiado su pequeña sede en el este de la ciudad por un gran espacio en el oeste con el que pretende elevar el diseño gráfico y de productos e interiores a la altura del arte contemporáneo.


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