Page 1

UNA NUEVA PiEL MOLDES DE HORMIGÓN DE ALTA COSTURA PARA UNA NUEVA

ARQUITECTURA Almudena Tenorio Pascual


UNA NUEVA PIEL

MOLDES DE HORMIGÓN DE ALTA COSTURA PARA UNA NUEVA ARQUITECTURA


1

Almudena Tenorio Pascual Tutor: Ricardo Santonja

Trabajo Fin de Grado Departamento: Ideación Gráfica Coordinador: Eduardo Javier Píoz Aula: 07

ETSAM Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid Universidad Politécnica de Madrid Enero 2020, Madrid


2


3

Dibujos de Mark West Imágenes obtenidas de su libro “The Fabric Formwork Book. Methods for building new architectural and structural forms in concrete”


4


5

ABSTRACT // RESUMEN “El espacio limitado, que es la arquitectura, necesita una limitación material y esa materia, como la de nuestro cuerpo, ha de tener una piel.” Miguel Fisac. La piel es vestida, a su vez, con otras nuevas pieles que confieren un carácter propio, ya sea por su textura, su forma, o su composición. Esta piel o membrana puede considerarse, al fin y al cabo, como elemento que envuelve, ornamenta y da forma al cuerpo. Elemento cuyo despiece exige un patronaje bien estudiado que confiere un determinado carácter a la pieza. Por su capacidad de ornamentación, el hormigón tiene la potestad de ofrecer identidad a la forma. Por eso, se propone mantener una nueva relación con este material en el que se dé un empoderamiento de su plasticidad frente a otros atributos. Si bien el concreto puede adquirir gran variedad de formas, ¿por qué se tiende a menudo a formas rectangulares y cilíndricas?, ¿Por qué no utilizar entonces encofrados flexibles? En este trabajo, se propone pues, reflexionar por medio de la teoría y praxis sobre las distintas posibilidades que el encofrado flexible o textil ofrece. Un molde que ha de ser pensado como un sistema sofisticado – de alta costura- en el que pueda sacarse el máximo partido a la plasticidad de la mezcla, pues en esta quedará la huella de cada fibra, hilo o elemento milimétrico que con ella se tope. Por ello, es necesario considerar y analizar todos los elementos que conforman el molde: patrones, texturas, costuras y uniones, refuerzos y subestructuras... Tras esta reflexión y análisis, se abren futuras líneas de investigación basadas en la integración de esta investigación en el espacio industrial: el diseño en prefabricados.

Palabras clave: Arquitectura, piel, diseño, molde, mezcla, encofrado, hormigón, patronaje, alta costura.


6


7

íNDICE 9

I. INTRODUCCIÓN 1. Motivación 2. Objetivos 3. Metodología

17 17 19 21

II. PARTE TEÓRICA 1. Estado de la cuestión Contexto Miguel Fisac Mark West Kenzo unno Nuevas exploraciones

23 23 30 36 40 44

2. Arquitectura, piel y moda.

47

III. PARTE EXPERIMENTAL

53

1. Elementos a tener en cuenta El Molde Funcionamiento y fuerzas La Piel Costuras La Mezcla Homigón Ventajas para el hormigón Otros posibles materiales

57 57 58 60 62 63 63 66 67

2. Modelo de aproximación Proceso Conclusiones inmediatas

69 69 78

3. Futuras líneas de investigación

85

4. Integración de la investigación en el espacio industrial

86

A. B.

Prefabricación de moldes textiles Adaptación de moldes rígidos existentes para optimizar y reducir material y costes.

86 88

IV. CONCLUSIONES

91

V. BIBLIOGRAFÍA

97

VI. ANEXOS INDUSTRIALES

103


8


9


10

Centro cultural Castillo Blanco de los arroyos. Sevilla, EspaĂąa 2000. Miguel Fisac Imagen extraĂ­da de www.fundacionfisac.org


11

“El espacio limitado, que es la arquitectura, necesita una limitación material, y esa materia, como la de nuestro cuerpo, ha de tener una piel. Siempre me he interesado mucho por esa piel y su calidad. Siempre también, con el deseo de verdad, me ha parecido que esa textura, esa piel, si es posible, debería ser del mismo material limitante y destacando el color y la lisura más concordante con su intrínseca constitución molecular …El hormigón, … como se vierte en moldes, la textura obtenida es la de las paredes del molde. Como ordinariamente esos moldes se hacen de tablas de madera, se suele considerar como la textura más adecuada, la propia de la madera, de ahí que hayamos procurado en muchos paramentos de muros de hormigón el conseguir unas texturas con las huellas de las vetas de la madera. Durante bastante tiempo he estado pensando cómo se podría conseguir una textura que dejará la huella de que aquello tenía antes un estado pastoso, que se vertió en un molde y procurar que el material flexible en el que se echara fuera muy pulido y completamente liso…” Miguel Fisac en (Arqués 1996).


12


13

Los métodos industriales convencionales de construcción y diseño en hormigón se rigen por un sistema tradicional donde las formas prismáticas son una conclusión inevitable. En este contexto, la fabricación y el detalle de encofrados de hormigón rara vez es una preocupación de diseñadores. Cuando la construcción toma en cuenta la plasticidad del hormigón, es probable que se considere como una cualidad meramente utilitaria que permite su transporte y colocación en sus moldes. Con la utilización de moldes textiles, se redescubre el hormigón como material húmedo y sensual, manipulable durante horas antes de endurecerse: “ El hormigón no tiene opinión sobre su forma; es un material húmedo, pesado y pegajoso que te tomará cualquier forma que le des, siempre que puedas mantenerlo quieto durante unas horas”1. Peter Schjeldahl, 1992. A diferencia del encofrado tradicional, el material es altamente flexible y puede deformarse bajo presión cuando el hormigón está aún fresco. Ello permite crear formas de gran interés estético y eficientes a nivel estructural y material. Este amplio abanico de posibilidades puede responder a una nueva arquitectura limitada por una piel que puede vincularse con su entorno más cercano: “La arquitectura necesita de mecanismos que le permitan vincularse con la cultura. Para lograrlo, aprovecha continuamente las fuerzas que conforman la sociedad como material de trabajo. Y por ello, su materialidad es compleja, compuesta por fuerzas visibles e invisibles. La arquitectura evoluciona en base a nuevos conceptos que le permiten vincularse con esas fuerzas y manifestarse en nuevas composiciones estéticas y nuevos afectos. Son estos nuevos afectos los que nos permiten establecer nuevas relaciones con la ciudad.” Moussavi Farshid & Kubo Michael.2

1

Peter Schjeldahl, norteamericano nacido en 1942 conocido por su faceta como educador, crítico de arte y poeta. 2 Moussavi Farshid & Kubo Michael, La función del ornamento, Ed. Actar Barcelona y Harvard University Graduate School of Design, EEUU, 2008. * Imagen: encofrado textil experimental con costuras. Mark West.


14

Entendiendo la piel como membrana arquitectónica, podemos hablar de encofrados o moldes de tela como la vestimenta de esa piel, en cuya superficie quedará marcado cada elemento milimétrico del molde. Este tratamiento superficial de racionalidad meramente constructiva se aleja de la ornamentación y de la predeterminación de la forma por la forma. Cuando hablamos de membrana, molde o encofrado textil, ha de entenderse como la superficie de tela limítrofe que actúa como soporte estructural de la mezcla – u hormigón- a la cual contendrá y dará forma.: Encofrado: 1. m. “Molde formado con tableros o chapas de metal o de material análogo, en el que se vacía el hormigón hasta que fragua, y que se desmonta después” 3 . Molde: 1. m. “Pieza en que se hace en hueco la forma que quiere darse en sólido a la materia que se vacía en él: un metal, un plástico, etc” 2. m. “Instrumento, aunque no sea hueco, que sirve para estampar o para dar forma o cuerpo a algo” 4. La relación con el molde no es pasiva sino activa5, donde la plasticidad y el peso juegan un papel crucial en la determinación de la forma final. Ambas deben encontrar el estado de equilibrio hidrostático, así como el de todos los actores que intervienen en el conjunto. Estas formas resultantes se han visto alteradas en el mundo de la construcción y el diseño debido a esta nueva relación con el material, dando a lugar a un empoderamiento de la plasticidad frente a otros atributos. El elemento clave que permite esta diversidad y determina la forma es el tejido y su patronaje. Como si de un vestido hablásemos, necesitamos de un elemento que contenga la masa y este debe ser fragmentado en su concepción. Tal y como hacen los patronistas, se propone la creación de estas membranas sofisticadas pero sencillas, que combine tecnología, arquitectónica y las técnicas de sastrería. Se podría considerar al patronista como el arquitecto de la prenda, pues, al fin y al cabo, estos moldes son la estructura del hormigón húmedo que ha de vestirlo y contenerlo.

3,4

5

Definiciones según la Real Academia Española.

Explicación del concepto en: Parte Experimental/ 1.Elementos a tener en cuenta/ El molde. Página 43,


15

Una vez mezclado, el hormigón tiene una fluidez única que le permite ser moldeado en casi cualquier forma, brindando un gran abanico de formas, de las cuales se puede sacar partido y llevarlas hacia una optimización del consumo del material. Siendo el hormigón el material de construcción más utilizado, -se estima que representa hasta el 5% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono- parece lógico seguir desarrollando la tecnología de estos encofrados de tela y guiarla además hacia caminos de optimización y eficiencia.

Por tanto, son muchos los aspectos y conceptos que intervienen en estos sistemas flexibles, por lo que resulta interesante la investigación y experimentación de este campo, así como establecer unas posibles futuras líneas de desarrollo que permitan la industrialización y difusión.

Columnas experimentadas realizadas por Mark West. Storefront for Art and Architecture, New York.


16


17

MOTIVACIÓN

OBJETIVO

El presente trabajo surge del interés propio y curiosidad por los encofrados textiles y las posibilidades que estos pueden ofrecer.

Existen diversas maneras de adjetivar el espacio que nos rodea. Con un material tan común y utilizado como lo es el hormigón, se fija como objetivo el estudio de este material como fluido húmedo y pastoso que puede tomar la forma y textura de cualquier recipiente que lo contenga antes de que endurezca. Se propone mantener una nueva relación con este material, desde el punto de vista de su plasticidad y su capacidad para ser cicatrizado por cada elemento que entra en contacto con él. Con los encofrados textiles, cada fibra de su membrana queda grabada por lo que puede generar una nueva piel en la arquitectura de hoy en día, una nueva piel acorde a las nuevas tecnologías.

Hasta ahora, el desarrollo y difusión de esta tecnología ha sido bastante débil y dispersa por lo que también es un intento de formalizarla, así como de acercar al lector e incitarlo al estudio y a la experimentación. Debido a la plasticidad de la materia con la que se trata y su gran abanico de posibilidades, el acercamiento empírico resulta fundamental para alcanzar el pleno conocimiento de estos sistemas, incentivo que motivó también mi investigación. El interés de este trabajo surge, por tanto, del deseo de unir arquitectura, tecnología e innovación, así como exponer las múltiples ventajas y posibilidades de las que el medio ambiente y la arquitectura puede beneficiarse. Por tanto, se reconoce el gran potencial de fuente de innovación de esta tecnología que se quiere estudiar y desarrollar en profundidad.

Además, se pretende desarrollar e investigar a través de los sistemas de encofrados textiles, un método valido para la fabricación y/o prefabricación a través del patronaje de un prototipo para una futura aplicación en la escala arquitectónica. Se ofrece como una alternativa mucho más eficiente, optimizada y ecológica que los sistemas tradicionales de encofrados rígidos y monotemáticos.

Imagen: Textura heredara de un textil de tipo rígido. Imagen obtenida en el libro de M.West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. Chapter 2. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017.


18

Textura del textil y costuras en el hormigรณn. Pieza experimental propia. 2019


19

METODOLOGÍA El trabajo se divide en dos partes con dos áreas diferenciadas, una teórica y otra práctica. Ambas se complementan y siguen líneas paralelas de desarrollo. A medida que se investiga se produce la praxis de un modo intuitivo que enriquece el conocimiento de lo estudiado. Este saber viene, sobre todo, de la mano de Mark West y su libro The Fabric Formwork Book: Methods for building new architectural and structural forms in concrete, un manual práctico heredero de la experimentación de diversos objetos y estructuras con moldes flexibles y hormigón. Dentro del capítulo teórico encontramos una primera parte que corresponde al marco conceptual que estructura y ordena las ideas, así como relaciona en la historia las obras que fueron apareciendo y las tres grandes figuras que utilizaron este tipo de encofrados y provocaron su difusión y desarrollo. Tras este auge del sector, aparecieron nuevas prácticas experimentales que han de ser entendidas para posteriormente presentar la conexión que existe entre estas membranas y el mundo del diseño, el patronaje y la moda. No obstante, se ha de acotar, estudiar y medir lo tangible por lo que aparece a continuación un análisis sobre el molde, la mezcla y el tejido, analizando su comportamiento estructural, mecánico y sus posibilidades estéticas, formales y funcionales. Una segunda parte corresponde a la experimentación, pues se considera que solo puede llegarse a alcanzar el pleno entendimiento de estos sistemas a través de esta. Con un primer objeto – paralelo al estudio teórico – se desarrollan unas ideas y se sacan unas conclusiones que sirven como colchón y avance del trabajo. Para finalizar, una vez comprendido realmente la totalidad de esta tecnología, se pretende llevar al mundo industrial y estudiar su posible desarrollo. Por eso, se realizan una serie de propuestas que serán tratadas por las empresas pertinentes del sector.


20


21


22


23

1. ESTADO DE LA CUESTIÓN Reemplazando el encofrado de hormigón convencional con un sistema compuesto por piezas de tela, es posible crear estructuras de hormigón arquitectónicamente interesantes, estructuralmente eficientes y visualmente atractivas. El concepto o idea de verter el hormigón o una mezcla en telas -tecnología del encofrado textil- ha resurgido en varias ocasiones y en diferentes formas a lo largo de la historia. A continuación, se presentan los casos en los que históricamente ha habido un uso del textil como encofrado de hormigón. También, se identifican y analizan las distintas tecnologías que se han llevan a cabo, así como las líneas de investigación que hoy en día están abiertas en torno a este tipo de moldes.

Contexto Primeras aplicaciones La invención del encofrado textil surgió como resultado de la revolución industrial, no obstante, es interesante mencionar algunos casos que aparecen en la ingeniería romana. Estos aparecen de la mano del arquitecto e ingeniero romano Vitruvio (c. 80- 70 a.C.- 15 a.C.), quien para la construcción de ataúdes explica un método para crear dos muros de contención rellenos de arcilla con tejido de cestas de caña. Además, para la construcción de bóvedas con acabado en yeso, recomienda el uso de cañas atadas unas entre sí para formar una superficie inferior sobre la cual se aplicará un mortero de arena. Esta serviría como base antes de aplicar la mezcla.


24

Existen restos que sugieren que utilizaron la técnica descrita por Vitruvio en las bóvedas romanas de hormigón que se encuentran bajo la Villa Medici en Roma (Figura 1). Se cree que en una primera fase se vertió una delgada capa de hormigón en el centro de la bóveda para, posteriormente tras su fraguado, echar el resto de la mezcla. 6 .

Figura 1 Bóvedas romanas bajo la Villa Medici, Roma

Aplicaciones lineales o planas // Gustav Lilienthal (1849–1933) A finales del siglo XVIII y XIX con la llegada de nuevas Figura 1. Bóvedas romanas bajo la Villa Medici, Romatecnologías gracias a la Revolución Industrial, motivó la abundancia de acero, hormigón y telas asequibles y de gran calidad. La primera aparición de encofrado flexible se puede atribuir a Gustav Lilienthal, nacido en Anklam, Alemania. Allí se formó primero como albañil y luego como arquitecto, siendo considerado también como inventor, emprendedor y constructor. Ello junto con su interés en textiles, le llevó a la invención de un sistema que permitía la formación de un forjado con la ayuda de una tela que colocaba salvando las luces entre las vigas de madera. Esta tela era de tipo impermeable y sobre ella se colocaba una malla de alambre para posteriormente verter el hormigón sucesivamente por capas. Este sistema fue patentado en Estados Unidos en 1899 (Figura 2). Él mismo reconocía ya que resulta interesante el aspecto del encofrado de tela y la interacción con la malla de alambre y el hormigón aún húmedo, siendo "similar a la de un sofá almohadillado" 7. Este forjado a prueba de fuego fue posteriormente conocido como “Terrast Decke” y fue parte del prototipo que llevó a cabo para viviendas de clase media. Una patente de 1934 de James Waller menciona un sistema parecido de concepto casi idéntico al anterior, pero algo más complejo (Figura 3).

6

P. Block, D. Veenendaal y M. West, “History and overview of fabric Formwork”. Artículo publicado el 2011. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Gmbh & Co. KG,Berlín. Structural Concrete 12 (2011), No.3. 7 P. Block, D. Veenendaal y M. West, “History and overview of fabric Formwork”. Artículo publicado el 2011. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Gmbh & Co. KG,Berlín. Structural Concrete 12 (2011), No.3.

Figura 2 Patente de Forjado a prueba de fuego de Lilienthal (1898)0

Figura 3 Patente de Forjado textil de James Waller (1934)


25

Figura 4 Matthews Fletcher (1917), James Govan (Canadá), Harold Ashenhurst EEUU(1928) Waller (1934), Farrar (1937), Redjvani (1999).

Figura 5 Estructura de hormigón que incluye una red de correas o bien una lámina o manta colocada in situ. Sidney Parker 1971

A partir del modelo de Lilienthal, surgen otras nuevas variantes de forjado desarrolladas por otros arquitectos e ingenieros que ya comenzaban a hablar de las ventajas económicas de su construcción y del ahorro del material que este método suponía 8. (Figura4).

Años más tarde, Sidney Parker patentaba en 1971 un sistema (Figura 5) que pretendía competir con sistemas prefabricados y con la chapa colaborante, criticando su alto coste y calculando un ahorro estimado del 20% en hormigón gracias a que su forma parabólica atiende a los momentos flectores. Se menciona también la posibilidad de pretensar la malla contigua a la tela9.

Aplicaciones a gran escala // James Hardress de Warenne Waller (1884–1968). Fue uno de los inventores más prolíficos en cuanto al uso de telas en los encofrados. Nacido en Tasmania, se mudó a Irlanda para estudiar ingeniería en Queen’s College en Galway y en Cork donde desarrolló un gran interés por el hormigón armado. Al estallar la Primera Guerra Mundial hizo servicio de ingeniero en todo el Mediterráneo, específicamente en Turquía, Serbia y Grecia. Fue en estos viajes donde descubrió soluciones vernáculas que le llevaron a profundizar y desarrollar sistemas que después serían patentados como es el caso de “Nofrango”, una tela tejida hecha de fibra vegetal y tensada sobre un marco de madera que posteriormente se enyesaría con mortero de cemento. Siguiendo esta idea, aparecen nuevos sistemas patentados para distintas aplicaciones, pudiendo clasificarse en cuatro tipos: (Figura 6)

8,4

M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural

and Structural Forms in Concrete. Chapter 2. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017.


26

- Drapeado o estirado en una dirección y enlucido. (Para forjados y suelos). - Estirado y enlucido. (Para paredes) - Llenado y presurizado por presión hidráulica (Para columnas) - Nivelado o extendido sobre suelo (Para planta baja y revestimientos)

Figura 6 Patente de SISTEMAS DE James Waller (1934)

Sin embargo, el ingenio de Waller culminó con el desarrollo de su sistema “Ctesiphon”: la primera aplicación conocida de encofrado textil para la construcción de “shells” o cúpulas ligeras. También se desligó del trabajo de Lilienthal y Farrar en sus diseños al subrayar la resistencia a la tracción del textil. Waller había descubierto la versatilidad de este tipo de encofrados flexibles, aunque en estos primeros casos sus diseños no iban más allá de las dos dimensiones, tratando solo con elementos lineales o planos. En 1922 visitó la antigüa ciudad imperial Ctesiphon, abandonada después de la fundación de Bagdag. Allí quedó maravillado con el Arco Taq-i Kisra (Figura 7) y comenzó a reflexionar sobre los arcos parabólicos construidos sin cimbra y las muchas posibilidades que estos ofrecen. Señaló que "los ingenieros son a menudo poco amables con su tratamiento con el hormigón, descorteses respecto a su aversión por la tracción "y que" la gravedad es destructiva para la viga en celosía, pero otorga estabilidad al arco". Necesitaba entonces un método de construcción para rescatar la idea del arco y hacer posible la realización de cubiertas curvas como si de una concha se tratase. Estas son corrugadas y no lisas, lo que confieren rigidez al conjunto. Por tanto, ideó un sistema que usaba la concatenación de arcos paralelos y permitiendo que la tela se hundiese entre ellos para formar la superficie corrugada. Estas estaban sujetas en los Figura 7 Arco Taq-i Kisra, Bagdag.


27

Figura 8 Método de construcción Ctesiphon

aleros con un sistema temporal de postes y alambres clavados en los soportes. (Figura 8) Este método de construcción apeló al aumento de demanda de espacios cubiertos sin obstáculos y a la escasez de acero debido al estado de guerra del momento. Los edificios terminados con este sistema demostraron simplicidad de construcción y de cálculo. Llegaba a soportar 50 capas de hormigón en tramos de 6 a 12 metros. En 1955 patentó un sistema específico para tramos de hasta 150 m con arcos prefabricados en los cuales se ataba la tela por el lado exterior. Para estos tramos más grandes, el refuerzo era necesario. Entre los años 1940 y 1970, el sistema había sido empleado de una forma u otra para vivienda, almacenamiento y fábricas en todo el mundo, incluido el Reino Unido, Irlanda, Zaire, Zimbabwe, Tanzania, Nigeria, Kenia, Australia, España, Grecia e India. (Figura 9) La desaparición de este método de construcción puede estar relacionado con el declive general de la construcción de estas cubiertas, así como por las críticas que surgieron apelando a la probabilidad de que apareciesen grietas en la parte superior de las costillas y por la mala calidad térmica. Aunque hoy en día sobreviven pocas estructuras de Ctesiphon, su legado queda patente con Félix Candela, quién utilizó este método en sus comienzos, como es el caso de su primera cubierta, el experimento Bóveda en San Bartolo, México10. (Figura 10) No fue hasta el siglo XX cuando se produce el gran auge en investigación y desarrollo de esta tecnología. Desde el español Miguel Fisac y su interés inicial, hasta figuras como el canadiense Mark West y el japones Kenzo Unno, quienes desarrollaron múltiples métodos de diseño y construcción para encofrados textiles.

10

P. Block, D. Veenendaal y M. West, “History and overview of fabric Formwork”. Artículo publicado el 2011. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Gmbh & Co. KG,Berlín. Structural Concrete 12 (2011), No.3.


28

Sistema Nofrango


29

Figura 9 Cubierta en construcción en Nakuru, Kenya (foto de Grant Masslen).

Figura 10 Bóveda antifunicular experimental tipo Ctesiphon (1949), San Bartolo, México.


30

Miguel Fisac 1913 - 2006 Hasta este momento, el uso de telas en encofrados era puramente utilitario, visto como una simple y rentable estrategia en la construcción. Aunque Lilienthal ya había comentado la interesante textura que obtuvo en su forjado a prueba de incendio, la primera persona en reconocer verdaderamente las posibilidades estéticas de estos encofrados flexibles fue el arquitecto Miguel Fisac.

Fue a partir de la década de 1950 cuando comenzó su época más productiva desarrollando las ideas que lo llevaron a nuevos descubrimientos: primero patentando un nuevo prototipo de ladrillo hueco doble con pestaña saliente, y luego las conocidas piezas huecas de hormigón pretensado con formas similares a estructuras óseas11. El continuado uso del hormigón en sus trabajos y el detallado análisis de sus cualidades estructurales hizo que su interés desembocara en una nueva vertiente, la expresividad plástica de este material. No se conformaba con que las envolventes estuviesen ya decididas por el hormigón armado y el habitual encofrado de madera pues, aunque las texturas le eran agradables, respondían a texturas no propias del concreto, sino a las texturas leñosas prestadas por la madera. Buscaba entonces una forma de expresar la verdadera naturaleza del material: 12 “¿Qué cualidad podría distinguirse como exclusiva y característica del hormigón? Sin duda, una cualidad que no tiene otro material natural o fabricado, de los que intervienen en la obra, es ese estado pastoso del hormigón que se vierte en un molde. Conseguir un encofrado que dejara “huella genética” de que aquella masa había ido blanda, daría, sin duda, una expresividad propia del hormigón. Por ello había que encontrar un material que sirviera de molde, que tuviera textura a simple vista y, además, fuera flexible para que pudiera transmitir la cualidad pastosa y pesante del hormigón.” Miguel Fisac, 1996. 11

F. González Blanco, "Los Huesos de Fisac. La búsqueda de la pieza ideal", Tesis doctoral. Departamento de Construcción y Tecnología Arquitectónica, Escuela Técnica Superior de Arquitectura (ETSAM). Pendiente de publicación. 12,13

M. Centellas y M. Sánchez, Documentos de Arquitectura. Miguel Fisac.

Almería: Delegación de Almería del COA de Andalucía Oriental, 1989.


31

El hormigón apenas había tenido hasta ahora repercusión práctica, conceptual y formal en trabajos de arquitectura, quedando postergado a estructuras y forjados sin repercusión expresiva y estética considerable. Todo ello se materializa en patentes relacionadas con el vertido in-situ del hormigón para paneles y los encofrados flexibles prefabricados: 13 “Tanto las soluciones de piezas pretensadas de hormigón, como los encofrados flexibles de formas estructurales o de cerramientos de hormigón, me inclinaron a estudiar su prefabricación e industrialización, pues siempre había considerado que era la forma actual de realización de la obra arquitectónica.” Miguel Fisac, 1996.

Miguel Fisac, House las Cruces, Almagro, Ciudad Real, Spain (1978) Vía “OfHouses”

Precisamente de esa preocupación por el tratamiento superficial como algo independiente de su propia cualidad genética pastosa y blanda surgen sus primeras patentes de encofrados textiles. En sus comienzos, utilizó el yeso como sustituto al hormigón debido a las escasas posibilidades técnicas de los años 50.14 o Primera patente (Nº 382096): Sistema de Encofrados Flexibles para hormigón. 1970. Consiste fundamentalmente en una estructura portante resistente de acero o madera, completada por una retícula de alambre, cuerda o nylon. Este elemento puede ser constituido por una red, malla metálica, o una simple tela metálica, que quedará fijada al marco y cubierta con una lámina de material flexible, elástico y de resistencia suficiente para poder soportar la presión del hormigón.15 o Segunda patente (Nº 421044): Mejoras introducidas en Sistema de Encofrados Flexibles para hormigón. 1973.

14

J. Pinilla Melo; F.D. Sanz Arauz, F. Arqués Soler, J. Larrea Arina y F.A. Esteban Aguado, “Los Laboratorios de El Encín, ejemplo de los hormigones flexibles de Miguel Fisac”. En: Congreso Nacional de Historia de la Construcción (9. 2015), 13 a 17 de octubre de 2015, Segovia. ISBN 9788497285506. pp. 13251336. 15 M. Fisac, “Sistema de encofrados flexibles para hormigón”, 382096, OEPM. Madrid. 1970.


32

o

o

Se habla por primera vez de trenzar la malla resistente o, por el contrario, la introducción de una estructura auxiliar rígida, la cual aporta una resistencia y rigidez extra al conjunto.16 17 Tercera patente (Nº524720): Sistema de fabricación de elementos de fachada para la construcción. 1983. Sigue con la evolución de las previas patentes. Es aquí por primera vez que Fisac habla de la utilización de plastificantes y del vibrado de la masa para que esta fluya por cada pliegue del molde. 18 Cuarta patente (Nº ES 2 1418 024): Procedimiento de construcción de viviendas similares. 2000. El nombre comercial de esta patente es “Arquitectura Vertida” y consistía en un panel hueco formado por dos caras unidas entre sí. Este panel salía de la fábrica con aislamiento incorporado, paso para instalaciones y carpinterías incluidas para, posteriormente en obra, proceder al vertido del hormigón.19

Segunda patente de Miguel Fisac Nº 421044 Imagen obternia del artículo “Los Laboratorios de El Encín (Nota 17).

Paneles de hormigón prefabricados “in situ” con encofrados flexibles: A continuación se presentan tres edificios en los que el arquitecto aplicó sus patentes. 20 ▪

Centro de Rehabilitación para la MUPAG (Mutualidad del Papel, Prensa y Artes Gráficas). 1969. (Figura 11) Por primera vez se ensaya el encofrado flexible con el fin de dotar al hormigón armado de un acabo y textura que refleje su plasticidad. Utilizó una lámina de polietileno suave y flexible que queda colgada de una estructura rígida. El peso que este material confiere al hormigón cuando este es vertido, crea como resultado una textura muy “táctil”.

16

M. Fisac, “Sistemas de encofrados flexibles para hormigón”, 421044. OEPM. Madrid. 1973. 17

J. Pinilla Melo; F.D. Sanz Arauz, F. Arqués Soler, J. Larrea Arina y F.A. Esteban Aguado, “Los Laboratorios de El Encín, ejemplo de los hormigones flexibles de Miguel Fisac”. En: Congreso Nacional de Historia de la Construcción (9. 2015), 13 a 17 de octubre de 2015, Segovia. ISBN 9788497285506. pp. 13251336. 18 M. Fisac, “Sistema de fabricación de elementos de fachada para la construcción”,524720.OEPM. Madrid,1983. 19

M. Fisac, 1996. “Procedimiento de construcción de viviendas y similares”, ES 2 1418 02. OEPM. Madrid, 1996. 20

F. Arques Soler, Arquitecturas estudio. Miguel Fisac. Madrid: Pronaos, 1996.

Figura 11 Pag. 34


33

Edificio para la Editorial Dólar. 1974. (Figura 12) Estructura de hormigón armado y cerramientos con paneles prefabricados de hormigón. Utilizando solo dos tipos de moldes obtenidos con encofrados flexibles, se diseñan las ventanas con carpintería y vidrio hormigón.

Vivienda unifamiliar de D. Pascual de Juan Zurita. 1973. (Figura 13) “Todo el valor estético del conjunto se obtiene por la calidad “epidérmica” del tratamiento de las piezas prefabricadas de hormigón blanco”. Chapado exterior realizado con piezas prefabricadas especiales de hormigón blanco. A estas piezas van cogidas unos perfiles de neopreno que sirven para fijar las lunas de vidrio de las ventanas sin necesidad de carpintería, quedando la ventilación separada y asegurada mediante unos dispositivos de madera de cedro.

Pag. 34 Figura 12

Pag. 35 Figura 13


34

Figura 11 Centro de rehabilitación del Mupag. Madrid 1969. Imagen extraída de www.fundacionfisac.org

Figura 12 Edificio para la Editorial Dólar. 1974 Imagen extraída de l libro de F. Arques Soler (Nota 20)


35

Figuras 13 Vivienda unifamiliar de D. Pascual de Juan Zurita. 1973. Imagen extraĂ­da de https://elarafritzenwalden.tumblr.com


36

Mark West Es un artista, constructor y profesor de arquitectura e inventor de numerosos moldes flexibles para hormigón. Es considerado como el mayor experto en la materia. Estudió arquitectura en The Cooper Union for the Advancement of Science and Art, New York en 1980 y en 1996 en Carleton University, Ottawa, Canadá. Durante la década de 1980 y principios de los 90’s comenzó a investigar la técnica de los encofrados textiles, así como su posible aplicación en formas arquitectónicas como pilares, cubiertas, paneles, muros y forjados. Tras esta etapa de investigación decidió fundar el Centro De Arquitectura Estructural y Tecnología (Centre for Architectural Structures and Technology (CAST) en la Universidad de Manitoba, el primer laboratorio dedicado a la búsqueda y desarrollo de encofrados textiles y todas las posibilidades arquitectónicas que puede ofrecer. Mark West pretende con esta escuela: “ubicar al arquitecto en el centro del desarrollo de una tecnología con la potencia de alterar, y mejorar significantemente, el diseño y la construcción de la arquitectura en hormigón” 21 Gracias a la aparición de esta fundación y a la publicación del libro The Fabric Formwork Book: Mehtods for building new architectural forms in concrete, se propició una nueva comunidad de investigadores que exploran nuevas líneas de estudio y desarrollo en este campo. El libro adopta un enfoque integral y generoso de contenidos que incluyen aspectos técnicos, históricos y teóricos aprendidos durante sus años de investigación, así como de consejos futuros con el fin de promover este desarrollo de investigación. Comenzaron con la experimentación de columnas muy expresivas utilizando inicialmente licra y más tarde geotextiles, permitiendo cierta libertad de deformación en la pieza. Más tarde, enfocan su estudio en vigas de fundición y losas forjado que variaban su forma en relación con las líneas de fuerza propias del volumen, creando simultáneamente piezas de gran belleza escultórica. Ello llevó a la experimentación con 21

M. West, Los moldajes flexibles y el hormigón, traducción David Jolly, Publicado el 5 de Oct. De 2006. Pontificia universidad católica de Valparaíso. E (Ad) Seminario dictado por el profesor Mark West, 27 de septiembre de 2006.


37

sistemas estructurales integrados y estructuras curvas con forma relacionada con su momento flector. Sus estudios más recientes se orientan hacia el desarrollo de cerchas de hormigón muy optimizadas, bóvedas delgadas de doble curvatura o shells e investigaciones sobre la inclusión de pliegues y corrugaciones en encofrados textiles, así como su implicación estética y estructural22.

Además de trabajar con la forma y el comportamiento estructural que genera la gravedad en la materia, estudian distintos bastidores y formas de aplicación de la mezcla, así como los distintos tejidos del molde, las fibras que lo componen, la textura y las posibles uniones de estas. Todos estos elementos, quedarán grabados en el hormigón y aporta un nuevo nivel de densidad escalar, cuya cualidad fue olvidada del diseño arquitectónico desde que el modernismo elimino la ornamentación. West explica de esta manera el término: “Un buen ejemplo de estas densidades escalares son las iglesias góticas. Desde la distancia se reconoce la silueta y, a medida que uno se acerca, otras formas dentro esta forma comienzan a aparecer. Si nos acercamos aún, aparecen pequeñas figuras talladas, molduras, patrones de piedra, vetas...” 23

Ejemplo de densidad escalar en columna formada con tela. Experimento de Mark West. Imágenes obtenidas de su libro “The Fabric Formwork Book. Methods for building new architectural and structural forms in concrete”

Por tanto, el encofrado de tela, por su capacidad de autoornamentación, ofrece una oportunidad para volver a introducir la densidad escalar en la arquitectura y diseño de hoy en día, y beneficiarse de unas formas más optimizadas y económicas. Toda su investigación y experimentación queda volcada en las siguientes aplicaciones: 22

P. Block, D. Veenendaal y M. West, “History and overview of fabric Formwork”. Artículo publicado el 2011. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Gmbh & Co. KG,Berlín. Structural Concrete 12 (2011), No.3. 23 M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017. pp 14.


38

CATÁLOGO DE APLICACIÓN DE C.A.S.T. Liderado por Mark West Imágenes obtenidas de su libro The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete.


39


40

Kenzo Unno A finales de los 80 y principios de los 90, trabaja paralela independientemente a Fisac y West el arquitecto japonés Kenzo Unno, nacido en Tokyo en 1949. Sus años de trabajo estuvieron enfocados al desarrollo de una tecnología simple, alternativa y que abaratase los métodos. Desarrolló varios métodos en los que usaba láminas textiles y flexibles para verter el hormigón en los muros, convirtiéndose finalmente en el maestro de la construcción de sistemas de encofrados de tela para muros de carga. Estos métodos se dieron a conocer como URC, Unno Reinforced Concrete, es decir, hormigones reforzados de Kenzo Unno24. A causa del terremoto de Kobe en enero de 1995, surge la motivación de crear diseños residenciales con viviendas que fueran seguras y que empleasen métodos simples de construcción con el menor índice de desperdicio de material. Su respuesta fue la elaboración de sistemas constructivos sencillos que se pudieran realizar en obra y que abaratasen al máximo los costos25. Optó entonces por el estudio de muros de carga creados con encofrados textiles baratos que pudieran efectuarse in-situ. Los moldes para elementos verticales sufren una considerable presión hidrostática en su parte más baja, por lo que se necesitan de un sistema o patrón de restricciones horizontales que limiten el abultamiento excesivo que se produce en la tela. Esto es debido a que la membrana textil solo puede resistir fuerzas de tensión por lo que, al recibir esta carga de tensión, desvían la masa en forma de embolsamientos26. Teniendo en cuenta estos factores, Unno desarrolló dos métodos para controlar esta membrana de tela: 27

▪ 24, 25

K. Unno. “Fabric-formed walls”, Tokyio, Japan. R. Schmitz, “Fabric-formed concrete: A novel method for forming concrete structures”, En: 3rd International Conference on Civil Engineering and Urban Planning, Wuhan, China. 2018/12/18 26 M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017. pp 157. 25


41

Figura 14 Stone Renaissance project, Tokyo 2005

“Frame restraint” method: estructura de elementos lineales de madera o acero que trabajan como pernos y son arriostrados externamente. Esta estructura se utiliza como “marco” en el cual se estira la tela al verterse el hormigón. (Figura 16a, 16b) Ejemplo: Stone Renaissance project, Tokyo 2005

“Quilt-Point” method: utiliza puntos de acolchado como método de sujeción y control de la masa. Estas son arandelas (Figura 14) que se espacian entre sí y están unidas a la malla metálica. El resultado es similar al de una colcha, de ahí su denominación. Ejemplo: URC House III, 1999. (Figura 17a, 17b, 17c)

En ambos la elección de la tela es fundamental y utiliza una membrana plástica con pequeñas aberturas que permitan sudar el hormigón, expulsando las burbujas de aire y el agua, pero frenando la salida de la mezcla. Además, al poder hacerse el vibrado desde el exterior, se permite tener un mayor control y seguimiento del fluido. (Figura 15) Finalmente crea un sistema estandarizado de moldes para la creación de muros in-situ. Lo bautiza como encofrado “Desperdicio Cero” (“Zero-Waste Formwork”) ya que no desaprovecha material ni mano de obra. Además, a diferencia de otros muros, lleva incorporado una capa de aislante de poliestireno extruido de unos 5mm que queda embebida en la masa y es posible la reutilización de las capas externas para repetir el proceso en varias ocasiones28. “Zero-Waste Formwork” Sistema de encofrado de muro con aislante

28

K. Unno. “Fabric-formed walls”, Tokyio, Japan.


42

Figura 15 Vibrado con vara de madera

Figura 16ÂŞ Cicatrices de la subestructura de madera que retiene la membrana textil.

Figura 16b Textura corrugada del muro terminado.


43

Figura 17ÂŞ Subestructura metĂĄlica

Figura 17b Desencofrando el sistema

Figura 17c Muro fraguado, desencofrado y limpio de arandelas


44

Nuevas exploraciones A raíz de estas tres grandes figuras y exponentes, se logra expandir el campo de investigación, así como a incitar al estudio y experimentación de esta tecnología. Actualmente, distintas instituciones en todas partes del mundo continúan esta labor atendiendo a diferentes objetivos como el de la optimización estructural y la fabricación de elementos eficientes cuya forma atienda a las imposiciones de la carga que soportará. No obstante, la línea entre lo puramente estructural y lo arquitectónico comenzó a difuminarse durante los experimentos realizados en CAST. Una segunda línea de investigación que explora la cualidad plástica a nivel escultórico de este material y moldes viene de la mano de estudiantes y diseñadores que ven en el mobiliario y ciertos objetos una oportunidad para experimentar. Grompies: proyecto realizado en el laboratorio de diseño en la Architectural Association de Londres en 2010. Estudiantes del programa experimentaron con yeso y moldes formados por patrones de licra que fueron generados por programas informáticos para, posteriormente, ser impresos y cosidos a máquina y a mano también, combinando tecnología y artesanía. En definitiva, crearon un sistema integral que habla de forma, estructura y belleza simultáneamente. (Figuras 17)

Figuras 17 Imágenes extraídas de

FattyShell v(0.1). Proyecto realizado por la Universidad de Michigan en el año 2010 que utiliza geometrías algorítmicas cortadas robóticamente que buscan la superficie mínima y logran un nuevo lenguaje. (Figuras 18)

Figuras 18 Imágenes extraídas de

Anne-Mette Manelius y su sillón acolchado (Figura 19)

Figura 19 Imágenes extraídas de https://chairblog.eu/

Florian Schmid no trabaja con molde, si no con una lona impregnada en cemento y agua que le permite manipular la forma durante unas horas hasta que esta se endurezca. Tras plegar la tela consiguiendo la forma deseada, se cosen los bordes y se deja reposar en una subestructura de madera que soporta la pieza. (Figura 20)

https://www.dezeen.com/2010/ 05/06/grompies-by-berndoncarlin/

https://www.dezeen.com/2010/ 05/19/fattyshell-v-01-by-kyle-asturgeon-chris-holzwart-andkelly-raczkowski/

Figura 20 Imágenes extraídas de http://www.florian-schmid.com/


45

Figuras 17

Figuras 18

Figura 19

Figura 20


46


47

2.

ARQUITECTURA,

PIEL Y MODA Dentro de las muchas posibilidades que el encofrado textil ofrece, existe un vínculo entre el diseño de este molde y la moda. Si bien estas membranas son textiles y deben contener un volumen, ¿por qué no tratar estos moldes como prendas de vestir? La vestimenta responde directamente a las formas del cuerpo humano y lo dota de una segunda piel caracterizada. La arquitectura, de igual modo, encierra un espacio cuyo límite estructura y confiere entidad al lugar. Podría entenderse entonces la ropa como “La arquitectura de la piel”: “Nuestro cuerpo está rodeado por varias pieles: nuestra propia piel, la ropa, la envolvente arquitectónica. Entendemos el traje como la primera piel construida que se relaciona con los otros y con el entorno: la arquitectura más íntima. La intersección entre estas disciplinas y la aplicación de la tecnología abre nuevas posibilidades de interacción entre ambas. […] ¿Por qué no imaginar que estas pieles que se han aplicado al cuerpo puedan aplicarse a otros espacios?” 29 ZAP&BUJ, 2019. Siguiendo esta idea del estudio ZAP&BUJ que interseca la arquitectura con la moda y tecnología, podemos aplicar el concepto a los encofrados textiles pues, al fin y al cabo, son segundas pieles que quedarán marcadas en la primera: el hormigón. De igual modo que un vestido está formado por patrones (que dependen del tejido y la forma que se quiera conseguir), los moldes textiles se han de concebir como prendas que encerrarán un cuerpo y lo vestirán, necesitando de esta manera un patronaje concreto y preciso. La industria del textil y de la moda han desarrollado numerosas técnicas para manipular tejidos, así como nuevos materiales y herramientas digitales que facilitan el acercamiento entre estas dos disciplinas. Las analogías y similitudes entre las formas fluidas en la moda y la libertad plástica de estos moldes son más que evidentes.

29

R. Buj, “El vestido como la arquitectura de la piel”, ZAP&BUJ. En: TEDxMadrid, 25nov 2019. https://www.youtube.com/watch?v=t1Yhejn3i6o


48

Patronaje de moda

Patronaje de molde flexible Mark West


49

Patronaje de moda Issey Miyake

Patronaje de molde flexible Mark West


50

Una de las líneas que trabajó Mark West fue la creación de columnas en las que se permitía mayor grado de libertad estética -escultórica-. Se reconocen dos líneas distintas de experimentación: con telas rígidas (Figura 22) a modo de corset, y con telas elásticas (Figuras 21) como la lycra que permiten un mayor grado de libertad plática30. En este último caso, la libertad de formas se produce, sobre todo, en la parte superior de la estructura puesto que en ese punto la presión hidrostática y el peso de la masa alcanza el valor más bajo de toda la columna. Siguiendo la idea de corset, encontramos varios experimentos en los que se plantean columnas con este sistema cuyo molde flexible en su conjunto está constituido por el textil, las costuras y cuerdas. Ambas se basan en proporciones, formas, estructura, textura, tecnología y artesanía. En el proyecto de Villa Privada en Culebra, Puerto Rico (Figuras 23) , aparecen treinta columnas fabricadas con molde textil in situ. Es la primera vez que se usa este tipo de encofrados para la creación de columnas de hormigón armado. Figuras 21 Cada una de ellas es diferente a la anterior, Mark West arquitectónicamente única. Sus alturas oscilan entre 3,8 metros y 2,9 metros, siendo el diámetro de unos 34 cm. Además, uno de estos encofrados se puede usar múltiples veces para formar multitud de diferentes formas y elementos con distintas dimensiones simplemente alterando la manera en que se manipula el encofrado. Estas variaciones se logran al enrollar o desplegar encofrados a diferentes longitudes, alterando las condiciones de soporte y límite, y mediante modulaciones de los niveles de pretensado de la tela. No se requieren soportes intermedios o laterales, simplemente estirando y controlando la torsión en la parte superior para evitar posibles desviaciones de la membrana del encofrado. 31

Figura 22 Mark West

30

En el apartado de “La Piel” y “El molde” se amplian y desarrollan los conceptos. 31 Fabric-Formed Concrete Columns for Casa Dent in Culebra, Puerto Rico. Mark West


51

Patrรณn de corset de Kate Awesome

Figura 23 Prototipo de columna

En conclusiรณn, tanto si es para la creacion de una prenda, como si es para generar aquitectura se necesita de un pensamiento especial que entienda la estructura y la sepa controlar y sacar partido.


52


53


54


55

“Para que el arquitecto pueda trabajar de manera autónoma con sus medios, debe experimentar, practicar con masas, con ritmos creados por la agrupación de masas, combinaciones de colores, luz y sombra, etc. Debe percibirlos intensamente, desarrollar y poner en práctica sus cualidades. Esto conlleva un compromiso con los materiales: se debe entender la estructura de la madera, el peso y la dureza de la piedra, el carácter del vidrio; el arquitecto debe fundirse con los materiales, modificarlos y utilizarlos en armonía con su esencia. Si llegamos a comprender la esencia de un material, tenemos la oportunidad de influir en la vida de una manera mucho más concreta que a través de fórmulas y procesos matemáticos.” 32 Jørn Utzon, 1948. Esta parte pretende tanto asentar los conocimientos teóricos expuestos en el capítulo anterior, como aprender de primera mano el manejo de este tipo de encofrados y establecer unas conclusiones sobre el molde, la piel y la mezcla. Se considera que solo a través de la praxis se llegará a la total comprensión de su funcionamiento y a la exploración de las múltiples posibilidades que nos ofrece. A lo largo de la historia se puede observar la preocupación por la forma y el ahorro del material. No obstante, existe una línea con la que no se ha profundizado demasiado: la experimentación con las texturas de la tela, así como sus uniones y las marcas o cicatrices que quedan en el hormigón. Sacando partido de esta cualidad plástica del concreto junto con los encofrados textiles, se pretende descubrir futuras líneas de investigación y su posible aplicación industrial.

32

J. Utzon, “La Esencia de la Arquitectura”, 1948. en PUENTE, M., (Ed.) Jorn Utzon, conversaciones y otros escritos, Gustavo Gilli, Barcelona, 2010.


56


57

1. ELEMENTOS A TENER EN CUENTA /

/ CONCEPTOS El molde El uso generalizado de moldes ortogonales ha dado como resultado un catálogo bien establecido. No obstante, estos sistemas rígidos deben resistir considerables presiones de hidrostáticas y pueden consumir una cantidad significativa de material. Por tanto, una alternativa directa sería la utilización de encofrados textiles cuyo diseño se determine de tal manera que el material se coloque solo donde sea necesario. Los moldes con los que habitualmente se trabaja el hormigón, como la madera, son de tipo rígido y restringen totalmente el comportamiento anisótropo de la mezcla. El encofrado de tela, en cambio, desempaña un papel más activo y aborda el concepto de restricción integral, una restricción inherente al propio textil. En un primer momento (antes de que el material sea vertido), el molde de tela presenta un aspecto flácido y variable. Es, en gran medida, indiferente a su forma. Sin embargo, cuando estos dos materiales se combinan, se soportan mutuamente y crean un sistema de fuerzas que se contrarrestan, buscando activamente la forma de su propia estabilidad en el campo gravitacional.33 Esa forma final viene determinada por la plasticidad y el peso del fluido, existiendo una relación fundamental de tipo pasiva o activa entre el molde y la mezcla:

Relación pasiva

33

Relación activa

M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017.


58

No obstante, muchas veces se requiere de un previo control de la forma del propio molde, por lo que podemos recurrir a otras maneras de restricción: ▪

Exoesqueleto En ese estado en el que la masa aún no ha sido vertida, podemos externamente controlar la forma de la propia membrana. Con un exoesqueleto rígido y externo, podemos tensar el molde y que restrinja, a su vez, el límite variable ya impuesto por el textil. Ello nos lleva a preguntarnos si se puede adaptar una tela que restrinja por completo el hormigón sin la ayuda de ningún otro elemento externo rígido. Sin exoesqueleto Explorando las técnicas que utiliza la moda y la alta costura para trabajar la forma, podemos aplicarlas para el control de la tela y su expansión, siendo estos los factores más inmediatos que determinan su forma. Recurrir a volantes, pliegues o pliegues parcialmente cosidos, en definitiva, generar una superficie corrugada, puede ayudar a rigidizar el conjunto, tal y como aprendimos de James Waller y su sistema Ctesiphon. Sin embargo, no siempre es suficiente por lo que se requiere un despiece masivo de la pieza. A través de estas divisiones en patrones, el área de actuación que la presión hidrostática del hormigón ejerce cuando aún está húmedo, disminuye. Ello, sumado a la elasticidad del material, ayuda a controlar la curvatura o deformación de la tela.

FUNCIONAMIENTO Y FUERZAS Una ventaja de estos encofrados es que permiten observar directamente cómo trabajan las fuerzas en la materia, así como la posibilidad de disminuir los recursos empleados a través del proceso de diseño. También, es necesario comprender la relación activa que existe entre el material flexible y su grado de elasticidad o rigidez, el material de mezcla y las fuerzas que intervienen, ya sean aplicadas o las proprias asociadas a la gravedad y masa. Estas serían: 34 ▪ ▪ ▪

Deformación Tensión Gravedad

34

M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017. Capítulo: Flow

of forces in solids.


59

El pretensado que normalmente se aplica debe seguir la dirección de las fibras del tejido elegido. Según la tensión ejercida y si es aplicada en una o en dos direcciones, se pueden alcanzar diversas formas. A continuación, se muestran los dos comportamientos elásticos del molde en relación a la dirección de sus fibras: A Dirección de las fibras: PERPENDICULAR B Dirección de las fibras: DIAGONAL

A B A B

B B (

(Elaboración propia) (

Por supuesto, estos esfuerzos actúan en relación con la rigidez ( del textil y las condiciones de apoyo. (En el siguiente cuadro resumido se muestran las distintas posibilidades a las que se puede llegar 35:

(

No pretensado

No pretensado (autoportante)

K=0

K=0

Pretensado Pretensado Pretensado mecánico mecánico neumático (Una dirección) (Dos direcciones)

Capa fina (propio peso) K=0

K<0

K>0

Capa de relleno (propio peso+ presióndel fluido)

Se hace referencia también a K o curvatura de Gauss 36. Los valores cuya constante es igual a cero (k=0) presentan doble curvatura; si por el contrario el valor es positivo obtenemos formas cóncavas o convexas y paraboloides hiperbólicos para valores negativos. Sin embargo, el tipo de encofrado no necesariamente dicta la expresión K de curvatura. Si el pretensado aplicado es bajo, las cargas de la mezcla gobernarán y forzarán al encofrado a formar curvaturas positivas, es decir, a abultarse hacia afuera.

35

Cuadro reeditado y simplificado del original, perteneciente a: J. J. Orr, A. P. Darby, T.J. Ibell, M.C. Evernden, y M. Otlet, M. “Concrete structures using fabric formwork”, The RPS Structural Engineer, 89 (8). pp. 20-26, 2011. 36 La curvatura gaussiana de una superficie es un número real que mide la curvatura intrínseca en cada punto regular P₀ de una superficie. Definición obtenida de Wikipedia.


60

La piel Hasta ahora, la mayor parte de las investigaciones sobre este tipo de encofrados han sido realizadas por arquitectos e ingenieros que se interesaban, sobre todo, por las formas y acabados que pueden conseguirse. No obstante, no se ha profundizado demasiado en cuanto a los textiles que se pueden emplear, algo que resulta paradigmático pues vivimos en un momento en el que la tecnología ligada al mundo textil presume de grandes avances, habiéndose introducido nuevas estructuras textiles y materiales al mercado. Cualquier tipo de tela puede ser utilizada como molde y, según Mark West, la debemos considerar como material y estructura simultáneamente: “Una tela tejida de poliéster, por ejemplo, puede entenderse como una cosa hecha de poliéster, con todas las propiedades de ese material, pero también es una cosa tejida, con todas las propiedades mecánicas de una estructura tejida. Cada textil lleva dentro comportamientos que se originan tanto en su estructura como en sus materiales constituyentes. Distinguir analíticamente los efectos de uno u otro en un determinado textil puede ser difícil ya que tanto el material como la estructura están literalmente "entrelazados" en uno solo” 37. El comportamiento del material atiende a sus propiedades mecánicas: ▪ Fuerza: nivel de estrés que causa la ruptura. ▪ Tensión: intensidad de la fuerza por unidad de superficie. ▪ Rigidez: nivel de deformación que sufre un material al aplicarse un determinado nivel de fuerza. ▪ Momento plástico: ruptura, límite de elasticidad. Debemos tener en cuenta también el “desgarro” que pudiera producirse: cuando una fibra se rompe, esta transfiere la carga a la siguiente fibra, rompiéndose también debido a este aporte adicional de carga, la cual se incrementa a medida que el proceso continúa.

37

M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017. Chaper 4, pp 52.

Pieza experimental en hormigón Mark West


61

La estructura interna o cómo la tela está constituida, influye directamente en el comportamiento del conjunto. Podrían dividirse en las siguientes: -

Telas tejidas. Tejidos de punto (en 2d o 3d38) No tejidos: se fabrican fusionando las fibras Fibras sintéticas: Lycra o Spandex Materiales especiales: polietileno (PE) y el polipropileno (PP).

La elección del textil que actuará como membrana flexible es crucial, pues existen numerosos tipos de telas rígidas o flexibles que actúan directamente en la forma final que obtenemos. El uso de tejidos más rígidos puede provocar pliegues (Figura 24a, 24b) y arrugas excesivas que, a su vez, crean regiones en las que es muy difícil retirar la tela a la hora de desmoldar, pudiendo incluso a ser imposible su extracción y/o romper parte de la pieza. No obstante, las telas más flexibles tienen una mayor deformación por lo que es necesario tensar el molde para tener un mayor control de la forma que resultante39. A la hora de elegir el tejido que queremos, debemos tener en cuenta: ▪ ▪ Figura 24a Pliegues Mark West

▪ ▪ Figura 24b Pliegues. Elaboración propia

Composición del material y dirección de las fibras Impermeabilidad: es necesario elegir la tela adecuada que permita exudar el gua y expulsar las burbujas de aire pero que no deje que la mezcla se escape. De esta forma, mejorará la calidad del hormigón. Elasticidad: elásticas y rígidas. Hay que tener en cuenta la deformación que pueda producirse en los extremos o la propia excesiva abertura de las fibras que lo componen. En el caso de la lycra, hay que controlar las fuertes elongaciones que pueden sufrir. Textura: puede ayudar a la rigidez y estabilidad del sistema. Anverso y reverso de la tela.40

Aunque casi cualquier tejido puede ser usado como encofrado, las resistencias a tracción en las direcciones de urdimbre y trama deben ser suficientes como para mantener la mezcla húmeda.

38

Las telas tejidas tridimensionalmente tienen características anisotrópicas para reducir el volumen de hormigón utilizado y diseñadas proporcionar un rendimiento alternativo, un comportamiento de permeabilidad y acabado superficial. 39 K. Montes Barria, "Encofrados Textiles. Arquitectura desde el proceso material", Tesis doctoral, Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Chile (FAU de Uchile), Santiago, Chile, 2017 40

Las dos caras del tejido.


62

Costuras: Cada línea de una costura es relativamente débil, la costura en conjunto puede ser muy poderosa ya que distribuye en general la carga aplicada en toda el área de la estructura de la tela. Si bien la línea de una costura es relativamente débil, la costura entendida en su conjunto puede ser muy potente, ya que sirve para distribuir las cargas aplicadas en la amplitud del área donde se ejerce presión hidrostática41. Hay numerosas posibilidades y opciones que dependen de la tela que se vaya a utilizar y la función que desempeñará. A continuación, se presentan una serie de posibles costuras a aplicar 42: -

-

Puntada simple continua: para el cerramiento perimetral de cada patrón. Puntada simple discontinua: interrumpir la continuidad de la masa vertida en los bordes del patrón, y así disminuir su volumen y espesor. Puntada de ojal: distribuir la masa sin cicatrizar en exceso el hormigón Zigzag: refuerzo de puntada continua perimetral para asegurar la resistencia hacia la mezcla liquida Puntas continúas en cruz: establece un ritmo además de controlar la masa y volumen. Esquema de costuras Elaboración propia

Así mismo, para el diseño del patrón textil es necesario considerar aspectos como, la ubicación de la costura, que define sus propiedades estructurales y produce huella en el hormigón, así como el tipo de textil (con o sin fibras elastómeras) para saber la expansión durante el colado. No obstante, este tipo de uniones tienen sentido para formas tridimensionales y no tanto para planas como paneles, perdiéndose el sentido funcional y formal, quedando únicamente el puramente decorativo. Para terminar, se recomienda que se desencofre dentro del periodo de una semana para evitar que el tejido quede adherido al hormigón ya fraguado.

41

M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017. Chaper 4, pp 52, 53 42 K. Montes Barria, "Encofrados Textiles. Arquitectura desde el proceso material", Tesis doctoral, Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Chile (FAU de Uchile), Santiago, Chile, 2017


63

La mezcla Cuando hablamos de mezcla nos referimos al material que verteremos en el molde y que posteriormente adquirirá su forma. Por lo tanto, exige experimentar dos estados, uno primero de tipo fluido y otro posterior en el que se rigidice o fragüe. El hormigón es, por excelencia, este material, aunque se podría utilizar yeso o incluso materiales mórbidos o espumosos como alternativa. HORMIGÓN

Figura 25 Exudación del hormigón. Elaboración propia

La elección del material del molde no influye en los requisitos del hormigón que se vaya a utilizar. Sin embargo, ha de considerarse la composición de la mezcla y modificar las propiedades materiales del hormigón ya que estará en contacto y dialogo con una membrana permeable. Estas permiten que el agua y el aire escapen a través del tejido (Figura 25), creando un acabado de alta calidad y uniforme con una capa superficial rica en cemento. Además de un acabado atractivo, mejora la resistencia y reduce la porosidad, lo que lleva a una reducción de hasta un 50% en la carbonatación y la entrada de cloruro.43 Se ha de tener en cuenta la consistencia, viscosidad, flujo de la mezcla; controlando el tamaño de los áridos, así como el cemento utilizado, la cantidad de agua o los aditivos o fibras que se decida incorporar. La forma en la que se rellene el molde es importante también. Se puede verter o proyectara alta velocidad. En este último caso, los elementos deben ser muy finos y la mezcla fluida ya que la colocación dinámica del hormigón causa compactación, por lo que se pueden usar agentes que aceleren el proceso de fraguado. En este caso, el encofrado debe ser lo suficientemente rígido como para limitar la deformación. A continuación, se recogen diferentes tipos de hormigón que pueden ser beneficiosos para conseguir un mejor rendimiento de la pieza.

43

W.J. Hawkins, M.Herrmann, T.J. Ibell, B. Kromoser, A. Michaelski, J.J. Orr, R. Pedreschi, A. Pronk, H. Roel Schipper, P. Shepherd, D. Veenendaal, R. Wansdronk y M. West, “Flexible formwork technologies: a state of the art review”, Structural Concrete, 17(6), 911–935, 2016.


64

-

-

-

-

44

Microhormigón: deriva del microcemento fino y se caracteriza por tener una alta resistencia y dureza. Está compuesto por polímeros de alta resistencia y máxima flexibilidad y permite la adición de pigmentos según el resultado que se quiera. Es impermeable y no presenta fisuración ni rayados en la superficie. 44 Normalmente se utiliza para pavimentos y renovaciones de superficies. No obstante, por sus características y al ser bastante flexible en su estado húmedo, puede ser una buena opción para utilizar con un molde textil. Hormigón ligero: se caracteriza por tener una mínima densidad y un gran aislamiento térmico, gracias a la sustitución parcial o total de áridos por materiales menos pesados como la arcilla expandida, el poliestireno o la vermiculita.45 Suele utilizarse en recrecidos, terrazas, voladizos y elementos de fachada, por lo que sería una solución para muros y elementos prefabricados de fachada. Hormigón celular: es un mortero celular formado por cemento, agua, arena fina y un producto capaz de crear un gran volumen de burbujas de aire en la masa. Existen dos tipos de hormigón celular, el gaseoso y el espumado. El primero se consigue gracias a determinados productos químicos que se añaden a la mezcla húmeda y crean una reacción química que desprende gas y se distribuye a lo largo de la masa. En el segundo, estas cavidades se consiguen mediante la introducción de una sustancia espumosa que produce burbujas de aire. Se suele usar para la creación de bloques, tabiques y forjados, pero puede ser también una solución para ciertas formas de los encofrados flexibles. No obstante, estas burbujas son apreciables por lo que repercuta al acabado final. Hormigón autocompactable (SCC): debido al grado de fricción entre sus partículas consigue dar una gran fluidez a la masa, pero con la viscosidad necesaria para asegurar la cohesión evitar la segregación de sus componentes.46 A causa también de su fluidez, este tipo de mezclas ejercen una mayor presión hidrostática en la membrana. Suele utilizarse en muros de fachada y elementos en los que el hormigón sea visto.

Información obtenida de la empresa de Microcemento en Madrid. Información obtenida de la empresa CEMEX. Productos y soluciones/hormigon/especial/ligero. 46 J. Aragón Fitera. (24 de marzo, 2006) El hormigón autocompactable, presentado el 24 de marzo de 2006 45


65

-

Hormigón fibroreforzado (FRC): junto al concreto, se añaden fibras de diferentes tipos y geometrías que confiere al conjunto una notoria resistencia a compresión y tracción y una gran ductilidad.47 Dependiendo de la aplicación para la que se destine, se pueden incorporar gran variedad de fibras como polipropileno (PP), metal o vidrio. Esta última es la más usada y se puede tanto moldear en húmedo, como rociar o aplicar a mano con rodillos.48

Además, existen otros muchos aditivos de última generación para conseguir adaptar la mezcla a las necesidades impuestas. Según el catálogo de CEMEX, podemos encontrar: -

Aditivos plastificantes y superplastificantes Aditivos acelerantes y retardantes Aditivos estabilizantes Aditivos hidrofugantes Inclusor de aire y espumantes Aditivos para curados y tratamiento de superficies Aditivos para soleras y pavimento

Considerando las exigencias de la mezcla en relación a moldes flexibles, se resume brevemente los agregados que pudieran ser útiles49: -

Aditivos superplastificantes especial prefabricados: ayudan a conseguir una mayor fluidez sin necesidad de añadir más sagua. ISOCAST®: alto poder desfloculante, es decir, evita la aglomeración de las partículas finas consiguiendo un estado de baja viscosidad de la mezcla adecuada con la menor cantidad de agua. Ello facilita el relleno de moldes y disminuye notablemente el tiempo de fraguado.

-

Aditivos inclusores de aire y espumantes: ISOSPHERE®: Introduce burbujas de aire uniformemente distribuidas en el hormigón y mortero. Contiene activos surfactantes sintéticos que reducen la tensión superficial del agua y que puede ayudar a

47

Artículo de Tecnaria, Hormigones fibroreforzados (FRC) en el refuerzo de forjados. July 18, 2016, 48 M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017. 49

Según el catálogo de aditivos que proporciona la empresa CEMEX. Productos y soluciones/aditivos.


66

controlar aún más el comportamiento de la mezcla en el molde flexible. ISOFOAM ®: permite crear hormigones muy ligeros mediante la consolidación masiva de huecos de aire en la matriz de cemento. Se suele usar sobre todo para rellenos y recrecidos, por lo que puede favorecer a las piezas que se creen. -

Aditivos para curado de superficies: ISOCURE® (agentes de curado), ISOKHORES® (reductores de fisuración), ISOGLASS® (mejoradores de superficie).

Por tanto, existen numerosos factores que intervienen en la composición del hormigón y que pueden cambiar sus propiedades materiales. Según la aplicación, función, forma y textura que queramos conseguir con nuestro molde flexible, debemos modificar la constitución de la masa. Ventajas para el hormigón Una de las ventajas de usar membranas de tela para contener el hormigón húmedo es el acabado y la resistencia de la superficie. Las membranas de tela permeables pueden actuar como un filtro, permitiendo que se purguen las burbujas de aire y el exceso de agua de la mezcla, acumulando así una pasta rica en cemento en la superficie del elemento fundido. La pérdida del exceso de agua de mezcla también puede aumentar la resistencia y durabilidad del concreto. 50 Gracias a este tipo de encofrados se puede sentir el hormigón de manera casi directa, lo cual permite un diagnostico inmediato si se diese el caso de que se detectase un problema en la mezcla. Además, se puede dirigir la vibración en las áreas problemáticas, evitando así posibles acumulaciones de aire. Puede hacerse manualmente masajeando la pieza, sacudiéndola, acariciando o golpeando la superficie del molde según sea necesario.

50

M. West, “Fabric-Formed Concrete Columns for Casa Dent in Culebra, puerto Rico”.


67

OTROS POSIBLES MATERIALES Siguiendo la idea de hormigones espumosos, se propone una alternativa al concreto: la utilización de materiales mórbidos y porosos que se expandan y adapten al molde. Espuma de poliuretano: es un polímero termoestable de curado rápido y que aumenta su volumen durante este proceso, teniendo que inyectar tan solo un 3% del volumen final. Según cómo fue fabricado existen espumas en caliente y frías, siendo estas últimas las usadas para la creación de piezas a partir de moldes y pueden ser rígidas o flexibles: -

Poliuretanos rígidos: pueden ser proyectados, vertidos o en formato spray. Tienen gran capacidad térmica debido al gas que queda atrapado en sus celdas cerradas del entramado polímero.

-

Poliuretanos flexibles: se caracterizan por su baja densidad y por tener celdas abiertas elásticas, a diferencia de los anteriores. Se suele utilizar para la fabricación de colchones, almohadas, asientos, etc.

Espuma de polietileno: de gran flexibilidad y adaptación a cualquier forma es un buen aislante e impermeable por sus celdas cerradas. Resinas melamina-formaldehído (MF): material termo endurecible hecho por condensación de melamina y formaldehido. Existen varios tipos, dependiendo de si el curado es rápido o lento. Estas resinas se usan en compuestos de moldeo.


68


69

2. MODELO DE APROXIMACIÓN Siguiendo la idea de corset (Figura 26) como límite del cuerpo, se opta por la creación de un objeto esvelto cuya forma tiene sentido que se dé gracias a un encofrado textil. Se escoge fabricar una pata de mesa como homología de columna a una escala más pequeña y manejable (Figura 27). Para llegar hasta el diseño de su forma, hay que tener en cuenta la tela como elemento estructural, su patronaje, costuras, subestructura y texturas.

Figura 26 Corset de referencia

Proceso En primer lugar, se procede a la creación de la pieza en 3D y su división en distintas partes o patrones. Se realizaron numerosas pruebas (Figura 28) con los segmentos que se podían llevar a cabo. Finalmente, se optó por la opción de tan solo cuatro pues, por las dimensiones de la pieza, a veces no era posible realizar tal número de costuras a ese tamaño. El diseño de los patrones también supuso un reto pues los cortes en curva y sus uniones no son nada fáciles y más aún si se trata de un primer contacto con el mundo del patronaje. El textil escogido estaba compuesto por fibras sintéticas con pequeñas aberturas milimétricas que facilitan la exudación. Esta es poco elástica para reducir el abultamiento y, de nuevo, enfatizar la esbeltez de la pieza.

Figura 27a Alzdo y planta sin presión hidrostática que actúe Figura 27b Alzado y planta con presión hidrostática actuando Figura 27c Sección y planta definitiva

(Elaboración propia)


70

Figura 28 Distintos despieces que se evaluaron (Elaboraciรณn propia)

Figura 29 Despiece definitivo Cuatro piezas y sis costuras (Elaboraciรณn propia)


71

Se tuvo especialmente en cuenta el tipo de costuras que se podían aplicar puesto que quedarían marcadas en la memoria del hormigón. Al no disponer de una máquina de coser industrial, se tuvo que hacer refuerzos en las costuras ya que, a la hora de verter la mezcla, se obtendría el mayor momento de presión hidrostática sobre la tela y esta podría romperse o deformarse en exceso. (Figura 30) Para resaltar la esbeltez, las costuras más vistas seguirían el eje vertical enfatizando y estilizando la pieza. Para homogeneizar la distribución de la masa a lo largo de la pata, fue necesario la introducción de un exoesqueleto ya que previamente se descartó la opción de despiece masivo en patrones. Esta subestructura (Figura 31) vuelve a seguir el concepto de corset y se disponen una serie de redondos de acero de diámetro 1mm en horizontal y de 1,5mm vertical. Estos últimos se introducen a lo largo de las dobles costuras de refuerzo (Figura 32) y los horizontales simplemente se cosen sobre la tela para no dejar huella apenas de costura y de nuevo resaltar esa finura de la pieza.

Figura 33a Parte exterior de la membrana. Acero introducido Figura 33b Parte exterior de la membrana. Encuentro de los aceros en la dirección vertical y horizontal.

A continuación, se procede al cosido de los patrones con una máquina de coser no industrial, a excepción de la última costura que cierra la piel. Tras cerrar la pieza, se introducen los redondos verticales en las cavidades (Figura 33a). Los aros paralelos al eje X irán sujetos superficialmente mediante una costura de tipo ojal y atravesarán los conductos verticales y por debajo del redondo. (Figura 33b)

(Imagen propia de la pieza creada)

Cosiendo los patrones Imagen propia


72

+

Figura 31 Membrana flexible + refuerzos de acero (Elaboraciรณn propia)

Figura 30 (izquierda) Despiece definitivo Cuatro piezas y sis costuras (Elaboraciรณn propia)

Figura 32 (derecha) Despiece definitivo Cuatro piezas y sis costuras (Elaboraciรณn propia)


73


74

Una vez elegido y constituido este corset como molde se ha de idear una subestructura rígida que lo sujete y cierre su base, pues al fin y al cabo es un cilindro de sección variable abierto por debajo y por arriba. La base de la pata se colocará en la cota superior y la superficie que apoya la carga de la mesa en la parte inferior para introducir una lámina de acetato que elimine cualquier rugosidad y confiera una textura de acabado pulido. (Figura 35) Esta subestructura está formada por: - Tableros de madera conglomerada: sirven para formar una caja a la que se añadirá arena (Figura 36) a la vez que se vierte el hormigón con el fin de reducir los abultamientos del cono inferior producidos por la presión hidráulica interna. También sirve para colocar en altura los tablones que marcan el principio y final de la pieza. -

Tableros DM: debían ser vaciados en su interior por una circunferencia igual a la base inferior y superior, por lo que se elige este material hay que al realizar el corte la sección queda homogénea. En esta sección se clavará también la tela para eliminar rugosidades.

Figura 34 Piezas del encofrado rígido (Elaboración propia)

v


75

Figura 36 Encofrado (Elaboraciรณn propia)

Figura 35 Despiece del encofrado (Elaboraciรณn propia)


76

Figura 37 Encofrado terminado (Elaboraciรณn propia)

v


77

Figuras 38a, 38b Estado del encofrado antes de ser vertida la mezcla (Imagen propia)

Para la mezcla, se tuvo en consideración la cantidad de agua, el tamaño de los áridos, el color y la posible aplicación aditivos o fibras sintéticas. En este caso, se añadió fibra de vidrio para conseguir un hormigón altamente resistente debido a su gran esbeltez y delgadez en ciertas zonas. Siguiendo los consejos de CEMEX y gracias a su ayuda y generosidad, se creó finalmente una mezcla de color blanco, resistente y muy homogénea a simple vista, puesto que se pretendía sacar el mayor partido de la textura de la tela. El vertido se hizo por capas, dejando que la capa previa se fuera solidificando para volcar la siguiente. En este proceso se observó una gran disminución del volumen debido a la gran permeabilidad de la tela.

Figura 39 Mezcla vertida (Imagen propia) F. 39 Figuras 40a, 40b Desencofrando (Imagen propia)

F. 38b

Finalmente, una vez endurecido el hormigón, se procede al desencofrado (preferiblemente antes de 7 días para que la tela sea más fácil de extraer). El proceso de desmolde fue mucho más rápido y sencillo de lo esperado. Simplemente se cortó la tela y se sacaron los redondos. F. 40a

F. 40b


78

Conclusiones inmediatas El llevar a cabo esta pieza ha supuesto un enriquecimiento absoluto de conocimientos relacionados con este campo. El resultado fue sorprendente pues cada hilo, absolutamente cada hilo, queda grabado en el hormigón y anima a seguir experimentando con otros tejidos, texturas y costuras. Además, se observó que los aceros quedan mucho más marcados que las costuras y que, debido a la alta resistencia de la tela, podría decirse que en muchos casos no es necesario une exoesqueleto. Ello lleva a alanzar la pregunta: ¿qué pasaría si quitamos los aceros y dejamos que la masa simplemente actúe?

Fue asombroso también el tiempo de desencofrado. Otros materiales con los que se había trabajado previamente (como la madera o el polietileno extruido), el desmolde había llevado un tiempo muy prolongado en comparación con el textil. Esta vez simplemente se tuvo que cortar la tela y tirar de ella. No obstante, debido a la rigidez de la tela, se formaron algunas arrugas y el tejido quedó atrapado en estos pequeños resquicios.

Otro factor muy importante para resaltar es la gran diferencia de precio que existe entre el valor del textil y el encofrado rígido que se usó. En concreto, si se calcula la relación de precios, obtenemos que las piezas de madera costaron diecinueve veces más el valor de la tela:

Textil: Madera:

€ €€€€€€€€€€€€€€€€€€€


79

51

Todas las imรกgenes que se muestran han sido efectuadas por la autora del trabajo


80


81


82


83


84


85

3. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN Las investigaciones realizadas hasta ahora son el punto inicial para seguir con el estudio y desarrollo de estos sistemas flexibles, así como sus posibilidades estéticas generadoras de nuevas pieles arquitectónicas. -

Investigación en el campo de la prefabricación de paneles, fachadas y muros.

-

Investigación sobre la reducción de hormigón en moldes rígidos ya fabricados, mediante la incorporación de nuevos moldes interiores que reduzcan el volumen de masa innecesario.

-

Investigación de sobre la implantación de nuevo mobiliario urbano capaz de optimizar costos

-

Investigación con nuevos materiales sintéticos para moldes y tejidos.

-

Investigación sobre la aplicación de retales o excedentes de ropa de las industrias textiles.

-

Investigación sobre la creación de nuevos materiales reciclados capaces de ser aplicados.

-

Investigación con nuevas técnicas de alta costura para la incorporación superficial de determinados acabados.

-

Investigación y desarrollo de materiales textiles creados específicamente para su función de molde.

-

Investigación sobre el desarrollo en países cuyos recursos y tecnología son bajos.


86

4. INTEGRACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN EN EL ESPACIO INDUSTRIAL Pese al legado y contribución pionera de Miguel Fisac y sus moldes flexibles, España no ha desarrollado el concepto pese a la herencia que dejó el arquitecto. Posiblemente sea por la falta de recursos económicos e inversión de las empresas para llevar a cabo nuevos sistemas o métodos cuya difusión ha sido tímida. A razón de todas las ventajas que estos encofrados pueden traer consigo, se propone la propagación y divulgación de estos métodos e implantación en el espacio industrial. Tras el diálogo y reuniones con varias empresas relacionadas con el mundo del hormigón y de la prefabricación, se podría decir que las salidas más realistas y cercanas sería las siguientes: C. D.

Prefabricación de moldes textiles Adaptación de moldes rígidos existentes para optimizar y reducir material y costes.

A. Prefabricación de moldes textiles: Hoy en día la prefabricación es el sistema más aventajado a la hora de construir. Es por eso que se propone la aplicación en este sector ya que las investigaciones con enflorados flexibles han sido enfocadas a sistemas in-situ, a excepción de Miguel Fisac y quien tempranamente propuso y lanzó varios prototipos de prefabricados flexibles, tal y como se explicó anteriormente. Posibles ventajas: - Sencillez del diseño. - Moldes más livianos. - Precio menor que los moldes rígidos. - Optimización del diseño. - Reducción de la cantidad de hormigón. - Reducción a la larga de emisiones de gas efecto invernadero. - Originalidad de la pieza. - Posible mejor diálogo con su contexto más cercano. - Exclusividad de cada pieza. Enfocando la propuesta a empresas como ANDECE, GLS o PREHORQUISA se propone el prototipo más sencillo:


87

Prototipo de pieza prefabricada con tela para aplicación en fachada.

Figura 41 Secciones del molde . (Elaboración propia)

Marco superior

Marco inferior

Lado x (mezcla vertida sobre el textil) Lado y (mezcla vertida sobre el textil)

Figura 42 Axonometría del molde. (Elaboración propia)

Plancha de hormigón Plancha de hormigón con pestañas para facilitar su montaje en fachada.

Marco madera superior La tela queda encajada y tensa gracias a este. Pueden dejarse arrugas o imprecisiones adrede. Se reutiliza. Se mantiene estático en el proceso.

Membana Amplia gama de posibilidades según elasticidad y puntos de control. Puede variar y es recambiable.

Marco madera inferior Se reutiliza. Se mantiene estático en el proceso.


88

B. Adaptación de moldes rígidos existentes para optimizar y reducir material y costes. Muchas empresas no se lanzan a la inversión y apuesta por estos sistemas. Una posible alternativa sería la reutilización de moldes ya existentes (de tipo rígido) ya que estos consumen mucha más mezcla por su restringente forma, la cual no se adapta a al máximo a las necesidades estructurales y mecánicas básicas. Posibles ventajas: - Reinvención de un diseño ya existente. - Moldes más livianos. - Optimización del diseño. - Reducción de la cantidad de hormigón. - Reducción a la larga de emisiones de gas efecto invernadero. - Posible mejor diálogo con su contexto más cercano. - Exclusividad de cada pieza. Para adaptar la pieza se propone la introducción de una pieza textil cuyo coste es ínfimamente inferior a la de uno rígido. Este elemento enmarcará la forma únicamente necesaria para su funcionamiento. Además de conseguir una pieza mucho mas eficiente, el diseño gana en calidad y densidad escalar, pudiendo añadir numerosos tipos de texturas, acabados, gestos y detalles únicos y personalizados, pero teniendo como base un molde ya existente y cuyo gasto se anula. En ese sentido, podría entenderse como un molde trampantojo. Su aplicación se piensa para empresas como GLS o MAGOURBAN , quienes ya disponen de moldes sencillos con los que se propone cambiar el diseño y lanzarlos al mercado como nuevas piezas de diseño, altamente eficientes y de coste similar a las antiguas.


89


90


91


92


93

Con la llegada de nuevos avances tecnológicos en la industria textil, así como la aparición de nuevos materiales sintéticos despertó la curiosidad por el desarrollo y experimentación de encofrados textiles. No obstante, se puede decir que el trabajo realizado y recogido de manera escrita se encuentra disperso, siguiendo diversas líneas de investigación y, a veces, inconexas. Tras la aparición de Mark West y las publicaciones que puso al alcance de muchos, originó un abanico de puertas abiertas a nuevas líneas de investigación que hoy en día siguen muchas universidades y escuelas. Estas son dispares y abarcan desde elementos puramente estructurales como columnas, forjados, cubiertas o cerchas; elementos de tipo piel como fachadas y muros, hasta sistemas prefabricados, elementos casi escultóricos o mobiliario urbano. No obstante, pese a todas las diversas aplicaciones que han aparecido hasta ahora, siendo sus técnicas exitosas, rentables y extremadamente simples de construir, la falta de familiaridad y la poca inversión de los contratistas, propician que estos estudios experimentales queden como anecdóticos o realizados a pequeños para particulares. La negativa de los constructores por apoyar este tipo de sistemas flexibles podría achacarse a la falta de inversión a sistemas que aún no se conocen o se consideran no fiables, pudiendo ser una solución la de demostrar su fiabilidad del rendimiento estructural y de los métodos de diseño. Los moldes flexibles y los agentes que intervienen en su conjunto son “estructuras formalmente activas”, lo cual implica que su geometría experimente cambios para conseguir el equilibrio de las cargas que intervienen. Ello hace que cada molde atienda a unos requisitos únicos y cuyo análisis sea complejo en muchos casos. Sin embargo, actualmente disponemos de softwares y tecnología computacional suficiente para calcular y simular el comportamiento de estos volúmenes creados con pieles flexibles, por lo que se debería derribar la barrera al miedo con los constructores. Hoy en día existen para encofrados rígidos y estructuras prismáticas, pero no para sistemas flexibles ya que no se ha estandarizado. Otra opción para la difusión y aplicación general sería la realización de un catálogo oficial que recogiera todos los sistemas estructurales y constructivos ya homologados y validados. Con estos sistemas computacionales, mencionados anteriormente, podría darse sin lugar a dudas.


94

Traes el estudio de su historia y funcionamiento, una de las grandes ventajas que se pueden extraer es que los encofrados flexibles son una gran alternativa que debería aplicarse y ser difundida en la actualidad, pues necesitamos cambios radicales en nuestro sistema para frenar el cambio climático (si no es ya demasiado tarde). Si generamos nueva arquitectura con estos moldes, podremos ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mediante el uso de métodos prácticos para el diseño y construcción de formas eficientes. Con este tipo de moldes, el ahorro del material puede ser muy considerable al diseñar la forma siguiendo las fuerzas que actúan y optimizando su comportamiento. Además de disminuir la cantidad de hormigón producido y, por consiguiente, la cantidad de emisiones expulsadas a la atmosfera a razón de su fabricación, podemos reducir otro tipo de costes como el transporte y el material del molde. Al ser textil y flexible – plegable-, el precio disminuye cuantiosamente en comparación con materiales como la madera. También, el traslado de tejidos es mucho más sencillo, económico y puede llegar hasta lugares de difícil acceso. Otra línea de desarrollo prometedora podría ser la aplicación de estos sistemas a culturas cuyos recursos y tecnología son escasos y donde la simplicidad de la construcción debe primar. La puesta en obra es simple y asequible, así como la fabricación de la membrana que bien podría ser tejida por los habitantes del lugar o región o ser fácilmente transportada La variedad de textiles que pueden utilizarse puede ser enorme: desde telas mucho más especiales y delicadas de conseguir, hasta tejidos ya fabricados de uso común. Hoy en día el excedente de ropa alcanza valores alarmantes, siendo la industria textil la segunda más potente del mundo, después de la armamentística. Se propone combatir con estos residuos y utilizarlos para la confección de moldes textiles, generando un gran abanico de posibilidades en cuanto a acabados y formas. Actualmente, la posible aplicación para el mundo de la prefabricación parece la más inmediata y fácil de conseguir, pues las pieles que se pueden generar son de gran valor y con sistemas constructivos fáciles de llevar a cabo. Además, no requieren de un cálculo difícil ni dependen de sistemas complejos de análisis y concepción. El ahorro de material


95

de la mezcla, así como del encofrado, debería ser un factor que las empresas deberían contemplar, aunque la falta de difusión y desarrollo a propiciado seguramente que estos sistemas no se han implementado aún. Sin embargo, ello conllevaría la creación de nuevas membranas y muchas empresas acabarían por dejar en desuso sus encofrados rígidos anteriores. Una posible solución a este problema sería la generación de nuevos moldes que puedan hacer posible la reutilización de estos con el objetivo de disminuir el excedente de materia de la mezcla que no sea necesario para que la pieza trabaje correctamente. Razones como la optimización y eficiencia del sistema, el ahorro en material y transporte, así como las posibilidades estructurales y estéticas, su amplia variedad funcional y sus diversas futuras aplicaciones que ofrece, se puede concluir afirmando que los moldes textiles son una gran alternativa a los actuales encofrados rígidos. Si expandimos su uso y difusión en la arquitectura actual, generaremos nuevas pieles acordes a esta nueva arquitectura tecnológica y ecológica; ayudando, además, a la disminución de emisiones de gases efecto de invernadero.

Tras el desarrollo de este trabajo, surgen cuestiones que han de ser lanzadas: - ¿Qué posibles reducciones en el impacto ambiental podrían conseguirse? - ¿Cómo podría generarse un catálogo de prefabricados para la aplicación global de este método? - ¿Cómo se podrían personalizar las membras para crear formas estructuralmente más eficientes y económicas? - ¿Cómo podría cotejarse el conocimiento de manera más efectiva para su difusión? - ¿Cómo se comparan económicamente estos sistemas con relación a los actuales? - ¿Qué protocolos y pruebas deberían llevarse a cabo para la estandarización de los moldes flexibles? - ¿Qué desafíos de construcción a nivel global pueden favorecer este tipo de sistemas? - ¿Cómo podría esta tecnología enfocarse a regiones con demanda de construcción y menor grado económico?


96


97


98

Para la realización de este trabajo se ha trabajado sobre todo en base al libro de Mark West: The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. Es una guía completa que repasa la historia y donde se presentan los experimentos realizados por el autor hasta la fecha. Además, la mayoría de los artículos que se han cotejado han sido escritos por él mismo junto con otros profesionales como ingenieros, otros arquitectos o ingenieros en forma de artículos, publicaciones, concursos y patentes: Libros F. Arques Soler, Arquitecturas estudio. Miguel Fisac. Madrid: Pronaos, 1996. M. Centellas y M. Sánchez, Documentos de Arquitectura. Miguel Fisac. Almería: Delegación de Almería del COA de Andalucía Oriental, 1989. M. West, The Fabric Formwork Book: Methods for Building New Architectural and Structural Forms in Concrete. 1º Ed. Oxon: Routledge, 2017.

Tesis doctorales F. González Blanco, "Los Huesos de Fisac. La búsqueda de la pieza ideal", Tesis doctoral. Departamento de Construcción y Tecnología Arquitectónica, Escuela Técnica Superior de Arquitectura (ETSAM). Pendiente de publicación. K. Montes Barria, "Encofrados Textiles. Arquitectura desde el proceso material", Tesis doctoral, Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Chile (FAU de Uchile), Santiago, Chile, 2017 J.Fco. Sánchez Hurtado, "Paneles prefabricados de hormigón en fachadas", Proyecto fin de máster. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos. (ETSICCP) R. Santonja Jiménez, “Estudio de las formas de aplicación de la fotografía sobre los materiales pétreos para la arquitectura”, Tesis doctoral. Departamento de Construcción y Tecnología Arquitectónica, Escuela Técnica Superior de Arquitectura (ETSAM). Madrid 2012.


99

Artículos H. Abdelgader, M. West y J. Górski, “State-of-the-Art Report on Fabric Formwork” presented at The International Conference on Construction and building Technology, Kuala Lumpur, Malasia, 2008. P. Block, D. Veenendaal y M. West, “History and overview of fabric Formwork”. Artículo publicado el 2011. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Gmbh & Co. KG,Berlín. Structural Concrete 12 (2011), No.3. R. Buj, “El vestido como la arquitectura de la piel”, ZAP&BUJ. En: TEDxMadrid, 25nov 2019. https://www.youtube.com/watch?v=t1Yhejn3i6o A. Darby, M. Evernden, T. Ibell y J. Orr, “Flexible formwork for visual concrete”, Concrete Society, Reino Unido, 2012. L. Fernández Luco, D. Revuelta Crespo: "Diseño de hormigones por prestaciones". 5.4. CEMCO 2004, IETcc (CSIC). W.J. Hawkins, M.Herrmann, T.J. Ibell, B. Kromoser, A. Michaelski, J.J. Orr, R. Pedreschi, A. Pronk, H. Roel Schipper, P. Shepherd, D. Veenendaal, R. Wansdronk y M. West, “Flexible formwork technologies: a state of the art review”, Structural Concrete, 17(6), 911–935, 2016. W. Hawkins, M. Herrman, B. Kromoser, A. Michaelski, R. Pedreschi yT.J. Ibell, “Flexible formwork technologies: a state of the art review”Articul publicado en 2016. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Gmbh & Co. KG,Berlín. J. J. Orr, A. P. Darby, T.J. Ibell, M.C. Evernden, y M. Otlet, M. “Concrete structures using fabric formwork”, The RPS Structural Engineer, 89 (8). pp. 20-26, 2011. J. Pinilla Melo; F.D. Sanz Arauz, F. Arqués Soler, J. Larrea Arina y F.A. Esteban Aguado, “Los Laboratorios de El Encín, ejemplo de los hormigones flexibles de Miguel Fisac”. En: Congreso Nacional de Historia de la Construcción (9. 2015), 13 a 17 de octubre de 2015, Segovia. ISBN 9788497285506. pp. 1325-1336. R.P. Schmitz, “An Introduction to Fabric-Formed Concrete”, Architectural Structures, Part 1, March 4, 2016 .


100

R. Schmitz, “Fabric-formed concrete: A novel method for forming concrete structures”, En: 3rd International Conference on Civil Engineering and Urban Planning, Wuhan, China. 2018/12/18 J. Utzon, “La Esencia de la Arquitectura”, 1948. en PUENTE, M., (Ed.) Jorn Utzon, conversaciones y otros escritos, Gustavo Gilli, Barcelona, 2010. M. West, “Fabric-Formed Concrete Columns for Casa Dent in Culebra, Puerto Rico”. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.6 07.7258&rep=rep1&type=pdf M. West, “Los moldajes flexibles y el hormigón”, traducción David Jolly, Publicado el 5 de Oct. De 2006. Pontificia universidad católica de Valparaíso. E (Ad) Seminario dictado por el profesor Mark West, 27 de septiembre de 2006 M. West, “Material Reduction: Efficient Fabric-Formed Concrete”, Holcim Awards, 2005.

Revistas Monografías de arquitectura, tecnología y construcción. Revista Tectónica, “Cerramientos pesados aplacados y paneles envolventes” II,1996

Patentes M. Fisac, “Sistema de encofrados flexibles para hormigón”, 382096, OEPM. Madrid. 1970. M. Fisac, “Sistemas de encofrados flexibles para hormigón”, 421044. OEPM. Madrid. 1973 M. Fisac, “Sistema de fabricación de elementos de fachada para la construcción”, 524720. OEPM. Madrid, 1983. M. Fisac, 1996. “Procedimiento de construcción de viviendas y similares”, ES 2 1418 02. OEPM. Madrid, 1996.


101

Diccionario Real Academia Española. Diccionario de la Lengua Española. Madrid 1992.

Recursos webs http://www.arquitecturavertida.com/ https://www.cemex.es/productos-y-soluciones/aditivos http://compuestosntic.blogspot.com/2016/10/contenido_48.html https://www.dezeen.com/2010/05/06/grompies-by-berndon-carlin/ https://www.dezeen.com/2010/05/19/fattyshell-v-01-by-kyle-asturgeon-chris-holzwart-and-kelly-raczkowski/ https://www.disup.com/idan-moskona-muebles-inyectados-espumapoliuretano/ http://www.fabric-formedconcrete.com http://www.fabwiki.fabric-formedconcrete.com http://www.fundacionfisac.org/ https://www.microcementodelnorte.com/acerca.html Https://www.prehorquisa.com http://www.rpschmitz.com https://textilespanamericanos.com https://www.youtube.com/watch?v=yzmRLu6O9_4


102


103


104


105

Especial agradecimiento a estas empresas involucradas e interesadas en el desarrollo de este trabajo:

CEMEX ISOCAST® ISOSPHERE® ISOFOAM ® ISOCURE® ISOKHORES® ISOGLASS®

GLS. Prefabricados

MAGOURBAN

PREHORQUISA


UNA NUEVA PiEL . MOLDES DE HORMIGÃ&#x201C;N DE ALTA COSTURA PARA UNA NUEVA ARQUITECTURA

Profile for Almudena Tenorio

Una Nueva Piel. Moldes de hormigón de alta costura para una nueva arquitectura  

“El espacio limitado, que es la arquitectura, necesita una limitación material y esa materia, como la de nuestro cuerpo, ha de tener una pie...

Una Nueva Piel. Moldes de hormigón de alta costura para una nueva arquitectura  

“El espacio limitado, que es la arquitectura, necesita una limitación material y esa materia, como la de nuestro cuerpo, ha de tener una pie...

Advertisement