Paola Andrea Ruiz Rojas

Periodista M&M

La ONG inglesa “Woodland Trust”, encargada de proteger el sistema ecológico y forestal del Reino Unido invirtió más de cinco millones de libras esterlinas en la construcción de un edificio en madera –con los más altos estándares ecológicos– para albergar en él, la sede principal de la organización.

Durante varios años, las oficinas de la organización Woodland Trust funcionaron en un viejo edificio hecho de ladrillo, aspecto que sin duda, contrariaba todos los principios ecológicos y conservacionistas promulgados por la ONG. Para remediar este hecho, los directivos de la organización decidieron construir una edificación cien por ciento amigable con el medio ambiente, respetuosa de su entorno, sostenible, sencilla, factible, estética pero sobre todo, ejemplar.

Con el ánimo de asegurarse de que la nueva sede cumpliera todas las consideraciones anteriormente mencionadas, la organización contrató para su construcción los servicios de la firma de arquitectos ‘Feilden Cleeg Bradley Studios’ –de amplia trayectoria en el desarrollo de proyectos del tipo “low energy” o baja energía–, y de la compañía ‘Atelier One Ltd.’, empresa líder en innovación en construcción y diseño arquitectónico estructural, interior y exterior, en el Reino Unido.

El resultado fue una obra en madera, ecológica y técnica más eficiente que las levantadas en concreto, con un peso mucho menor (lo que redujo el tamaño y los costos de cimentación); unas ventajas térmicas y acústicas sobresalientes; y un seguro comportamiento estructural, resultado de interesantes innovaciones técnicas. El edificio demandó el aprovechamiento de 2.300 m³ de madera contralaminada y una inversión total de 20 billones de pesos, aproximadamente

La construcción, paso a paso

Por varias semanas, los arquitectos, ingenieros y proyectistas de la dupla trabajaron arduamente, no sólo en el diseño del edificio, sino también en la elección de los materiales adecuados para su construcción y que por regla, en el Reino Unido, deben cumplir con delicadas exigencias ambientales y ecológicas.

La construcción del edificio inició en noviembre de 2009 y terminó en septiembre de 2010. Durante 48 semanas cerca de cuarenta trabajadores –entre jefes de obra, carpinteros, operadores y obreros– se dedicaron a crear una moderna edificación de aspecto clásico de 2.800 metros cuadrados, con capacidad para albergar 200 puestos de trabajo, y varios recintos destinados a reuniones.

Para su construcción, el grupo de trabajo utilizó técnicas innovadoras, además de algunos procesos, como el de cimentación, que debió llevarse a cabo de forma tradicional

Detalle de la placa de hormigón que fue construida para levantar sobre ella el edificio.

Detalle de los ángulos de acero galvanizado y tornillos estructurales con los que se realizó el anclaje de los muros.

 Interior del edificio en el proceso de instalación de vigas y columnas de acero

Los paneles de muros, techos y pisos fueron transportados desde las fábricas hasta la obra, por camiones de dimensiones especiales.

Ensamble de dos plantas.

Como en cualquier construcción, la cimentación fue el primer paso del proceso y se adelantó tras la formación de zanjas corridas de 1,5 metros de profundidad. El paso seguido fue la construcción de la placa del primer piso cuyo grosor alcanzó los 25 centímetros (250 milímetros).

La línea central de las columnas y las vigas de acero fue ensamblada al mismo tiempo que los muros responsables de la estabilidad lateral –paneles de madera contralaminada– del primer piso. Dichos muros fueron movilizados con la ayuda de grúas telescópicas, y anclados al piso con ángulos continuos de acero galvanizado, a lo largo del panel. Para la conexión entre los muros, el grupo de constructores utilizó tornillos estructurales de 100 milímetros.

En esta etapa de la construcción, también fueron instalados arrostramientos temporales para dar estabilidad a los muros. Es importante aclarar, en este punto, que los paneles de madera laminada utilizados para armar los muros de la edificación llegaron a sitio –de fábrica– ya con los espacios dispuestos para la instalación de las ventanas y las puertas, elementos que fueron asegurados mediante arrostramientos temporales.

Una vez ensamblada la primera planta, el paso siguiente fue la instalación de las placas de madera que formaban el piso del segundo nivel, para instalar, sobre ellas, los muros; tal como en el primer piso, y tal como se ensamblaron los demás niveles del edificio.

Cuando las placas del techo estuvieron instaladas, los arrostramientos temporales de los muros fueron retirados. La conexión entre muros y placas –tanto de pisos como techo– la logró el grupo de constructores usando tornillos estructurales y láminas de acero, que les garantizaron el soporte de las cargas cortantes entre paneles, muros y placas.

Innovación y sostenibilidad

El Woodland Trust es una de las obras arquitectónicas de corte ambiental más sobresalientes de la presente década, tanto por su diseño ecológico en lo técnico y lo formal, como por la elección de materiales sostenibles para su construcción.

En un principio, los encargados de levantar el edificio pensaron que éste debía ser realmente “forestal” y romper con la imagen rígida y fría del anterior, y proyectaron construirlo en un sector boscoso; sin embargo, y precisamente por temas ecológicos, la idea fue descartada y en cambio, decidieron construir la sede sobre una de las principales arterias viales de la ciudad de Grantham, Lincolnshire.

La decisión les exigió no sólo adelantar la obra, cumpliendo los requerimientos ambientales de la ONG, sino también respetar el entorno; de allí que la firma diseñara una edificación clásica, con un exterior modesto y simple que no “desentonara” visualmente con las demás construcciones arquitectónicas del sector; es decir, que formara parte del paisaje circundante y lo enriqueciera.

El edificio presenta una forma –orgánica– de espiral que asciende, irregularmente, hasta formar tres bloques. El primer bloque –orientado de norte a sur– está conformado por tres pisos, exhibe un diseño abierto, amplio y naturalmente iluminado en el que se alojan los puestos de trabajo; el segundo bloque, de dos pisos, se reservó para la recepción y las áreas sociales; y el tercer bloque, de un piso, fue dotado con varias salas para reuniones sociales.

En el exterior del espiral –justamente en el primer piso– aparece un jardín arbolado que encierra al edificio y hace las veces de entrada para visitantes y que fue pensado de esta manera, precisamente, para que los visitantes pudieran, desde su ingreso a la edificación, vivir una experiencia “verde”.

Internamente, el edificio capta el ambiente circundante y ofrece a los trabajadores una visión extraordinaria del paisaje natural que los rodea. Los diferentes bloques convergen en un atrio central tipo rootflight o claraboya, que hace las veces de área o “corazón” social. El edificio fue diseñado para recibir aire ventilado e iluminación de forma natural, por lo que no necesita de aparatos que incrementen sus costos de mantenimiento en estos temas, o que generen emisiones contaminantes.

La madera, el material estrella del Woodland

Es común encontrar que muchos ingenieros y arquitectos –sin conocimientos profundos sobre la madera–manifiesten temor de utilizarla en aplicaciones constructivas por considerarla débil en relación con el concreto, poco versátil en comparación con el acero y propiciadora de plagas; prejuicios por los que terminan descartándola del amplio abanico de materiales existentes para sus propósitos.

Sin embargo, en la geografía universal es posible encontrar hoy testimonios arquitectónicos en madera, firmes pese al rigor del tiempo y de los eventos de la historia. En varios países europeos, por ejemplo, el uso del material no solo se ha popularizado sino que se ha consagrado para construcción, entre otras razones, por su condición de sostenible, poco contaminante, durable, resistente, ecológico y eficiente a la hora de reducir costos y tiempos de operación; de hecho los más versados profesionales civiles y estudiosos del recurso, la consideran el material constructivo de futuro.

Para el caso del Woodland Trust –y luego de varios estudios de viabilidad, estructurales y económicos– su grupo de arquitectos e ingenieros determinó que la madera contralaminada sería en esta obra, el material predominante, no sólo por las características ya enunciadas sino porque además calcularon que el carbono que podían ahorrar –al no usar una estructura de hormigón–, equivalía a los nueve primeros años de funcionamiento del edificio; es decir, construirlo en madera aseguraba una reducción considerable en la huella de carbón emitida por la operación de la edificación en sí.

Según Luis Fernández, ingeniero estructural, colombiano, que trabaja para la firma Atelier One Ltd, y quien es además uno de los artífices de este proyecto, la elección de la madera contralaminada, frente a otras, se fijó luego de varios análisis de viabilidad en los que el grupo profesional, responsable de la obra, pudo determinar cómo, ésta ofrece mayor capacidad de carga estática y estabilidad, y puede utilizarse en distintos elementos constructivos visibles y no visibles.

La madera contralaminada está compuesta por capas de madera de pícea ⁽¹⁾, encoladas y dispuestas de forma cruzada, que se prensan a una presión de 6N/mm² para formar elementos de madera maciza de gran tamaño.

Como una de sus características principales está que, debido a la orientación en cruz de las capas longitudinales y transversales, los fenómenos de dilatación y contracción de esta madera –en el nivel de las placas– quedan reducidos a un mínimo irrelevante; mientras que la capacidad de carga estática y la estabilidad de forma mejoran considerablemente.

Este tipo de madera presenta varias ventajas como por ejemplo, que es ecológicamente sostenible; segura frente al ataque de xilófagos ⁽²⁾, permite un ambiente interior agradable al interior de una construcción; otorga libertad arquitectónica para la producción de formas complejas; es compatible con el acero, el vidrio y los demás materiales constructivos; puede ser ensamblada directamente en la obra; facilita el montaje; y acorta los tiempos de construcción, entre otras.

Construyendo Con Madera

Si bien es cierto que la madera es un material noble, trabajarla en proyectos arquitectónicos ambiciosos requiere del empleo de técnicas y tecnologías constructivas que aseguren su aprovechamiento y la funcionalidad del proyecto en pie.

Precisamente, y teniendo en cuenta lo anterior, el ingeniero Fernández diseñó el modelo estructural del edificio a partir de varios estudios como: capacidad portante, durabilidad, compatibilidad de materiales con las placas prefabricadas de hormigón, estabilidad lateral, resistencia a cargas de fuego y diseño estructural para evitar el colapso progresivo del edificio.

• Capacidad portante: estudio basado en los códigos de diseño británicos y, específicamente en este caso, fue posible determinar que la madera contralaminada –fijada compuestamente con las placas prefabricadas de hormigón– podría soportar el peso y las cargas de las luces de 8.0 y 7.0 metros. RoboBAT fue el programa de computador utilizado para verificar los cálculos. Este análisis de capacidad portante fue comprobado por ingenieros independientes quienes utilizaron programas de elementos finitos.

• Durabilidad: el ingeniero especificó el tipo de uso para garantizar la vida mínima (50 años) de la estructura principal. En el caso las columnas y vigas de acero, el análisis sugiere que la pintura debe ser inspeccionada y retocada cada 15 años.

• Compatibilidad con las placas prefabricadas de hormigón: las conexiones entre la madera y el hormigón, los materiales usados, la precisión de fabricación, transporte e instalación fueron tenidos en cuenta para “sintonizar” ambos materiales y aprovechar las virtudes de los mismos.

• Estabilidad lateral: estudio realizado para establecer las cargas que transfieren los muros laterales a las placas de piso por acción del viento pues de este factor depende la estabilidad del edificio.

• Resistencia a cargas de fuego: el edificio fue diseñado para soportar un incendio de 60 minutos. La madera contralaminada tiene buen comportamiento en este tipo de eventos, su carbonización es de 0.76 milímetros por minuto de carga de fuego (incendio), lo que quiere decir que después de 60 minutos de incendio, los paneles de muros y pisos son 46 milímetros más delgados.

• Control de colapso progresivo: Colapso progresivo fue la causa potencial de la falla del edificio Space en Medellín, los códigos del Reino Unido establecen guías claras en aras de evitarlo. Por ello y para el caso de Woodland Trust, fueron diseñadas ligaduras especiales de acero para que, por ejemplo, en el caso de que un muro, viga o columna falle, las cargas sean compartidas con los elementos estructurales adjuntos.

Una vez elegida la madera como material estructural, los ingenieros enfrentaron un problema: una estructura de madera en un edificio no puede, por sí sola, proporcionar la masa térmica necesaria para evitar el sobrecalentamiento de la construcción.

Para contrarrestar este inconveniente, los ingenieros desarrollaron placas compuestas de madera contrachapada y hormigón prefabricado; es decir, fijaron, a la parte inferior de los paneles de madera de piso y techo, concreto prefabricado para crear un “radiador térmico” que, durante la época de verano, absorbiera el calor, conservara una buena temperatura en el ambiente y produjera un efecto de enfriamiento en el lugar.

El hormigón provee la masa térmica necesaria para hacer más eficiente la calefacción del edificio en los días fríos y ayudar al sistema de enfriamiento (aire acondicionado) en los días calientes. Con el ánimo de evitar que los paneles de hormigón sean simplemente peso muerto, los ingenieros desarrollaron la idea de conectar ambas placas y hacerlas trabajar como un elemento estructural compuesto.

Las placas compuestas de madera contralaminada y hormigón fueron diseñadas de tal manera que la madera en la parte superior de la placa trabaja en compresión, mientras que las barras de refuerzo de las placas de concreto trabajan en tracción. Tras la aplicación de este diseño, el grupo responsable de la obra utilizó placas semicontínuas de madera de 2.4 metros de ancho, con placas de hormigón de 2.0 metros de ancho.

Aunque la combinación de la madera con el concreto no es una técnica nueva, en el Woodland Trust si fue innovadora la disposición del hormigón en la parte inferior de la madera para lograr que ésta actuara como encofrado, aspecto que, para el ingeniero estructural, Neil Thomas, director del Atelier One Ltd, representa una solución integral para la arquitectura.

Para las paredes, el grupo de arquitectos e ingenieros utilizó, solamente, paneles de madera contralaminada a fin de aprovechar que en la noche, los paneles despiden el calor que recogen del día, lo que garantiza un edificio siempre de agradable temperatura.

Cada panel de madera contralaminada utilizado para la construcción, midió 2.4 metros, dimensión que no representó inconvenientes a la hora del transporte gracias a que los fabricantes de los megatableros, los trasladaron al sitio en camiones especializados. Una vez en el lugar y con la ayuda de grúas telescópicas, los ejecutores de obra, los instalaron siguiendo un orden preestablecido; sistema que facilitó el trabajo y optimizó los procesos.

Económicamente hablando, vale decir que aunque la madera contralaminada es una de las más costosas del mercado; el estudio de factibilidad y viabilidad realizado por las firmas contratadas por el Woodland Trust pudo constatar que el costo de levantar el edificio en madera resultó ser el mismo al de uno en concreto, a razón de que el material empleado sugiere un sistema prefabricado mucho más eficiente en sitio de montaje, lo que reduce inversiones en operación, mano de obra y tiempo de construcción.

Una obra de características ecológicas ejemplares, estructuralmente estable, conceptualmente único, económicamente rentable y que hoy se perfila como uno de los edificios en madera más interesantes de la escena de la arquitectura sostenible.

Cita:

1. La pícea (Picea por su nombre científico) constituye un género de la familia Pinacea, reúne cerca de 35 especies. Entre las más usadas para fabricar madera contrachapada se encuentran el pino, el abeto, y el pino cembro.
2. La norma técnica europea ETA – 06/0138, exige a las productoras de madera contrachapada, emplear madera secada con una humedad del 12% (+/-2%), para evitar el ataque de plagas, hongos o insectos.

Fuentes

• Luis Fernández, Ingeniero Civil, Estructural, asociado Firma Atelier Un Ltd.
• fcbstudios.com – www.issu.com