Zurich

Presentamos un puente de mampostería arqueado con hormigón impreso en 3D, proyecto del Block Research Group (BRG) en ETH Zurich y el Grupo de Computación y Diseño de Zaha Hadid Architects (ZHACODE), en colaboración con incremental3D (in3D). Striatus conforma una pasarela arqueada de mampostería no reforzada, compuesta por bloques de hormigón impresos en 3D ensamblados sin mortero. Se trata de una pasarela de 16 x 12 metros, la primera en su tipo capaz de combinar técnicas tradicionales de maestros constructores con tecnologías avanzadas de diseño computacional, ingeniería y fabricación robótica. El nombre “Striatus” refleja su lógica estructural y proceso de fabricación. El hormigón se imprime en capas ortogonales a las principales fuerzas estructurales, para crear un esquema funicular «estriado» solo de compresión, el cual no requiere refuerzo. Striatus, propone un nuevo lenguaje para el hormigón estructural, ecológicamente responsable y colocado con precisión para construir optimizando las propiedades interrelacionadas de las estructuras de mampostería, la impresión 3D de hormigón (3DCP) y el diseño contemporáneo; ofreciendo una alternativa a la construcción tradicional. El objeto adquiere fuerza a través de la geometría. El hormigón puede considerarse una piedra artificial que se comporta mejor a compresión. En estructuras arqueadas y abovedadas, el material se puede colocar con precisión para que las fuerzas puedan viajar a los soportes en compresión pura. La fuerza se crea a través de la geometría, en lugar de una acumulación ineficiente de materiales. Esto presenta la oportunidad de reducir, significativamente, la cantidad de material necesario para abarcar el espacio, así como la posibilidad de construir con alternativas menos contaminantes y de menor resistencia. La geometría de la plataforma bifurcada de Striatus responde a las condiciones del sitio. La forma funicular de sus arcos estructurales se ha definido mediante técnicas de análisis de límites y métodos de equilibrio, como el estudio de redes de empuje, desarrollado originalmente para la evaluación estructural de bóvedas de mampostería históricas. Su perfil de media luna, abarca las líneas de empuje trazadas por las fuerzas de compresión a través de la estructura para todos los estados de carga. Los tirantes de acero absorben el empuje horizontal de los arcos. Las almohadillas de neoprene colocadas entre los bloques ensamblados en seco, evitan las concentraciones de tensión y controlan las propiedades de fricción de las interfaces, haciéndose eco del uso de láminas de plomo o mortero blando en la construcción histórica de mampostería. En planta, los límites de la estructura forman arcos profundos, capaces de transferir cargas horizontales hacia los soportes en compresión pura, por ejemplo, los empujes provocados por los visitantes apoyados en las balaustradas. Se utilizó el modelado de elementos discretos avanzado (DEM, por sus siglas en inglés), para refinar y optimizar la estereotomía de los bloques y comprobar la estabilidad del conjunto, en estados de carga extrema, o asentamientos diferenciales de los soportes. Las 53 dovelas 3DCP del puente se han producido utilizando capas de impresión no paralelas y ortogonales al flujo de fuerzas dominantes. Ello evita la delaminación entre las capas de impresión, al mantenerse juntas en compresión. El proceso de fabricación aditiva garantiza lograr la profundidad estructural de los componentes sin producir bloques con una sección sólida, acotando la cantidad de material necesario en comparación con los métodos de fabricación sustractivos o la fundición. Striatus sigue la lógica estructural de la mampostería en dos niveles. En su conjunto, el puente se comporta como una serie de arcos de dovelas no reforzadas inclinadas, con discretizaciones ortogonales al flujo dominante de esfuerzos de compresión, siguiendo los mismos principios estructurales de los puentes romanos en arco de piedra. Localmente, en el nivel de la dovela, las capas de 3DCP se comportan como la mampostería de ladrillo tradicional, evidente dentro de la bóveda nubia o mexicana.