A través del análisis de una innovadora estructura en rejilla de bambú creada mediante realidad aumentada por los arquitectos Kristof Crolla y Garvin Goepel en agosto de 2023, nos adentramos en el intrincado mundo de la arquitectura del bambú, centrándonos en su aplicación en estructuras de cúpula a través de una serie de ilustraciones detalladas que descubren la profundidad de las capacidades de este material sostenible.
Estructura en rejilla de bambú, mejorada con realidad aumentada: un proyecto pionero de Kristof Crolla y Garvin Goepel
En agosto de 2023, los arquitectos Kristof Crolla y Garvin Goepel de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Hong Kong colaboraron con Bamboo U para crear una innovadora estructura en rejilla de bambú. Este proyecto, realizado durante el curso de construcción y diseño de bambú de 11 días de Bamboo U en Bali, aprovechó la realidad aumentada para agilizar el proceso de construcción.
La construcción comenzó con la cuidadosa preparación de haces de bambú, cada uno compuesto por tres bambú Thyrsostachys Siamensis de 4 cm, conocidos en Bali como bambú jakarta, y una división de bambú. Estos paquetes se dispusieron metódicamente en el suelo, con la primera capa colocada en una dirección y la segunda perpendicularmente. Cada intersección se aseguró mediante amarres cuadrados tradicionales, proporcionando la flexibilidad necesaria para la estructura.
Luego, una grúa levantó la estructura de la rejilla ensamblada hasta su posición, utilizando lentes holográficas para una colocación precisa. Una vez elevada, se agregaron andamios para sostener la estructura. Esta configuración permitió la instalación precisa de los paquetes Lidi, alineándose perfectamente con el modelo 3D visible a través de herramientas de realidad aumentada.
Posteriormente, las columnas de bambú se anclaron a los cimientos de hormigón prevertido, asegurando estabilidad y durabilidad. Con la estructura en su lugar, el proyecto avanzó a la etapa final: instalar la cubierta de bambú y completar esta notable estructura de cúpula.
Este proyecto no sólo demuestra el potencial de la realidad aumentada en la construcción sino que también destaca la versatilidad y sostenibilidad del bambú como material de construcción.
Diseño de cimientos: integración de bambú y hormigón para la estabilidad estructural
El detalle de los cimientos de esta cúpula de bambú muestra una sólida integración de técnicas de construcción tradicionales y modernas, lo que garantiza estabilidad y durabilidad. La base de la estructura consta de una base de hormigón, que proporciona una plataforma sólida y nivelada distribuyendo uniformemente las cargas desde la cúpula de bambú de arriba. Esta base de hormigón es esencial para evitar el asentamiento y garantizar que la estructura pueda soportar diversas tensiones ambientales, pero también proporciona masa adicional para contrarrestar cualquier fuerza de levantamiento.
De la base de hormigón se elevan los principales soportes verticales hechos de bambú Petung o Dendrocalamus asper, una especie conocida por su resistencia y gran diámetro. Las columnas de bambú están cubiertas y ubicadas estratégicamente, con orificios perforados para facilitar el vertido del mortero, donde las barras de refuerzo de acero corren dentro de los culmos de bambú. Este sistema mejora la capacidad de carga general del bambú manteniendo las ventajas estéticas y sostenibles del uso de materiales naturales. La incorporación de barras de refuerzo dentro del bambú garantiza que las columnas puedan soportar fuerzas tanto de compresión como de tracción, volviendo a la estructura resistente a cargas dinámicas como el viento o la actividad sísmica.
Una gran piedra de río está incrustada entre las columnas de bambú y la base de hormigón; actuando como una barrera protectora, que evita la humedad que podría provocar la degradación del bambú con el tiempo.
Esta combinación de materiales y técnicas da como resultado un sistema de cimientos que maximiza los beneficios estructurales tanto del bambú como del concreto, creando una base armoniosa y resistente para la cúpula de bambú.
Técnicas de agrupación segura para la construcción de rejillas
Este detalle estructural ilustra el método para crear haces de bambú continuos, esenciales para construir la estructura de rejilla de una cúpula de bambú. Los culmos de bambú se superponen un metro para garantizar una conexión fuerte y estable que pueda extenderse hasta la longitud deseada. Las secciones superpuestas se aseguran mediante pasadores de bambú, que se introducen a través de orificios diagonales previamente perforados. Estos pasadores proporcionan un medio de sujeción tradicional y eficaz, aprovechando la fuerza natural del bambú para crear una conexión perfecta entre los segmentos.
Para mejorar la integridad estructural de los haces de bambú, se utilizan abrazaderas de banda de acero inoxidable cada 60 cm para unir firmemente las secciones superpuestas. Estas abrazaderas ofrecen una moderna técnica de refuerzo que evita que el bambú se separe bajo carga. Esto garantiza que el paquete mantenga su integridad en longitudes extendidas. El uso de acero inoxidable es fundamental ya que resiste la corrosión, vital para la longevidad de la estructura, especialmente en ambientes exteriores. Esta combinación de pasadores de bambú y abrazaderas de banda de acero inoxidable da como resultado una conexión robusta y duradera, capaz de soportar importantes fuerzas de tracción y compresión.
Al emplear este enfoque híbrido, los profesionales de la arquitectura e ingeniería pueden crear elementos de bambú largos y continuos necesarios para la estructura en rejilla de una cúpula de bambú. Este método no sólo preserva las cualidades estéticas y sostenibles del material, sino que también permite alcanzar grandes luces con pequeños diámetros. La estructura resultante se beneficia de la flexibilidad y resistencia del bambú, junto con la confiabilidad de los métodos de fijación contemporáneos, lo que la hace adecuada para diseños arquitectónicos innovadores y resistentes.
Amarre cuadrado para estructuras de rejilla de bambú
Este detalle estructural ilustra la técnica de amarre cuadrado utilizada para atar de forma segura dos haces de bambú en su intersección, formando una unión crítica en la estructura de la rejilla. El proceso de amarre cuadrado comienza colocando los haces de bambú en ángulo recto entre sí. Luego, se enrolla una cuerda o cordón natural duradero alrededor de la intersección en una serie de pasos para asegurar una conexión firme y estable. El primer conjunto de envolturas rodea ambos haces de bambú, uniéndolos estrechamente, seguido de un envoltorio circular para bloquear el paso anterior.
Después de completar los enrollados iniciales, el amarre se refuerza para bloquear el paso anterior. Este método de amarre tradicional permite el grado necesario de rotación libre requerido para una estructura de estas características.
Conexión entre columnas y paquete Lidi
Esta conexión es esencial para mantener la integridad y estabilidad de la estructura del domo, asegurando que las cargas se transfieran y distribuyan eficientemente. En el corazón de la conexión hay una varilla roscada, que sirve como punto de anclaje central y mantiene unidos de forma segura los distintos componentes. Esta varilla pasa por una arandela central y una tuerca, evitando que se afloje bajo tensión.
Estas columnas están estratégicamente ubicadas y aseguradas mediante componentes adicionales para garantizar una conexión robusta y duradera. Las columnas de bambú tienen orificios pretaladrados que se alinean con la varilla roscada, lo que permite atornillarlas en su lugar con la arandela y la tuerca. El paquete lidi se compone por varillas de bambú delgadas y flexibles. Esta combinación de columnas rígidas de bambú y haces de lidi crea un efecto sinérgico, combinando rigidez con flexibilidad. Los detalles de conexión, incluido el uso de arandelas, tuercas y varillas roscadas, resaltan un enfoque reflexivo de la construcción con bambú, que aborda desafíos tanto estructurales como de ensamblaje.
Conclusión
La exploración del bambú en el diseño arquitectónico, particularmente en estructuras de cúpulas, revela su inmenso potencial como material sostenible y versátil. Proyectos como la cúpula de bambú de Kristof Crolla y Garvin Goepel en colaboración con Bamboo U ilustran la fusión de la artesanía tradicional y la tecnología moderna, lo que da como resultado estructuras resistentes y respetuosas con el medio ambiente. Al integrar el bambú con cimientos de concreto, utilizar técnicas de agrupamiento seguro y emplear métodos como amarres cuadrados, los arquitectos e ingenieros pueden crear diseños innovadores y duraderos. Este enfoque no sólo resalta los beneficios estéticos y ecológicos del bambú sino que también sienta un precedente para futuras prácticas arquitectónicas sostenibles.
Créditos
Diseño de concepto estructural, modelado paramétrico y consultoría de realidad aumentada por el Dr. Kristof Crolla (@lead.architecture) y el Dr. Garvin Goepel (@augmentedarchitecture) del Building Simplexity Lab de la Universidad de Hong Kong, construido bajo su guía experta y utilizando las herramientas de realidad aumentada proporcionadas. Ilustraciones de Luis Echeverría.
Este artículo fue escrito por Bamboo U, una empresa de arquitectura y diseño de bambú que se centra en compartir formas sostenibles de construcción. Los cursos de bambú están disponibles en su campus en Bali, Indonesia, y online, impartiéndose en colaboración con la reconocida firma de diseño IBUKU junto a expertos en bambú de todo el mundo. Desde el cultivo de bambú hasta los métodos de tratamiento, el diseño y la fabricación de modelos con bambú, la ingeniería, la carpintería y la construcción: sus talleres cubren todo lo que hay que saber sobre la construcción y el diseño con bambú. Obtén más información y únete a un taller de bambú ingresando aquí.
