Pabellón Intcdc de la Universidad de Stuttgart

El „Pabellón livMatS“ del Jardín Botánico de la Universidad de Friburgo está hecho de fibras naturales enrolladas robóticamente. Fue desarrollado y construido por estudiantes de los grupos de excelencia livMatS e IntCDC de las universidades de Friburgo y Stuttgart.

Investigadores de todo el mundo buscan un modelo de alternativa sostenible y eficiente en el uso de los recursos a los métodos de construcción convencionales. En un proyecto conjunto, investigadores de las Universidades de Friburgo y Stuttgart y estudiantes de máster de la Universidad de Stuttgart han presentado un concepto. Y lo han construido directamente. Se trata de un edificio de fibra natural enrollada robóticamente que acaba de exponerse en el Jardín Botánico de la Universidad de Friburgo. El nombre „livMatS Pavilion“ hace referencia al área de investigación de Friburgo y al clúster de excelencia „Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS)“. El pabellón pretende ilustrar cómo es posible una arquitectura bioinspirada única combinando materiales naturales con tecnologías digitales avanzadas.

Su estructura portante está formada por fibras de lino enrolladas robóticamente, una evolución de los institutos de los compuestos de fibras sintéticas utilizados hasta ahora, como las fibras de vidrio y carbono. Las fibras de lino, por su parte, son renovables en ciclos anuales de cosecha, disponibles regionalmente y biodegradables. Especialmente en combinación con una construcción ligera eficiente, podrían reducir significativamente la huella ecológica de los edificios. „Los materiales compuestos reforzados con fibras tienen una excelente relación resistencia-peso“, explica Jan Knippers, del Instituto de Estructuras y Diseño Conceptual (ITKE). Sin embargo, cambiar la producción de fibras sintéticas a naturales no fue nada fácil. „Las fibras naturales y su variabilidad biológica nos plantearon a los investigadores nuevos retos en cuanto al diseño por ordenador, los flujos de trabajo de la producción robotizada y el control de las máquinas“, explica Achim Menges, del Instituto de Diseño y Construcción Asistidos por Ordenador (ICD).

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IntCDC, Universidad de Stuttgart | Fuente: YouTube

La naturaleza como modelo para el pabellón del IntCDC

El cactus saguaro y la chumbera sirvieron de inspiración para la disposición en forma de red de las fibras naturales y el enrollado sin semillas. Ambos cactus se caracterizan por su especial estructura de madera. El cactus saguaro tiene un esqueleto cilíndrico hueco por dentro y, por tanto, especialmente ligero, explica Thomas Speck, Director del Jardín Botánico. Consta de una estructura de madera en forma de red, que confiere al esqueleto una estabilidad adicional. „El tejido de los brotes laterales aplanados de la chumbera también está entretejido con haces de fibras de madera, que están dispuestas en capas y conectadas entre sí. Esto significa que el tejido de la chumbera también se caracteriza por una capacidad de carga especialmente elevada“, prosigue Thomas Speck.

Los investigadores han abstraído estas estructuras de red de los modelos biológicos y las han implementado en el pabellón livMatS enrollando las fibras naturales sin núcleo. Mediante esta abstracción -los procesos de enrollado o trenzado no existen en las plantas-, los investigadores pudieron transferir las propiedades mecánicas de las estructuras de fibras reticuladas a los elementos ligeros de carga del pabellón livMatS, según explica el Instituto livMatS en una explicación del proceso.

La estructura portante del pabellón consta de 15 elementos de fibra de lino prefabricados exclusivamente a partir de fibras naturales. La pieza central es una clave de fibra. El aspecto afiligranado de la superficie de cada uno de los elementos recuerda tanto a las construcciones tradicionales de entramado de madera como al modelo biológico. La longitud total de los elementos varía entre 4,50 y 5,50 metros, y su peso medio es de 105 kilogramos. Con una superficie total de 46 metros cuadrados, toda la construcción de fibra pesa sólo alrededor de 1,5 toneladas. La construcción corrió a cargo de FibR GmbH Stuttgart, uno de los socios industriales del proyecto.

El pabellón servirá en el futuro como lugar de celebración de eventos y, entre otras cosas, para ilustrar el trabajo del equipo. El desarrollo de la estructura se basa en muchos años de colaboración entre un equipo de arquitectos e ingenieros del programa de máster ITECH del Cluster de Excelencia „Integrative Computer-aided Design and Construction for Architecture (IntCDC)“ de la Universidad de Stuttgart y biólogos del Cluster de Excelencia Living. Adaptive and Energy-autonomous Material Systems (livMatS) de la Universidad de Friburgo. (Rojo)

Equipo del proyecto:

ICD: Instituto de Diseño y Construcción Computacional – Prof. Achim Menges/Clúster de Excelencia IntCDC, Universidad de Stuttgart;
ITKE: Instituto de Estructuras de Edificación y Diseño Estructural – Prof. Jan Knippers/Cluster de Excelencia IntCDC, Universidad de Stuttgart
en colaboración con livMatS, Universidad de Friburgo – Prof. Dr Thomas Speck, Prof. Dr Jürgen Rühe

Investigadores
Marta Gil Pérez, Serban Bodea, Niccolò Dambrosio, Bas Rongen y Christoph Zechmeister Gestión del proyecto: Katja Rinderspacher, Marta Gil Pérez y Monika Göbel

2018 a 2020: Talal Ammouri, Vanessa Costalonga Martins, Sacha Joseph Cutajar, Edith Anahí González San Martín, Yanan Guo, James Hayward, Silvana Herrera, Jeongwoo Jang, Nicolas Kubail Kalousdian, Simon Jacob Lut, Eda Özdemir, Gabriel Rihaczek, Anke Kristina Schramm, Lasath Ryan Siriwardena, Vaia Tsiokou, Christo van der Hoven y Shu Chuan Yao.

2018 a 2019: Karen Andrea Antorveza Páez, Okan Basnak, Guillaume Caussarieu, Zhetao Dong, Kurt Drachenberg, Roxana Firorella Guillén Hurtado, Ridvan Kahraman, Dilara Karademir, Laura Kiesewetter, Grzegorz Łochnicki, Francesco Milano, Yue Qi, Hooman Salyani, Nasim Sehat, Tim Stark, Zi Jie, Jake Tan e Irina Voineag.

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