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Piezas estructurales y ligeras de madera basadas en la inteligencia natural de los árboles

Piezas estructurales y ligeras de madera basadas en la inteligencia natural de los árboles

La crisis climática global no sólo nos está obligando a repensar los diseños arquitectónicos y la forma en qué vivimos, sino también los materiales y productos que le dan forma, desde su fabricación y sus orígenes. En esta dirección, la madera se ha transformado en una alternativa eficiente frente al acero y el hormigón –materiales de alto nivel de carbono incorporado–, surgiendo interesantes innovaciones que podrían continuar potenciando su uso masivo.

Inspirados por la eficiencia de la naturaleza, Strong By Form ha desarrollado Woodflow, una tecnología que permite generar piezas de madera de alta performance estructural, "combinando la optimización de su forma, la orientación de sus fibras en relación a la dirección de los esfuerzos, y variando su densidad para resistir mejor compresión o tracción", como explican sus creadores. Además, todos estos productos son desarrollados en un proceso controlado a través de software paramétricos, integrados a plataformas BIM y sistemas de fabricación CNC.

Conversamos con Jorge Christie, CTO de Strong By Form, para profundizar en esta nueva tecnología.

Cortesía de Strong by Form
Cortesía de Strong by Form

¿Qué es Strong by Form y de donde nace la inspiración para su desarrollo?

Strong by Form es una empresa enfocada en producir materiales y productos estructurales sustentables de alta performance, que ofrezcan una alternativa real de reemplazo a materiales altamente contaminantes como aluminio, acero u hormigón. Hoy en día la industria de la construcción es responsable de cerca de un 40% de las emisiones de CO2 y de un 40% del consumo de materias primas a nivel global. Nuestra meta es contribuir a disminuir al máximo esas cifras y al mismo tiempo aumentar la productividad de la industria. La inspiración de nuestros desarrollos se encuentra en los patrones de eficiencia que se pueden observar en la naturaleza.

En el caso particular de la tecnología Woodflow, nuestro referente son los propios árboles. Estas estructuras naturales, logran su alta performance estructural combinando la optimización de su forma, la orientación de sus fibras en relación a la dirección de los esfuerzos, y a la variación de su densidad para resistir mejor compresión o tracción. Gran parte de esa inteligencia natural se pierde cuando se aserra o procesa el árbol para la producción de productos madereros. Nuestra intención es traer de vuelta esta eficiencia a la madera de ingeniería y así conseguir máxima performance con mínimo material.

Cortesía de Strong by Form
Cortesía de Strong by Form

¿Cuáles son los componentes desarrollados hasta el momento y cómo funcionan?

Hoy nos encontramos en un proceso de desarrollo de productos que permitan incorporar madera donde hoy no se utiliza o donde –gracias a las características freeform de nuestra tecnología– podamos producir ahorros de material significativos.

Actualmente, estamos desarrollando junto a una constructora alemana, una losa compuesta Woodflow-hormigón, que utiliza la madera, al mismo tiempo, como moldaje del hormigón y como elemento de refuerzo a tracción. Esto, estimamos, permitirá ahorrar hasta un 70% en volumen de madera y 30% en volumen de hormigón, comparado con losas compuestas madera-hormigón tradicionales. Esta reducción significativa de su peso, permite su prefabricación y la reducción de los costos en transporte, ensamblaje y fundaciones del edificio. Todos estos beneficios apuntan a traducirse en un impacto positivo en el costo de la vivienda.

Otros productos en los que estamos trabajando son, por ejemplo, nudos rígidos en madera; que permiten realizar uniones mecánicamente más consistentes (100% madera), más livianas y menos susceptibles a rasgaduras; moldajes freeform y aplicaciones para cáscaras estructurales ultraligeras.

Cortesía de Strong by Form
Cortesía de Strong by Form

¿Porqué es posible considerar a Woodflow como un material/producto sostenible?

Strong by Form es una empresa que nace con el objetivo de desarrollar tecnologías que nos permitan desarrollarnos “con” el medio ambiente y no “a pesar” de este. Nuestra apuesta por productos sostenibles tiene varios frentes. Primero, utilizamos materias primas renovables. Si bien ahora estamos trabajando con madera –cuyas ventajas de captura de CO2 son conocidas– nuestro objetivo es ampliarnos a otras fibras vegetales. Esta versatilidad, nos permitirá desarrollar productos basados en materias primas locales, que activen sinergias económicas y sociales.

Segundo, creemos que la madera, el hormigón o cualquier otro material de construcción, son bienes preciosos y escasos que hay que utilizar de forma ultra eficiente. Por ello, al igual que la naturaleza, utilizamos formas complejas y materiales personalizados para lograr máxima performance con el mínimo material. Como ejemplo, recientemente desarrollamos un prototipo tipo puente, que con solo 4 mm de espesor y 854 gramos de peso, resistió más de 300 kg de carga con mínima deflexión.

Por último, nuestra tecnología se basa en manufactura aditiva en base a refuerzos discretos, lo que permite, por una parte, minimizar producción de desechos y, por otra, incorporar gran parte de material reciclado.

Cortesía de Strong by Form
Cortesía de Strong by Form

¿Qué posibilidades nuevas entregan a los arquitectos y cómo podrían sumarse al resurgimiento de la madera para la construcción masiva y en altura, liderada por los productos 'Mass Timber'?

Una particularidad de nuestra tecnología es que se basa en una plataforma Design-to-manufacturing. Esto quiere decir que controlamos el proceso desde el diseño del componente hasta la producción, pasando por la definición de la arquitectura de las fibras del material. Este software “paramétrico”, permite su integración con plataformas de diseño BIM y con cualquier sistema productivo CNC. Nuestra visión es que a través del desarrollo de plugins BIM, los arquitectos podrán explorar la aplicación de nuestros productos en sus diseños y que vía cloud puedan conectarse a nuestros servidores para obtener la memoria estructural, costos o eventualmente realizar la orden de compra-fabricación de forma directa. 

Cortesía de Strong by Form
Cortesía de Strong by Form

Estamos convencidos que el futuro de la construcción va hacia la integración de la cadena completa de diseño, ingeniería, fabricación y construcción, y donde las tecnologías computacionales –hoy emergentes– nos permitirán construir de forma más eficiente, más sustentable y con mejor productividad.

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Sobre este autor/a
Cita: José Tomás Franco. "Piezas estructurales y ligeras de madera basadas en la inteligencia natural de los árboles" 15 feb 2020. ArchDaily Colombia. Accedido el . <https://www.archdaily.co/co/932952/piezas-estructurales-y-ligeras-de-madera-basadas-en-la-inteligencia-natural-de-los-arboles> ISSN 0719-8914

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