Alta aplicació dels composites en la construcció

L'altra obra és també tot un referent perquè suposa la consagració dels composites com materials estructurals, en competició directa amb l'acer i el formigó armat. A més, se situa a València, ciutat que ens acull per primera vegada en aquestes 17 Jornades de Materials Compostos i per si fos poc, ens presideix, ja que està situada a escassos metres d'aquest magnífic Paranimf de la Universitat Politècnica de València. És la Torre de la UPV.

Ambdues realitzacions, diferents però a quin més interessant, seran ferment de noves obres que ampliaran l'horitzó dels materials compostos en aquest incipient segle XXI: només estem a l'inici.

Al final, els compòsits han estat els elegits i ho han estat perquè a més de presentar unes notables qualitats, han estat fiables i trobats aptes a través de nombrosos assaigs i proves i finalment, que és molt important, per resultar a un preu molt competitiu.

En ambdues realitzacions, i això és una cosa a destacar, s'ha comptat amb un equip de professionals amb molt alta preparació tècnica, amb gran entusiasme i decisió, i el que és un factor molt important, una gran imaginació. Quan se'n va a l'avantguarda, com en aquests casos, sorgeixen de continu quantitat de problemes nous que cal saber sospesar i solucionar i aquí la imaginació és clau, perquè el tradicional no serveix.

Entre els punts singulars que aporten els composites, destaquen: una gran lleugeresa i resistència, excel lent acabat superficial, absència de manteniment, resistència de fatiga, manipulació dels mateixos en obra i llibertat de disseny màxima.

Mai un arquitecte, enginyer, dissenyador, constructor o tècnic en general, ha tingut en la seva mà un material amb tantes possibilitats com els que acompanyen als materials compostos, per tant, li brinden una llibertat i capacitat de disseny úniques.

Es disposa d'un solar annex al museu actual, confrontant a tres carrers, ronda Atocha, carrer Argumosa i carrer Hospital. La quarta façana limita amb el Museu Reina Sofia, una construcció clàssica madrilenya amb no menys de dos segles d'història, l'antiga Facultat de Medicina de Madrid.

El nou edifici hauria de comptar amb biblioteca, sala d'exposicions temporals, un gran auditori, tallers, així com cafeteria, serveis i dos soterranis. A aquest projecte concorren nombrosos arquitectes de tot el món, sent el guanyador el prestigiós arquitecte francésJean Nouvel, autor d'emblemàtiques obres a tot el món.

El projecte guanyador presenta una característica destacada: l'encadenament de les seves superfícies, que s'estenen sense solució de continuïtat, des de la coberta, les quatre façanes, la part inferior, (que constitueix el sostre de la planta baixa) les dues grans pantalles de suport, a manera de dos enormes quilles i els falsos sostres dels forjats esmentats.

Confesso que la primera vegada que vaig visitar l'obra, vaig sentir la sensació d'estar perdut, perquè fa l'efecte d'estar davant d'un gegantí laberint, amb 5.000 metres quadrats de superfície.

Pràcticament no hi ha zones planes. Aquesta és la gran novetat i la dificultat que suposa aconseguir els acords de la seva totalitat, definides per successius i diferents radis de curvatura. Només cal dir que les superfícies reglades, amb doble curvatura, arriben al 80% del total.

Això es tradueix que l'especejament final ha generat més de 600 tipologies diferents de panells per a un total de 1.200 peces de revestiment, totes elles en composite el detall analitzarem posteriorment.

Aquest era el repte de Jean Nouvel, ia ell van acudir diversos materials, com maó conformat, panells de matrius cementicias, reforçats amb vidre (GRC), etc., Però per raons estètiques o per imperatius tècnics, van ser rebutjats per l'arquitecte.

La planta baixa de l'edifici consta de tancaments de mur cortina envidriat amb un nucli d'escales d'acer i vidre situat a la façana principal del carrer Ronda d'Atocha.

L'auditori, gala de composites d'un gran atractiu sobresurt de l'edifici en les seves 4 / 5 parts a través d'obertures en el seu forjat superior, també vidre, i es recolza en les dues pantalles corbes indicades anteriorment, a manera de dos quilles.

Les superfícies envidrades permeten d'una banda introduir i conduir el visitant a l'interior de l'edifici i al mateix temps li permeten apreciar tot el conjunt, amb accés a totes les seves parts.

I en el nostre cas, exclusiva del composite, actua com a mirall, reflectint figures, edifici contigus, la circulació del carrer, etcètera.

Personalment he quedat fascinat pel joc de llums i ombres, colors i figures que és capaç de reflectir el material compost, treballant com aquí s'ha fet, amb tecnologia punta i al que han contribuït granment dues persones, el responsable tècnic de la solució composite , Enrique Márquez González de DYC-ACS, i el fabricant dels panells, Pedro Guijarro de Composite Guimar, empresa situada a Manzanares a 100 km de Madrid.

Aquest programa defineix un model virtual que traslladat a un llenguatge de control numèric, permet el tallat a escala sobre un bloc de fusta, del sòlid envoltant de l'auditori, és a dir, de la nostra closca en composite. Sobre ella, l'equip de disseny, comprova les

superfícies i trobades resultants, realitza les correccions que estima oportunes i assenyala els criteris generals d'especejament.

Amb aquestes modificacions es realitza un nou model virtual - en principi definitiu. Al s'assenyalen totes les línies de tangència de les diferents superfícies, optimitzant l'especejament dels plànols resultants per aconseguir els models més repetitius i relativament senzills, dins de l'enorme complexitat del conjunt.

Com a referència direm que el nombre de metres quadrats de motlle superen els 200 i degut precisament a aquesta formidable eina que és el Catia, cada motlle pot treballar diversos panells "diferents però de la família". És l'única solució per fer viable econòmicament la fabricació i per tant, aquesta solució de "motlle familiar", ha condicionat la fabricació en si com comentarem més tard.

Els panells de superfície de generatriu corba i directriu recta o corbes molt simples, les plantilles en un o dos sentits es realitzen amb Autocad 3D i d'aquí a models per part d'ebenistes especialitzats.

Els panells de major complicació, el Catia, com hem dit, el passarà a torns de control numèric que actuaran sobre els totxos de fusta. Un cop tornejat el model, es massillat, poleix i protegeix i ja està llest per a fabricar el motlle.

Com ja sabem, la relació model-motlle és total. Tots els plànols de muntatge i taller s'obtenen a partir de la segona maqueta virtual. La contribució de l'eina Catia en la fabricació del model-motlle ha estat clau, ja que ens permet realitzar seccions del

sòlid generat amb qualsevol tipus de superfície, a manera de tomografia, obtenint la línia exterior de cada intersecció en la seva veritable magnitud encara que sense definir gruixos ni relacions amb els plans adjacents. Aquestes línies es passen a Autocad 3D i sobre elles es

afegeixen els gruixos de panell, closques, aïllament, etc., permetent l'elaboració de plànols en planta, alçat i secció.

Sobre els plans elaborats es mesuren les cordes i arcs del seu perímetre, la situació ortogonal dels seus encaixos, ancoratges metàl·lics, és a dir, definir tot el que comporta un panell. Això permet disposar de referències clares per al replanteig de les vores laterals sobre els motlles i la situació precisa dels punts d'ancoratge tant en els panells com en obra.

Aquest desenvolupament permet la combinació de tècniques CAD-CAM pròpies de la indústria aeronàutica, sense haver de fer-les extensives a tots i cada un dels panells, la qual cosa hauria suposat uns costos i terminis impossibles d'assumir.

Convé recordar que les sèries de fabricació industrial oscil·len des antenes d'unitats idèntiques, en aviació per exemple, fins a centenars de milers en automoció, i els edificis singulars, com en el nostre cas, peces úniques i irrepetibles.

S'han triat una resina polièster ortoftàlica autoextingible que compleix les condicions de protecció al foc requerida.

Sobre el motlle de resina fenòlica - fibra de vidre perfectament preparat, es dóna desemmotllant i després una primera capa de MAT amb resina ortoftàlica que es deixarà curar. Després es postcura en forn i es torna a laminar repetint l'operació una tercera vegada. Es tracta que controlem al màxim les contraccions del laminat, repassant si és necessari per aconseguir una superfície totalment llisa.

Un cop fabricada la pell exterior del panell, es dóna una mà de resina i es superposa un panell de 45 mm de gruix d'escuma de poliisocianurat amb una capa de fibra de reforç, tancant el conjunt amb una bossa de buit, absorbents, segelladors, etc., al més pur estil aeronàutic. Un cop polimeritzat el conjunt, es disposen els ancoratges en els punts determinats i es laminen dues capes més de reforç.

Ja tenim estructuralment el panell, que podrà tenir en la seva major dimensió fins 3,60 x 1,60 m sense presentar cap problema de deformació.

El camí a seguir és un altre que consisteix a aplicar un mètode similar al desenvolupat per a panells amb matrius de conglomerat hidràulics, consistent en successives imprimaciones, escatats, capes de pintura nacarada i vernís brillo anti-pintada, aplicades en cabina de pintura.

Seguint uns rigorosos protocols de treball, es controla la ventilació, temperatura i temps d'espera, precalentamiento i guarit de cada capa.

Aquest acabat permet, com poden vostès comprovar, la modificació dels motlles familiars per realitzar en ells peces diferents.

Les marques resultants en la superfície dels panells, conseqüència dels successius corts i entroncaments de models i motlles, poden reparar-se en les operacions prèvies al pintat, reparacions aquestes, impossibles de dur a terme en el gel-coat tintat habitual.

Com a resum d'aquesta realització, direm que podria establir-se perfectament aquesta trilogia:

Jean Nouvel Panells composite ampliació Museu Regna Sofia.

En la nostra opinió, no s'hagués pogut aconseguir la realització de l'obra del genial arquitecte, sense comptar amb els composites.

El disseny de Jean Nouvel, està lligat amb ells.

Això li marca de tal manera que en els anys vuitanta i noranta, aprofundeix en els seus contactes i experiència amb aquests nous materials.

Finalment l'any 2003 i per part del rectorat de la UPV, rep l'encàrrec d'aixecar una torre innovadora i emblemàtica del que és la nova i puixant UPV de València, torre que es vegi i marqui la situació des de lluny, com un far -guia i alhora innovadora, testimoniant el saber i coneixement d'aquesta Universitat.

L'ocasió és única i tria els materials compostos, i com a bon enginyer, pensa que cal disposar de composites amb el mòdul de young o rigidesa màxim possible i al mateix temps en un procés automatitzable, perquè això el portarà al millor preu possible.

Poden imaginar-se que el resultat no és altre que la tecnologia de pultrusió, és el final lògic i ell va a encaminar els seus esforços, que acaben per contactar amb l'industrial de Barcelona Jaume Tatjé Soler, Director Gerent de Tadipol i TECNIPUL, constituint un duo d'indubtable importància per a la realització d'aquesta torre.

La torre arrenca des del sòl amb un diàmetre en base de 8,5 mi remata amb un diàmetre de 0,16 m.

Als 31,2 m de nivell del sòl arrenca a manera de corona un cartell cònic anunciador de la UPV totalment en composite que té una alçada total de 3,15 m amb un diàmetre en base de 4,30 m; 7,70 m a la part superior i 6 mm de gruix. Aquest cartell, tot un repte a efectes d'estabilitat i de comportament enfront del vent, pesa 3 t.

Sobre el cartell ia una alçada de 37,35 m des del sòl es troba el centre d'una esfera de fibra de vidre de 2 m de diàmetre de 6 mm de gruix que juntament amb el pinacle que la remata i les traves corresponents, donen un pes de 2 t, és a dir, cartell cònic anunciador més esfera amb pinacle de coronació sumen un total de 5 t de pes, tot això arrencant a la cota de 31,2 m. Doncs bé, la torre està dissenyada i calculada per suportar vents de 115 km en base i 160 km a nivell del cartell anunciador. En aquest cas extrem, la deflexió de la torre en punta, seria de 0,90 m.

flexió i tracció. Estan fabricats amb fibra de vidre i resina vinilèster.

Aquestes potes tenen una longitud de 10,90 m conformant a la base un diàmetre de 8,50 mi en la seva finalització 2,40 m.

A partir d'aquesta alçada, les potes passen a ser sis, amb la mateixa composició que en la secció inferior, i mantenen la curvatura de la torre fins als 23,30 m amb un diàmetre mitjà de la torre de 1,25 m.

Finalment i des dels 23,30 m fins als 35,77 m les potes es converteixen en 5 tubs buits de 60 mm de diàmetre exterior i 9 mm de paret amb els dos llunetes massissos de vidre anteriors.

Des dels 35,7 m fins als 42,35 m de coronació, serà només tubs buits de 60 mm de diàmetre que conformaran un diàmetre exterior de la torre de 0,16 m, posició en la que s'ancora el parallamps de 2 m d' alçada.

Els dotze muntants principals es troben units entre si per elements que anomenem "anells", cada 2 m fins a una alçada de 10,90 m Aquests anells presenten una geometria del tronc de con amb una secció rectangular de 400 x 200 x 8. La geometria de la torre presenta 41 nivells, estant cada nivell representat per aquests anells. Fins a una alçada de 12 m hi ha anells exteriors i interiors a les potes. A partir d'aquesta alçada, els anells són únicament exteriors excepte a la zona de connexió de l'esfera i cartell anunciador amb l'estructura principal.

Tots els anells de l'estructura són de polièster isoftàlic reforçat amb fibra de vidre estratificats manualment. En el futur serà aplicada una nova tècnica que estem desenvolupant amb una clara millora tant en l'aspecte tècnic com econòmic.

Finalment, entre els 23,40 mi 35,77, cadascuna de les "sis cares" de l'estructura, es troba travada a través de tirants o perfils massissos en fibra de vidre de 8 mm de diàmetre; aquests tirants limiten la inclinació de la torre.

Tots els elements de la torre, inclosos els cargols, rosques i volanderes que fixen potes a anells, estan realitzats en fibra de vidre i resina polièster, tal com indiquem en el quadre adjunt:

Les estructures construïdes amb aquest material, pesen per a la mateixa resistència, la quarta part de les estructures d'acer, la qual cosa repercuteix en una major economia i rapidesa de muntatge, abaratint les fonamentacions i permetent el seu ús en terrenys menys consistents, com a zones pròximes al mar, encara que les seves propietats els permetrien estar ancorades dins el mateix mar. Les fotografies amb què il·lustrem que diem, parlen per si soles.