#386
Octubre 2017


GENERACIÓN DE ESPACIOS HABITABLES

CON TUBOS DE CARTON ESPIRALADO

PROPUESTA CONSTRUCTIVA

AUTORES:
María Rosa Sánchez de Colacelli, Marcelo Costilla, Norma Salvatierra, Hortensia Gallardo, Lucrecia Pelli. Facultad de Arquitectura y Urbanismo, UNT.

En el marco del proyecto de investigación sobre la definición de nuevos materiales de construcción reciclando o reutilizando residuos sólidos urbanos, la cátedra Introducción a la tecnología arquitectónica, de la FAU elaboró propuestas constructivas sobre la reutilización de tubos de cartón espiralados, descartados por la industria textil o grafica.
Se analizó que es posible definir construcciones transitorias con los tubos y que tienen capacidad resistente a la tracción y a la compresión. Uno de los abordajes de esa problemática consistió en analizar la generación de espacios habitables a partir de configuraciones estructurales basadas en estructuras espaciales trianguladas. Se evaluaron los aspectos formales y se estudiaron etapas constructivas de unidades diseñadas para un uso temporal: de montaje en seco, estibables, para ser armadas en más de una oportunidad.

Materiales y Métodos
A partir del análisis de la información sobre cantidad y clasificación de los residuos sólidos urbanos del Gran san Miguel de Tucumán y de un relevamiento hecho por este equipo sobre calidad y cantidad de tubos desechados, dentro del rubro “papel y cartón”, se encontró que se dispone anualmente de una cantidad de tubos de cartón espiralado que justifica el estudio encarado. Se obtuvo información sobre las características resistentes de esos tubos; de un estudio comparativo con las estructuras de barras de madera se extrajeron interesantes conclusiones: al igual que la madera (material con el que se fabrica la pasta de papel), se trata de un material cuya resistencia se modifica con la duración de la carga (reduciéndose los valores admisibles un 50% para cargas de larga duración). El módulo elástico es más reducido que el de la madera (del orden de 1/5), mientras que al igual que esta última, el comportamiento mecánico es diferente para cargas de compresión y flexión. En el GSMT se descartan al año entre 3.000 y 4.000 tubos de diferentes longitudes y diámetros, de los cuales alrededor del 50% son de 0,90 m de longitud, un 20%, de 3 metros y el resto de longitudes menores. Del análisis de su capacidad resistente, para el uso que se le pretende dar, surgió que son aptos para resolver estructuras livianas precarias. Se ensayaron probetas de estos tubos en el Laboratorio de Materiales y Elementos de Edificios (LEME) para conocer su resistencia, con muy buen comportamiento a la compresión, con un promedio de entre 70 y 157 kg/cm2, según la sección del tubo; se determinó el peso promedio de un tubo de cartón de 1,20m de longitud: 0,417 kg.
Se encaró la tarea de generación de espacios con estructuras triangulares, planteando alternativas y definiendo criterios de selección; se estudiaron diferentes tipos de vinculaciones entre barras y la posibilidad de una estiba y un montaje rápidos de la estructura final. El antecedente inmediato de esta investigación fue un estudio referido a la génesis de las estructuras geodésicas, de Buckminster Fuller.

La realización
Se trabajó con los tubos de 3 m. de longitud y 80 milímetros de Ø interior, sobre modelos en escala 1:100; en una primera aproximación con módulos espaciales, correspondiendo el primer planteo a una pirámide de base triangular definida por 3 triángulos (figura indeformable) equiláteros de 3 m. de lado y 2,60 m de altura (Fig. 1), con los que se generó una pirámide de 2,12 m. de altura en el punto más alto (vértice).
Al estar referida la búsqueda a la generación de un espacio habitable, se cuestionó la propuesta desde el momento que sólo ¼ de su superficie permitía el desarrollo de actividades de pie. Se analizó esa deficiencia al considerar que los apoyos están fijados y, por consiguiente, su altura incrementa la del espacio habitable.
Se propuso entonces, montar estos elementos piramidales sobre cubos de madera, de 0,35m de lado, fijados al contrapiso por varillas roscadas con anclaje químico. (Fig. 2), resultando que las actividades de pie pueden desarrollarse ahora, en aproximadamente ½ modulo.

3400301

Figura 1

Figura 1

Figura 2

A los efectos de cumplir con los requisitos de ser un modulo habitable, se propone un cerramiento ligero de lona, acompañando la forma del diseño, con un elemento independiente desmontable, en su vértice superior (Fig. 3).

3400303

3400303-b

Figura 3

A continuación se estudió la problemática derivada del empleo de módulos piramidales de base cuadrada, generados con los mismos tubos de 3 m. de longitud. Un primer análisis mostró que las posibilidades de uso del espacio interior eran muy similares a las que permitía el módulo de base triangular. Un análisis cualitativo de su comportamiento resistente requirió diseñar nudos que rigidicen las uniones de las barras horizontales del cuadrado de base. No se consideró de interés en esta instancia de búsqueda espacial, proponer soluciones a ese problema; se priorizó la exploración de nuevas posibilidades espaciales como la vinculación de dos módulos iguales, generando espacios lineales. Se definió así una propuesta espacial diferente, indeformable en función de la generación de un tetraedro en el tramo central del espacio longitudinal (Fig. 4) y con una superficie apta para desarrollar actividades de pie de aproximadamente 2/3 de la superficie cubierta.

3400304

Figura 4

Los estudios de nuevos agrupamientos, buscaron una mayor superficie cubierta útil utilizando ahora, como módulo de generación, triángulos planos (Fig 5 y 6). En esta instancia se trabajó con triángulos isósceles, generándose espacios cuasi piramidales con su parte superior truncada. Se trabajó ahora con longitudes diferentes de tubos: de 3 m. y de 0,90m.

 

3400305

3400306
Figura 5

3400307 3400308

 

 

Figura 6
Con estos esquemas se generaron espacios con una superficie de uso de casi el 100%, manteniendo como altura minina los 2,10 m. A los efectos de resolver un cerramiento ligero del espacio (lona, por ejemplo) se consideraron dos posibilidades: triángulos de perímetro iguales llevan a generar una pirámide en la parte superior (terminación truncada de 1,10 m de lado) colocando un puntal sostenido por dos tensores, como se ve en la figura 6 y
b) triángulos desiguales en el perímetro, definiendo un plano inclinado en la terminación truncada, que se cierra con una lona plana.
Acerca de la resolución
constructiva de los nudos
Para la resolución de los nudos, se buscó la sistematización de las propuestas con el objetivo de proponer nudos con posibilidad de recibir tubos en distintas direcciones, considerando la posibilidad de vincular barras con pequeñas variaciones de diámetro. Se estudiaron vínculos de madera y acero (Fig. 7), que posibilitan uniones de macho y hembra con la condición de que el perno del elemento de vinculación encaje justamente dentro del tubo de cartón. También se analizaron uniones metálicas, de diseño más versátil, ya que están definidas por elementos que se vinculan a una articulación que permite ajustar el ángulo de llegada de la barra al nudo (Fig. 8). En los nudos, tanto de madera como metálicos, debe considerarse la posibilidad de agregar abrazaderas, a los efectos de que estas completen el anclaje del tubo de cartón con el perno, especialmente de las barras solicitadas a tracción.

3400309 3400310

Figura 7

3400311 3400312
Figura 8

Efectos de las cargas desestabilizadoras
El análisis cualitativo del comportamiento ante cargas desestabilizadoras de los diferentes módulos espaciales propuestos, permitió verificar su capacidad para resistirlas. El análisis se dirigió tanto al módulo en su conjunto como a cada uno de los vínculos. (Fig. 9)

3400313 3400314

Figura 9

No se consideraron en esa instancia las fuerzas gravitatorias ya que debido al peso propio de los tubos de cartón o/y al de la lona plástica que los cubre, son de poca significación. Las barras están sometidas a esfuerzos de compresión y tracción, para los que son aptas. Resultaron alternativas formales sistematizadas, que pueden ser montadas, desmontadas y estibadas fácilmente. Los módulos espaciales definidos por triángulos equiláteros pueden concretarse con sólo dos nudos diferentes y 14 tubos de 3 m. de largo (con un peso aproximado de 1,0425 kg de cada tubo) que quedan definidos por un peso total de 14,595 kg. Se necesita un volumen de 3 m3 de estiba para 50 de estos módulos. En cuanto a la mano de obra para el montaje de estos módulos espaciales, considerando que en la tarea se desempeñan dos personas, se necesitan 3 horas y media para levantar un módulo de base cuadrangular y 5 horas en el caso de los módulos agrupados. En el caso de los módulos isósceles se necesitan 13 tubos de 3 m. de largo y 4 de 1,10mts.

0
1

1 Comment

Leave a reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.