Strong Museum of Play: cubierta de space frame de forma libre

En Rochester, Nueva York, el Strong Museum of Play alberga una de las colecciones más importantes dedicadas a la historia y la cultura del juego. Pero incluso antes de entrar, el edificio ya transmite algo especial. La marquesina arquitectónica de forma libre que conecta las alas antigua y nueva del museo, terminada en diciembre de 2005, es distinta de cualquier otra construida hasta ese momento: una cubierta de space frame de 200 pies con forma de oruga, la primera estructura amorfa de este tipo en el mundo, donde no hay dos tubos ni dos paneles iguales.

Triodetic diseñó, fabricó e instaló toda la estructura de acero personalizada y el sistema de cubierta. El resultado es una estructura arquitectónica precisa desde el punto de vista técnico y, al mismo tiempo, verdaderamente lúdica, justo lo que este museo merecía.

Desde el inicio, el proyecto fue poco común. Los arquitectos querían algo orgánico, con vida, claramente diferente a una cubierta convencional. El resultado fue una marquesina con forma de oruga de 200 pies (61 m) de largo, 65 pies (19.8 m) de ancho y 70 pies (21.3 m) de altura máxima: una forma amorfa de doble curvatura que nunca antes se había intentado con tecnología de space frame.

Las implicaciones para la fabricación fueron enormes. Cada elemento de la estructura tiene una geometría única. Eso significa 4,500 tubos individuales de acero galvanizado, cada uno diseñado y etiquetado por separado, junto con 1,100 paneles de aluminio anodizado para la cubierta, todos diferentes entre sí. En lugar de ocultar esa complejidad, el diseño la muestra con orgullo: desde el interior, el space frame queda completamente visible, y su geometría densa e irregular se percibe como arquitectura, no solo como estructura.

Los paneles de la cubierta son de aluminio anodizado en color bronce, de calibre 18, curvados en dos direcciones para seguir libremente la superficie. Sus bordes encajables, junto con cubrejuntas de aluminio con empaques de neopreno, crean una envolvente impermeable sobre una geometría que no se repite.

Integrar el aislamiento en el conjunto agregó una capa adicional de complejidad. El sistema se instaló en dos etapas distintas, cada una con una función específica. Los paneles de cubierta llegaban con espuma de celda cerrada de 5/8 de pulgada aplicada en fábrica, lo que permitía una cobertura uniforme bajo condiciones controladas antes de que los paneles llegaran a obra. Una vez instalados, se aplicaron en terreno 4 pulgadas de espuma de uretano proyectada SPF de 1,7 lb, seguidas por una barrera acústica de 1 pulgada de Ure-K a base de celulosa. Cuando se aplica sobre la espuma de uretano, esa capa final alcanza un índice NRC de 0.90 a 500 Hz. Coordinar ambas etapas exigió una secuencia cuidadosa para mantener el desempeño térmico, ayudar a reducir el riesgo de condensación y preservar la expresión arquitectónica del space frame expuesto visible desde el interior.

La estructura principal utiliza elementos tubulares de acero galvanizado premium (5 veces más resistentes a la corrosión), marcados y etiquetados individualmente durante la fabricación. Un sistema curvo de canales tipo correa recorre la estructura, define la curva de la cubierta y cumple dos funciones: sostiene el sistema de paneles prefabricados y actúa como canaleta integrada para conducir el agua hasta la base de la estructura.

Entre el 60% y el 90% de los materiales se reciclan. En un proyecto que ya estaba rompiendo esquemas en materia de geometría estructural, este compromiso con materiales sostenibles añade otra capa de valor a una pieza de arquitectura museística muy bien pensada.

A lo largo del perímetro, el sistema de cubierta se extiende más allá de la estructura principal hacia el edificio existente y la ampliación nueva. Triodetic diseñó extensiones tubulares que se extienden desde la estructura primaria para sostener los canales en estas zonas de transición. Fue un detalle que requirió una coordinación geométrica muy precisa entre la estructura de acero personalizada y la construcción alrededor, aunque desde el exterior pase desapercibido.

Más difícil de ignorar es el ‘ojo’, una abertura alargada concebida por el arquitecto del proyecto como una característica distintiva de la estructura de techo. Triodetic diseñó toda la estructura que lo rodea, siguiendo con precisión la forma especificada, y luego lo recubrió con un sistema de paneles de aluminio anodizado en color bronce que se integra con el resto de la cubierta. Los remates perimetrales, también diseñados e instalados por Triodetic, se conectan a la membrana del contratista de techado. Todos los perfiles se mantuvieron dentro de una longitud desarrollada de 12 pulgadas (305 mm), lo que permitió resolver las transiciones de manera limpia y confiable en el borde del edificio.

Cada componente es diferente, lo que significa que cada uno representa un reto. Los tiempos de preparación fueron más largos. Las pruebas de control de calidad fueron más exigentes. Incluso hubo que desarrollar un sistema especial de cajas con cuadrícula alfanumérica para identificar y empacar miles de piezas distintas, porque en una estructura como esta, una pieza mal etiquetada no es un problema menor.

Durante el proyecto se produjeron más de 40 lotes de planos de fabricación, con comunicación constante entre los equipos de diseño, fabricación e instalación. Las conexiones curvas y articuladas de los paneles no tenían precedentes, por lo que esos detalles tuvieron que desarrollarse desde cero. Las extrusiones de aluminio para los cubrejuntas se cortaron y curvaron individualmente según los radios requeridos. Los paneles anodizados de color bronce se curvaron en dos direcciones, uno por uno, según su posición en la cubierta.

Este es el tipo de trabajo de fabricación a medida que rara vez se nota en una foto terminada. Está en las horas de trabajo, en la documentación y en un hecho muy simple: cuando llegó el momento de instalar los paneles, todo encajó.

La instalación se realizó por etapas y se superpuso con el trabajo de diseño y fabricación, en lugar de seguir una secuencia lineal y ordenada. Los ingenieros de diseño trabajaron directamente junto a los instaladores en obra, resolviendo los detalles a medida que aparecían. Ese nivel de integración no siempre es cómodo, porque obliga a ambas partes a adaptarse, pero en una estructura tan compleja suele ser la única manera de mantener la precisión sin detener el avance del proyecto.

Se realizó análisis por elementos finitos en cada etapa de la construcción, desde la colocación inicial del acero hasta el revestimiento final. En una estructura de forma libre, las trayectorias de carga cambian a medida que la geometría toma forma, así que no basta con un solo análisis del estado final. Revisar cada etapa intermedia permitió mantener la seguridad del montaje y validar con seriedad los supuestos de ingeniería.

• Tipo de estructura: space frame amorfo de forma libre con geometría de oruga, primero de su tipo en el mundo

• Dimensiones: 200 ft (61 m) de largo x 65 ft (19.8 m) de ancho x 70 ft (21.3 m) de alto

• Elementos de cubierta: 4,500 tubos de acero galvanizado premium, cada uno con una geometría única.

• Paneles de cubierta: 1,100 paneles de aluminio anodizado color bronce medio calibre 18, curvados en dos direcciones

• Contenido reciclado: entre 60% y 90% de los materiales

• Sistema de paneles: bordes encajables con cubrejuntas de aluminio y empaques de neopreno

• Drenaje: sistema integrado de canaletas curvas tipo correa

• Elementos especiales: ‘ojo’ arquitectónico oblongo con estructura personalizada y sistema de paneles a juego

• Análisis estructural: análisis por elementos finitos realizado en cada etapa de construcción

• Fabricación: más de 40 lotes de planos de fabricación y sistema de etiquetado alfanumérico

El Strong Museum of Play se propuso construir una cubierta que estuviera a la altura de su misión: algo poco convencional, alegre y claramente hecho con cuidado. Lo que Triodetic entregó fue una estructura de acero personalizada donde 4,500 elementos únicos se integran en una sola forma coherente. Funciona como ingeniería. Funciona como arquitectura. Y, casi dos décadas después, sigue siendo el único space frame amorfo de este tipo que se ha construido.