Monografia - Frei Otto

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MONOGRAFÍA DE: FREI OTTO ALFARO AMORETTI, KEVIN 02 DE MAYO DEL 2015 UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL CÁTEDRA DE ARQUITECTURA

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Frei Otto, Arquitecto e Ingeniero civil reconocido a nivel mundial por su gran aporte a las Tenso Estructura y filosofía de cubrir grandes luces con la menor cantidad de material posible y la Biometrica, Inspiran doce en la naturaleza para resolver problemas estructurales

Transcript of Monografia - Frei Otto

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

CTEDRA DE ARQUITECTURA

MONOGRAFA DE:

FREI OTTO

ALFARO AMORETTI, KEVIN

02 DE MAYO DEL 2015

ALFARO AMORETTI, KEVIN | Frei Otto

5Arquitectura |Escuela de Ingeniera Civil|EAPIC|UAP|2015

Introduccin:

Frei Otto es uno de los arquitectos ms renombrados del siglo XX y todava en actividad en el XXI; es la ms grande autoridad en estructuras tensadas y de membrana de bajo peso, y ha encabezado avances en matemtica estructural e ingeniera civil.

Frei Otto ha logrado desarrollar con sus estructuras livianas, una sntesis entre la transmisin de las cargas y la forma arquitectnica, generando una nueva tipologa estructural. Concretando espacios arquitectnicos de grandes luces, se bas en simples conceptos: liviandad, sencillez tecnolgica y manifestacin esttica de la estructura.

Los objetos arquitectnicos diseados por Frei Otto son expresiones de su posicin intelectual y espiritual con respecto al hombre y la naturaleza. El Principio de la construccin liviana comprende algunos conceptos ms: disear y construir tan liviano como sea posible, con capacidad de adaptacin al sitio de implantacin y segn los principios de la naturaleza. stos eran las formas tensadas lineales de la catenaria y de superficie de una burbuja de agua jabonosa, ambas en equilibrio esttico.

Frei Otto ha caracterizado a los ingenieros ms innovadores en la creacin de formas con los nuevos materiales del siglo XX.

Podemos encuadrarlo dentro del paradigma positivista, ya que desarroll una idea sin que sta sea opuesta a otra existente, sino que inspirndose en trabajos realizados por otros arquitectos e ingenieros, y dndole consistencia a travs del estudio de la fsica y la naturaleza, logr perfeccionar una forma de construir de gran utilidad.Adems, segn la Teora de los Intereses Constitutivos del Saber de Habermas, podramos ubicar a Frei Otto dentro del inters prctico, ya que en su obra intenta y logra adaptar las estructuras al medio que las rodea, consiguiendo un bajo impacto en el paisaje preexistente, y una alta funcionalidad para los usuarios de los espacios creados.

Biografa: Frei Otto naci el 31 de mayo de 1925 en Siegmar, Alemania. Su padre y su abuelo eran escultores. Luego de la escuela primaria, realiz una capacitacin laboral como picapedrero, lo que ms adelante le permiti estudiar la capacidad portante de cpulas y arcos.

Se alist en las fuerzas areas alemanas y particip de la Segunda Guerra Mundial. Fue internado en un campo de concentracin en Francia como prisionero de guerra, donde permaneci durante dos aos en trabajos de reparacin y construccin de edificios. Debido a la carencia de material, sus conocimientos en ingeniera de aviacin y la necesidad urgente de materializar cubiertas, comenz a experimentar con las tiendas para el abrigo. All fue responsable del cementerio, elaborando las placas funerarias de sus compaeros fallecidos en cautiverio.

Fue en este perodo en el que comienza a experimentar, con una experiencia que aprendi de su padre, introduciendo un pauelo con yeso en un recipiente con agua, al que dejaba luego endurecer para invertir su forma, descubriendo as un mundo nuevo de cpulas y arcos, basados en la forma invertida de la curva catenaria.

Al concluir la guerra, ingres a la Universidad Tecnolgica de Berln, donde estudi Arquitectura.Posteriormente estudi Desarrollo de la Sociologa y del Urbanismo en la Universidad de Virginia en Estados Unidos, para aplicarlo en la problemtica habitacional de la posguerra en su pas. All visit las obras de Frank Lloyd Wright, Eero Saarinen, Ludwig Mies van der Rohe y Fred Severud, quien construy la Raleigh Arena, que cautiv a Otto por su sencillez tecnolgica al ser materializada con cables atirantados colgados.

Para ese entonces no haba formacin profesional sobre cubiertas colgadas y atirantadas. Otto debi Recurrir a empresas del campo de carpas y telas para solicitar informacin tcnica, y a artesanos para aprender a materializar costuras y refuerzos. De lo que se tena conocimiento era que la tela atirantada flamea con el viento, y que la tela en forma curva slo poda ser atirantada en direccin radial.

En 1952 se gradu como Ingeniero Civil, y ejerci su profesin en Berln. Posteriormente, en 1954, publica su tesis doctoral sobre cubiertas suspendidas. Con ello propici las primeras cubiertas de membranas plegables.

En 1957 inicia el Centro de Desarrollo de Estructuras Livianas en Berln. Ms adelante, a partir de 1964, fue fundador y director del Instituto de Estructuras Livianas de la Universidad de Stuttgart, Alemania.

A lo largo de su carrera Otto fue muy reconocido y premiado por importantes instituciones y organismos. En la actualidad contina ejerciendo su profesin como arquitecto e ingeniero.

Aspectos tcnicos:

Uno de los aspectos ms caractersticos de la nueva profesin de ingeniero civil desde su aparicin a mediados del siglo XVIII, ha sido el afrontar el diseo de sus obras siguiendo un criterio de economa de medios, que lo impulsaba a buscar la optimizacin de la respuesta resistente de los nuevos materiales, llevndolos al lmite de sus posibilidades, a partir de un conocimiento riguroso de sus propiedades y caractersticas mecnicas. El paradigma planteado se rige por las leyes de la esttica, e integra de ese modo forma y estructura. Tanto la obra y la experiencia de Frei Otto y su instituto, como la tradicin de los ingenieros en la bsqueda de la forma resistente, se pueden considerar en el contexto de este principio de economa. En efecto, uno de los principios que han caracterizado toda la obra y la experiencia de Otto desde sus inicios ha sido el principio de la construccin ligera, que l define de forma sintetizada como el modo de construir con un consumo mnimo de medios (materiales, energticos y econmicos).

En esta tendencia hacia la ligereza, la aportacin de Frei Otto y su instituto enlaza con la tradicin de los ingenieros. Despus de los logros alcanzados en el siglo XIX con el hierro se va produciendo a lo largo del siglo XX un proceso de aligeramiento de las estructuras de hormign, cuyo paradigma emblemtico seran las cscaras delgadas de hormign armado. Las estructuras de cables de acero y membranas desarrolladas por Otto y sus colaboradores representan un salto cualitativo en ese proceso.

La posibilidad de disear estructuras cuyo principal modo de trabajo sea a traccin, evitando los problemas de pandeo de las estructuras comprimidas esbeltas, hace que se puedan cubrir mayores luces con un peso propio muy reducido con relacin a las cargas que se deben soportar. Como consecuencia lgica de este objetivo de la optimizacin de la forma resistente y del empleo de la mnima cantidad de material, se va planteando el principio de la forma antifunicular.

Su propia metodologa experimental supone una comprensin cientfica del proceso de generacin de la forma, que ha llevado a una presencia constante de especialistas de muy distintos campos entre sus colaboradores a lo largo de toda su trayectoria.

Con ayuda de simples diagramas de fuerzas desarroll un mtodo para optimizar vigas biapoyadas uniformemente cargadas. La forma, segn Otto, no estaba predeterminada, sino que surge casi por s sola a partir del diagrama de fuerzas. As cristaliz la forma de una viga lenticular en la que se combinan un cordn superior curvado comprimido y un cordn inferior de curvatura inversa traccionado, ambos con solicitaciones de magnitud similar en el estado de carga mxima. Se anan as el principio del puente en arco y el del puente colgante, de manera que en los apoyos no hay ni empujes exteriores ni tracciones hacia el interior.

Las investigaciones realizadas por Otto y sus seguidores fueronmotivadas en parte por la necesidad de encontrar la forma mseficiente de estructuras muy ligeras, tales como las carpas o lasestructuras neumticas. Es decir tenan inicialmente un carcteraplicado, con una finalidad prctica concreta. Pero pronto seobtuvieron resultados que no slo eran tiles para responder adeterminadas exigencias, sino que adems tenan una validezgeneral.

Su anlisis de pelculas de jabn hizo que se procurara en losdiseos posteriores evitar carpas cuyas membranas pudierantener tensiones muy desiguales, y buscar para ellas formas quefueran superficies especfica mnimas, con tensiones iguales. As se abordaron cuestiones como los caminos mnimos.

En base a sus estudios y la informacin que le brindaron empresas y artesanos elabora una tesis sobre cubiertas suspendidas, analizando en ella distintos tipos estructurales de carpas y cubiertas.

Obra:

Ottobuscabaestructurasextremadamentelivianasyfuertes,paralograroptimizareltrabajo.Utilizarpocomaterialparacubrirgrandessuperficiesconstituasuobjetivo.LosmtodosdetrabajodeOttosebasaronenelestudiodelanaturaleza.Observabaelcomportamiento de la estructuradeplantasyanimales.Deestamaneralogrsoluciones estructurales que hubiesen sido imposibles enaquellapocasinprogramasdecomputacin sofisticados. Realizabaexperimentosconburbujasdejabn.Comosesabeunadestasadoptalaformasegnlacual tendrlasuperficiemnima,conceptoqueleinteresabaaOtto.Engeneral,losensayosconsistanensumergirelmarcoenaguajabonosa,yalretirarlo,laburbuja tomara la forma queimplicasemenorsuperficie.Losmodelosbasadosenlanaturalezapermiten obtener automticamente esfuerzosmnimosyuniformes.Ottoseespecializabaentensoestructuras,porloquealgunostrabajosimportantesfueronrealizadosaprovechandolaspropiedadesatraccindeciertosmateriales,especialmenteelacero,perotambinpoliuretano,polister,PVC,fibradevidrio,mezcladepolisteryalgodn,panelesacrlicos,entreotros.JuntoaTedHappolddesarrollmallasdeaceropretensabas,basndoseentelasdearaa.

Amboscreanquesoloatravsdelusodemaquetasselograbaelconocimientonecesariodel comportamiento de materialesydelaestructura. Considerabanquenoexistaotromtodo,msqueste,paraestudiarydesarrollarobras.Yajuzgarpor losresultadosobtenidos,sepuededecirquelasmaquetaslograronsucometido.Delamismamanera,Ottoconsideraelpapeldeloscroquisdesistematizacionescomounmtodosistemticodeinvencin,enelquelaformaenqueunelementosecombinaconotro se puede lograrsistemticamente,porloqueharealizadoinvencionescuyoorigenseencuentra en esta combinatoria. Apesardeestoesnecesarioexperimentarparalograrinnovaciones.

()Siemprehecombinadolaexperimentacinsistemticaconlafortuitaocasual,dondeelazar tienesupapel;sisedescubrealgodeunamaneraaccidental,nosepuedesertantontocomopara desecharlo simplementeporquenoentradentrodelasistematizacin.Estoyconvencidodeque trabajandoslodeuna manerasistemticanopuedeinventarnada.(Otto,Frei)

Obras seleccionadas

1952 Pabelln de la msica

Frei Otto se hace cargo del Pabelln de msica, en el modo de a mariposa en Kassel (Alemania), trabajando con un tiendafabricante principal.

1955Tienda de cuatro puntas para la Exposicin Federal de Jardinera

Ejecuta la Tienda de cuatro puntas para la Exposicin Federal de Jardinera en Kassel (Alemania), constituyendo sta la primera construccin de una superficie minimal y con forma de silla de montar (es decir de paraboloide hiperblico).

1957 Shelter Pavilion en la Exposicin Federal del Jardn

Frei Otto se encarga de la realizacin del Shelter Pavilion (pabellones) en la Exposicin Federal delJardn, en Colonia (Alemania).

1962DomodelistonesenLaFeriaAlemanadeConstruccion,Essen,Alemania.

FreiOttoparticipadesudiseojuntoaJohnKoch, EvaPietch,Bernd-FriedrichRomberg.Siendoclavelainfluenciadelaleydegravitacinen laformadetodacadenaqueseencuentra suspendida por dos puntos, demanera deasregular la curvacatenaria;personalidadescomo Antonio Gaud basaron sus construcciones en esta teora.Asimismo,FreiOttoestabainteresadoenel desarrollo de construccionessuspendidasquese encuentren traccionadas,porlo que la construccin invertida fue caracterstica de sus inicios profesionales(arcos,cpulas).Ottointentmodelarestructurasquerespondanalpeligrodealabeo,encontrndoseprincipalmentesometidasacompresin.EnlaprimeraDEUBAU,laFeriaAlemanadeConstruccinde1962enEssen,Ottoexhibiuna construccindeunacpulaqueselevantaporencimadeunasuperficiecuadrada conbordes de 15 metrosyesquinasredondeadas.Seutilizaronlistonesextendidosenelsueloformandoun enrejado y medianteunagraseelevlaobrahastaunaalturadeterminada.Asseobtuvoun domo de doble arco, de carcterestableyfirme,alcualatravsdedistintosmecanismos se le puede otorgar la tensin deseada.

1965 Cubierta del teatro al aire libre de Masque de Fer

Ejecuta la Cubierta del teatro al aire libre de Masque de Fer en Cannes (Francia).Esta obra constituye uno de los ejemplos de techos retrctiles en cuya concepcin de las membranas, Otto utilizaba la analoga de velas de un navo que podan desplazarse por medio de tornos sobre cables de soporte.

1966/1967 Pabelln de la Repblica Federal Alemana para la Expo 67.

Realiza entre estos aos, en colaboracin con Rolf Gutbrod, el pabelln de la Repblica Federal Alemania para la Expo '67 en Montreal (Canad).Esto signific un triunfo internacional como arquitecto e ingeniero de diseo.

1966/1967Instituto para estructuras ligeras en Stuttgart

En su diseo participaron Frei Otto con Berthold Burkhardt, Friedemann

Kugel, Gernot Minke, Bodo Rasch.

Su concepcin surge como una estructura de ensayo para el pabelln de la Expo Montreal 67. De esta manera Otto pudo, a travs de escalas reales, investigar y adjudicar las tcnicas de desarrollo e instalacin de la cubierta, entre otras cosas.

La estructura consista en dos redes simtricas anti clsticas (con forma de silla a montar) que tienden a cada lado de un mstil de dimensiones de 17 m de altura y 42 cm de grosor. Son restringidas por cables y pernos de anclaje. Entre stas existe un gran espacio que se encuentra cubierto por una tercera red. La disposicin ensayada ocupaba 460 metros cuadrados, constituyendo un 6 % del tamao del pabelln de Montreal.Luego de ser utilizada como modelo de prueba; en 1967 le fueron hechos arreglos para ser transformada en un edificio que actualmente forma parte del Instituto.

1972 Parque Olmpico de Munich

El Estadio Olmpico de Mnich es un estadio olmpico ubicado en la ciudad de Mnich, capital del estado de Baviera al sur de Alemania. Se construy para albergar los Juegos Olmpicos de Mnich 1972.

Este estadio de ftbol qued en el puesto 51 para ser de las siete maravillas del mundo moderno, demostrando lo hermoso que este estadio es.

Es diseado por el arquitecto alemn Gunter Behnisch, la construccin se inicia en 1968, estando completamente terminado en 1972 con una capacidad inicial de 80.000 espectadores, se han disputado eventos de todo tipo.

La calidad arquitectnica de la cancha es evidente por el hecho de que casi 40 aos despus de su finalizacin, el techo de Frei Otto parece tan moderno como el da que es inaugurado. La cubierta textil diseada por Frei Otto es una estructura de malla de cables pretensados, ocupando 75.000 men planta alta, denominado el techo volador.

Este estadio de ftbol qued en el puesto 51 para ser de las siete maravillas del mundo moderno, demostrando lo hermoso que este estadio es.

Frei Otto lamenta que la cubierta del estadio olmpico no haya podido ser ms ligera, debido a la necesidad de adecuarse al perfil que previamente haba diseado el arquitecto Gnter Benisch. Su deseo era conseguir el mnimo impacto sobre el parque, como un manto tendido sobre la colina.

La cubierta est suspendida de 12 mstiles de acero articulados, de diferentes alturas.

Una red de malla rectangular de cables pretensados, separados en ambos sentidos 75 cm y con ngulo de interseccin variable, permite adaptarse a las curvaturas de la cubierta.

El cierre de la estructura consiste en una lmina de polister revestida de PVC, de 2,9 x 29 m y 4 mm de espesor. Para evitar que se produzcan deformaciones a causa de la variacin de la temperatura, descansa sobre vlvulas de neopreno

Por la falta de experiencias anteriores en tales dimensiones, los autores realizaron una primera maqueta a escala 1:125.

1985 Tuwaiq Palace (Diplomatic Club en Ryadh)

El Tuwaiq Palace, tambin conocido como club diplomtico, consiste en varios edificios en los que se desarrollan funciones gubernamentales, culturales y deportivas. Se encuentra en Riyadh capital de Arabia Saudita, frente a un valle natural. La construccin comenz en 1983 y termino en 1985.

Estn presentes dos diseos propios de la zona, la tienda y la fortaleza.

La obra est compuesta por varios edificios situados en el interior de una muralla curva cerrada de800 m de largo y 12 de alto. De la muralla se suspenden diversas tiendas de fibra de vidrio cubierta con tefln que albergan la recepcin, cafs, restaurantes y salones de diversos usos. Contra la muralla se construyeron se construyeron ms de treinta habitaciones. Se continu con la forma de la muralla, y desde el exterior se asemeja a una pared nica de entre 7 y 13 metros de ancho. En el interior de la muralla se cuenta con instalaciones deportivas y jardines.

Dos empresas internacionales fueron preseleccionadas para la construccin del Tuwaiq Palace. Una de ellas propona la construccin de la muralla, mientras que la otra, en la que trabajaba Frei Otto, propona la construccin de las tiendas. El cliente decidi contractar a ambas empresas y que trabajen en conjunto para construir lo que sera una combinacin de ambos proyectos.

Se busc conservar la esencia de la arquitectura rabe.

La gran muralla se asemeja a una fortaleza. Al estar construida con piedra del lugar, su color y forma hace que se mezcle con los alrededores.

La muralla est construida con hormign armado de fabricacin in situ. Las losas son sostenidas por vigas de hormign prefabricado con luces 10 a 12 metros. Las tiendas estn sostenidas por cables unidos radialmente a la muralla mediante mstiles de acero dispuesto en forma de abanico. Algunas tiendas se unen directamente a la gran pared, sin mstiles.

La muralla est cubierta por un material aislante y luego recubierta con piedra caliza de Riyadh, de24 cm de espesor, colocados sobre una capa de mortero de 5cm.

Las tiendas estn hechas de telas de fibra tejida cubiertas con tefln. Como proteccin del calor durante el verano, se coloc por encima una membrana liviana de fibra de vidrio que, adems, oculta los cables. Bajo las tiendas, las paredes son de vidrio. Se utilizaron piedras locales para los adoquines de los jardines.

Las tiendas de tefln construidas son unas de las ms grandes del mundo. Son desmontables, para su mantenimiento y limpieza.

Tanto el tefln como la roca resisten eficientemente el paso del tiempo.

La concentracin de los edificios en zonas de poca superficie tiene como objetivo disminuir la zona de modo de absorber la menor cantidad de calor posible del sol. La gran pared con pequeas aperturas produce un efecto aislante. Estas caractersticas de la obra permiten la creacin de un micro clima dentro de la muralla.

2000 El pabelln de Venezuela en la Expo 2000 de HannoverEstructura con forma de flor. Contaba con una cubierta mvil y una estructura construida en vidrio y acero. Se trata de una verdadera demostracin de construccin sustentable. La cubierta translucida permita aprovechar la luz solar disminuyendo el consumo energtico y se utilizaron materiales reciclables.

Conclusiones:

Frei Otto se propuso encontrar lo no buscado. Y lo que encontr fue que desde su curiosidad implacable y su avidez por comprender y experimentar logr expandir las fronteras de la arquitectura hacia nuevos horizontes, abriendo un mundo completamente nuevo, el de las tensoestructuras.

Otto le devolvi a la arquitectura moderna uno de sus elementos ms primitivos, la tienda. La dot con la tecnologa del siglo XX y la formaliz mediante incontables estudios y experimentos. La podemos distinguir en la esencia de obras como los Pabellones para la Exposicin Federal de Jardinera de Kassel y Colonia, el Pabelln alemn para la Exposicin Universal de 1967 en Montreal, la Sede del Instituto de Estructuras Ligeras de Stuttgart o el Estadio Olmpico de Mnich, por citar algunas.

Su legado es fruto del impulso vital que le da su inconformismo por las formas establecidas y la pasin con que estudi con rigor cientfico las formas orgnicas de la naturaleza dinmica y preferentemente esttica. Finalmente queremos destacar la tremenda vigencia de su obra, que lejos de darle la espalda al futuro, se inserta de lleno en el siglo XXI, marcando una senda que se sostiene por su economa de recursos y eficiencia energtica, en un mundo que busca virar cada vez ms hacia la eco sostenibilidad.