Ingeniería vertical: El edificio modular más alto del mundo con Michael Hough, de MJH Structural Engineers.
Michael Hough es el fundador de MJH Structural Engineers
La carrera de ingeniería de Michael Hough comenzó en el sector de la construcción en un fabricante de prefabricados de hormigón de Dublín a finales de los años ochenta.
"Comencé mi carrera de ingeniería en una empresa de fabricación de elementos prefabricados y adquirí conocimientos e interés por la naturaleza externa de la construcción", dice Hough. "Aunque pasé a la ingeniería de consultoría, cuando miro atrás veo que siempre me interesó el detalle, entender cómo se combinaban los elementos y crear soluciones a medida para conexiones y ensamblajes. Este interés me ha animado a adentrarme en el área de la construcción fuera de obra que engloba la construcción modular."
Tras varios años, Michael se incorporó a Barrett Mahony Consulting Engineers en Dublín y progresó hasta convertirse en uno de los socios directores. Tras conocer la construcción modular en 2003, Michael se independizó y fundó MJH Structural Engineers en 2015 para concentrarse en ofrecer soluciones al sector de la construcción modular.
Encontrar el socio modular perfecto
Desde la fundación de MJH, la construcción modular ha experimentado una mayoría de edad tanto a nivel local en el Reino Unido como a nivel mundial, en parte debido a los servicios de ingeniería estructural prestados por MJH. Desde 2015, MJH ha proporcionado el diseño de ingeniería estructural para Vision Modular Systems (VMS), el fabricante detrás de varios proyectos modulares de gran altura que han ampliado los límites de la construcción modular en términos de altura de construcción, tiempo de finalización del proyecto y complejidad de la ingeniería estructural.
"Hemos trabajado muy estrechamente con VMS, y en particular con John Fleming, para desarrollar el sistema desde los primeros días hasta las soluciones de gran altura que VMS emplea ahora", afirma Hough. "John siempre ha tenido mucho empuje y ha superado continuamente los límites de nuestros logros anteriores; la financiación continua de I+D para investigar nuevas posibilidades ha sido una gran parte de este proceso. Junto con VMS creamos soluciones para elementos del sistema estructural o las conexiones y luego analizamos, diseñamos y probamos estas soluciones hasta que estuvimos satisfechos con la resistencia y la sencillez para la construcción".
"Hubo muchos retos en el camino", añade Hough, "desarrollar soluciones de ingeniería que consideren todos los aspectos de la construcción, crear conexiones que funcionen con la naturaleza externa de la construcción y garantizar que proporcionen la resistencia estructural necesaria, y desarrollar niveles de detalles mucho más altos de lo que podría requerirse de una práctica de ingeniería de consultoría tradicional."
Las colaboraciones de Hough con VMS han incluido proyectos como Apex House (28 pisos de módulos), Mapleton Crescent (25 pisos de módulos), 101 George Street (43 pisos de módulos), Lewisham Exchange (33 pisos de módulos), todos han sido llevados desde el concepto hasta la finalización y ocupación desde 2017, con 101 George Street actualmente el edificio modular más alto del mundo con 136 metros de altura. Esto será superado en breve por un proyecto en el que MJH está trabajando con VMS en College Road (44 pisos de módulos), que tendrá aproximadamente 150 metros de altura. Además, se están preparando otros proyectos de altura similar, como Marsh Wall, Walthamstow, y Castle Pub, de entre 33 y 50 pisos.
MJH sigue trabajando con VMS para crear y avanzar en el sistema estructural modular con el fin de mejorar la eficiencia, simplificar la conectividad y el trabajo en la obra, y minimizar el uso de materiales y los residuos. El sistema modular de construcción se presta a la fabricación con detalles y sistemas repetidos. Esto permite una mayor eficiencia en las fases de diseño, detallado y construcción.
Dominar el diseño modular
MJH desarrolló sus conocimientos de ingeniería a lo largo de varios años, comenzando con diversos proyectos modulares de baja altura. A medida que crecían los conocimientos y la experiencia de MJH, se añadieron proyectos de media altura y, posteriormente, de gran altura.
El 101 de George Street se alza en Londres y es actualmente el edificio modular volumétrico más alto del mundo. College Road, otro edificio modular, se está construyendo justo detrás.
Diseño de edificios modulares de gran altura 101
Conexión de los bloques
La construcción modular en altura utiliza un elemento clave tomado de muchos rascacielos tradicionales: el núcleo centralizado. El núcleo del edificio se construye con hormigón armado y alberga los huecos de los ascensores, las escaleras de emergencia y los principales servicios públicos. Las unidades modulares que colindan con el núcleo se conectan estructuralmente a éste antes de instalar las unidades contiguas. Los módulos están interconectados y todas las cargas horizontales del edificio se transfieren a través de los módulos y se apoyan en el núcleo de hormigón.
Algunos de los elementos clave a tener en cuenta en el diseño estructural de los módulos son el ensamblaje de los mismos y el diseño de las conexiones entre ellos. Además de su capacidad para construir edificios modulares de gran altura, las conexiones bien colocadas proporcionan flexibilidad de disposición a los arquitectos. Esta filosofía de proporcionar flexibilidad da como resultado proyectos que, una vez terminados, no se parecen a la percepción tradicional de los edificios modulares.
La importancia y la complejidad de las conexiones utilizadas en el sistema modular aumentan a medida que el edificio se hace más alto, tanto en consonancia con las normas tradicionales de las clases de ejecución como con las mayores dificultades asociadas a la construcción de edificios más altos en general. Una consideración importante a la hora de diseñar las conexiones de los edificios modulares, además de su capacidad estructural, es la ubicación de las conexiones dentro de los módulos. Tener acceso a estas conexiones durante la instalación permite una interrupción mínima de los acabados dentro de los módulos.
La importancia de BIM
En el caso de los edificios de gran altura, el diseño computacional se emplea junto con la modelización BIM para crear un modelo completo del edificio que se utiliza para la fabricación de los módulos. Cada módulo se referencia individualmente y forma parte de un conjunto con información compartida. Antes de la fabricación, todos los servicios están totalmente coordinados por pared, módulo y conjunto de módulos. Se prioriza y coordina el espacio adecuado para las conexiones, el acceso, la evitación de choques y la simplificación del trabajo en la obra.
El proceso comienza con los planos detallados de la estructura y se intensifica con la información de otras disciplinas y la coordinación hasta la instalación en obra. En cada fase del diseño, la fabricación y la construcción, la información pertinente se presenta de la forma más adecuada y con la tecnología más apropiada. Esta metodología permite la conexión directa con máquinas CNC para mejorar la fabricación, así como la capacidad del fabricante para determinar las rutas de servicio más eficientes a través de los módulos.
Desde el inicio de su colaboración en 2015, MJH ha trabajado estrechamente con VMS para desarrollar sistemas estructurales y conexiones con la precisión y flexibilidad suficientes para permitir la construcción en altura. A diferencia de la construcción tradicional, los módulos suministrados son unidades rígidas con acabados internos que limitan la capacidad de alineación y nivelación. Este requisito debe integrarse en el sistema.
El peso fue otro factor que el equipo de Michael tuvo que tener en cuenta al diseñar proyectos más altos. Por ejemplo, los módulos del proyecto de Croydon pesan más de 20 toneladas cada uno.
"Cada módulo tiene que construirse en la fábrica, transportarse a la obra y colocarse en su sitio con una grúa", dice Hough. "La posibilidad de trabajar con unidades pesadas nos permite maximizar el tamaño del módulo y minimizar su número en una placa de suelo. Esto da lugar a eficiencias en la construcción en términos de número de elementos fabricados, elementos transportados con grúa a la obra, conexiones, acabado y velocidad de las operaciones en general."
Debido a la naturaleza de la construcción modular y a su exigencia de precisión, los pesos de los edificios son muy predecibles. Esta capacidad de predecir los pesos de los edificios ayuda a garantizar un diseño de ingeniería preciso y un montaje en obra racionalizado.
101 George Street: Un gran logro
MJH se ha esforzado por establecerse como líder en el campo del diseño estructural para la construcción modular y, gracias a su relación con VMS, su trayectoria culminó con el reconocimiento de 101 George Street por parte de varios organismos profesionales en categorías abiertas para la construcción tradicional. 101 George Street recibió el premio al mejor edificio alto de 2020 en los Tall Building Awards del Reino Unido, por el que MJH también recibió el premio al mejor ingeniero estructural por su trabajo en este proyecto. 101 George Street también fue finalista de los IStructe Awards de 2021 en las categorías de Edificios Altos y Esbeltos y ha recibido un premio a la excelencia en las categorías de Mejor Edificio Alto 100-199m, Mejor Edificio Alto o Residencial, Innovación, Construcción e Ingeniero Estructural para los próximos premios CTBUH en noviembre en Chicago.
"El 101 de George Street ha llevado el sistema modular al reino de los rascacielos y está logrando el reconocimiento junto a algunos de los edificios de gran altura más asombrosos del mundo", afirma Hough. "Ganar el premio al Mejor Ingeniero de Estructuras con un edificio modular es un gran paso para el sector y sitúa al modular en la corriente dominante en el Reino Unido".
Sobre el autor: Curtis Dennis es un escritor independiente especializado en el sector de la construcción.
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el equipo de Signature Building Systems y KOH Architecture.
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