The Smile puede ser una instalación vivaz y alegre, pero es evidente, incluso si se mira distraídamente, que ha requerido mucho análisis y habilidad de ingeniería. No obstante, no resulta inmediatamente obvio hasta qué punto esto es así.

Para Andrew Lawrence, especialista mundial en madera de Arup, lo es. «Esta instalación es de lejos la estructura de madera contra-laminada (CLT) más compleja que se ha hecho jamás», afirma. Y si alguien lo sabe, es él.

Lawrence ha participado en la elaboración de las estructuras de madera más complejas de Arup, incluidas la torre de 18 pisos que actualmente está diseñando para Ámsterdam, con madera laminada encolada y CLT, y Crossrail Place, en Canary Wharf, el tejado de madera más grande del Reino Unido, que está haciendo en colaboración con Foster and Partners. También ha trabajado en una serie de proyectos anteriores con AHEC (Consejo de Exportación de Madera de Frondosas Estadounidenses), entre los cuales The Endless Stair, el primer trabajo en que se ha usado CLT de tulipwood. Estos proyectos requirieron no solo considerables conocimientos técnicos en ingeniería, sino también investigación, que iba desde los primeros principios hasta las propiedades y el comportamiento de los materiales y componentes.

Cada aspecto de The Smile ha requerido un trabajo ingente», asegura Lawrence. No solo tiene un doble voladizo, sino que la puerta de entrada en el centro de la estructura está situada exactamente donde las tensiones son más elevadas. La resolución de estos desafíos aporta conocimientos útiles no solo para esta estructura, sino también para todos los futuros edificios construidos con madera laminada transversalmente. 

«Aunque es una escultura», añade, «se trata de un voladizo a 20 m parecido a la base que utilizamos para estabilizar un edificio. El peso de 60 personas en un extremo del voladizo es equivalente a la carga de viento sobre un edificio de cinco plantas. Nadie ha hecho un núcleo tan delgado en madera». 

Como Ishan Abeysekera, el ingeniero de Arup responsable del diseño detallado de The Smile, explica: «Hemos revisado toda la documentación existente sobre CLT, pero muchos aspectos de The Smile son simplemente tan complicados que nadie había necesitado tenerlos en cuenta antes».

Según Lawrence «el tulipwood se está posicionando como madera muy efectiva. La madera más densa es más resistente, pero si es demasiado densa no admite los tornillos y el secado en cámara es muy costoso». El atractivo del tulipwood es que no es mucho más denso que la madera de coníferas pero en cambio es mucho más resistente. Así mismo, el tulipwood de los bosques estadounidenses crece casi el doble de rápido que las coníferas en los bosques escandinavos.

La madera de coníferas será siempre un material fiable para la construcción en madera, pero cuando se necesita una mayor resistencia y un aspecto mejorado, Lawrence ve un gran potencial para la CLT de tulipwood y cree que es el momento adecuado para desarrollarlo. «La razón por la que la construcción en madera ha experimentado una mayor demanda puede atribuirse a tres factores, además del de la sostenibilidad», afirma Lawrence. Dichos factores son: la fabricación con CNC (control numérico por ordenador), la invención de la madera contra-laminada (CLT) y la introducción de tornillos autorroscantes modernos de bajo coste. «El logro de este proyecto», añade, «es que en realidad combina las tres innovaciones: está hecho todo de madera contra-laminada transversalmente; casi todas las conexiones son tornillos autorroscantes modernos; y, por último, se ha fabricado en su totalidad con CNC».

Esto permite una fabricación increíblemente precisa. Lawrence explica que The Smile se ensambla «como un mueble de IKEA, pero a una escala mucho mayor». Con el corte CNC pueden conseguirse tolerancias de tan solo 1 mm. «Si se quiere prefabricar, se necesita un material resistente y ligero que se mecanice a altos niveles de tolerancia y sea fácil de conectar», explica Lawrence. 

Para Lawrence, uno de los primeros desafíos fue determinar las propiedades del tulipwood utilizado en el proyecto. Al estar sometido a tanto esfuerzo, esto era esencial. La resistencia de la madera laminada transversalmente (CLT) la obtuvieron de las pruebas realizadas hace 15 años con 100 tablones de tulipwood de tamaño completo. En todas las zonas sometidas a grandes esfuerzos, el tamaño de los nudos se limita a 25 mm. Los tableros menos resistentes con nudos más grandes se colocan en el centro del «sándwich» de CLT, donde no están sometidos a tanto esfuerzo.

El diseño debía tener en cuenta algunas circunstancias muy exigentes. La forma y las cargas suponen que la estructura esté en tensión en la parte superior sobre la puerta, y en compresión a través del suelo bajo la puerta. Además de la posición de la puerta, había que resolver el modo en que The Smile descansa sobre su base de madera. Esta se asienta en parte enterrada en el suelo para minimizar el impacto visual y, por la misma razón, es lo más pequeña posible, sin poder serlo tanto como para que la estructura se vuelque y levante la base, que se sujeta mediante el uso de pesos de acero dentro de la caja de madera. 

Otras consideraciones del diseño tienen que ver con el comportamiento de los visitantes: el número total de visitantes que entren a la vez quedará restringido a un máximo de 60. Sin embargo, los diseñadores debían tener en cuenta que todos ellos podían encontrarse en un extremo de la estructura a la vez: una idea que no es extravagante si se imagina una foto de grupo de una despedida de soltera o un club de rugby (este tendrá probablemente más peso). Otra consideración del diseño era que todo el mundo podría estar de pie en un lado, lo que tendería a girar The Smile hacia el otro.

Como si la gente no fuera suficiente reto al que enfrentarse, también está el viento. La estructura tiene que ser lo suficientemente fuerte como para resistir el «efecto de losange», la tendencia de un cuerpo a distorsionarse y pasar de ser una sección transversal cuadrada a romboide cuando el viento sopla de un lado con una fuerza equivalente a 10 toneladas. Por lo tanto, en el cruce entre el tejado y la pared se han introducido conexiones de momento rígido para limitar el efecto de losange. 

Todas las conexiones se han hecho con tornillos autorroscantes de unos 400 mm de longitud, colocados muy cuidadosamente. Los primeros 40 mm de cada orificio de tornillo se cortan mediante CNC en fábrica para garantizar que los tornillos entren en la dirección correcta; esto también era importante para el aspecto, ya que había que garantizar que los tornillos estuvieran perfectamente alineados.

El alto nivel de esfuerzo supone que los agujeros a modo de ventanas que hay en las paredes y que formaban parte del diseño original de la arquitecta Alison Brooks se han tenido que limitar relativamente en número y en tamaño, ya que la estructura soporta demasiado esfuerzo como para incluir muchos. Los agujeros también están cuidadosamente colocados en relación con la dirección de las fibras leñosas.

Otra dificultad viene del tamaño de los elementos. La CLT se presta a hacerse en piezas grandes y, en este caso, es esencial, ya que no puede haber ninguna junta en el centro, donde la estructura sufre más tensión. Por consiguiente, los módulos tienen unas dimensiones de hasta 14 m por 4,5 m, es decir, son más grandes que un camión de carga estándar, por lo que su transporte desde Alemania solo puede realizarse por carretera entre la medianoche y las 6 de la mañana.

A pesar de toda la planificación, el diseño ha tenido que adaptarse a algunos imprevistos. En particular, el descubrimiento de que la torre de la antigua prisión de Millbank se encuentra justo debajo de la superficie, exactamente en el lugar donde se planeó sentar los cimientos.

Después de todo este trabajo y esfuerzo, el ensamblaje será relativamente sencillo. Lo llevará a cabo en su mayor parte un equipo cualificado de seis hombres armados con destornilladores eléctricos. Una vez terminado, Lawrence exhalará sin duda un suspiro de alivio. 

A la pregunta de por qué le gusta tanto trabajar con madera, responde: «Es muy divertido resolver todos los detalles de las conexiones, y lo bueno es que puedes verlos en la estructura acabada. Es una de las cosas que hacen tan atractivas las estructuras de madera». No hay duda de que esto se aplica a The Smile.