Los tubos de cartón son tan comunes que tal vez ni siquiera los notemos. Sin embargo, están en todas partes: en un rollo de papel higiénico, en el empaque del diploma universitario, en los fuegos artificiales y en las industrias de papel y tisú. Y ahora, cada vez más, se pueden encontrar en lugares inusuales, como en las paredes de casas y edificios. El material forma parte de la vida moderna y se produce para una multitud de aplicaciones industriales y productos de consumo. La gran mayoría se utiliza como núcleos estructurales en operaciones de bobinado. Inmediatamente después de la fabricación, el papel, la película o los textiles se enrollan directamente sobre tubos de cartón, lo que da como resultado un rollo estable que se almacena y se transporta fácilmente.
A pesar de que se consideran productos básicos, son en realidad espectaculares obras de ingeniería. Los tubos para los mercados industriales están optimizados y diseñados para un uso específico y tienen en cuenta múltiples características, como resistencia y rigidez adecuadas, superficies texturadas, adhesivos, etc. Algunos tubos, por ejemplo, deben diseñarse no solo para soportar grandes cargas, sino también para evitar vibraciones al desenrollarse en prensas de alta velocidad.
En la industria de la construcción, los tubos de cartón se han utilizado ampliamente desde la década de 1950 como moldes para columnas de hormigón. Más recientemente, sin embargo, se han utilizado como estructuras arquitectónicas. En los últimos 20 años, los tubos de cartón han sido atractivos para los arquitectos no solo porque son una opción de bajo costo, 100% reciclables y ambientalmente sostenibles, sino también porque tienen las propiedades mecánicas necesarias para soportar cargas estructurales.
Según la investigación realizada por la arquitecta Gabriela Barros de la Universidad Municipal de São Caetano do Sul, la conveniencia del material no se detiene allí. Debido a que es liviano, no requiere bases muy sólidas, lo que reduce el tiempo y el costo de construcción. A medida que el proceso de instalación se realiza utilizando accesorios y amarres, es fácil de desmontar y volver a montar. Su instalación simple y rápida significa que no es necesario que la mano de obra sea especializada. Además, la forma tubular ofrece la posibilidad de integrar sistemas hidráulicos y eléctricos y optimiza la resistencia térmica y acústica (en función de la pared de aire dentro de los tubos).
El pionero en el uso del material en arquitectura es el arquitecto japonés que ganó el Premio Pritzker en 2014, Shigeru Ban. En 1986 comenzó a probar estructuras temporales y semipermanentes hechas de tubos de cartón. Al principio, utilizó el material en tabiques interiores. En 1989, el arquitecto construyó un cenador de papel (paper arbor) y usó estructuralmente tubos de cartón por primera vez. Para esto, Ban realizó pruebas de laboratorio e identificó que los tubos de cartón resisten 10 MPa cuando se someten a compresión y 15 MPa bajo flexión. A medida que la complejidad estructural de los diseños cambió, se diseñaron nuevas pruebas para garantizar la integridad de las construcciones. Después de seis meses, el cenador fue desmontado para ser probado. A pesar de quedar expuesto a la intemperie, la resistencia de los tubos de cartón en realidad había aumentado debido al endurecimiento del pegamento utilizado en su proceso de fabricación.
En 1994, Ban propuso un refugio de tubos de cartón al Alto Comisionado de las Naciones Unidas para los Refugiados, el cual lo contrató como consultor. Después de que el gran terremoto de Hansobe-Awaji en 1995 dejara a 310,000 personas sin hogar, creó la primera "Casa de troncos de papel" (Paper Log House) usando tubos de cartón como paredes y cajas de cerveza con sacos de arena como fundaciones. Estos se convertirían en el prototipo para las casas de ayuda ante un desastre, baratas, cómodas y hermosas. En los años siguientes, Ban utilizó el material para construir innumerables proyectos de vivienda temporal diseñados para ayudar a las naciones afectadas por desastres en lugares como Haití, Ruanda y Japón.
El arquitecto también diseñó una escuela temporal después de que un terremoto azotara la ciudad de Ya'na, Sichuan, China, en 2013. Las dimensiones de la base son 6 x 21 metros con una estructura compuesta de tubos de cartón, lazos de madera, ángulos metálicos y cables de acero. La forma tubular del cartón permitió crear un espacio libre dentro del edificio, sin pilares. La construcción se llevó a cabo con la ayuda de voluntarios, la población local y los estudiantes del curso de arte y diseño de Kioto, dirigido por el arquitecto Shigeru Ban.
Ban también utilizó tubos de cartón para construir espacios para exposiciones temporales. En el año 2000, en Hannover, Alemania, fue invitado a diseñar un pabellón de papel reciclable para una exposición sobre temas ambientales. El proyecto fue desarrollado en colaboración con el arquitecto Frei Otto y fue una de las estructuras más complejas jamás construidas con tubos de cartón. Para la envoltura, se desarrolló una membrana sin PVC para no liberar dióxidos cuando se quemara.
Preocupado por las condiciones de vida de los refugiados del tsunami de 2011 en Japón, Ban desarrolló compartimientos para garantizar la privacidad de aquellos que se alojaron en aulas y gimnasios. El arquitecto utilizó tubos de papel, lienzos y clavos para erigir paredes instantáneas en solo unas horas. En el mismo año, Ban diseñó la Iglesia de cartón en Christchurch, Nueva Zelanda, después de que un terremoto azotara la ciudad. Con una vida útil prevista de 50 años, la catedral temporal reemplaza a la catedral anglicana icónica construida en 1864—uno de los edificios más valiosos de Christchurch—hasta que una estructura permanente sea construida.
Las estructuras de tubos de cartón desarrolladas por Shigeru Ban están diseñadas rigurosamente para garantizar la estabilidad, seguridad y mantenimiento adecuado, e incluyen tratamientos especiales para hacerlos resistentes al fuego e inhibir la penetración de la humedad. La escuela de papel en China ha estado en uso por más de 10 años y ha sobrevivido a varios terremotos desde entonces, y la Iglesia Católica Takatori, construida en 1995 en Japón, fue donada a una ciudad en Taiwán donde permanece hasta el día de hoy.
Si bien los proyectos de Shigeru Ban ya han demostrado el potencial del cartón, es importante señalar que su uso aún es experimental y requiere más estudios técnicos y códigos para su aplicación más amplia en la industria de la construcción. En cualquier caso, Ban logra demostrar el poder transformador de la arquitectura, al transformar dicho material banal en verdaderas obras de arte.
