Historia de las estructuras con membrana tensada


   

Historia de las estructuras con membrana tensada. 

En 1957, el renombrado Arquitecto alemán Otto Frei (1925) funda en Berlín el Centro para el Desarrollo de Estructuras Ligeras, dedicando su vida y trabajo a la creación de formas tensadas complejas.

Paralelamente, en España se funda en 1957 la IASS como punto de encuentro para los profesionales interesados en el desarrollo de domos y otras estructuras, que hasta entonces se realizaban mayoritariamente en concreto. Pero ya para principios de los sesenta, el uso de las membranas arquitectónicas comenzó a sustituir paulatinamente el costoso proceso constructivo del concreto, y su falta de versatilidad.

El pabellón alemán para la EXPO de 1968 en Montreal y los techos tensados para las Olimpíadas de Munich, ambas de Otto Frei, constituyeron el punto de partida para la siguiente generación de estructuras espaciales, mediante el uso del acero, lonas de PVC y cables de tensión.

Hasta mediados de los noventa el material a ser tensado era una tela de poliéster cubierta con PVC pero actualmente se emplea el ya nombrado, el cual posee una durabilidad de hasta 20 años y resulta menos contaminante. Este versátil sistema ha conseguido adeptos de renombre internacional como los son el arquitecto canadiense Frank Gehry , el arquitecto polaco-estadounidense Daniel Libeskind, el inglés Michael Wilford, los japoneses Tadao Ando, Arato Isozaki, el francés Paul Andreu, y los dos mayores exponentes modernos de estas estructuras: el español Santiago Calatrava y el inglés Nicholas Grimshaw.

En la arquitectura textil tienen que tenerse en cuenta unas pocas características de diseño, que resultan de las propiedades especificas de la membrana. La mayor ventaja de poder cubrir grandes superficies en este tipo de arquitectura es que la membrana para estos propósitos de estabilización, está siempre en una condición de tensión. El material de cubierta sólo puede ser puesto bajo tensión, no bajo presión. Para proveer a la cubierta textil de estabilidad, es indispensable aplicar un a pre-tensión, siempre teniendo en cuenta de darle una forma que no colapse. Sólo por tensión opuesta o biaxial puede alcanzarse la firmeza estática requerida de la membrana. Para evitar roturas de la membrana, no deben diseñarse ángulos o dobleces amplios. Cuanto más grande sea el nivel de deformación de la membrana, menos fuerzas de pre-tensión deben aplicarse.

Formas básicas. Las formas clásicas de la arquitectura textil son: De velas: para establecer una cubierta con forma de velas se requiere un mínimo de cuatro esquinas. Las puntas están sujetadas diagonalmente a las columnas mediante cables tensores de anclaje. Debido a las diferentes alturas de las columnas, se obtienen superficies onduladas. La membrana se estabiliza con columnas exteriores. De arcos: generalmente, estas superficies están cercadas por un marco de acero. El marco absorbe las fuerzas circunferenciales de la membrana. Para lograr una superficie arqueada, se montan arcos de acero en ciertos intervalos, sobre las columnas, que le dan la forma a la membrana. De punta: Este tipo de membrana se establece instalando estructuras de soporte montadas linealmente o en puntos específicos. Estas estructuras pueden situarse sobre o debajo de la membrana.

Sub-estructuras. Usualmente, en las construcciones de marcos de soporte se usa madera, acero o incluso concreto reforzado. Los diseños textiles de este tipo de edificios se construyen, hoy en día, con envergaduras de hasta 40 metros. La disposición del diseño les permite el mismo nivel de absorción de presión de nieve que cualquier otro edificio. Además, su estabilidad garantiza que soporten vientos extremos.

Diseños suspendidos. Se utilizan generalmente cuando lo predominante es el diseño artístico. Es característico el uso de columnas y tensores para estirar las membranas y darles forma de puntas, además de estirar los bordes. A pesar de las cargas de nieves y vientos, está probado que este tipo de cubiertas puede alcanzar envergaduras de hasta cien metros sin deformarse o romperse.

Cubiertas de aire. Además de una superficie pretensionada mecánicamente, puede lograrse una superficie pretensionada neumáticamente (infladas con aire). Mediante una alta presión de aire en una estructura cerrada de membrana, el peso de cargas exteriores puede balancearse. Para lograr esto, debe instalarse un ventilador de presión que asegure el abastecimiento de aire. La desventaja de este sistema es que la permanente alta presión dentro de la estructura resulta una gran incomodidad. Este tipo de arquitectura abre nuevas puertas para los diseños de edificios, especialmente en las cubiertas. Gracias a su gran flexibilidad, su escaso peso, que provee a la estructura de gran fuerza tensil y la transmisión de luz del material, es posible:

  • Crear grandes techos sin grandes cargas.
  • Diseñar espacios inundados de luz.
  • Crear nuevas formas estructurales.
  • Generar atención por su versatilidad de diseños y colores.
  • Establecer estructuras temporales, e instalarlas en un nuevo lugar.
  • Construir ahorrando recursos.
  • Desarrollar áreas de construcción completamente nuevas.

El material de cubierta se elige según los requerimientos del proyecto. Las ambiciones creativas y estéticas son factores determinantes en la elección del color y el nivel de transmisión de luz. La terminación de la superficie depende de los recursos financieros de que se dispone (hay pinturas que proveen longevidad y recursos estéticos originales, a un alto costo). El teflón se usa cuando se requiere una superficie fácil de limpiar, que repela la suciedad o que sea inmune al fuego y al agua. La eficiencia del sistema es otro factor importante en la elección del mismo.

La construcción textil insume poco gasto de material, fases de planificación cortas, rápida realización y poco tiempo de montado, además de bajos costos de manutención. En este sistema de construcción se utiliza sólo un tercio de los materiales utilizados en la construcción tradicional, lo que implica un ahorro de materias primas. Además, los materiales utilizados se adaptan al medioambiente donde son emplazados sin contaminarlo. La aplicación de los edificios de membranas es altamente diversa.

La construcción textil se enfoca en las siguientes áreas:

  • Eventos públicos. Cubiertas temporarias o permanentes, e incluso edificios cerrados forman una atractiva opción para llevar a cabo exhibiciones, recitales, conciertos, shows, eventos deportivos, etc.
  • Turismo y catering. Gracias a su liviandad y expansión, provee un atractivo acento para la protección contra viento, lluvia y sol.
  • Parque y espacios de paisajismo. Los espacios para visitantes tienen un importante significado en la adaptación del medio ambiente.
  • Teatros al aire libre. En particular, las cubiertas movibles permiten mantener el carácter estético y personal de los teatros, y al mismo tiempo ofrecer protección contra los cambios climáticos.
  • Espacios para el ocio. Diseños imaginativos ofrecen una atractiva alternativa, especialmente en los parques de diversiones y aventuras.
  • Construcciones deportivas. Además de ofrecer protección contra los cambios de clima, ofrece formas imaginativas de cubiertas, manteniendo la luminosidad y la ventilación que caracteriza a estos edificios.
  • Accesos. Ofrece distintas alternativas estéticas para las entradas a eventos, exhibiciones, teatros o cualquier edifico, ofreciendo protección para los eventuales problemas climáticos.
  • Centros comerciales y exhibiciones. Permite decoraciones sorprendentes, livianas, fáciles de instalar y desarmar.
  • Estaciones, aeropuertos, etc. Las construcciones no convencionales con membrana ofrecen estética y función en un solo paso.. Colaborado por: Rocio Nolasco Quinoz, Mexico.



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