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Los detalles constructivos de las tenso-estructuras

Los detalles constructivos de las tenso-estructuras

José Ignacio de Llorens Duran, Dr.Arquitecto.

«IV Simposio Latinomericano de Tensoestructuras. Montevideo, 2011»

Actualmente las tenso-estructuras se encuentran en un desarrollo continuo, tanto por sus aplicaciones, elementos de cubierta, fachada o revestimiento, como por la aparición de nuevos materiales y la utilización como sistema constructivo principal. Por ello, la investigación de los detalles constructivos de este tipo de sistemas es fundamental para conocer sus características y progresos.

El proceso de diseño

El diseño de las tenso-estructuras sigue ciertas pautas que, a pesar de no ser cerradas, son útiles para llevar a cabo un buen trabajo. Primeramente es fundamental recopilar la información previa, es decir, el programa, emplazamiento, dimensiones, límites, materiales y medios disponibles. Con dicha información se procede a realizar el anteproyecto que establecerá la forma, curvatura y desagüe, características arquitectónicas, la relación con el entorno y los puntos de apoyo y anclaje. Una vez realizados estos trabajos se determina la forma de la tenso-estructura y se realiza el cálculo estructural, la obtención de tensiones y deformaciones y el dimensionado. De igual forma, es necesario establecer la estrategia medioambiental, el patronaje, los detalles constructivos, las especificaciones relativas a los materiales, la puesta en obra y el control y las tolerancias, para dar paso al plan de inspecciones y mantenimiento, las mediciones y finalmente al presupuesto.

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Principios y requerimientos de proyecto

Otro punto importante son los principios y requerimientos de proyecto de los detalles constructivos de las tenso-estructuras. Una parte significativa de estos sistemas es la expresión visual, en la que hay que tener en cuenta tanto la coherencia, homogeneidad, ligereza, sencillez, equilibrio, proporción y suavidad de las transiciones. Estos factores forman el resultado global, expresando la forma y la idoneidad estructural, técnica y funcional. En relación con este principio también hay que tomar en cuenta los requerimientos estructurales, tales como la resistencia, redundancia, estabilidad, flexibilidad y compatibilidad de deformaciones.

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La geometría es otro principio importante en las tenso-estructuras, al igual que el pretensado y las deformaciones, de manera que las formas tienen que ser funiculares, siguiendo el recorrido de las cargas, y las uniones deben permitir giros y desplazamientos para transmitir las cargas y aplicar y mantener el pretensado.  Otras implicaciones geométricas del diseño son la necesidad de prever espacio suficiente para que quepan todos los accesorios y se puedan producir las deformaciones y ajustes necesarios, los cambios de escala y la necesidad de coordinación para que las aberturas, distancias, diámetros y espesores se adapten entre sí.

Hoy en día las tenso-estructuras han dejado de ser simplemente instalaciones temporales para ser también instalaciones fijas, como por ejemplo el aeropuerto de Bangkok o el Dedmon Centre de Radford. Desde que compiten con las construcciones convencionales, el clima, el medio ambiente y la sostenibilidad son principios muy a tomar en cuenta. Desde el punto de vista medioambiental, las características de las tenso-estructuras son favorables porque son ligeras y reciclables y pueden desaparecer fácilmente sin dejar rastro. En cuanto a la construcción, estas instalaciones son estructuras prefabricadas que se montan en obra, aplicando el pretensado y regulando las tensiones utilizando dispositivos como articulaciones, sujeciones auxiliares, mecanismos regulables y accesibilidad, que facilitan el mantenimiento y la deconstrucción.

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Tipología de los detalles constructivos

Dentro de la tipología de las tenso-estructuras una punto fundamental son las costuras y juntas, tanto de taller (cosidas y soldadas), como en obra (encoladas, acordonadas, empresilladas y soldadas). Las costuras se caracterizan por transmitir las cargas que circulan a través de las fibras. Éstas requieren perforación de la tela, impermeabilización de la costura y protección del hilo. Actualmente la tendencia es confeccionar las cubiertas de una sola pieza, sin embargo es habitual que se necesiten juntas en obra para unir las diferentes partes mediante acordonado, empresillado con pasamano atornillado, soldado o encolado.

Otro tipo de los detalles constructivos son los bordes perimetrales, cuya rigidez influye en el estado tensional y la forma de la membrana. Los bordes pueden ser flexibles (sin refuerzo, reforzados con dobladillo, cinta, cuerda, cable interior o cable exterior), semi-libres (con elementos de transición) y rígidos (tubo, perfil, empresillados, canal, guía). Los bordes flexibles se deforman, con lo que relajan las tensiones y aumentan la curvatura. Los bordes rígidos, en cambio, se deforman muy poco, por lo que no producen el efecto de amortiguamiento de los picos de tensión, debidos, por ejemplo, a una ráfaga de viento o la nieve acumulada. Existen varios procedimientos para resolver de forma continua la unión del borde de la membrana con un elemento estructural rígido, como utilizar un tubo o perfil. El borde se puede empresillar y atornillar de manera que la tensión se transmita de la membrana al cordón perimetral, del cordón a la presilla, de la presilla a los tornillos y de los tornillos al pasamanos, placa, cartela o perfil.

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En los detalles constructivos también nos encontramos las aristas (lima tesas colgadas, lima tesas apoyadas, lima hoyas atirantadas y lima hoyas apoyadas) y las esquinas, exteriores o abiertas y solapadas o cerradas.

De igual forma, otro punto en la tipología de los detalles constructivos lo forman los puntos altos y bajos. Las cargas que circulan por la superficie de la membrana se concentran hasta llegar al punto de unión. Como la tensión superaría fácilmente el valor admisible, hay que recurrir al ensanchamiento del punto, que se convierte en un círculo de mayor o menor diámetro, y al refuerzo de la membrana. El esfuerzo a transmitir dividido por la tensión admisible de la membrana y por el número de capas proporciona el valor del perímetro necesario.

Las placas de anclaje y los propios anclajes forman los dos últimos tipos de los detalles constructivos de las tenso-estructuras. Las placas de anclaje son las bases de mástiles  y de anclajes y suele ser favorable que estén articuladas para facilitar el montaje y para no transmitir los momentos a la cimentación; de todas formas, hay casos particulares en los que interesa que estén empotradas. En cuanto a los anclajes, pueden ser activos (pretensados) y pasivos superficiales (estacas, pilotes,  pozos, zapatas, elementos de pantalla, tablestacas, macizos, bolsas, tubos) o profundos (placas, hélices, perfiles, emparrillados, troncos, barras o macizos).

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Esta tipología de los detalles constructivos y los principios y requerimientos mencionados con anterioridad no se muestran como soluciones definitivas universales, sino como referencias informativas que ilustran soluciones concretas. De este modo se podrá comprobar si el detalle es adecuado para aceptarlo, corregirlo o adaptarlo a cada caso particular, o incluso optar por la elaboración de un detalle original.

 

Pueden ver el artículo original en el Nº7 de Envolvente Arquitectónica

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2 Comments

  1. Ecelente, en otro articulo seria ideal exponer los conceptos textiles de telas revestidas.

  2. Buenos días.

    Les cuento que no todos los días uno se encuentra con tan buen materia en la web sobra este tema que me apasiona, las tensoestructuras.

    Me encanta la estructura de este edificio. Son fuertes y robustas, y ni que decir de la fachada!

    Soy estudiante y hasta ahora estoy empezando en este cuento, pero les soy sincero si les digo que me sueño con el día en que pueda trabajar en una obra como este en mi país.

    Un abrazo y gracias!

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