El futuro de la aplicacion de tenso estructuras en Cuba

Resumen

Aunque la demanda de las estructuras tensionadas va en creciente aumento, debido a que son relativamente nuevos para el mundo de la ingeniera existe un reducido conocimiento científico acerca de las mismas. El presente trabajo tiene como objetivo realizar una revisión de los aspectos relativos a las tenso estructuras de forma tal que sirva de motivación para el estudio científico de la presente temática por los especialistas cubanos. Tópicos como forma, material, análisis estructural, uniones y proceso constructivo son tratados en el desarrollo. Luego de la descripción, se realiza un conjunto de valoraciones que evidencian las ventajas que brindan las tenso estructuras para Cuba.

Palabras Clave: Tenso estructura, membrana, cubierta textil.

Introducción

Las estructuras tensionadas incluyen amplia variedad de sistemas, que son conocidos por apoyo en elementos atirantados para soportar las cargas de servicio, han sido empleadas a lo largo de la historia como puentes atirantados y lonas. No obstante las estructuras tensionadas fueron aplicadas a puentes en el siglo XIX y solo en el siglo XX se aplicaron a edificios. El diseño de amplias membranas traccionadas depende, en gran medida de la computación, mucho desarrollo ha obtenido este tema especialmente a partir del trabajo de Frei Otto que tuvo éxito utilizando modelos a escala[1]. Esos modelos representaron la forma deseada de las membranas, pero no condujeron al conocimiento del comportamiento estructural de las láminas, información necesaria para grandes estructuras membranales compuestas.

Muchas estructuras desplegables fueron empleadas para cubrir lugares públicos, en largos caminos emprendidos por viajeros y otros a lo largo del siglo XIX. Estas fueron construidas con lona, sogas y madera. El principal problema que se introdujo después, fue la resistencia al fuego de las membranas y los elementos estructurales. El cual fue resuelto con la aparición de la fibra de vidrio plastificada con teflón (PTFE).

Inicialmente la economía estructural, fue la característica que condujo al empleo de las estructuras tensionadas. El primer arquitecto norteamericano que desarrolló una tenso estructura permanente fue John Shaver. Independientemente de esto, las tenso estructuras son, como la mayoría de estructuras espaciales, por su naturaleza única muy expresivas, creando arquitectura moderna y original.

El desarrollo de modernas estructuras membranales comenzaron a emplearse en la segunda mitad del siglo XX, el aporte de Frei Otto en Alemania y los medios de comunicación de esta rama, potenciaron la amplia diseminación de estas estructuras por el mundo. También un papel fundamental en el interés despertado por las estructuras tensionadas, jugaron las exposiciones mundiales, en especial, Osaka´70, en Japón donde se empleó la forma de tienda en módulos repetidos, que aunque eran modernos se remitían a las estructuras empleadas por nómadas. El arquitecto canadiense Eberhard Zeidler diseñó dos monumentales estructuras tensionadas para la edición Vancouver´86, que hoy se emplean como palacio de convenciones, y pabellón de uso variado.

La capacidad de cubrir grandes luces sin apoyos intermedios, creó una gran oportunidad para el empleo de las estructuras tensadas. Entre los empleos más exitosos de las membranas estructurales se incluye, la construcción de cubiertas en forma de domos para estadios en Norteamérica. A partir de los 1980 las tenso estructuras fueron las más empleadas para las instalaciones deportivas, entre los materiales ligeros.

Precisamente esta característica de estructura "mínima" es la que si se aprovecha adecuadamente puede resolver muchos problemas de cubierta en lugares públicos en Cuba. El tiempo necesario para la construcción de estas estructuras es sorprendentemente breve, pues después de prefabricar la membrana es cuestión de 25 turnos de trabajo para realizar la cimentación, erección de estructuras metálicas, y propiamente el montaje de la membrana[2].

Forma

Partiendo de la idea principal que los elementos estructurales, que trabajan a flexión son poco eficientes en el uso del material pues ya que las fibras interiores de la sección nunca alcanzan máximos valores de tensión, sin embargo aportan peso a la estructura. Se cuestionó la configuración geométrica de los elementos, se desarrolló la armadura y el espacio que antes era ocupado por material ahora es vacío. No obstante la manera más simple y eficiente de soportar las solicitaciones por un elemento, es en estado de compresión/tracción pura. En sistemas de dos dimensiones el arco (compresión) y el cable (tracción) son los más eficientes, en tres dimensiones lo son el domo y la membrana traccionada respectivamente.