07. Tensoestructuras

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SISTEMAS CONSTRUCTIVOS TENSOESTRUCTURAS


. La historia estructural de la humanidad se ha orientado a la búsqueda de sistemas y materiales cada vez más ligeros.

. Grandes estructuras de piedras han sido erguidas a lo largo de la historia, pesando toneladas por metro cuadrado; la utilización del acero permitió reducir drásticamente el peso de las estructuras a unos pocos kilogramos por metro cuadrado en los techos; algo similar ocurrió con la aparición de membranas textiles. . Finalmente, el desarrollo de la ingeniería estructural permitió la creación de estructuras textiles muy ligeras, llegando a pesar hasta menos de diez kilogramos por metro cuadrado. . Las tenso-estructuras forman parte de una tecnología en desarrollo que le brinda a los diseñadores la habilidad para experimentar con formas y crear nuevas soluciones a problemas convencionales. . Estas estructuras no solo son visualmente estéticas sino que también son económicas, competitivas y ambientalmente gentiles. . Las estructuras flexibles, tales como: las mallas de cables, los tensigrid y las membranas (estructuras de tensión) son conocidas por la simplicidad de sus elementos, así como por su fácil ensamblaje, mínimo consumo de materiales, mínimo desperdicio y eficiencia energética.

TENSOESTRUCTURAS . introducción


. Una tenso-estructura es una superficie delgada y flexible que soporta las cargas únicamente a través del desarrollo de esfuerzos de tracción. . Estas han sido usadas de diversas formas como cerramientos, techos, estructuras suspendidas (puentes), mostrando una eficiencia estructural y formas estéticas. . La capacidad y facilidad en cobertura de grandes espacios es la ventaja principal con otros sistemas tradicionales, lo que permite desarrollar tenso-estructuras de grandes dimensiones que cubren estadios y pabellones de exhibición, hasta pequeñas cubiertas y marquesinas cuya función no va más allá de proteger del sol y la lluvia. . La regla fundamental para la estabilidad es que una estructura de tela tensionada adquiera dos curvas en direcciones opuestas, lo que da su estabilidad tridimensional. Esto se refiere a menudo como “doble curvatura” o una forma “anticlástica”, y matemáticamente se conoce como un paraboloide hiperbólico. . Se componen por elementos totalmente flexibles, entre éstos tenemos la membrana textil y los cables. Además existen elementos rígidos como el mástil y los puntos de anclaje que soportan y mantienen la tensión de los otros elementos. . Es un sistema basado en la flexibilidad y la tensión.

TENSOESTRUCTURAS . definición


. Los orígenes de las tiendas como espacio de hábitat humano se remontan a los inicios del hombre, fundamentados por restos encontrados hace 4000 años en lo que hoy se conoce como Ucrania, cuando utilizaron huesos de mamut y pieles de animales que confeccionaban de modo rudimentario para protegerse de clima y de las agresiones externas siendo la consideración del clima el primer recurso para procurar cobijo. . Fabricado por el hombre, la construcción de las tiendas de forma rápida que tradicionalmente se realizaba con materiales naturales, así como su fácil desmontaje o trasporte, han relacionado este tipo de arquitectura con las culturas nómadas, aunque se sigue ligando la arquitectura textil con los montajes efímeros móviles o ligeros. . La evolución en las técnicas de construcción, los tipos de tejidos y las fibras empleadas en las últimas décadas, han generado las más diversas aplicaciones en proyectos contemporáneos de arquitectura y diseño interior. . Considerada como arquitectura vernácula, que surge de los conocimientos empíricos adquiridos a lo largo de generaciones, por ensayo y error. . Una de las características más evidentes a la hora de entender la estructura de las tiendas, así como cualquier ejemplo de arquitectura vernácula, es la estrecha relación entre su función y el contexto socioeconómico del grupo donde se encuentra. . Debido a su continuo montaje y desmontaje necesitan una estructura flexible y un sistema fácil de transportar. . Generalmente consisten en formas geométricas simples basadas en plantas circulares o cuadradas que permiten una fácil manipulación. . Como consecuencia las tiendas y la arquitectura nómada no tienen principio ni fin, sino continuas transformaciones que se van originando por su reutilización a lo largo del tiempo

TENSOESTRUCTURAS . antecedentes & evolución


. ARQUITECTURA TUAREG Y GABRA: Las culturas nómadas Tuareg y Gabra se ubica en vastas aéreas del sur del Sahara y norte de Kenia, Somalia y Etiopia. Se caracterizan por su independencia y constante movimiento con sus rebaños y camellos. Los materiales que esta tribu utiliza son el cuero, la madera y el metal, que transforman en utensilios, vestimenta, muebles o viviendas. Principalmente es el cuero curtido el material más utilizado que transforman en bolsas de viajes, recipientes, así como materia prima en muchos elementos de la fabricación de sus tiendas. El espacio interior, de unos 5 metros de largo por 3 de ancho lo divide el mástil o mástiles centrales; en la mitad oeste se ubica la cama y designa la zona para la mujer; después la zona de el comedor y las aéreas de recreación.

. TIENDAS TIPIS DE NORTEAMÉRICA: Las tiendas tipis fueron desarrolladas para adaptarse al modo de vida de los indios en las praderas norteamericanas, ellos usaban una estructura basada en mástiles de madera que se ataban en uno de los extremos para luego formar una cónica cubierta por corteza de arboles, piel de caribú u otros materiales. La facilidad para transportarla atando el extremo superior de la estructura a los caballos permitía su rápido transporte.

TENSOESTRUCTURAS . antecedentes & evolución


. ARQUITECTURA BEDUINA: el nombre beduino deriva de la palabra árabe “bedu”, que significa nómada. La mayoría de los beduinos viven en tiendas humildes, caracterizadas por su forma rectangular, que van montando y desmontando según la estación de lluvia o sequía. Se trata de una estructura compuesta por mástiles de madera, tensores de cuerda y grandes piedras que sirven como cimentación. La disposición de los tensores y las piedras con respecto a la ubicación de la tienda es fundamental para que la tienda soporte los fuertes vientos que habitualmente azotan la región; el cubrimiento de la carpa está compuesto por un tejido elaborado a partir de pelo de camello o de cabra, los laterales de la tienda pueden enrollarse para dejar entrar la brisa de o cerrarse herméticamente durante la lluvia o las tormentas de arena; el interior de la tienda está dividida en tres partes llamadas “gatas”, una destinada al hombre, otra a la mujer y a los niños, y la tercera como despensa y cocina.

. VELARIO ROMANO: El Coliseo de Roma contaba con una cubierta de tela desplegable accionada mediante poleas. Esta cubierta, hecha primero con tela de vela y luego sustituida por lino (más ligero), se apoyaba en un entramado de cuerdas. Cada sector de tela podía moverse por separado de los de alrededor. En la parte superior de la fachada se han identificado los huecos en los que se colocaban los 250 mástiles de madera que soportaban los cables. Al parecer las cuerdas se anclaban en el suelo.

TENSOESTRUCTURAS . antecedentes & evolución


. ARQUITECTURA KAZAJA: La cultura kazaja, asentada en lo que hoy conocemos como Kazajstán. La composición de sus viviendas viene dada por temporales, dadas por su ubicación geográfica. Debido al clima y a los periodos prolongados que ocupan en cada lugar las tiendas en las que viven, llamada“yurts”, están acondicionadas para soportar las más bajas temperaturas, están formadas por estructuras solidas y son un poco más complejas que las tiendas de otras culturas. Los yurts son de planta circular y cubren un área cilíndrica que permite la ocupación de toda la superficie interior y con una cubierta cónica estas tiendas están compuestas por una estructura de madera construida aproximadamente con 60 mástiles entrelazados gracias al cubierta por fieltro compuesto de lana y otros materiales aísla el interior del exterior y ofrece un aspecto suave y acolchado. Este tipo de estructura represente a las culturas de China, Afganistán, Irán, Turquía y Rusia.

TENSOESTRUCTURAS . antecedentes & evolución


. Membranas tensionadas . La propiedad esencial de este sistema es la estabilidad de la estructura a partir de la canalización de esfuerzos a través de la SUPERFICIE de la cobertura (membrana).

. Los elementos rígidos que trabajan a compresión (postes, arcos y puntales) se unifican con los elementos flexibles que trabajan a tracción (cables y membranas) constituyéndose de esta manera en una unidad estructural muy eficiente. . Debido a que la membrana asume el rol estructural predominante en el conjunto, esta debe estar fabricada con materiales certificados para resistir elevados esfuerzos de tracción, sobrecargas de nieve acumulada, propiedades anti flama, radiación ultravioleta, agentes agresivos como hongos y polución ambiental. . El principio resistente está esencialmente en la forma (superficie anticlástica) que adquiere la membrana al ser traccionada, en combinación con los elementos de apoyo(mástiles o postes) y las cargas actuantes (peso propio de la membrana, vientos, nieve, etc.), el resultado formal debe aproximarse o coincidir lo más posible con el flujo natural y equilibrado de las fuerzas que actúan en toda la superficie.

TENSOESTRUCTURAS . clasificación


TENSOESTRUCTURAS . clasificaciรณn


MEMBRANAS TENSADAS . referentes


MEMBRANAS TENSADAS . referentes


MEMBRANAS TENSADAS . referentes


. Estas estructuras, son eficientes, desde el punto de vista del funcionamiento estructural, como de su aspecto estético. Además, son livianas, elegantes, traslúcidas y muchas veces económicas. . Permiten crear una gran variedad de diseños. . Seguras (antisísmicas). . Por ser estructuras livianas son fáciles de instalar y transportar. . Reducido tiempo de construcción.

. Mínimo consumo de materiales que genera menos costos. . Sumamente resistentes ante las condiciones externas (la lona es capaz de absorber rayos ultravioletas y reflejar los infrarrojos) . Ahorro de energía, en cuanto a iluminación y climatización. . Aplicables en diversos ámbitos (comercio, instalaciones deportivas, espacios públicos, aeropuertos). . Notable capacidad para cubrir grandes luces, creando enormes espacio sin interrupciones.

TENSOESTRUCTURAS . ventajas


. Requieren un mantenimiento constante para garantizar su durabilidad. . En comparación a otros materiales como el concreto o el acero, su tiempo de vida útil es relativamente corto. . A la hora de diseñar se debe tomar en cuenta que el material textil que las constituye presenta unas dimensiones específicas. . En cuanto a cubrir espacios pequeños o de poca área no representan la mejor solución, ya que en este caso los costos por metro cuadrado serían mucho más elevados comparado con otros métodos. . En caso que la estructura del edificio al que se le quiere instalarla tenso-estructura no brinda puntos de fácil anclaje, habría que introducir nuevos puntos aumentando así los costos de la misma.

TENSOESTRUCTURAS . desventajas


MEMBRANAS TENSADAS . referentes




MEMBRANAS TENSADAS . referentes


MEMBRANAS TENSADAS . referentes


Arq. Msc. Nelson Veintimilla V. nel_veintimilla@hotmail.com


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