Membranas Tensadas en arquitectura de pequeña escala
Durante nuestros primeros 10 años de desarrollo de las tensoestructuras en Argentina nos hemos encontrado con que uno de los mayores requerimientos y desafíos fue la concreción de proyectos de pequeña escala. El poder seductor de las formas y los espacios poco convencionales que se logran con las tensoestructuras han sido el punto de partida del desarrollo de estos proyectos. Vamos a abordar la temática desde lo formal, y desde los detalles constructivos.
La búsqueda de la forma más apropiada para el espacio deseado
Al abordar la primera instancia del proyecto de una tensoestructura (la búsqueda de la forma) nos encontramos con el desafío de decidir qué tipología formal es la más apropiada para obtener la calidad del espacio que se intenta lograr en conjunto con los elementos que la materializan.
Tomamos como tipologías básicas el PH a partir del alabeo de un plano, el PH a partir de arcos y el conoide.
Paraboloides hiperbólicos (PH) de bordes libres o semilibres
Cuando las condiciones de hermeticidad y cierre del lugar no tienen grandes exigencias, o el diseño requiere la búsqueda de un elemento exento, limpio y suelto en el espacio, los PH de bordes flexibles tomados por los puños son formas gráciles y sintéticas que le dan identidad al espacio generado.
La tensoestructura se lee como un objeto único de gran protagonismo y se suelta de la estructura de soporte.
Dos PH superpuestos para cubrir una pérgola de apoyo a una piscina. Se buscó obtener una membrana casi escultórica resaltando su despegue de la estructura de madera y el entorno natural.
Dos PH de 6 puntos en un espacio público. Generan un plano alabeado flotando sobre un sector de aparatos de gimnasia en una plaza, dando escala, sombra y protección de la lluvia.
Dos PH “entrelazados” para cubrir una terraza. Proporcionan sombra sobre las mesas y dan escala al lugar. No debía aparecer ningún elemento estructural de un peso visual importante.
Los PH con algún borde rígido y el resto flexible resuelven al requerimiento de hermeticidad parcial, como por ejemplo en las galerías o circulaciones.
Dos PH con un borde rígido, uno recto y el otro curvo. Enmarcan el acceso y acompañan la circulación del acceso de un edificio de oficinas.
Una sucesión de PH continuos para cubrir la galería de acceso y expansión de una sede universitaria.
El ritmo de los puntos altos y bajos acompaña la arquitectura del edificio, y la translusencia de la membrana favorece la iluminación en las aulas linderas.
Un PH adosado a la pared de una casa para cubrir la terraza. La posibilidad de colocar mástiles y cables de anclaje, permitió lograr un espacio semicubierto que se abre hacia el paisaje circundante.
Los PH a partir de arcos
Determinan membranas hermanadas a la estructura de soporte en donde hay una vinculación directa con ella, permitiendo en muchos casos utilizar los arcos como elementos de unión con los muros o elementos de cierre.
Se generan espacios con marcada linealidad en el eje transversal a los arcos.
Una sucesión de arcos arman y enmarcan situaciones de acceso a edificios de distinta escala. La combinación de arcos y cables ablanda la superficie y le otorga más dinamismo a la formas resultante.
Por el contrario, los arcos asociados a vigas rígidas dan como resultado una estructura con carácter de “objeto” terminado en sí mismo. La colocación de luz artificial entre las dos membranas enfatizó esa idea.
La circulación entre dos edificios es conducida y direccionada por varios arcos flotando sobre tangones, evidenciando claramente el ritmo que ofrecen la sucesión y repetitividad de estos elementos.
Conoides
Es una tipología que logra acentuar el centro o eje del espacio. Son formas contenedoras que abrazan lo que está por debajo de ellas.
Un doble conoide para enmarcar un acceso. La magnitud de los elementos estructurales y la disposición geométrica de los mismos junto a la membrana tomada a ellos, arman un solo elemento que le confiere la tectonicidad y contundencia buscada para darle carácter al portal.
Un doble conoide para generar un espacio completamente cerrado en un hotel. La condición de edificio entre medianeras determinó la elección de un borde rígido para poder materializar el encuentro entre la membrana, los desagües, los muros y las carpinterías. Por otra parte era necesario despojar el espacio de elementos estructurales que polucionaran visual y funcionalmente el lugar. Por ello se optó por colocar tangones exteriores desde donde se cuelga y se tensa el cono.
Un doble conoide para cubrir el quincho de una casa. El requerimiento de evitar el paso de agua, dar sombra, no colocar mástiles para usar el espacio en su totalidad y tampoco invadir las visuales desde la planta alta de la vivienda, determinaron el uso de tangones por debajo de la membrana y un borde rígido perimetral en estrecha relación con los muros de piedra.
Un doble conoide para cubrir una terraza como expansión de un lugar de trabajo. La posibilidad de anclaje al perímetroexistente en puntos específicos sin tener que cerrar el espacio en forma hermética, permitió colocar dos mástiles inclinados para resolver el anclaje del cono, sin que ellos cobren una importancia excesiva y dejando que la membrana sea la protagonista del espacio.
La correcta elección de los detalles constructivos
Resolver los detalles de membranas de pequeña escala va mucho más allá que simplemente achicar el tamaño. Significa cambiar la concepción del detalle, el material con el que se construye y a veces hasta la desaparición de un elemento constitutivo del mismo. Es un desafío muy importante resolver de forma eficiente y “mínima”, en concordancia con la escala de este tipo de proyectos, los siguientes puntos:
- El rol de los elementos constitutivos
- El anclaje de la membrana a sus bordes y a las demás partes del edificio,
- El sistema de tensado (regulación) de las distintas partes que componen el sistema (tela, cables, etc),
- La materialidad constructiva que asegure un buen comportamiento estructural y envejecimiento del conjunto
La membrana debe ser vinculada a sus bordes. En el caso de los flexibles, el bolsillo resuelve de manera muy eficiente todas las situaciones. Esto debe estar acompañado de un cable que perdure en el tiempo junto con la tela (acero galvanizado o inoxidable preferentemente). No genera una impronta estética importante como los cables colocados exteriormente.
Dentro de los bordes, existen los que permiten deslizar la membrana a través de ellos como una corredera. Estos posibilitan realizar un correcto tensado, un eficiente cierre hidráulico y facilitan el montaje. Los puños o vértices con chapones permiten regulación y posibilidad de tensado, a diferencia de los que carecen de dicho elemento. Cuando se puede prescindir de ellos, la liviandad y la pulcritud del detalle se acomoda mejor a la escala de los proyectos. El diseño del sistema de regulación y tensado suele ser determinante de su uso o no.
Diseñar el sistema de tensado conjuntamente con los detalles constructivos y la manera en que se va a montar la membrana es uno de los desafíos más importantes a la hora de realizar la ingeniería.
La utilización de elementos estándar de ajuste (ej. tensores), permite muy buen margen de regulación, pero muchas veces atenta contra la sutileza de los detalles. Hay que ver en qué lugares estos elementos cumplen mejor su función y se acomodan correctamente a la escala de la estructura. La redundancia de los elementos que tienen posibilidad de modificar sus longitudes, muchas veces solo complica el montaje y ensucia la pulcritud que normalmente tienen las tensoestructuras. Si se prescinde de estos mecanismos, es necesario, para llegar a un buen resultado, trabajar con mucha precisión y un gran respeto por las dimensiones de todos los elementos. Es necesario conocer el comportamiento, las solicitaciones y deformaciones de la membrana, los cables y los demás componentes para determinar dónde colocar mecanismos de regulación que formen parte del sistema de pretensado. En muchos casos hasta se puede evitar el uso de herramientas externas para introducir tensiones previas en el sistema.
El sistema de tensado de los conoides incorporado en el mismo mástil resulta de una utilidad y una economía de recursos y simpleza estética muy importante.
A la hora de darle pretensión al sistema, no tener que recurrir a artilugios extremadamente complejos y ajenos a la misma estructura, representa una economía muy importante desde el punto de vista técnico, logístico, constructivo y monetario. En estructuras de gran porte, por la magnitud de los esfuerzos y el tamaño de los elementos en juego, es casi imposible evitar que esto ocurra. Pero en esta escala es deseable que pase lo contrario ya que muchas veces es inviable técnicamente.
Se debe cuidar que todos los detalles constructivos duren en el tiempo y envejezcan correctamente. Las estructuras metálicas son un punto clave, no solo en lo que a resistencia mecánica se refiere, sino en lo que hace a la vida útil de las membranas, su aspecto estético o deterioro. En las tensoestructuras de pequeña escala este punto pone acentos muy fuertes y evidentes que deterioran la imagen rápidamente. A modo de ejemplo, una mancha de óxido en una membrana de 2000 m2 a 10 metros de altura no debe existir, pero pasa mucho más desapercibida que en una membrana de 50 m2 a 2 metros de altura.
Es por eso que cuanto más y mejor protegidas estén las estructuras metálicas, más tiempo durarán. Protegidas por la membrana misma, es decir diseñarlas de manera que no queden expuestas, y protegidas con los tratamientos adecuados o utilizando materiales que perduren en el tiempo. El uso del aluminio, los metales pintados al horno o galvanizados y el acero inoxidable, son necesarios e imprescindibles para lograr el cometido planteado.
V Simposio Latinoamericano de Tensoestructuras – Santiago de Chile 2012.
Valenzuela, Pablo C.; Runza, Walter D.; Gabutti, Gabriel M.
WAGG Soluciones Tensadas.