Estructuras de membrana para la ingeniería civil

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Las membranas a tracción, estructuras ligeras y con gran versatilidad de despliegue, se han empleado hasta ahora fundamentalmente como cubiertas. Una patente y un proyecto, desarrollados por el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, muestran que también se pueden utilizar como estructuras para pasarelas, ganando así ventajas como son bajo peso, rapidez de construcción o ventajas de tipo formal.

 

Arriba, etapa final de la construcción de la pasarela en Callús. Imagen inferior, primera prueba de carga (membrana aún sin pretensar).El salto de una aplicación a la otra es importante porque exige un pretensado significativo y un análisis cuidadoso de una estructura que no deja de ser una tela, aunque el material sea muy resistente. En el uso de la membrana como pasarela se tienen que calcular factores combinados e interactivos, como por ejemplo la forma y el pretensado.

La forma tiene una incidencia evidente sobre el confort del paso, pero también sobre el impacto visual, la respuesta estructural a las cargas o la propia acción del viento (aerodinámica). El pretensado interviene para conseguir suficiente rigidez.

Un primer prototipo de 10 metros de longitud se ha construido en Callús (Bages), en el marco de un proyecto apoyado por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), el Ayuntamiento de Callús y el CSIC. Tras la construcción de la pasarela, se han hecho hasta ahora pruebas cualitativas de resistencia y funcionalidad, mediante el paso de personas, con resultados satisfactorios, explica su creador, Juan Murcia, profesor de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona.

Para que el paso sea confortable, explica este investigador, “la membrana no se tiene que deformar demasiado y ha de tener pendientes bajas”.

Las pruebas, añade Murcia, confirman los efectos previstos de los cambios de temperatura y de la fluencia (deformación lenta) del material sobre la rigidez de la membrana, así como la importancia del rozamiento de los cables laterales con los bordes de la membrana, lo que produce pérdidas de tensión de los cables, del pretensado transversal y de la rigidez de la membrana.

Aún se tienen que perfeccionar varios aspectos. Así por ejemplo, hay que tener en cuenta, explica Juan Murcia, que para el prototipo se utilizó una membrana pensada para cubiertas. Una segunda fase sería, dice, “incorporar una membrana confeccionada con un material más adecuado para esta aplicación”.

A cambio, se ganan ventajas como la ligereza de la estructura y la rapidez de construcción, abriendo la posibilidad de hacer "grandes vanos donde soportar el propio peso de la estructura resulta un factor cada vez más limitante". Sin olvidar, enfatiza Murcia, “las enormes posibilidades estéticas de las membranas, resultantes de hacer real una superficie geométrica que puede combinar formas, contornos, volúmenes, juegos de sombras y luces, colores, texturas … ”. Sin embargo, estas posibilidades, subraya, “tuvieron que ser sacrificadas en Callús por razones de economía, seguridad y accesibilidad, ya que el prototipo no deja de ser un experimento”. Por esto, añade, “la membrana está muy cerca del terreno y quizá no resulta tan airosa como por ejemplo la estructura de la maqueta”.