DEFINICIÓN En este estudio se denominará membrana a una estructura compuesta por una tela, una serie de cables tanto de borde como de suspensión y puntos de apoyo –altos y bajos- de los mismos que garantizan la estabilidad del sistema y cuyas formas son resultado de la reacción de los elementos frente a las cargas aplicadas. Este tipo de estructuras hace parte una tipología estructural denominada estructuras de forma activa1 es decir materiales cuyas propiedades principales sean la no rigidez y una gran flexibilidad, estas características determinan una forma que debe estar sujeta por sus extremos y debe sostenerse a sí misma. En este tipo de estructuras es preciso notar que todas las partes componentes del sistema son imprescindibles pues en caso de que tan solo uno fallase todo el sistema colapsaría. La solicitación estructural principal en un sistema de membrana es la tracción, presente en la tela, en los cables y en los anclajes. Existen componentes de una membrana que dependiendo de la configuración de ésta trabajan a compresión, como es el caso de los mástiles de apoyo. Para poder entender las diferentes formas de las membranas es necesario hacer una clasificación según algún tipo de característica común. A continuación se citarán cuatro tipos de clasificación hechas hasta el momento sobre las estructuras traccionadas en donde de diferentes maneras se puede encontrar una clasificación para las membranas. 1. La asociación de estructuras ligeras hace la siguiente clasificación de las

membranas que está condicionada según su trabajo estructural y su tipología de apoyo.

Condición de

Apoyo Condición De Tracción

Sin apoyo adicional

Punto de

apoyo

Apoyos lineales

Superficies de

apoyo

No

pretensado

Pretensado

Clasificación de las estructuras a tracción según su trabajo estructural y su condición de apoyo

1 ENGEL, Heino. Sistemas de estructuras. Ed. Gustavo Gili. Barcelona 2001. pg 57.

2. La siguiente clasificación es la que hace Heino Engel en Sistemas de estructuras subdividiendo las estructuras de forma activa en cuatro grandes grupos que son las estructuras de CABLES, las estructuras en TIENDA, las estructuras NEUMÁTICAS y las estructuras de ARCOS también se hace una subdivisión tipológica de cada una de las estructuras anteriormente mencionadas, esto con el fin de hacer una clasificación respecto a la forma.

1. Estructuras de Forma activa 1.1. ESTRUCTURAS DE CABLES

1.1.1. Cables paralelos 1.1.1.1. Estabilización por Gravedad 1.1.1.2. Estabilización isoplana de los cables 1.1.1.3. Estabilización alternada de los cables

1.1.2. Cables Radiales 1.1.2.1. Estabilización por Gravedad 1.1.2.2. Estabilización isoplana de los cables 1.1.2.3. Estabilización alternada de los cables

1.1.3. Cables Biaxiales 1.1.3.1. Arcos perimetrales de apoyo 1.1.3.2. Viga perimetral 1.1.3.3. Cable Perimetral

1.1.4. Celosías de Cables 1.1.4.1. Alineamiento Paralelo 1.1.4.2. Alineamiento Radial

1.2. ESTRUCTURAS EN TIENDA 1.2.1. Tiendas apuntadas

1.2.1.1. Apoyo Perimetral 1.2.1.2. Apoyo Interior 1.2.1.3. Apoyo en arcos

1.2.2. Tiendas Onduladas 1.2.2.1. Apoyo Perimetral 1.2.2.2. Apoyo interior

1.2.3. Apuntadas Indirectas 1.2.3.1. Construcción Exterior 1.2.3.2. Construcción Interior

1.3. ESTRUCTURAS NEUMÁTICAS 1.3.1. De Naves Neumáticas

1.3.1.1. Sobrepresión (naves neumáticas portantes) 1.3.1.2. Depresión 1.3.1.3. Sobrepresión y Depresión

1.3.2. De Colchones de aire 1.3.2.1. Sobrepresión 1.3.2.2. Depresión 1.3.2.3. Sobrepresión y Depresión

1.3.3. de Tubos de aire 1.3.3.1. Envolvente espacial autoportante 1.3.3.2. Esqueleto portante

1.4. ESTRUCTURAS DE ARCOS 1.4.1. Arcos lineales

1.4.1.1. Arco funicular 1.4.1.2. Arcos biarticulados 1.4.1.3. Arcos triarticulados

1.4.2. Bóvedas 1.4.2.1. Bóveda de cañón 1.4.2.2. Bóveda de nervios cruzados 1.4.2.3. Bóveda claustral 1.4.2.4. Bóveda apoyada en arcos 1.4.2.5. Bóveda de pechina 1.4.2.6. Bóveda de trompa

1.4.3. Retículas Abovedadas 1.4.3.1. Sección perimetral plana 1.4.3.2. Arco perimetral de malla

3. Conrad Roland hace la siguiente clasificación de los sistemas estructurales

traccionados2 según sus dimensiones y la clase de curvatura. Roland hace la aclaración de que todo sistema trabajando a tracción se puede clasificarse en estructuras suspendidas libremente y en estructuras pretensadas.

1. Estructuras traccionadas lineales

Estructura unidimensional: predominio de una dimensión sobre las restantes. a) Estructuras colgantes verticales o inclinadas (puentes colgantes con cables inclinados). b) Estructuras formando catenaria (mallas de cable pretensado).

2. Estructuras traccionadas superficiales o laminares Estructura bidimensional: predominio de dos direcciones sobre la tercera. c) Superficies planas pretensadas (tienda convencional). d) Superficies curvadas unidireccionalmente (cubiertas colgantes sometidas a la acción de su propio peso). e) Superficies curvadas bidireccionalmente en un solo sentido denominadas sinclásticas (membranas neumáticas tensadas). f) Superficies curvadas bidireccionalmente en dos sentidos denominadas anticlásticas (superficies alabeadas pretensadas, cubiertas con mallas de cables).

3. Estructuras traccionadas espaciales Estructuras tridimensionales: ninguna dimensión predomina sobre las restantes. g) Mallas espaciales de elementos rectos (mástiles de antenas). h) Estructuras celulares de membranas (espuma formada por pompas hinchadas).

2 ROLAND, Conrad. Frei Otto: Estructuras. Ed. Gustavo Gili S.A . Barcelona 1973. p7-8

Roland también hace la siguiente clasificación de las superficies alabeadas pretensadas:

1. Superficies alabeadas simples 2. Superficies onduladas 3. Superficies alabeadas con arcos 4. Superficies deformadas o entibadas

a. Superficies apuntadas b. Superficies apuntadas invertidas c. Superficies de doble inversión d. Superficies dobles o “cojín”

Esta clasificación es susceptible a confusiones, pues en muchos casos una estructura se puede clasificar de dos maneras. La confusión se genera entre las superficies onduladas que bien pueden ser superficies entibadas; además no se genera una diferenciación clara para poder identificarles. A diferencia de la clasificación hecha por Engel, Conrad Roland no separa cables de membranas, dado que la clasificación tiene como característica principal la forma mientras que Engel se preocupa por determinar la condición de apoyo de las estructuras. 4. La Asociación de Estructuras del Japón en el documento ESTÁNDARES

TÉCNICOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS ESPECÍFICAS DE MEMBRANA clasifica las membranas según el método utilizado para construir el espacio de la estructura de membrana en las siguientes categorías:

1. Membrana de Marco Estructural:

Método estructural para formar cubiertas o cerramientos con membrana sobre un marco rígido de acero u otro material.

2. Membrana de Estructura Suspendida: Método estructural que utiliza principalmente material de membrana suspendido a una forma básica de estructura de soporte.

3. Membrana de Estructura Soportada por Aire: Método estructural donde se aplica aire al espacio interno que está totalmente cerrado por elementos de membrana y de esta manera lograr una presión interna que aporta la tensión de la membrana para hacerla soportar las cargas exteriores.

Es preciso anotar que la clasificación anteriormente descrita no es lo suficientemente clara y no hace diferenciaciones ni de forma ni de condiciones de apoyo, factores determinantes en el concepto tanto estructural como arquitectónico de una membrana. Al no tener en cuenta estos dos factores el rango de diferenciación se hace demasiado amplio y es factible que se confundan las tipologías anteriormente mencionadas o que simplemente se agrupen bajo una categoría. Aunque tampoco es precisa la definición del sistema constructivo es una visualización global de la estructura de apoyo que soporta la membrana.

Adicionalmente la norma japonesa hace una delimitación de la escala en cada tipo de proyecto pero no menciona cuales son las determinantes que generan tal restricción. Método estructural utilizado para construir

el espacio de la estructura de membrana Suma de las áreas horizontalmente proyectadas de todos los pisos del espacio de la estructura de membrana

( m2 ) 1

Membrana de marco estructural

5000 Previsto que la suma de las áreas

horizontalmente proyectadas de la zona retráctil sea 3000m2 o menos

2

Membrana de estructura suspendida

3000 Previsto que la suma de las áreas

horizontalmente proyectadas de la zona retráctil sea 2000m2 o menos

3

Membrana de estructura soportada por aire

3000

Clasificación de las estructuras de membrana según la norma Japonesa

Dadas las características de las diferentes clasificaciones mencionadas como lo son la condición de apoyo y la forma se toma la decisión de optar por la clasificación hecha por la Lightweight Structures Asociation (LSA) pues esta, a diferencia de las otras clasificaciones toma como determinantes de clasificación las características de apoyo y la condición de carga de la estructura, además no existe división entre una estructura de cables y una estructura de membrana. De esta manera se puede lograr una mejor diferenciación entre las diferentes tipologías de membrana y no generar confusión en caso de tener un sistema combinado. Además las características de la clasificación indican un comportamiento y así mismo se pueden determinar o emitir hipótesis de causas de una serie de lesiones correspondientes a la configuración estructural de la membrana. Ya definida las diferentes tipologías de las membranas es necesario observarle a una escala menor y diferenciar los componentes. A grandes rasgos se puede anotar que una membrana está compuesta por una tela traccionada en sus bordes y sus esquinas por cables que a la vez están sujetos de una serie de anclajes ó mástiles. Es necesario reconocer cada una de las partes de la membrana por lo tanto se ha decidido incluir la clasificación hecha por Heino Engel sobre las partes constitutivas de una membrana a saber: componentes, puntos topográficos y dimensiones del sistema, pues son estas partes las que van a evidenciar las diferentes lesiones que existen en una estructura de membrana.

PARTES DE UNA MEMBRANA

Componentes y denominaciones 3 Cable de retensión, cable de arrostramiento. 4 Cable de Borde 10 Cimentación 11 Anclaje a tierra 20 Membrana Portante Puntos Topográficos del Sistema A Punto de suspensión B Punto de base

E Punto de anclaje G Punto bajo Dimensiones del Sistema a Luz b Altura libre c Flecha del cable e Altura del pilar g Separación entre pórticos h Separación entre los puntos de anclaje

El presente estudio tomará la anterior clasificación para identificar los diferentes puntos y componentes a las estructuras de membrana estudiadas y así crear un lenguaje estandarizado de los aspectos anteriormente mencionados y establecer un parámetro para la toma de los datos en campo que cuente con una clara identificación. Hecho el reconocimiento tanto de la clasificación de las estructuras traccionadas y los puntos de importancia en un sistema de membrana es necesario entrar a definir los materiales de los componentes, pues los materiales y su calidad son un factor determinante en la aparición de lesiones tanto generales como particulares.

MATERIALES El desarrollo de textiles de gran resistencia y durabilidad, diseñados específicamente para aplicaciones arquitectónicas han hecho posible que las redes de cables hayan sido reemplazadas por superficies continuas de membranas que contribuyen como elemento estructural a la estabilidad del sistema.

Es importante notar que estos textiles tienen dos direcciones principales y por lo tanto sus propiedades son ortotrópicas. La fibra base de los textiles, que da la resistencia, puede ser fibra de vidrio o poliéster de alta tenacidad, mientras que el recubrimiento, para proteger la fibra base, es Teflón, silicona o PVC.

En Colombia la producción se reduce a dos compañías textileras: Proquinal y Plastextil quienes producen un material a base de poliéster y recubrimiento de PVC. Desafortunadamente los constructores de membranas en Colombia prefieren importar textiles. Esto ha llevado a las empresas a no producir permanentemente este tipo de textiles sino únicamente por pedido.

La norma Japonesa reconoce y permite la utilización de tres materiales denominados como Material de Membrana Tipo A, Material de Membrana Tipo B, Material de Membrana Tipo C. Es preciso anotar que la norma japonesa fue escrita en 1996 por lo tanto no contempla los nuevos adelantos en tecnología de los materiales para Membranas. Material de Membrana Tipo A:

Tela de fibra de vidrio recubierta con resina compuesta en su mayoría por resina de politetrafluoretileno (PTFE) (La resina debe contener como mínimo un 90% de PTFE), que debe satisfacer los requerimientos siguientes:

El peso de la tela de fibra de vidrio debe ser mayor o igual a 150 g/m2

El peso del material de recubrimiento debe ser mayor o igual a 400 g/m2 y menor o igual a 1100 g/m2 .

El espesor de los materiales de la membrana debe ser mayor o igual a 0.5 mm.

Material de Membrana Tipo B: Tela de fibra de vidrio recubierta con resina de cloruro de polivinilo (PVC), goma de cloropreno, goma de polietileno clorosulfatado ó otras substancias similares adicionales (incluyendo tela de fibra de vidrio recubierta con una película de resina que contenga fluor), que satisfaga los requerimientos siguientes:

El peso de la tela de fibra de vidrio debe ser mayor o igual a 150 g/m2

El peso del material de recubrimiento debe ser mayor o igual a 400 g/m2 y menor o igual a 1100 g/m2 .

El espesor de los materiales de la membrana debe ser mayor o igual a 0.5 mm.

El material de la membrana debe ser provisto con un tratamiento retardante del fuego.

Material de Membrana Tipo C: Tejido de poliamida, poliaramida, poliéster , o una tela de fibras de alcohol polivinil recubierta con resina de PVC, goma de cloropreno, goma de polietileno clorosulfatado u otros materiales similares (incluyendo aquellos con una película de recubrimiento adicional que contenga resina de fluor), que satisfaga los requerimientos siguientes:

El peso de la tela de fibra de vidrio debe ser mayor o igual a 150 g/m2 El peso del material de recubrimiento debe ser mayor o igual a 400 g/m2

y menor o igual a 1100 g/m2 . El espesor de los materiales de la membrana debe ser mayor o igual a

0.5 mm. El material de la membrana debe pasar la prueba anti-combustión

Grado 2 provista en los Estándares Industriales Japoneses (JIS) A 1322 (Método de Prueba para Incombustibilidad de Materiales Delgados para Construcción).

Los datos referentes a la calidad del material de membrana aunque hayan sido escritos en 1996 serán tomados como base comparativa de la calidad de los materiales utilizados en la construcción de las membranas analizadas en este estudio. Si las calidades de los materiales o la composición resultan ser diferentes, es decir si están por encima o bien sea por debajo con un rango de valores aceptado por una norma diferente a la anteriormente mencionada estos serán aceptados y la norma que los respalde se establecerá como medida comparativa de las calidades de los materiales de los casos estudiados.

HISTORIA DE LAS MEMBRANAS

Con el fin de crear un nexo entre el pasado constructivo de la humanidad y su preferencia según las condiciones que le rodean se toma como antecedentes la utilización de tiendas y carpas por nuestros antepasados remotos, que naturalmente se dejaron de producir por cuestiones diferentes a las constructivas pues el sistema de tienda resultaba ser muy rápido pero resultaba muy vulnerable ante la amenaza constante de animales salvajes. Como era de esperarse el hombre busca materiales más pesados que le aíslen de la amenaza del entorno creando para sí mismo una serie de problemas que comparativamente ante una estructura de tienda resultan desfavorables pues la mano de obra, la cantidad de material y principalmente la duración de una construcción realizada con materiales pesados es mucho mayor a los de una tienda. Restos arqueológicos de hace 40.000 años encontrados en Ucrania y Siberia revelan que las ‘tiendas’ son junto a las cuevas la vivienda más antigua del hombre. Los rastros encontrados revelan que estos campamentos de toldos estaban principalmente construidos con ramas como estructura portante cubiertos por pieles de diferentes animales, hojas y cortezas de abedul, que luego fueron gradualmente reemplazados por tejidos de pelo de cabra y luego por telas.

Figura 1. “Reconstrucción de una tienda hallada en Siberia. Estas tiendas, que utilizaron cazadores del paleolítico en las tundras durante la época glaciar hace unos 20.000 años, son parecidas a las de tipo indio de Norteamérica” Se diferencian tres formas primarias:

• Tepees (tiendas cónicas de los indígenas norteamericanos) • Kibitka o yurk (paredes cilíndricas y techo cónico) • Las tiendas “negras” (curvaturas anticlásticas)

Estas tres formas han sobrevivido a lo largo de la historia aunque se le atribuye menor antigüedad a las dos últimas, pues estas datan de hace 4.000 años y aún

hoy en día la tienda Negra es vigente y se utiliza en la zona entre Irán y Afganistán. La forma de los Tepees y los Yurk está determinada por la estructura portante y la piel funciona solamente como cerramiento. La estructura está enterrada en la tierra dispuesta circularmente y las uniones en la punta se hacen con cuerda y nudos especiales.

Figura 2. Tiendas cónicas (Siglo XVIII) En la Figura 2 se aprecian cuatro clases de tiendas cónicas. La esquina superior izquierda hace referencia a un poblado esquimal que utiliza piel de foca en verano y apuntala la base de la estructura con piedras; a la derecha se encuentran los Tepees de los indígenas Norteamericanos; en la esquina inferior izquierda están representados los campamentos Japoneses donde los elementos portantes que están enterrados en uno de sus extremos se curvan; la derecha muestra las tiendas de los nómadas de Mongolia donde un entramado de tijera y barras forma una cúpula que se recubre con fieltro. La forma de la tienda Negra está determinada por la interacción del tejido de pelo de cabra con la estructura portante, donde la piel hace parte de la estructura y la forma de curvatura anticlástica se logra por la carga de pretensionamiento, además la tensión hace mas estable el sistema.

Figura 3. Tiendas de Beduinos o tienda tensada

Las sociedades sedentarias desde la antigüedad hasta el siglo XIX le dieron un uso diferente de la vivienda a las tiendas, se les utilizó en ocasiones públicas, cortesanas y propósitos militares. “Unos relieves en Nínive muestran el campamento militar del rey asirio Sennacherib (705-681AC), con toldos formados por postes bifurcados que sostienen una cubierta de protección y asegurados con estacas. En el pabellón festivo de Ptolomeo (aprox. 275 AC) aún se observan retratos de una “tienda real” en la batalla de Kadesh, de la cual se dice que estaba soportada por postes de cedro con capiteles de palma, cubriendo un área alrededor de 8.200 m2.” 3

Figura 4. Representación del campamento de un ejercito, de Jost Ammann (1539 – 1591), -fragmento.

En la Europa meridional se utilizaron las tiendas con fines cortesanos y principalmente militares, como el campamento del “Camp des Draps d’Or” en 1520, registrado en un grabado de la época, donde el rey Enrique VIII de Inglaterra se encontró con el rey francés Francisco I cerca de Calais.

3 BURKHARDT, Bertold. Arquitectura de Toldos. En: Escala. Bogotá. No. 189 (2001); p.5.

Ejemplos masivos de la utilización de grandes concentraciones de tiendas organizadas en campamentos como el alojamiento de peregrinos en La Meca, donde el valle de Muna que es un pequeño pueblo en un valle se vuelve una gran ciudad en la época del Hadj.

Figura 5. Alojamiento de peregrinos en La Meca.

Hasta mediados del siglo XX, las formas espaciales en los toldos, consistían en superficies y volúmenes geométricos. Estructuras de cúpula, como la histórica yurta ó la moderna tienda de campaña, que asemeja segmentos de una esfera, están formadas por varas lineares que describen curvas elásticas.

Figura 6. Prototipos de tiendas, barracas y construcciones Transportables.

Las mallas de cables pueden considerarse como las precursoras de las estructuras de membranas. El primer ejemplo construido en el mundo de redes de cables fue la Dorton Arena en Ralleigh, Carolina del Norte. Diseñada por Mathews Nowicki y Fred Severud. En 1951.

En 1953 se publica el trabajo de Frei Otto y Peter Stromeyer “Hanging Roofs” donde se investiga la aplicación de los sistemas de membrana y mallas de cable, este talvez sea uno de los primeros aportes escritos como documento para respaldar las estructuras colgantes. En 1953 Frei Otto realiza la primera construcción de una membrana con el pabellón de música de Kassel, una estructura de paraboloide hiperbólico con cuatro apoyos a la cual el mismo Otto denomina estructura tetrapuntual. Ésta membrana fue realizada con tela de algodón y cubría una luz de 18m entre apoyos. Este ejemplo puede considerarse como uno de los modelos de prueba paro lo que sería el Pabellón de Danza del Jardín Federal de Pabellones de 1957, que es el resultado de la agrupación de varios paraboloides hiperbólicos para producir un solo espacio. Creando una estructura pretensada sin apoyos adicionales.

Durante las décadas siguientes se construyeron muchos más ejemplos tanto de mallas de cables como de membranas, la idea predominante en el momento era –y hoy en día sigue vigente- cubrir la mayor luz posible sin elementos intermedios. Los escenarios deportivos, y principalmente aquellos que se construyeron para los juegos olímpicos fueron por excelencia los gestores de tales empresas. Entre otros encontramos la pista de hockey de la universidad de Yale de Eero Saarinen, con ingeniería de Fred Severud en 1957.

En 1964 el equipo de trabajo conformado por Kenzo Tange, Yoshikatsu Tsuboi, y Mamoru Kawaguchi, diseña y construye los estadios olímpicos de Tokio con una estructura de cables suspendida de grandes elementos de concreto. El trabajo de estos cables se pone en entredicho pues para lograr una forma determinada los cables fueron metidos en fundas a las cuales se les vació concreto. Es una alternativa pero no permite que se desarrolle el trabajo y la forma natural de los cables.

En 1967 Frei Otto y Rolf Gutbrod diseñan y construyen el pabellón alemán para EXPO Montreal. Esta construcción se hizo con una doble red de cables cubierta por una serie de paneles acrílicos. Es una estructura pretensada con apoyos adicionales. Este ejemplo es de gran importancia para el desarrollo de las mallas de cables pues se le puede considerar como un modelo de lo que sería en 1972 La villa olímpica de Munich.

En 1968 el arquitecto K. Mori realiza el proyecto para la Tierra de la Juventud en Japón, proyecto construido en membranas fijado a dos mástiles extremos y una serie de anclajes en el piso, la estructura se puede clasificar como pretensada con apoyos adicionales. Cubre una luz de 83m y es importante observar que existe un doble despiece, pues paneles transversales de tela hacen parte de un despiece longitudinal indicado por las líneas en los planos creando así una excelente curvatura de la estructura.

En 1972 se realiza la villa olímpica de Munich, una de las construcciones más impresionantes de mallas de cables realizada en el mundo. Es una estructura pretensada con apoyos adicionales realizada con una doble red de cables y recubierta en paneles acrílicos. En 1973 se da la primera aplicación del PTFE con la construcción del centro de estudiantes de La Verne, California. Esta construcción se inspeccionó 20 años después de construida y se determinó que la estructura había perdido un 20% de la tracción de diseño. Es una estructura pretensada con apoyos adicionales.

Una de las más impresionantes construcciones realizadas en membranas por su escala tal vez sea el terminal aéreo de Hajj en Jedahh, Arabia Saudita. Diseñada y construida por Horst Berger y Skidmore Owings & Merrill en 1981 como dato importante esta estructura se diseñó con una carga de pretensado de 123 N/cm. que después los calculistas se denominaron como una carga exagerada al realizar el proyecto del muelle de Vancouver en 1984 con una carga de 61 N/cm.

En los últimos 20 años el número de ejemplos construidos en membranas aumentó en una gran manera y por el contrario las estructuras de redes de cables comenzaron a desaparecer, esto se debe a que una estructura de mallas de cables debe utilizar un acabado de cerramiento mientras que una membrana cumple con la función estructural y la función de cerramiento esto a la vez se ve reflejado en los tiempos de ejecución de una obra. El desarrollo de materiales con mejores capacidades mecánicas y mejor resistencia a la intemperie ha sido otro factor determinante en al imposición de las membranas por encima de las redes de cables. Hoy en día existen varias firmas internacionales de arquitectos e ingenieros que construyen estructuras de membranas pero como ha sido característico en el desarrollo histórico de este tipo de proyectos los escenarios deportivos y los terminales de transporte son los proyectos por excelencia a cubrir con estructuras de membranas.

CASOS CONSTRUIDOS EN COLOMBIA En Colombia existen varios ejemplos construidos hasta el momento tanto en mallas de cables como en membranas. Es preciso notar que la ingeniería se trajo del exterior y se adoptó a los criterios constructivos en el país, teniendo en cuenta que la tecnología constructiva del país en los años 80 no estaba muy desarrollada es de suponer que algunos de los procesos constructivos no fueron los apropiados. Los ejemplos mencionados a continuación han sido elegidos por la importancia que significa su construcción en el campo de las tensoestructuras en Colombia. Aquellos construidos en Bogotá son los casos definidos y analizados en el presente estudio. Los primeros ejemplos son dos estructuras de mallas de cables clasificadas como pretensadas con apoyos lineales. Estas construcciones son el coliseo del pueblo en Cali y el Velódromo Alcides Nieto Patiño actualmente colapsado. La primera membrana construida en Colombia fue la membrana de la zona de comidas de Corferias. Estructura pretensada sin apoyos adicionales premio IFAI4 en 1997. Fue diseñada por los arquitectos Rafael Acosta y Álvaro Prada; calculada y construida por Castro Rojas Arquitectos Ingenieros Ltda. 4 Industrial Fabrics Association International

En 1998 se construye la cubierta de las circulaciones del centro comercial BIMA. Se compone de dos tipos de estructura, una pretensada sin apoyos adicionales y otra pretensada con apoyos adicionales. Contemporáneo a los dos proyectos anteriores es el conjunto de membranas de la gobernación de Cundinamarca diseñado y construido por Castro Rojas Ingenieros y Arquitectos Ltda. Es una estructura pretensada sin apoyos adicionales. Adicionada a un proyecto existente. El proyecto para cubrir la Plaza de los artesanos es una estructura pretensada con apoyos lineales. Hoy en día esta estructura ha perdido gran parte de la tensión de diseño por lo tanto oscila con el viento también se presenta el fenómeno de cambio del color en la membrana.

En mayo del 2000 se construye la membrana que acompaña la pérgola de la zona 33 en el jardín botánico de Bogotá. Proyecto de Castro Rojas Ingenieros Arquitectos Ltda. Clasificado como una estructura pretensada sin apoyos adicionales. También en el año 2000 la firma Arquitectura Textil realiza el proyecto para adicionar membranas al edificio del Polideportivo en el Club de ECOPETROL. Este proyecto se puede clasificar como una estructura pretensada sin apoyos adicionales. Es una estructura que no presenta una repartición equitativa de las tracciones en sentidos opuestos y por lo tanto presenta una gran cantidad de arrugas. El proyecto para el Centro Recreativo y Cultural Santa Isabel de Hungría, realizado por R.T.M. Ingenieros es una estructura pretensada con apoyos lineales. Esta estructura presenta una zona de arrugas en el punto donde los tensores traccionan la membrana en sentido contrario a la tracción principal.

El proyecto para cubrir la zona de habilidades del parque Salitre Mágico es tal vez una de las membranas construidas en Bogotá que se encuentra en mejor estado aunque es bastante reciente (2001). Es una estructura pretensada con apoyos adicionales.

Con la construcción del patio parqueadero de la calle 80 para el sistema Transmilenio, el consorcio QMT diseño y construyó una estructura pretensada con apoyos adicionales. Es la primera membrana que cubre más de 400m2 y el resultado no fue el esperado, pues tuvo que ser intervenida, cambiando de esta manera el proyecto original. Patio Tunal Patio Norte Patio Usme

ASPECTOS NORMATIVOS Es evidente que los sistemas y los detalles constructivos de estas estructuras no han sido estudiadas apropiadamente en Colombia pues no existe ninguna reglamentación específica en la NSR-98 ni en ninguna otra Norma que aplique a la construcción en Colombia. Esta es la razón principal para que los resultados de la calidad constructiva de algunos de los ejemplos mencionados anteriormente sea simplemente la causa de las lesiones y del pésimo resultado arquitectónico y estructural de proyectos de gran escala como el patio parqueadero de la calle 80 del sistema Transmilenio. El trabajo de Jorge Enrique Camacho5 estudia la configuración de las membranas frente a carga de viento y aporta una serie de recomendaciones técnicas sobre la geometría de la estructura respecto a una clasificación de Zonas de riesgo Eólico en Colombia. Estas recomendaciones son los requisitos mínimos para evitar deformaciones y mantener las cargas de pretensado en un nivel aceptable pero hay que tener en cuenta que ante una carga de pretensado mayor la carga de viento ocasiona menores deformaciones en la membrana pero también exige una mayor resistencia del material y de las zonas de pegado de la membrana. El mapa de clasificación eólica que aparece en la NSR/98 -que es el mismo en el cual se apoya el trabajo de Jorge Enrique Camacho- generaliza y advierte que “No es aplicable a las estructuras de forma o localización especiales, las cuales requieren investigación apropiada, ni a aquellas que puedan verse sometidas a oscilaciones graves inducidas por el viento, ni a estructuras de puentes. Cuando existan datos experimentales, obtenidos en túneles de viento, pueden usarse en lugar de los especificados aquí, siempre y cuando reciban la aprobación de la Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes.”6 Esto demuestra que hacer una membrana supone una serie de investigaciones respecto a su entorno y su forma no es gratuita a la inspiración del diseñador, por lo contrario su forma es la respuesta a un cuidadoso estudio estructural riguroso y responsable que debe ser de carácter obligatorio para poder construir una estructura que sea resistente y responda a las solicitaciones estructurales. En este momento es difícil determinar cuantas de las estructuras construidas han sido estudiadas en un túnel de viento. Sólo se conocen datos empíricos para cálculo donde se le da un valor de 40 a 45 kg/m2 a la carga de viento. Desde enero de 1996 la Asociación Japonesa de Estructuras de Membranas publicó los Estándares Técnicos para Estructuras Específicas de Membrana donde se determinan las responsabilidades del profesional a cargo del diseño y la construcción de éste tipo de estructuras. Además hace una mención acerca de la

5 CAMACHO Tocora. Jorge Enrique. Configuración de las Estructuras de Membranas Pretensadas Anticlásticas Frente al Viento. 1996 6 NSR-98 Capitulo B.6. pB17.

calidad de fabricación de la membrana, un control de calidad y una guía de mantenimientos programados. Estas normas son desconocidas en Colombia pues se consultó a diferentes constructores y diseñadores de Membranas sobre la existencia de una normativa respecto a la concepción y puesta en obra de éste tipo de estructuras. Las personas consultadas aseguraron no conocer ningún tipo de normas excepto las normas respecto a la calidad de cada uno de los elementos que son indicadas por los fabricantes de los respectivos elementos como la membrana que debe satisfacer las normas DIN 4102 Combustión en cámara, DIN 53906 y DIN 53907 Resistencia al Fuego en Textiles; ASTM 84, ASTM 108, ASTM 136 sobre combustibilidad en textiles.