Tensoestructuras: Funcionamento e Tipos

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TENSOESTRUCTURAS
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE INGENIERÌA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA CIVIL
Objetivo general
Investigar sobre las tensoestructuras para tener una noción de los beneficios
que traen en una edificación
Objetivos específicos:
Estudiar como funcionan las tensoestructuras así mismo entender como se
 clasifican
 Reconocer los materiales y elementos de las principales tensoestructuras
en el mundo
INDICE
INTRODUCCIÒN
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECIFICOS
¿QUÈ SON LAS TENSOESTRUCTURAS?
¿CÓMO FUNCIONAN LAS TENSOESTRUCTURAS?
¿CUÁLES SON LOS TIPOS Y CASIFICACIONES DE TENSOESTRUCTURAS?
¿CUÁLES SON SUS ELEMENTOS Y MATERIALES?
¿CÓMO SE CONSTRUYEN LAS TENSOESTRUCTURAS?
LAS MEJORES TENSOESTRUCTURAS EN EL MUNDO
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
La tenso-estructura también conocidas como membranas estructuradas o membranas tensadas, forman parte de una tecnología en desarrollo que le brinda a los diseñadores la habilidad de experimentar con formas y crear nuevas y emocionantes soluciones a problemas convencionales.
Estas estructuras no solo son impactantes visualmente sino que también son económicas, competitivas y ambientalmente gentiles.
¿Que son tenso-estructuras?
https://es.slideshare.net/DanielaRodriguezRamirez/tenso-estructuras
Una tenso-estrucctura es una superficie delgada y flexible que soporta las cargas unicamente a traves del desarrollo de esfuerzos de traccion.
Abarcan diversas categorías que van desde las membranas textiles, las redes de cables pretensados, cables en forma de celosías o vigas, estructuras neumáticas soportadas por aire y algunas membranas de concreto armado.
https://edificacionesdinamicas.com/que-es-una-tensoestructura/
La capacidad y facilidad a la hora de cubrir grandes espacios le da una característica adicional que contrasta inmediatamente con otros sistemas tradicionales. Esto permite desarrollar tenso-estructuras de gigantes dimensiones que cubren grandes estadios y pabellones de exhibición, hasta pequeñas cubiertas cuya función no va más allá de proteger del sol y la lluvia.
https://www.archdaily.pe/pe/914377/tensoestructuras-como-funcionan-y-que-tipos-existen
Dentro de la industria del diseño arquitectónico y de la construcción, estas cubiertas se relacionan con diversos términos como tenso formas, membranas arquitectónicas, membranas textiles tensostáticas o envolturas textiles, sin embargo, todos los términos convergen en la definición de Arquitectura Textil.
https://es.slideshare.net/DanielaRodriguezRamirez/tenso-estructuras
Este tipo de estructura se representan básicamente por superficies de tejido estáticas, conseguidas por la tensión de las mismas mediante la combinación de estructuras de acero y tirantes de cables; considerándose un tipo de solución de protección solar muy atractiva y singular, con la posibilidad de diseñar infinitas formas tridimensionales como triangulares, paraboloides, hiperbólicos, entre otros.
http://www.arqtex.cl/conceptos-basicos-de-las-tensoestructuras-para-un-correcto-proyecto-de-arquitectura-textil/
¿CÓMO FUNCIONAN LAS TENSOESTRUCTURAS?
Estas membranas funcionan a través de la fuerza de tensión.
Para conseguir fortaleza estructural en las velarías, los componentes de las tensoestructuras se acomodan en formas geométricas específicas mientras son sometidas a cierto patrón de estrés o tensión.
Parte vital para la instalación de una velaría reside precisamente en  calcular la fuerza de tensión específica que deberá llevar ésta.
¿CÓMO FUNCIONAN LAS TENSOESTRUCTURAS?
A. FUNCIONAMIENTO:
La principal función que ejercen los cables en las estructuras de cubierta es el de actuar como tensores que refuerzan la membrana textil, esta permite mantener su forma al ser conectado al elemento rígido que soporta la cubierta. 
Otro elemento que se caracteriza por ser flexible son las relingas, elementos que permiten reforzar el borde de la membrana, donde tiende a acumularse gran parte de la tensión, además de servir como elemento de transición entre dichos bordes y los puntos de fijación o anclaje .
ANCLAJES:
Aquellos que se diferencian por su función con respecto al comportamiento en la estructura
 Existen los estáticos o rígidos que son aquellos que no permiten movimiento en diversas direcciones y mantienen una rigidez, mientras que en algunos otros tipos hay elemento que permiten movimientos como rotación en varias direcciones o restringidos a sólo una dirección.
Se deben de caracterizar por no permitir que las fuerzas de tracción se pierdan aunque permitan los movimientos de rotación, debido a que si la fuerza de tensión en el anclaje se pierde, la forma de la tenso-estructura cambiará y los análisis no se habrán establecido para las nuevas dimensiones de la estructura.
¿CÓMO FUNCIONAN LAS TENSOESTRUCTURAS?
B. COMPORTAMIENTO MECÁNICO:
En una estructura tensada su principal comportamiento se basa en la tensión producida por los anclajes y mástiles.
Debido a las características de rigidez de las estructuras de cubiertas tensadas, los materiales se ven pretensados con el propósito de incrementar la rigidez en los elementos que componen el sistema y estos encuentren la estabilidad y el equilibrio al momento de la aplicación de las cargas
FASES:
FASE N°1
 la membrana o cables se desdoblan de la posición de reposo hacia una etapa de esfuerzos incipientes
FASEN°2
comienzan las deformaciones por las cargas muertas que se le aplican a la estructura 
FASE N°3
en la etapa de servicio donde se le aplican cargas vivas y dinámicas a la estructura, creando un comportamiento no lineal.
TIPOS Y CLASIFICACIONES DE TENSOESTRUCTURAS
Se podría establecer una clasificación de las tensoestructuras en función de la forma de la superficie o en función de las condiciones de apoyo. Las formas superficiales básicas son:
A.	SUPERFICIES SINCLÁSTICAS TENSADAS Y SOPORTADAS A LO LARGO DEL CONTORNO
En este tipo de estructuras se suelen utilizar con mallas regulares (triangulares o rectangulares) o tejidos formados por bandas estrechas y largas cosidas o pegadas que actúan como pequeños cables suspendidos. Si además se apoyan en arcos o cables interiores suelen generar superficies onduladas.
B.	SUPERFICIES ANTICLÁSTICAS DE FORMA CÓNICA, QUE APOYAN DE FORMA PUNTUAL EN SU INTERIOR 
En este caso se utilizan redes radiales de cables o patrones de tejido. Un ejemplo de este tipo es el estadio Olímpico de Múnich. Las redes de cables cruzados (cóncavos para carga gravitatoria y convexos para succión viento) están sujetos por los mástiles, los puntuales flotantes y el anillo formados por un cable de acero. La cubierta está formada por placas de plexiglás con juntas de neopreno.
Estadio Olímpico de Múnich. Alemania
Auditorio del Camp de Mart. España
Características de estas obras: 
Poco peso 
Traslucidez 
Aspecto formal 
Diseño orgánico 
Aspectos formales y funcionales: 
Posibilidades de modificarse. 
Transparencia. 
Reversibilidad. 
Bajos costos. 
Intervención liviana en el contexto ambiental. 
Acto de continua transformación de acuerdo al uso. 
Sustentabilidad, no ocasiona deterioro en el medio ambiente. 
Posibilidades estéticas y de composición con el lugar. 
Posibilidad de utilizar diseños estándar o especiales para cada caso. 
Soluciones irrealizables con otros materiales tradicionales. 
Fuerte definición y expresión formal del proyecto. 
Flexibilidad del espacio que generan. 
Los materiales utilizados para las membranas son tejidos de poliéster a los que se van agregando capas superiores e inferiores de PCV en número de hasta dos por lado con distintos espesores, dependiendo de la aplicación y una capa final de teflón. el PVC tienen como función proteger al tejido contra los rayos UV, abrasión y agentes atmosféricos, garantizando la vida útil del material.
ELEMENTOS Y MATERIALES 
Las estructuras convencionales de concreto tienen dos propiedades principales que les brindan estabilidad y la capacidad de transmitir cargas, éstas son la gravedady la rigidez. Por lo contrario las tensoestructuras no poseen estas propiedades, se componen principalmente por una membrana textil y una red de cables altamente flexibles
ELEMENTOS FLEXIBLES
actúan como tensores, refuerzan la membrana textil y mantienen al mástil en su posición; Se fabrican de acero muy resistente para soportar las cargas producidas por la gravedad, así como por factores ambientales como la succión del aire o incluso hasta la nieve. cuando varios se colocan varios cables en forma cruzada se forma una red. En algunos casos se alternan líneas, curvas cóncavas y convexas formando crestas y valles, los cables que se encuentran en la cresta soportan las cargas producidas por la gravedad como el peso de la estructura o la nieve, mientras que los situados en el valle resisten las cargas generadas por la succión de aire. 
MEMBRANA TEXTIL
Es el elemento que genera el recinto o espacio cubierto, es ligero y define la forma de la tenso-estructura, además brinda la posibilidad de cubrir grandes superficies. El material que la compone debe ser resistente a las condiciones externas tales como el viento, el agua, el fuego, garantizando la durabilidad del mismo. En la mayoría de los casos también debe transmitir la luz del día, reflejar el calor y ser capaz de controlar el sonido. 
La mayoría de las membranas están hechas de fibra de vidrio o textil de poliéster las cuales se refuerzan con sustancias de recubrimiento como PVC, Teflón o Silicona Para tenso-estructuras de carácter temporáneo se utiliza poliéster recubierto con PVC, éste es más económico que la fibra de vidrio recubierta con teflón, el cual es utilizado para aquellas estructuras que deben ser permanentes. La tela como material industrial se suministra en bobinas de anchos que varían entre 1,2 m y 2,0 m como término medio. Por esta razón se requiere unir los diferentes fragmentos a través de juntas; entre las más utilizadas tenemos juntas cocidas, pegadas, soldadas, y practicables. De igual forma, el textil debe unirse a los elementos de anclaje y los bordes rígidos, éstos mantendrán la tensión que le da forma a la membrana
RELINGAS
Son los refuerzos que se emplean en los bordes de la membrana, ya que en este punto tienden a acumularse las tensiones que la membrana está soportando en todas las direcciones en cualquier punto de su superficie. Las relingas absorben las tensiones de tracción longitudinales que se concentran en los bordes y entre los puntos de fijación o anclajes. Existen dos tipo de relinga: la flexible, que se ancla en dos puntos y entre ellos se deforma según las tensiones de la tela hasta equilibrarlas, y la relinga rígida, que se fija por puntos y está sometida principalmente a flexión, absorbiendo los esfuerzos de la tela que las une. Ambas pueden ser interiores o exteriores
ELEMENTOS RÍGIDOS 
hechos de materiales convencionales como acero, compuestos de materiales sintéticos, concreto reforzado y pretensado. Deben ser fuertes, fáciles de transportar y fabricar. 
MÁSTIL Y BORDES RÍGIDOS 
es un poste vertical que genera la altura o punto más alto de la tenso-estructura, además sostiene y tensa la membrana manteniendo su forma
Los bordes rígidos también soportan y dan forma a la membrana, generalmente se construyen en forma de arcos aunque también pueden ser horizontales. Tanto los bordes rígidos como los mástiles soportan las fuerzas de tracción y trabajan a compresión, lo que se traduce en un comportamiento a flexión. 
PUNTOS DE ANCLAJE
Los anclajes brindan estabilidad, introducen y mantienen las tensiones necesarias para fijar la membrana, el mínimo número de anclajes para una membrana, como ya vimos, es de cuatro, para que la membrana textil este tensada y logre su estabilidad, uno de estos debe estar en un plano diferente a los otros tres para poder generar la curvatura de la tenso-estructura
Se pueden distinguir dos tipos de anclajes: interiores y exteriores 
Los anclajes interiores tienen forma de casquete esférico, son de tamaño considerable y empujan la tela sin introducirle cambios bruscos de curvatura; Los anclajes exteriores concentran tensiones mayores que los interiores debido a que la superficie textil queda muy reducida
1. DESCUBRIENDO LA FORMA
Un problema básico que todas las estructuras a tensión es su forma, ya que su forma no está sujeta a simples fórmulas matemáticas, sino que corresponden a modelos físicos y matemáticos complejos mediante ecuaciones de turbulencia, fractales, caos, etc., que corresponden a objetos geométricos demasiado irregulares.
El proceso constructivo inicia definiendo su forma y se utilizaran los siguientes métodos:
BURBUJAS DE JABÓN 
Permite determinar las limitaciones de tracción en las superficies de las membranas.
Los líquidos jabonosos poseen la capacidad de resistir tensión mas no de soportar otros pesos.
Permite determinar el comportamiento de las membranas por acción del viento.
Permite estudiar la resistencia de cargas de viento.
TELAS ELASTICAS
Permite explorar una amplia variedad de formas auto tensadas.
Permite determinar las fuerzas de tracción en el estiramiento uniforme de la tela.
Permite determinar el comportamiento de los cables y sus efectos.
RED DE CABLES Y CURVAS DE FLEXIÓN
Este método esta formado por curvas en catenaria sometidas únicamente a tracción bajo la acción de su propio peso.
No toma en consideración uno de los elementos importantes en diseño de mallas deformadas, que son los esfuerzos iniciales que se generan en la barra al ser doblada y no suspendida.
Debido a sus características físicas y para analizar su comportamiento, es posible esquematizar el material de membrana como una malla de hilos.
MODELOS COMPUTACIONALES
El análisis se realiza a partir de una figura platónica en equilibrio la cual se le ha aplicado un pretensado. De esta forma se logra conseguir una forma compatible a los requerimientos asociados a las condiciones de un material específico y pretensado.
El análisis computacional está basado en la suposición de que es posible aproximarse al comportamiento de superficies suaves definiendo su geometría.
2. LA CONFECCIÓN
Define tanto la descomposición de los patrones, que dependerá de la composición del suministro de la tela, y de la confección en el taller.
3. BORDES
relingas y puños) se diseñan no solo en función de las posibilidades comerciales y del tipo de tela elegido, sino del estado de tensión previsto, así como de las dimensiones de la cubierta
4. SISTEMA DE APOYO Y ANCLAJE
Dependerá de la solución estructural y del cálculo estático; también del tipo de tela elegido y de la disposición de los elementos rígidos, ya que, en definitiva, constituyen el nexo de unión entre uno y otro.
El sistema de apoyo es lo primero en edificarse. Una vez levantado se coloca y tensiona la lona.
5. TRANSPORTE
Depende de los factores: el tamaño total de la cubierta y su carácter de pertenencia.
6. MONTAJE
Se refiere al sitio donde va a estar localizada la cubierta como su solución estructural y tecnología.
Es importante plantear una manejabilidad adecuada de la lona a montar, su sujeción a la estructura de soporte, hasta obtener los apoyos y anclajes previstos en el diseño para su correcta función.
7. MANTENIMIENTO
Es importante cuidado especial por ser un tipo de material nuevo, cobra importancia el cuidado con respecto a la tela.
siempre será importante una limpieza periódica a de la superficie exterior, sobre todo cuando la lluvia natural so sea suficiente.
MEJORES OBRAS EN 
TENSOESTRUCTURAS
UNPRG
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REMODELACION DEL ESTADIO NACIONAL – (2011) 
Para la remodelación del estadio se utilizó una membrana translúcida en el voladizo que permitía una protección solar e iluminación natural para las tribunas y palcos.
34
BRITISH NATIONAL SPACE CENTER- (2001) INGLATERRA
35
TORRRE DE INFORMACION - AEROPUERTO DE BEERLÍN (2010)
36
TORRRE DE INFORMACION - AEROPUERTO DE BEERLÍN (2010)
37
PARQUE OLIMPICO MUNICH-(1972) ALEMANIA
FREI OTTO Y GÜNTER BEHNISCH
38
El MILLENNIUMDOME - (1999) INGLATERRA
RICHARD ROGERS Y MIKE DAVIES
39
Aeropuerto Internacional de Denver- (1995) Colorado
Curtis W. Fentress
40
Video
CONCLUSIONES
Después de haber investigado hemos llegado a concluir que las
tensoestructuras son muy útiles cuando se quiere cubrir grandes 
Luces y además son amigables con el medio ambiente.
Finalmente concluimos que existen gran diversidad de materiales
Para hacer tensoestructuras y que las principales edificaciones de
Este tipo se encuntran en Asia y europa.
REFERENCIAS
https://www.alquimodul-peru.com/productos/carpas-coberturas-textiles/?gclid=CjwKCAjw_Y_8BRBiEiwA5MCBJhgD2cQ3GU3s0diA62yoHotUCGgEVvrz2KeeIxNZ0wkMkGucZJzuMxoC1nwQAvD_BwE
https://erresgroup.com/inicio/tensoestructuras/?gclid=CjwKCAjw_Y_8BRBiEiwA5MCBJs8x-_5fcjVA5w8tkClh8iWzTYZWTCseQEtzDkxItHeV4E3bJgoQSRoC1eAQAvD_BwE
https://edificacionesdinamicas.com/que-es-una-tensoestructura/
https://www.pinterest.com/jdfuenmayor/tensoestructura/
http://www.velariashyparch.com/como-funcionan-las-tensoestructuras/
https://www.archdaily.pe/pe/914377/tensoestructuras-como-funcionan-y-que-tipos-existen