ENSAYOS MECÁNICOS SOBRE MODELOS ANALÓGICOS

2000-07
ENSAYOS MECÁNICOS SOBRE MODELOS ANALÓGICOS DE ESTRUCTURAS A
ESCALA REDUCIDA RESUELTOS CON MEMBRANAS (ESTRUCTURAS COLGANTES)
Arq. Walter Oscar Reyes, Arq. Vedoya, Daniel Edgardo
Origen y Fundamentos
El Uso de modelos analógicos a escala reducida es un recurso indispensable
para resolver problemas de diseño de las estructuras en general y,
principalmente, de las llamadas "estructuras livianas" o "de grandes luces"
(laminares o cáscaras, colgantes o de tracción pura, neumáticas o infladas,
reticulados espaciales o estéreoestructuras, etc.) donde la conformación de las
mismas ocupa un lugar preponderante en el estudio de su comportamiento
estructural y resulta significativo que no sea fácil definirlas bajo fórmulas
matemáticas conocidas. Los modelos analógicos permiten realizar estudios
simulando en ellos las condiciones de comportamiento estructural del prototipo
que se analiza, en una escala reducida, adecuada a este fin, a partir de
determinados ensayos mecánicos que reproducen las distintas situaciones y
solicitaciones a que estará sometido el prototipo en la realidad, se pueden
resolver problemas elementales de estabilidad y resistencia.
Durante el año 1994 se realizaron estudios preliminares en el C.ET.D.E.L.
(Centro de Estudios Tecnológicos para el Desarrollo de las Estructuras Livianas,
dentro del I.T.D.A.Hu.) proyecto aprobado con evaluación externa, acreditado
ante la Secretaría General de Ciencia y Técnica de la U.N.N.E. con el Código Nº
40-03-1. El interés del presente trabajo se centra en la necesidad de ahondar en
el conocimiento de las estructuras colgantes resueltas con membranas, y su
comportamiento en variadas circunstancias.
Resulta indispensable formular una teoría de modelos, basada exclusivamente
en la experimentación práctica, realizada sobre estos modelos analógicos,
completando el estudio con la determinación de las técnicas apropiadas para la
construcción de los mismos y el diseño de los procedimientos de ensayos
mecánicos a que puedan ser sometidos, para lo cual existe una diversidad de
normas nacionales y extranjeras que se ocupan del tema, pero que requieren de
una metódica y racional clasificación y codificación, para su difusión y
aplicación práctica.
La construcción de modelos analógicos demanda un exhaustivo análisis de las
técnicas y dispositivos que permitan reproducir detalles tecnológicos en la
escala adecuada, a la vez que simular en el laboratorio y en el túnel de viento
todas las posibles situaciones que se presentarían en la realidad.
Los resultados serán aplicados en la resolución de problemas de diseño
estructural, mediante el empleo de modelos analógicos en escala reducida, y en
la capacitación de personal de laboratorio en el manejo de instrumental
científico de precisión adecuado a estos fines.
Los ensayos con Modelos
La ausencia en nuestro medio de ejemplos construidos de estructuras livianas,
atípicas o no tradicionales, es una cabal demostración de la dificultad en
diseñar, dimensionar y construir con exactitud un proyecto que presente
complicadas formas espaciales, superficies alabeadas, estructuras de tracción,
para lo cual se cuenta únicamente con los medios tradicionales de expresión
gráfica. Sólo el uso de modelos garantiza una visualización real y precisa de este
tipo de soluciones espaciales, con una concepción clara de la forma y su
relación con el espacio.
Es imprescindible conocer, ya desde la etapa del diseño, las características
formales y propiedades mecánicas de los diferentes materiales a emplear en la
realización de estas estructuras. El uso de modelos permite la valoración exacta
e inmediata del comportamiento de las redes de cables y las membranas
continuas, mediante el ensayo mecánico de los mismos, la permanente
verificación de las distintas y sucesivas manifestaciones del comportamiento
estructural y la posibilidad de proceder a su permanente reformulación, hasta
lograr la forma más eficaz y el conjunto más resistente, estable y económico.
La mayoría de las soluciones formales logradas en el modelo son imposibles de
obtener por métodos convencionales de graficación o bien se requieren a
fórmulas matemáticas muy complejas.
La técnica de modelos se complementa con un complejo sistema de medición en
el que se exige la más refinada precisión y específicos
Por otra parte el empleo de estructuras livianas está ampliamente difundido en
el mundo, exceptuando nuestro país, donde son escasos los ejemplos, sin que
éstos lleguen a ser de carácter significativo par su estudio y difusión.