¿Cuánto pesa su edificio? Basta hacer un cálculo rápido para llegar a la conclusión de que los edificios pesan demasiado. La ligereza no es una cuestión baladí, dado que los recursos son limitados, y una estrategia muy eficaz desde el punto de vista de la sostenibilidad es proyectar edificios ligeros.
Una estructura metálica convencional, de las consideradas ‘ligeras’, puede bajar a un ratio de unos 30 kilogramos de estructura por metro cuadrado cubierto. La arquitectura textil ofrece una respuesta más sostenible: por ejemplo, una estructura de cables tensados que estabilizan mástiles flotantes a compresión tipo tensegrity (islas de compresión flotando en un mar de tracción) combinada con una membrana estructural, puede bajar de los 10 Kg/m2 cubierto. Las membranas proporcionan además protección solar efectiva y ahorro energético, a la vez que permiten la iluminación natural interior sin consumo eléctrico, y son duraderas y reciclables (al finalizar los Juegos Olímpicos de Londres todas las construcciones textiles fueron desmontadas y reubicadas o recicladas).
Construir con membranas es tan antiguo como la necesidad de los pueblos nómadas de acarrear un refugio ligero y fácil de montar, lo cual otorgó a los tejidos la función de protección de un espacio habitable, que generalmente se soportaba mediante estructuras de postes de madera y cuerdas muy primitivas. Los tipis de los indios norteamericanos, las yurtas de los mongoles, o las jaimas de los bereberes son ejemplos notables. Posteriormente, la madera y las cuerdas pasaron a ser mástiles de acero y cables, y las cubiertas que empleaban la tracción de Shukhov, Severud o Nowicki, o las carpas de circo desde el siglo XIX hasta nuestros días continuaron el desarrollo de esta arquitectura ligera.
Equilibrio, curvatura, pretensado
El hecho de emplear materiales textiles no implica necesariamente que estemos hablando de ‘arquitectura textil’. Los tipis o yurtas, el velarium que protegía la grada del Coliseo, las carpas textiles de ferias o los toldos que protegen calles comerciales son ejemplos de cubiertas con materiales textiles, pero no deben ser consideradas ‘arquitectura textil’ ya que el tejido no desempeña una función estructural. Por el contrario, las jaimas beduinas sí cumplen el requisito de que, para que una membrana sea estructural y por lo tanto resistente ante las acciones exteriores (fundamentalmente el viento) es necesario que se den al menos dos condiciones: que tenga una forma curva resistente a las deformaciones, y que esta se estabilice mediante el pretensado del tejido en sus dos direcciones principales (urdimbre y trama).
Frei Otto es considerado el padre de la arquitectura textil actual por sentar las anteriores bases. A pesar de que en sus primeras obras (pabellón de Alemania de la Expo de Montreal o Estadio Olímpico de Múnich) no se emplean materiales textiles, o si se hace es confiriéndoles un papel de cerramiento no estructural, las mallas de cables con que se materializa la geometría ya cumplen los requisitos de forma y pretensado requeridos.
Posteriormente las cubiertas tensostáticas pasarán a emplear membranas estructurales resistentes y duraderas, que aligerarán aún más las soluciones al limitar la estructura a los bordes de la membrana (cables, mástiles, arcos), hasta llegar a nuestros días, donde es fácil encontrar proyectos con grandes luces (estadios, aeropuertos, estaciones, centros comerciales) cuyo cerramiento estructural se ha resuelto con una membrana tensada. La geometría de estas cubiertas tensostáticas (con doble curvatura de sentido contrario en cada punto o anticlástica), junto con la carga de pretensado introducida en la membrana, las dota de resistencia, al asumir cada una de las curvaturas opuestas: alternativamente, las cargas a compresión (viento, nieve, mantenimiento) o succión provocada por el viento. De esta forma, y dado que el radio de curvatura y la tensión en la membrana son proporcionales, para equilibrar la cubierta, cuanta mayor curvatura tenga la membrana, menor fuerza de pretentado se necesitará. Por lo tanto, una cubierta será tanto más estable cuanta mayor curvatura presente.
Los textiles suelen emplearse en cubiertas tensadas anticlásticas, de doble curvatura en sentido opuesto, o bien en cubiertas sinclásticas infladas, de materiales como el ETFE, que se estabilizan mediante la presión del aire interior.
Por esta razón, y también debido a que la forma óptima en equilibrio es sólo una, se puede afirmar que, contrariamente a lo que pueda parecer, en la arquitectura textil la forma no es libre, o al menos no la forma óptima. Esta no se obtiene de un diseño arbitrario o modelando en tres dimensiones superficies con un programa informático convencional, sino que es necesario el uso de un software especializado que considere la forma en equilibrio de la membrana con y sin cargas exteriores.
Por su parte, en las cubiertas presostáticas (infladas) la curvatura sinclástica (o del mismo sentido en cada punto) se estabiliza mediante la presión del aire interior de la cubierta, como en la obra Leviathan de Anish Kapoor en París. Este tipo de cubiertas (véase Arquitectura Viva 163) requiere menor estructura (ya que esta es, en realidad, la membrana y el aire presurizado interior), pero precisa de mayor mantenimiento por la necesidad de asegurar la presión interior en espacios de gran volumen. El resultado es que esta tipología ha comenzado a ser sustituida por cubiertas de cojines en las que el aire a presión está confinado en colchones de menor volumen, como ocurre en el Allianz Arena de Herzog & de Meuron en Múnich, donde una retícula romboidal configura la fachada y cubierta con casi tres mil cojines de lámina de ETFE.
Nuevos materiales
La arquitectura textil se construye con materiales de espesor mínimo. En el caso del ETFE, con láminas de un sólo material en masa, calandrado hasta espesores de décimas de milímetro. El etileno-tetrafluoretileno, gracias a sus cualidades de transparencia (hasta el 95%), es apto para cerrar espacios en que sea necesario aportes de radiación, como en el primer proyecto relevante que se construyó con este material, el complejo Eden Project de Grimshaw, en Cornwall (Reino Unido).
En el caso de las membranas compuestas, un tejido interior fabricado con hilo de poliéster de alta tenacidad, fibra de vidrio o PTFE, aporta la resistencia a tracción, mientras que un revestimiento plástico de polímeros (PVC, PTFE, silicona) protege el tejido y permite la confección por soldadura de los patrones de que se compone la cubierta.
Últimamente, se están desarrollando nuevos productos para mejorar las prestaciones y la durabilidad, con acabados que resisten mejor a los agentes exteriores. Es el caso de los compuestos fluorados en retícula tridimensional integrada en la propia membrana, como el TX30 de Ferrari, que ofrece una longevidad de más de treinta años, o el barniz de dióxido de Titanio (TiO2) de Taiyo que cubre el Centro Pompidou de Shigeru Ban en Metz, que genera además una reacción fotocatalítica que descompone los gases de efecto invernadero (NOx).
Otra tendencia creciente en arquitectura textil es la búsqueda de mayor transparencia. En este sentido, la lámina de ETFE no ha tenido hasta ahora rival, pero su uso implica la necesidad de reforzarla con cables o construir cojines neumáticos de tamaño limitado, al no tener un tejido interior que impida las deformaciones. Para conseguir transparencia con una sola capa de tejido sin refuerzos, se han desarrollado nuevas membranas compuestas de tejido de fibra de vidrio y revestimiento de ETFE laminado, como el Flexlight FX701 de Ferrari, que alcanza hasta un 65% de paso de luz.
Otras innovaciones se han centrado en mejorar la capacidad de aislamiento térmico o acústico. En este sentido, nuevos materiales como el aerogel se han integrado en membranas composite de doble o triple capa para conseguir valores de aislamiento térmico superiores a los de los materiales convencionales, pero con espesores menores y cierta translucidez.
Las mallas microperforadas, mejoradas y adaptadas a un uso exterior, se han comenzado a incorporar también en fachada. Su uso como protección solar, bien en sistemas plegables de toldos o estores bien en fachadas textiles fijas, reduce notablemente el consumo energético de climatización y aporta confort visual. Estas prestaciones han generado un nuevo sistema constructivo de fachada ventilada, la fachada textil, como en la nueva sede de Iguzzini de Josep Miàs en Barcelona, donde la malla se tensa contra la estructura de la fachada.
Finalmente, ciertas mallas microperforadas incorporan iluminación integrada mediante el entretejido de fibra óptica, como en la patente Batylux de C. Sainz y J. Tejera para Ferrari, empleada por primera vez en el proyecto District Heating de Federico Soriano arquitectos en Madrid. Otros proyectos como el AWM Carport de Ackermann & Partner en Múnich han iniciado una nueva línea de desarrollo de la arquitectura textil, basada en incorporar células fotovoltaicas flexibles sobre soportes textiles ligeros.
Actualmente, la arquitectura textil se desarrolla en estas dos líneas: el desarrollo de nuevos materiales con prestaciones cada vez más sofisticadas, y la búsqueda de la ligereza estructural en aras de una verdadera construcción sostenible.
