TENSEGRITY

INTRODUCCION/DEFINICION/CLASIFICACION/PRINCIPIOS GEOMETRICOS/ ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA

INTRODUCCION/DEFINICION

Kenneth Snelson

Bajo la inspiración de Buckminster Fuller y Joseph Albers durante un curso en la universidad de “Black Mountain” en Carolina del Norte, Kenneth Snelson fue el primero en elaborar un modelo de tensegrity cerrado. El mismo Snelson afirma que Fuller se apoderó de su idea acuñando el nombre de “Tensegrity” al modelo que elaboró.

El primer modelo de tensegrity lo llamó “compresion flotante”, en el cual unas barras se sostenían en el aire sin tocarse debido a la compresión ejercida por una malla de cables externa. Este ha sido el principio a partir del cual ha trabajado Snelson.

El término tensegrity fue propuesto por el inventor alemán R. Buckminster Fuller al patentar en noviembre de 1959 las “Tensile-Integrity Structures”. Tensegrity es la conjunción de las palabras tensional integrity (integridad de tensiones); sin embargo, en la actualidad no se ha establecido con absoluta claridad cuándo un sistema es tensegrity o no, y su definición está todavía en discusión.

Se ha sintetizado la siguiente definición:

Tensegrity: es una malla espacial de cables, rigidizada por elementos aislados sometidos a compresión.

A partir de la exploración de la manera de separar los esfuerzos de compresión y tracción, Fuller llegó a la conclusión teórica de generar una malla continua de cables, junto a una serie de elementos a compresión, de tal manera que estos últimos fueran cortos, mientras que los tensores no tuvieran límites de longitud.

El trabajo inicial estuvo enfocado a la construcción de domos geodésicos, logrando vencer la barrera de la escala en este tipo de estructuras; así se podrían construir domos de cualquier dimensión.

  

CLASIFICACIÓN GENERAL

Se dividen en abiertos y cerrados:

Abiertos

Requieren, para su estabilización y rigidez, elementos externos adicionales a los propios del tensegrity, como son: mástiles, anillos, tensores adicionales, cimentaciones con grandes pesos muertos para ser sometidas a tracción, etc. Todavía está en discusión si estas estructuras se deben considerar tensegrities, ya que no están enmarcadas claramente dentro de la definición. Sin embargo, la mayoría de aplicaciones en arquitectura pertenecen a este tipo.

Cerrados

Conservan su forma gracias a cierta disposición de sus elementos a compresión y tracción, que los hacen “autotensionantes” es decir que estos esfuerzos se resuelven dentro del mismo sistema y no requieren elementos adicionales a las barras y los tensores.

 ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA

Nudos

Cada barra debe estar sometida a compresión por mínimo tres tensores en cada extremo, de tal manera que la fuerza resultante generada por los tensores corresponda con la dirección de la barra. El ángulo ideal para los tensores al proyectarlo en un plano es de 120º.

El esfuerzo de tracción que está soportando un cable depende de los ángulos entre él mismo y los otros tensores, y entre él y la barra o barras, así: Entre más alejados se encuentren los cables adyacentes mayor es el esfuerzo. Del mismo modo, el esfuerzo es directamente proporcional al ángulo entre el tensor y la barra.

En los nudos en los que existen barras articuladas solo son necesarios dos tensores para transmitir las fuerzas por las barras.

Barras

Las barras pueden sufrir falla por pandeo, por lo cual se recomienda que su sección transversa sea mayor en el medio, preferiblemente huecas para concentrar el material en la periferia y disminuir el radio de giro.

Cuando las barras, además de los tensores de los extremos, poseen tensores intermedios (que lógicamente no introduzcan flexión en el elemento) las condiciones de pandeo cambian, por lo cual la sección del elemento también varía.

Tensores

Los elementos a tracción deben pre-tensionarse, hasta que el material se elongue lo necesario y pueda desarrollar la resistencia requerida y evitar deformaciones no deseadas en el sistema.

El uso de tensores elásticos puede generar cierta inestabilidad formal, no otorga rigidez en el sistema ante cargas y permite grandes deformaciones