Una estructura de tela es una estructura hecha de tela , con o sin marco estructural elaborado a partir del tejido de la propia tela. La tecnología proporciona a los usuarios finales una variedad de diseños estéticos de edificios de forma libre. Las estructuras hechas a medida están diseñadas y fabricadas para cumplir con los requisitos estructurales, retardantes de llama , resistentes a la intemperie y de fuerza natural en todo el mundo. Las estructuras textiles se consideran una subcategoría de estructuras tensadas .
La selección de materiales, el diseño, la ingeniería, la fabricación y la instalación de una estructura de tela son componentes integrales para garantizar una estructura sólida .
La mayoría de las estructuras textiles están compuestas de tela real en lugar de mallas o películas . Normalmente, la tela está recubierta y laminada con materiales sintéticos para aumentar su resistencia , durabilidad y resistencia al medio ambiente . Entre los materiales más utilizados se encuentran los poliésteres laminados o recubiertos con cloruro de polivinilo (PVC) y los tejidos de fibra de vidrio recubiertos con politetrafluoroetileno (PTFE). [1]
El tejido tradicional para las estructuras textiles es la sarga de algodón ligero , la lona ligera o la lona resistente.
La resistencia, la durabilidad, el costo y la elasticidad hacen que el material de poliéster sea el más utilizado en estructuras textiles. Los poliésteres laminados o recubiertos con películas de PVC suelen ser la opción menos costosa para fabricaciones a largo plazo. Los laminados generalmente consisten en películas de vinilo sobre mallas de poliéster tejidas o tejidas (llamadas mallas o sustratos), mientras que los poliésteres recubiertos de vinilo generalmente tienen una tela base de alto número y alta resistencia recubierta con una sustancia adherible que proporciona resistencia adicional. El tejido precontraint se fabrica colocando el tejido de poliéster bajo tensión tanto antes como durante el proceso de revestimiento. Esto da como resultado un tejido que tiene una mayor estabilidad dimensional .
Una tela laminada generalmente se compone de una malla de poliéster de refuerzo prensada entre dos capas de película de PVC sin soporte. Sin embargo, para la mayoría de los usos de estructuras textiles, se refiere a dos o más capas de tela o película unidas por calor, presión y un adhesivo para formar una sola capa.
Con una malla de poliéster de tejido abierto o de malla, las películas de vinilo exteriores se unen entre sí a través de las aberturas de la tela. Sin embargo, las telas más pesadas están tejidas demasiado apretadas para permitir la misma unión. En este caso, se utiliza un adhesivo para unir las películas exteriores al tejido base.
Una buena unión química es fundamental tanto para la prevención de la delaminación como para el desarrollo de la resistencia de las costuras. La costura se crea cuando se sueldan entre sí telas recubiertas de vinilo. El adhesivo permite que la costura cumpla con las fuerzas de corte y los requisitos de carga para una estructura en todas las temperaturas. El adhesivo evita que la humedad penetre en las fibras de la malla, lo que también previene el crecimiento de hongos o la congelación que podría afectar la adhesión del revestimiento exterior a la malla. Los adhesivos son a base de agua para cumplir con las regulaciones de la EPA.
Las mallas de tejido abierto generalmente hacen que la tela sea más económica, aunque esto también puede depender de la cantidad y el tipo de características que necesite en el vinilo. Se pueden incorporar al vinilo casi cualquier color, poliéster recubierto de vinilo con resistencia a los rayos UV y solidez del color. Sin embargo, cuantas más funciones se agreguen, mayor será el costo de la tela.
El poliéster recubierto de vinilo es el material más utilizado para estructuras de tela flexible. Se compone de una malla de poliéster, un agente adhesivo o adhesivo y revestimientos exteriores de PVC. La malla soporta el recubrimiento (que se aplica inicialmente en forma líquida) y proporciona resistencia a la tracción , alargamiento, resistencia al desgarro y estabilidad dimensional del tejido resultante. El poliéster recubierto de vinilo se fabrica en paneles grandes sellando térmicamente una costura superpuesta con un soldador por radiofrecuencia o un sellador de aire caliente. Una costura adecuada podrá soportar los requisitos de carga de la estructura. El área de la costura debe ser más resistente que la tela recubierta original al realizar pruebas de resistencia a la tracción.
La resistencia a la tracción de la tela base está determinada por el tamaño ( denier ) y la resistencia (tenacidad) de los hilos y el número de hilos por pulgada o metro lineal. Cuanto más grande sea el hilo y más hilos por pulgada, mayor será la resistencia a la tracción del producto terminado.
El agente adhesivo actúa como un enlace químico entre las fibras de poliéster y el revestimiento exterior y también evita que las fibras absorban agua, lo que podría provocar daños por congelación o descongelación en la tela.
El líquido de recubrimiento de PVC (vinilo Organisol o Plastisol) contiene productos químicos para lograr las propiedades deseadas de color, resistencia al agua y al moho y retardo de llama. También se puede fabricar tela que contenga altos niveles de transmisión de luz o se puede hacer completamente opaca. Después de que se ha aplicado el recubrimiento a la malla, la tela se pasa a través de una cámara de calentamiento que seca el recubrimiento líquido. Los revestimientos de PVC están disponibles en una variedad de colores, aunque los colores no estándar pueden resultar costosos. Los colores pueden estar sujetos a tiradas mínimas de pedido que permitan a la máquina barnizadora eliminar restos de cualquier color anterior.
La fibra de vidrio tejida recubierta con PTFE ( teflón o silicona ) también es un material base muy utilizado. Las fibras de vidrio se estiran en filamentos continuos, que luego se agrupan en hilos. Los hilos se tejen para formar un sustrato. La fibra de vidrio tiene una alta resistencia a la tracción, se comporta elásticamente y no sufre relajación de tensión ni fluencia significativas. El revestimiento de PTFE es químicamente inerte y puede soportar temperaturas desde 100 °F hasta 450 °F+. También es inmune a la radiación y se puede limpiar con agua. La fibra de vidrio PTFE también cuenta con las certificaciones Energy Star y Cool Roof Rating Council. Durante las pruebas científicas de sus propiedades solares, se descubrió que las membranas de fibra de vidrio de PTFE reflejan hasta el 73 por ciento de la energía del sol y retienen sólo el siete por ciento en su superficie exterior. Ciertos grados de fibra de vidrio PTFE pueden absorber el 14 por ciento de la energía del sol y al mismo tiempo permitir que se transmita el 13 por ciento de la luz natural y el siete por ciento de la energía rerradiada (calor solar). [2]
Debido a su eficiencia energética, su alta temperatura de fusión y su falta de fluencia, las telas a base de fibra de vidrio han sido el material elegido para las cúpulas de los estadios y otras estructuras permanentes, particularmente en los Estados Unidos. Sin embargo, cuando se construyen correctamente, las estructuras de poliéster pueden ser igualmente duraderas.
Para estructuras textiles se encuentran disponibles varios polímeros que consisten principalmente en polietileno, polipropileno o combinaciones de ambos.
Los tejidos PVDF están disponibles para estructuras de tela.
Los tejidos de ePTFE están disponibles para estructuras de tela.
El material opaco , también conocido como material blockout, es una tela opaca. La tela opaca consta de un laminado que intercala una capa opaca entre dos capas exteriores blancas. La calefacción y la iluminación de una estructura se pueden controlar porque la tela no permite que la luz penetre en la parte superior o las paredes. La calidad opaca también evita que las manchas, la suciedad, las reparaciones o los paneles ligeramente desparejados en el exterior de la estructura se noten desde el interior.
La mayoría de las telas utilizadas para estructuras de tela tienen algún tipo de capa superior aplicada al exterior o revestimiento para facilitar la limpieza. La capa superior proporciona una superficie dura en el exterior del material, formando una barrera que ayuda a evitar que la suciedad se adhiera al material, al mismo tiempo que permite limpiar la tela con agua. A medida que el material envejece, la capa superior eventualmente se erosionará, exponiendo la tela a la suciedad y haciéndola más difícil de limpiar. Cuanto más espesa sea la capa superior, más durará. Sin embargo, los recubrimientos que son demasiado gruesos se volverán quebradizos y se agrietarán cuando se doblen.
Hay varios recubrimientos de acabado de uso común:
Cuando se habla de las propiedades de la tela para su uso en una estructura, hay varios términos que se usan comúnmente:
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A la hora de decidirse por un tejido, es imperativo tener en cuenta determinadas propiedades del mismo. Estos incluyen tensión versus deformación (carga unitaria versus alargamiento unitario), vida útil esperada, los mecanismos de unión del material (soldadura, pegado, etc.) y el comportamiento de la tela en o alrededor del fuego.
Los datos de tensión versus deformación deben obtenerse tanto en forma uniaxial como biaxial. Esta información caracteriza el tejido en términos de rigidez, elasticidad y plasticidad. Esta es información esencial al determinar la respuesta del material bajo carga en una aplicación de transporte de carga. La resistencia al corte , la deformación por corte y los índices de Poisson , aunque difíciles de obtener, son fundamentales a la hora de analizar un tejido como material estructural.
Las estructuras textiles pueden tener múltiples ventajas sobre los edificios tradicionales en ciertos escenarios. En algunos casos, no se requiere iluminación ya que la tela utilizada generalmente es translúcida, lo que la convierte en una solución energéticamente eficiente. Movilidad: Podrás moverlos, ya sea sobre ruedas o reubicarlos por completo. Ahorro: Cuestan aproximadamente la mitad de lo que cuesta una estructura tradicional.
Propiedades de la tela: cuando se habla de las propiedades de la tela para su uso en una estructura, hay varios términos que se usan comúnmente:
La resistencia a la tracción es un indicador básico de la resistencia relativa. Es fundamental para tejidos arquitectónicos que funcionan principalmente en tensión. La resistencia al desgarro es importante porque si una tela se rompe en su lugar, generalmente lo hará desgarrándose. Esto puede ocurrir cuando una concentración de tensión local o un daño local dan como resultado la falla de un hilo, lo que aumenta la tensión en los hilos restantes.
La fuerza de adhesión es una medida de la fuerza de la unión entre el material base y el revestimiento o película laminada que lo protege. Es útil para evaluar la resistencia de uniones soldadas para conectar tiras de tela en un conjunto fabricado. Retardante de llama no tiene el mismo significado que ignífugo. La tela que contiene un revestimiento retardante de llama puede resistir incluso una fuente de punto muy caliente. Sin embargo, aún puede arder si hay una gran fuente de ignición.
Por supuesto, se deben tener en cuenta otras propiedades al determinar la idoneidad de un material para una estructura. Para comprender completamente el valor y la utilidad de una tela, considere lo siguiente:
Techo de tela en Tulsa, Oklahoma:
