ETFE: Technology and Design
Sobre este libro
Desde finales de la década de 1990, una delgada película fluoropolimérica y transparente ha transformado silenciosamente las posibilidades estéticas y técnicas de los grandes recintos de cerramiento en arquitectura. El etileno tetrafluoroetileno — ETFE — un copolímero de etileno y tetrafluoroetileno desarrollado originalmente para aplicaciones aeroespaciales e industriales, encontró su camino en las membranas arquitectónicas con resultados que sorprendieron incluso a sus primeros usuarios más optimistas. ETFE: Technology and Design, escrito por Annette LeCuyer y publicado por Birkhäuser en 2008, es la primera monografía exhaustiva dedicada a este material en un contexto arquitectónico.
Sigue siendo la referencia esencial para comprender cómo se diseña, fabrica y despliega el ETFE en los edificios, y por qué ha alcanzado una adopción tan rápida y amplia en diferentes tipos de edificios y geografías. LeCuyer, arquitecta y profesora en la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo, aporta rigor académico y precisión técnica a su examen del material. El libro está organizado para abordar el ETFE desde múltiples perspectivas: sus propiedades físicas y químicas, su comportamiento estructural en diferentes configuraciones, su rendimiento medioambiental, los sistemas de ingeniería que lo soportan, y el conjunto de obra construida que lo ha establecido como una tecnología arquitectónica significativa.
La lámina de ETFE es un material extraordinario. En su forma bruta, se fabrica en hojas de entre 100 y 300 micras de espesor — más delgada que una bolsa de plástico típica — y sin embargo posee una durabilidad excepcional. No se degrada bajo la radiación ultravioleta, no se vuelve quebradizo con la edad, resiste el ataque químico de ácidos, bases y contaminantes atmosféricos, y tiene una vida útil proyectada de 50 a 100 años con un mantenimiento mínimo.
Su superficie tiene una fricción extremadamente baja, lo que significa que la suciedad y el crecimiento biológico — algas, musgo, partículas atmosféricas — no se adhieren fácilmente, y la lluvia limpia eficazmente el material. Su peso es aproximadamente el uno por ciento del de un panel de vidrio equivalente, reduciendo drásticamente la carga estructural impuesta sobre los marcos de soporte. El libro distingue entre las dos configuraciones primarias en que se emplea el ETFE.
La primera y más reconocida es el sistema de cojines neumáticos, en el que dos o más capas de lámina de ETFE se sellan en sus perímetros y se inflan continuamente con aire seco a una presión diferencial de aproximadamente 250 a 300 pascales. El cojín resultante es un elemento estructural ligero, sostenido por aire, que puede salvar distancias considerables — típicamente entre 3 y 15 metros — sin estructura adicional dentro del propio cojín. Los sistemas de cojines multicapa ofrecen un rendimiento térmico significativamente mejorado respecto a los de capa única: un cojín de tres capas alcanza un valor U del orden de 1,0 a 1,5 W/m²K, comparable al acristalamiento aislante básico.
LeCuyer proporciona un análisis exhaustivo de la mecánica estructural de los sistemas de cojines bajo viento, nieve y presión interior, así como el diseño de las unidades de manejo de aire y los sistemas de monitoreo de presión que mantienen los cojines inflados. La segunda configuración es la membrana tensada de capa única, en la que los paneles individuales de lámina de ETFE se estiran sobre un marco rígido y se mantienen bajo tensión mecánica. Los sistemas de capa única son más simples, más delgados y menos costosos que los cojines multicapa, pero ofrecen un aislamiento térmico mínimo.
Se utilizan típicamente en cerramientos interiores, aplicaciones de lucernarios en edificios con control climático, y situaciones en que el rendimiento térmico es secundario respecto al peso, la transparencia o el coste. La transmisión de luz es una de las propiedades más notables del ETFE. Una sola capa transmite aproximadamente el 90 al 95 por ciento de la luz visible incidente — significativamente más que incluso el vidrio arquitectónico más transparente — y, crucialmente, el ETFE transmite la mayor parte del espectro ultravioleta, con valores de transmisión de aproximadamente el 83 al 88 por ciento en el rango de 320 a 380 nanómetros.
Esta transparencia a los rayos UV tiene importancia biológica: permite que las plantas realicen la fotosíntesis y que los ocupantes humanos sinteticen vitamina D bajo espacios cubiertos con ETFE de maneras que no serían posibles bajo cerramientos de vidrio estándar. El Proyecto Eden en Cornualles, Inglaterra, diseñado por Grimshaw Architects y completado en 2001, aprovechó directamente esta propiedad: sus dos biomas — el Bioma de Selva Tropical con aproximadamente 16.000 metros cuadrados y el Bioma Mediterráneo con 6.500 metros cuadrados — están encerrados por cojines de ETFE de triple capa montados sobre marcos geodésicos de acero hexagonales. El revestimiento de ETFE, que cubre un total de aproximadamente 30.000 metros cuadrados, crea entornos lo suficientemente cálidos para sostener especies vegetales tropicales y mediterráneas en un clima inglés templado.
El Allianz Arena de Múnich, completado en 2005 y diseñado por Herzog y de Meuron, demuestra la capacidad del ETFE para efectos visuales dinámicos a escala arquitectónica. La envolvente exterior completa de la arena — cubierta y fachada — está revestida con aproximadamente 2.760 cojines de ETFE en forma de diamante que cubren una superficie combinada de 66.500 metros cuadrados, la mayor instalación de membrana de ETFE del mundo en el momento de la publicación. Cada cojín está iluminado de forma independiente por pares de lámparas fluorescentes por encima y por debajo, con toda la fachada capaz de iluminarse en blanco, rojo o azul para mostrar los colores del equipo local que juega en un día determinado.
El sistema requiere aproximadamente 25.000 tubos fluorescentes. LeCuyer aborda el rendimiento acústico, señalando que los cojines de ETFE tienen un rendimiento de aislamiento acústico relativamente limitado pero pueden diseñarse para modular la reverberación y proporcionar condiciones acústicas aceptables en grandes espacios cerrados. La ingeniería contra incendios se examina en detalle: el ETFE no mantiene la combustión, y cuando se expone a la llama, tiende a retraerse de la fuente de calor y a formar pequeñas aberturas en lugar de arder o gotear, un comportamiento generalmente considerado ventajoso en términos de ventilación de humos y evacuación en grandes espacios cubiertos.
Los capítulos finales del libro examinan el futuro de la tecnología ETFE, incluyendo la integración de patrones gráficos impresos en los paneles de lámina para el sombreado solar y la privacidad visual, el desarrollo de sistemas de lámina electrocrómicos y fotovoltaicos, y el potencial de los cerramientos de ETFE para actuar como componentes activos de los sistemas de gestión ambiental de los edificios. ETFE: Technology and Design es un modelo de escritura arquitectónica técnica: precisa, bien ilustrada y fundamentada tanto en la ciencia de los materiales como en la práctica constructiva. Para cualquier arquitecto, ingeniero o investigador que trabaje con estructuras de membrana o cerramientos de gran luz, es indispensable.