Desarrollo de metodología para evaluar la respuesta de un sistema de parasoles frente a cargas de viento

El uso de elementos de sombreamiento en fachadas para mejorar la eficiencia de los edificios ha aumentado en los últimos años. En este contexto, Alucoil® ha desarrollado su propio sistema de parasoles de fachada, aprovechando la ligereza y rigidez de los paneles larcore® de aluminio con núcleo de nido de abeja de aluminio.

El sistema permite la fijación de los paneles conectados por su parte trasera, denominadas lamas en voladizo, o fijados en sus extremos, denominadas lamas bi-apoyadas. También está pensado para la instalación de parasoles verticales y horizontales; de sección recta o variable, pudiendo llegar a elementos de hasta 900mm de fondo:

Uno de los principales desafíos durante el desarrollo del sistema fue estimar con precisión la influencia del viento sobre estos elementos.

Actualmente, no existen normativas específicas que regulen el cálculo de las acciones implicadas, ni que definan los criterios que limiten la respuesta de estos elementos para garantizar un comportamiento seguro en su instalación en fachada. Además, estos componentes no se comportan como cerramientos de fachada convencionales, ya que están expuestos al viento por ambos lados, lo que puede generar efectos de presión y succión simultáneos.

Para abordar esta problemática, Alucoil® se ha visto en la necesidad de conocer las cargas involucradas y poder verificar el comportamiento del sistema de instalación. En colaboración con una empresa especializada en ingeniería del viento, se ha trabajado en establecer un procedimiento interno que permita adaptar estos cálculos al marco normativo vigente, obteniendo así la capacidad de realizar análisis detallados para proyectos específicos.

Las diferentes fases de las que consta la investigación son las siguientes:

• Estudio en túnel de viento para analizar las cargas que actúan sobre estos elementos. Frecuentemente, se calculan erróneamente como si fueran cargas de fachada, sin considerar que este tipo de lamas están expuestas por ambas caras.

• Cálculo de efectos dinámicos mediante simulaciones por método de elementos finitos. Se estudian varias configuraciones, según las posibilidades dimensionales de las lamas y las posibilidades de instalación del sistema.

• Realización de ensayos reales en las instalaciones de Alucoil®.

• Comparación de teoría vs realidad haciendo uso de programación y algoritmos desarrollados ad-hoc internamente.
• Determinación de criterios que limiten la respuesta del conjunto para garantizar un buen comportamiento de todas las partes.

Los resultados obtenidos tras el desarrollo de la metodología revelan que las cargas de viento que inciden sobre parasoles instalados en fachada difieren en gran medida de las calculadas según normativas vigentes para fachadas planas, en torno a un 50% en la mayoría de los supuestos analizados y llegando a observarse diferencias de más del 90% en algunos casos.

Además, debido a la existencia de estos elementos, se observan modificaciones importantes en las cargas recibidas por la propia fachada.

En consecuencia, se pone de manifiesto la imposibilidad de realizar el dimensionamiento fiable tanto de los parasoles como de los sistemas de instalación utilizando los valores de cálculo propuestos para fachadas convencionales y sin tener en cuenta la respuesta frente a los efectos dinámicos del viento.

Adicionalmente, al no existir una normativa técnica específica, se evidencia la necesidad de seguir una metodología como la que aquí se ha desarrollado para determinar las cargas que actúan sobre los elementos de protección solar y conocer la respuesta del sistema de instalación frente a los efectos derivados de la acción del viento.

También, se constata que la metodología descrita posibilita la obtención de los coeficientes y de las limitaciones necesarias para la integración de dispositivos de control solar en envolventes arquitectónicas sin comprometer la seguridad estructural ni la funcionalidad de estos elementos en condiciones reales de servicio.