Alternativas de Cubierta del Estadio en Cuestión Para definir la estructura resistente de la cubierta, habrá primero que definir lineamientos arquitectónicos básicos de la misma. Para realizar un análisis del entorno en el que se encuentra el Estadio, para ello se utilizaran fotografías digitales de la zona del Estadio en cada una de sus vistas: Norte, Sur, Este, Oeste a fin de rescatar elementos que puedan respetarse a la hora de diseñar la cubierta. A continuación se mostrarán fotografías de dichas vistas:

Vista hacia el Norte desde el Estadio

Vista hacia el Sur desde el Estadio

Vista hacia el Este del Estadio

Vista hacia el Oeste desde el Estadio

Como puede observarse en las fotografías, los elementos que se destacan del entorno son las líneas curvas dictadas por los cerros que forman el Valle de Lerma, también se puede apreciar (en las fotografías siguientes) que no existe una urbanización en altura que sea considerable y que se imponga o que compita con los cerros.

Vista del Estadio hacia el Este a nivel del suelo

Fotografía aérea de la zona circundante al Estadio Mundialista.

Fotografía desde el interior del Estadio hacia el Sudeste.

Las alternativas que se consideren en el diseño respetarán los elementos del panorama circundante el cual se compone por las siluetas de los cerros principalmente, es decir que en el planteo estético primarán las líneas curvas y se evitarán diseños que requieran salientes como ser “puntas” o soluciones que produzcan efectos similares. Ampliando sobre el punto anterior, a fin de hacer mas explícita la idea, se evitarán diseños como los mostrados a continuación:

O2 Arena Londres - Inglaterra

Liverpool Stadium – Inglaterra

Millenium Stadium – Gales

Cabe destacar que los sistemas estructurales tipo “domo” o todos aquellos que den soluciones de cerramiento total se descartaron ya que se considera que la capacidad del estadio (aún si se ampliase en las esquinas) no es la suficiente como para enfrentar una solución de tales proporciones. Los diseños existentes que se utilizarán como base para la elección de la cubierta serán aquellos que consistan en arcos, voladizos o pórticos según la tipología descripta anteriormente; es decir que se utilizarán sistemas estructurales que puedan imprimir el carácter los elementos curvos en la solución. A continuación se mostrarán posibles sistemas estructurales que respeten los lineamientos anteriormente propuestos: Sistemas de pórticos, ya sea en forma de arcos o de vigas y columnas como lo descripto en la sección de estructuras resistentes.

MSV Arena – Duisburg – Alemania, Ejemplo de pórticos sin columnas intermedias.

Kobe Wing Stadium – Kobe – Japón, ejemplo de pórticos de sección curvada.

Sistemas estructurales de voladizo, también entrarían dentro de las pautas enunciadas anteriormente

Frank Clair Stadium - Ottawa – Canadá,

Se modelarán los esquemas estructurales descriptos con la finalidad de ir conociendo de antemano la manera en la que se comportan estas estructuras ante las cargas de peso propio y sobrecargas usuales. Se tomaron en cada caso valores de cargas gravitatorias de 15 kg/m2 y de sobrecargas de 30 kg/m2. Sistema Estructural de Voladizo Para este sistema se hizo un modelo simple de un voladizo, se tomó 16m de altura y 36m de longitud del voladizo con una separación entre los mismos de 30m. Para estas consideraciones se obtuvieron los siguientes resultados de los modelos:

Diagrama de Momentos (kNm)

Diagrama de Esfuerzos Normales (kN)

Si se plantea un sistema de voladizos, sería mas conveniente utilizar reticulados planos que permiten un mejor desempeño estructural; para ello se cambió el modelo y para la alternativa se tomaron reticulados de 3m de lado cada 30m y las mismas condiciones de altura y longitud del voladizo que en el planteo anterior. Los resultados obtenidos se muestran en el diagrama siguiente:

Diagrama de Esfuerzos Normales

Sistema Estructural de Pórticos Si se planteara una solución utilizando un sistema estructural de pórticos, se debería considerar un pórtico que posea una relación de altura de viga reticulada y luz de 1:12 como se recomienda en la normativa inglesa de cubierta de estadios “Roof Stadia”. Para este caso se tendrá que cubrir una luz total de 140m con una altura de viga de 12m soportadas por columnas laterales de 10m de altura compuestas por un reticulado de 10m de lado; siguiendo este lineamiento, un modelo de la solución tendría similar comportamiento a lo que se presenta a continuación:

Diagrama de Esfuerzos Normales

Otra alternativa para este tipo de solución es la de la selección de un arco de luz libre de 140m con una flecha adecuada que permita una buena visibilidad por parte de los espectadores. En principio este tipo de sistema estructural es el tipo de solución mas usado cuando se pretende tomar una cubierta soportada por un pórtico debido a los

beneficios geométricos que posee la forma curva del mismo que, en general, brinda esfuerzos de compresión principalmente en función a la curvatura del mismo. Se realizó así un modelo de un arco de dichas características que arrojó los siguientes resultados:

Diagrama de Momentos

Diagramas de Esfuerzos Normales

Queda en evidencia por los valores obtenidos que un arco posee grandes ventajas frente a un sistema de pórticos (valores mas bajos de tensiones y uniformidad de valores), esto lo convierte en una muy buena alternativa aunque la dificultad de este sistema radica en las alturas de visibilidad de las gradas. En el caso concreto del Estadio Mundialista, las alturas de gradas son de 16m en general lo que hace que el arco que se utilice como solución deba garantizar una visibilidad total, tanto en el largo y ancho de las gradas; esto conduce a mayor longitud del arco y crecimiento en altura (aumento de la flecha), lo que se traduce en un crecimiento de los costos. Otra alternativa utilizando este sistema estructural sería el de plantear el arco como un reticulado, de esta manera disminuirán los valores de esfuerzos normales en los miembros y se tornarían aún mas pequeños los valores de momento y corte en las secciones. Puede verse esto a continuación:

Esquema Utilizado

Diagrama de Esfuerzos Normales

En los arranques del arco, los valores son similares pero los beneficios se muestran hacia la clave del mismo. Definición del sistema a utilizar En función de lo expuesto anteriormente restaría definir el sistema estructural a utilizar, podría aplicarse el mismo sistema para las plateas y las tribunas o bien podrá optarse por un sistema distinto para cada una. Otra alternativa que surge es la de combinar estos sistemas, por ejemplo un sistema de pórtico frontal (del lado del campo de juego) y un sistema de voladizos en la parte trasera. Esto se deberá analizar para obtener el sistema mas adecuado y mas conveniente. Una propuesta sería la de utilizar un sistema reticular de voladizos en la totalidad de las tribunas y plateas logrando así sistemas mas sencillos de analizar pero a su vez con la desventaja de que los efectos de viento y sismo actuarían independientemente en cada sistema de cubierta; cabe destacar también que la falta de unidad estructural en la cubierta de las gradas generará un sistema de vórtices debido al viento que deberá ser estudiado en detalle para obtener correctamente los esfuerzos que éstos producirán. Por otro lado se puede optar por un sistema de pórticos vinculados entre sí entre todas las cubiertas de las tribunas y plateas, de este modo la estructura trabajará como una unidad ante los efectos sísmicos y de viento. También surge la propuesta de realizar un sistema integral de cubierta con arcos, esto es utilizando un pórtico de arcos para cada tribuna y platea.

Dentro de todos estos sistemas propuestos se elegirá una alternativa de diseño y se la estudiará en detalle, realizando el cálculo de los elementos principales y secundarios de soporte así como de los elementos de unión, superficie de cubierta y fundaciones.