Las membranas tensables japonesas añaden color a importantes construcciones de todo el mundo

A una hora en coche desde el centro de Shanghai, enormes "hojas de loto" flotan en el aire sobre el Circuito Internacional de Shanghai. Veintiséis de estas cubiertas hechas de membranas tensadas dan sombra a las gradas de debajo para 20.000 espectadores. Hechas de fibra de vidrio cubierta de fluoroplástico, cada estructura con forma de hoja es una elipse que mide 31,6 metros de largo y 27,6 de ancho y está sostenida por un pilar con una estructura de acero de un metro de diámetro. Evocando la imagen de hojas de loto superpuestas flotando plácidamente en la superficie de un estanque, este diseño de cubierta ultramoderno utiliza conocimientos tecnológicos desarrollados por empresas japonesas para crear estructuras de membranas espectaculares.

Como cubiertas, las estructuras de membranas son ligeras y además ofrecen una mejor iluminación, siendo utilizadas de manera general en estadios construidos sin columnas de soporte, así como en grandes espacios con diseños arquitectónicos innovadores. Sin embargo, solo un puñado de compañías pueden presumir de tener los conocimientos necesarios para fabricar este tipo de materiales. Crear estas complicadas estructuras de tres dimensiones de membranas tensables requiere técnicas sumamente avanzadas, tanto en la manufactura de los tejidos como en la ejecución del diseño sobre el terreno.

El estadio de fútbol Arena Fonte Nova fue inaugurado en abril de 2013 en la ciudad portuaria de Salvador, en la costa atlántica del noreste de Brasil. Con capacidad para 56.500 personas, se caracteriza por una estructura de cubierta de membrana tensada fabricada por la misma compañía que realizó las “hojas de loto” para el circuito de Shanghai. La cubierta protegerá las gradas del Arena Fonte Nova cuando en él se celebre el partido de cuartos de final de la Copa del Mundo de fútbol que tendrá lugar en Brasil en 2014.

Taiyo Kogyo también fabricó e instaló el techo de Arena Fonte Nova en Brasil. (Foto por cortesía de Taiyo Kogyo Corporation)

La planta desalinizadora de agua oceánica en Trinidad y Tobago utiliza unidades de membranas de osmosis inversa fabricadas por Toray. (Foto por cortesía de Toray Industries Inc.)

Plantas de soporte vital convierten el agua de mar en agua potable

Completamente rodeadas por el océano, las islas caribeñas de Trinidad y Tobago han luchado durante muchos años contra una carencia crónica de agua potable. Actualmente, una planta de soporte vital convierte el agua salada en agua potable, desempeñando una función esencial para la vida de los allí residentes. Con su enorme capacidad para procesar 136.000 m³ al día, es una de las mayores plantas desalinizadoras del mundo.

El corazón de la planta es una membrana de osmosis inversa suministrada por un fabricante japonés. Usando tecnología macro-molecular, pequeños orificios de no más de unos pocos manómetros de diámetro permiten pasar a través de la membrana únicamente a las moléculas de agua, reteniendo la sal. Equipada con 20.000 unidades de membranas de osmosis inversa fabricadas como producto industrial, esta planta desaliniza agua del océano para suministrar a los residentes agua potable.

El agua dulce que los seres humanos pueden realmente beber representa solo una pequeña parte del agua del planeta, condenando a muchas regiones del mundo a una lucha constante contra una severa carencia de agua. Las plantas desalinizadoras, que son capaces de convertir abundantes recursos de agua oceánica en agua dulce potable, están contribuyendo de manera importante a resolver el problema mundial de la falta de agua.

Coloridos hilos de QMONOS, una fibra hecha de proteína a semejanza de la tela de araña, y un vestido hecho de tela de QMONOS. (Foto por cortesía de Spiber Inc.)

Una fibra de ensueño transforma el mundo

La zona alrededor de Tsuruoka en la prefectura de Yamagata, además de ser una aldea de aspecto bucólico de la región de Tohoku y una de las principales zonas productoras de arroz de Japón, es la sorprendente cuna de una de las más avanzadas fibras artificiales del mundo. Más resistente que el acero y más elástica que el nailon, la “tela de araña artificial” producida allí satisface las necesidades de una serie de industrias que precisan fibras que sean ligeras, pero fuertes. Esto incluye materiales para componentes de automóviles, vasos sanguíneos y cabellos humanos artificiales, así como hilo para ropa.

Aunque un gran número de científicos han intentado crear tela de araña artificial con estas propiedades especiales, ninguno ha sido capaz de producir en masa con éxito fibra artificial, hasta que una firma de capital riesgo formada por un grupo de jóvenes investigadores de la Universidad de Keio lo intentó. La nueva empresa utilizó la biotecnología más avanzada para hacer que un organismo diferente creara una proteína similar a la de la tela de araña. Los científicos entonces utilizaron esta proteína y la procesaron para conseguir fibras.

Las instalaciones experimentales para la producción en masa se finalizarán en diciembre de 2013, y la investigación y desarrollo se está acelerando para hacer posible que se inicie dentro de pocos años su producción a gran escala.

Los rollos de tubos para plantas colocados en tierras desérticas en Sudáfrica se fabrican usando una fibra biodegradable desarrollada por Toray y tejida con técnicas de fabricación desarrolladas por Mitsukawa de la prefectura de Fukui. (Foto por cortesía de Toray Industries, Inc.)

Textiles que devuelven la vida a terrenos desérticos

En los suburbios de Johannesburgo, Sudáfrica, los granjeros están trabajando con ahínco para recuperar terrenos que se hicieron estériles a causa de las actividades de la minería. Para apoyar estos esfuerzos, desempeñan una función importante largos tubos de tejido fabricados con un método desarrollado conjuntamente por fabricantes japoneses de telas y de fibras. Los granjeros rellenan los tubos de tierra y fertilizantes y los depositan en largos surcos en el suelo, y plantan semillas de sus cultivos entre ellos. En poco tiempo, cereales y otras plantas echan raíces en los tubos y los sembrados gradualmente se extienden. Al mismo tiempo los tubos ayudan a evitar que el viento levante en el aire la arena. Hechos con fibra de ácido poliláctico biodegradable que se descompondrá en el terreno, estos tubos son fabricados usando maruami, una técnica circular de tejer desarrollada por fabricantes de tejidos japoneses que proporciona una gran elasticidad. Los tubos son fáciles de colocar y también retienen una gran cantidad de agua. Esta mayor retención del agua permite a los agricultores cultivar cereales con un empleo menor de agua y fertilizantes. La gente puede ahora tener cosechas en el desierto, incluso sobre hormigón, así que la idea está suscitando mucho interés.

El paracaídas de aterrizaje de la sonda espacial Curiosity desplegado durante un experimento en el túnel de viento. Las cuerdas de suspensión que conectan el paracaídas y la sonda especial están hechas de una fibra de aramida llamada Technora que ha sido desarrollada por Teijin Ltd. (Foto por cortesía de NASA/ JPL-Caltech)

Fibras resistentes soportan la rigurosa prueba del espacio exterior

Aventurándose lejos de la Tierra, los textiles de alta tecnología viajan al espacio exterior.

La Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) logró hacer aterrizar en Marte la sonda espacial no tripulada Curiosity en agosto de 2012. Una vez la sonda espacial entró en la atmósfera de Marte, se abrió un inmenso paracaídas de 15 m de diámetro para reducir su velocidad de 1.450 Km/h a 290 Km/h. Las 80 cuerdas de suspensión que unían el paracaídas y la sonda estaban hechas de otra extraordinaria fibra desarrollada por una compañía japonesa.

Estas fibras especiales de aramida tienen un coeficiente de resistencia a la tensión en relación a su peso ocho veces mayor que el acero. Esta fuerza, en combinación con su resistencia al calor que le permite soportar temperaturas de 200ºC por largos períodos de tiempo, da a estas fibras de aramida extraordinarias propiedades que impresionaron realmente a los miembros de la NASA. Según los cálculos de la NASA, el paracaídas debía de soportar un máximo de tracción gravitacional nueve veces superior a la de la Tierra durante el aterrizaje y las 80 cuerdas de suspensión tenían que soportar un peso de 27 toneladas.