Impala Terminals: El almacén techado de minerales más grande del mundo

Impala Terminals requería cubrir su almacén ubicado en el Callao. Eran condiciones indispensables no atentar contra el medio ambiente, lograr gran espacio entre columnas para mantener la operatividad diaria y contar con iluminación natural de modo que no se use energía eléctrica durante el día. El resultado fue un techo singular. Desde lo alto, grandes ondas blancas conjugan con el entorno chalaco y logran una estética arquitectónica no conocida para un almacén de minerales. 

La solución planteada fue un sistema estructural de tensoestructuras que está conformada por una membrana tensionada de PVC con alma de poliéster, sobre arcos metálicos que se apoyan en columnas de concreto armado y van cimentados sobre pilotes.

Los criterios de diseño consideraron los procesos de operación del terminal, por lo cual en algunos casos los espacios entre columnas alcanzan hasta 75 m x 41.5m, que hacen más eficiente los procesos de recepción, almacenaje, mezcla y despacho de concentrados. Además, para asegurar las condiciones adecuadas de trabajo, se efectuaron simulaciones de temperatura y concentración de gases al interior del almacén.

La altura es variable, pero el máximo punto de la estructura alcanza los 35 m. Todo el almacén cuenta con sistemas de drenaje pluvial y de alumbrado. Se han construido 141 columnas de concreto armado de 10.70 m de altura y 1.5 m x 1.5 m de sección promedio, empleando 3,394 m3 de concreto premezclado y 491 toneladas de acero. Para la construcción total se ha utilizado encofrado metálico armado en taller e izado con grúas.

La membrana traslúcida permite durante el día la iluminación natural. Durante la noche la iluminación está constituida por 785 lámparas LED suspendidas a 13 m de altura y con capacidad de ser controladas por sectores y en escenarios desde panel electrónico central, obteniendo así la iluminación necesaria para las operaciones con bajo consumo de energía.

Los criterios de diseño consideraron los procesos de operación, por lo cual en algunos casos los espacios entre columnas alcanzan hasta 75 m x 41.5m, que hacen más eficiente los procesos de recepción, almacenaje, mezcla y despacho de concentrados.

 

MÓDULOS

Para cubrir el almacén, asentado sobre un terreno irregular, surgió la idea de crear un módulo base para replicarlo en diversas dimensiones y adecuarlo. “Analizando el almacén industrial sugerimos utilizar el sistema estructural de tensoestructura a partir de un módulo que se adecue a la irregularidad del terreno y cumpla con el objetivo de techar grandes áreas. Tener una sola nave era imposible. En tamaño, hablamos de varias canchas de fútbol. Este módulo nos permitiría acondicionarlo según terreno”, explica la arquitecta Aurora Pérez, jefa de Arquitectura, de Cidelsa, empresa que se encargó del techado.

“Aparte de eso planteamos como reto lograr poca densidad en la estructura metálica, de tal manera que el mantenimiento sea fácil. Los almacenes tradicionales tienen mucho fierro como arcos continuos, viguetas, tirantes de arriostre, además de la cobertura y el cableado. En este caso, teníamos que aprovechar las cualidades de la tela y concentrar la estructura, no repartirla”, agrega.

La configuración básica son dos arcos inclinados y arriostrados entre sí, con vigas que a la vez conforman una teatina. Cada módulo se estabiliza cuando se adhiere al otro. No obstante, para los que se ubicaron en el perímetro se consideraron unas diagonales en la parte inferior para lograr el mismo efecto.

Destaca la simplicidad en los elementos, lo que hace posible un fácil mantenimiento. Esto también repercutió en la fabricación y en el montaje. “Para los módulos pequeños se usaba un solo tubo poligonal de tal manera que no se rolaba sino se soldaban elementos rectos, en los otros es reticulado. Hemos logrado cubrir luces de 75 metros, donde se ha instalado el módulo más grande que tienen el mismo largo por 41.5 metros de ancho. La zona perimetral se solucionó con un toldo del mismo material. Es como un retiro. En ese caso, los módulos tienen una sola crujía y un arco adicional”, explica.

TENSOESTRUCTURA

La tensoestructura es un sistema configurado por dos elementos: rígidos y flexibles. Los primeros son las estructuras con columnas, arcos y vigas; en tanto, los segundos son las membranas y cables, “que dependiendo de las luces pueden ser transversales y longitudinales. Estos cables transversales forman una curvatura convexa y los otros cóncava. Con ello se logró una doble curvatura en la membrana de este proyecto, con lo que se generó una especie de hoja en el diseño”. 

Detalla que en el módulo más grande, la tela es una gran pieza que no tiene apoyos intermedios como si hubiera sucedido con una estructura convencional. “La membrana además de cumplir con su función de protección, también es una estructura de tracción pura. La estructura de metal, en tanto, es una de compresión, que recibe las tensiones de la membrana; así se complementan”, indica.

Entre las ventajas que se destacan al escoger esta solución, la arquitecta Pérez reitera que sin duda son cubrir grandes luces y la poca densidad estructural. De otro lado, resalta la protección usada en los elementos metálicos contra la corrosión, considerando su cercanía al mar.

Cuenta que el proceso de cálculo y el estudio de suelo arrojó que la napa freática estaba a solo 5 m de la superficie. Por ese motivo se colocaron pilotes con 9 m de profundidad debajo de cada columna. “El requerimiento del proyecto era tener una altura de 10 metros para columnas, por eso el pilotaje profundo. Así, en la parte central, la más alta del almacén, la flecha alcanza los 25 metros. Esto sumado al alto de columnas, suman 35 metros de altura para el arco más grande. La altura es variable en el almacén, ya que depende del tamaño de los módulos instalados y la luz requerida”; asegura.

“Analizando el almacén industrial sugerimos utilizar el sistema estructural de tensoestructura a partir de un módulo que se adecue a la irregularidad del terreno y cumpla con el objetivo de techar grandes áreas. Tener una sola nave era imposible...” informa la arquitecta Aurora Pérez. En imágenes el módulo con arcos retículados y de tubo poligonal. 

 

LA MEMBRANA

Si bien es cierto que el área cubierta son 120,000 m2 de almacén, la cobertura suma aproximadamente 160,000 m2 de membrana.

La arquitecta informa que el peso de la tela tiene un promedio de un 1kg/m2 y menos de 1 mm de espesor. Está fabricada con un tejido de poliéster que previamente ha sido pretensado en el proceso de fabricación y luego recubierto con PVC. “Es una membrana con capacidad de recibir sobrecargas. Y, acá, en el Callao, el principal problema es el viento. La cantidad de estructura metálica en la membrana no existe, solo los cables mencionados. Y, es cierto, que el viento afecta a una membrana delgada, pero eso se contrarresta con el diseño, con la forma y con una instalación estable. No solo hay que tensarla, hay que darle la curvatura correcta”.

El cerramiento también tuvo un trabajo especial. El cerco perimetral está un poco más bajo que el nivel máximo de las columnas. “Los tímpanos se han cubierto, en los casos que se han solicitado, con la misma membrana de los módulos. Así se ha hecho en los terrenos colindantes al colegio de la zona. En casos donde se optó por ventilación cruzada hemos usado mallas que iluminan y a la vez ventilan. Además, toda la membrana controla la polución que se origina en la zona y protege a los minerales de los agentes externos sin afectar el medio ambiente”, puntualiza.

Entre los detalles de la obra, cuenta que existen 32 kg de estructura metálica por metro cuadrado en columna; las uniones son bridadas, no hay nada soldado. “Las piezas se han prefabricado y se han empalmado en el terreno para verificación de luces y flechas. Se ha tenido especial cuidado en el izaje ya que si había algún error, las membranas no iban a calzar. Las membranas se fabricaron en paralelo con la estructura metálica”, finaliza.

Esta obra, de US$ 34 millones, complementa una serie de inversiones emprendidas por la multinacional Impala Terminals desde 2011, que suman US$ 170 millones e incluyen la automatización del manejo de los concentrados con fajas y un volteador de vagones, la interconexión de sus operaciones hacia la Faja Transportadora del Callao.

Más en revista Proyecta Ed. 43.