El fabricante de Florida crece en el nicho único de tejido arquitectónico

El anfiteatro de Pompano Beach utiliza una combinación de tela y acero estructural, todo sostenido en tensión por una variedad de conexiones.

Una tarde soleada de Florida, German Buitrago señaló el amplio toldo que alberga el nuevo anfiteatro de Pompano Beach. Las líneas de barrido son creadas por tejido estirado de soporte de acero estructural formado por expertos. La cosa es que "apoyar" realmente no es la palabra correcta. Toda la estructura, incluida la tela recubierta que se precipita dramáticamente por encima y entre los elementos de acero estructural, está en tensión.

"Una vez que está en tensión", dijo Buitrago, "la tela se comporta con la misma fuerza que el acero". El nombre técnico es estructura de membrana extensible, y los fabricantes que las construyen juegan en el nicho altamente especializado de la tela arquitectónica.

Buitrago y su socio comercial Tim Nee son copropietarios de Big Span Structures, un fabricante de telas y metales con sede en Summerfield, Florida. Tiene todos los detalles de un taller de fabricación moderno: corte por plasma en 3D para formas estructurales, una mesa de corte por plasma, y prensa frenos. Pero también emplea a arquitectos e ingenieros y ejecuta una operación de ensamblaje y soldadura ultraflexible, que puede cambiar completamente de un trabajo e incluso de un turno a otro.

Todos trabajan juntos para construir estructuras utilitarias que hacen declaraciones artísticas. Algunos son rígidos, otros caprichosos, pero todos muestran lo que puede suceder cuando la tela y el metal se fabrican en perfecta tensión.

Buitrago ha trabajado en el negocio de las telas arquitectónicas desde 1985, Nee desde 1993. Sus carreras se cruzaron muchas veces, y en 2008 los dos decidieron emprender juntos. De esa asociación surgió Big Span.

Los dos compraron un terreno de 50,000 pies cuadrados. planta, una parte de la cual se dedicó a la fabricación de telas, el resto se dedicó a fabricar y ensamblar los elementos de acero estructural. Hoy en día, los 30,000 pies cuadrados de la compañía. La planta de ensamblaje y fabricación de acero estructural se encuentra en un lote de 7 acres en las afueras de Summerville, justo al sur de Ocala, mucho espacio para grandes proyectos. En 2017 trasladó su fabricación de telas a un área de 45,000 pies cuadrados. planta en Guadalajara, México.

Al igual que la soldadura de metal, la soldadura por radiofrecuencia (RF) de tela, recubierta con cloruro de polivinilo (PVC) o politetrafluoroetileno PTFE (fibra de vidrio), es en sí misma una ciencia. Como explicó Buitrago, "Para soldar PVC, se le aplica calor. Pero para lograr la adhesión, el calor debe ser generado por la máquina de RF. Al aplicar RF, se rompen las moléculas del propio PVC durante unos cinco segundos, luego dejas que se enfríe durante 20 segundos. Una vez que se enfría, se convierte en una unión fusionada más fuerte que la tela misma.

"Con PTFE, usamos una técnica similar, pero en lugar de RF, aplicamos calor con placas de acero calentadas entre 500 y 600 grados F, solo durante unos segundos. Una vez que se enfría, nuevamente se convierte en una unión más fuerte que la la tela misma".

El campus de Florida de la compañía tiene dos instalaciones, una dedicada a equipos de fabricación CNC y otra para soldadura y ensamblaje. El taller CNC corta placas y tubos de acero con equipos de corte por plasma de alta definición. "Esto incluye una máquina de plasma CNC que puede cortar en tres dimensiones", dijo Buitrago. La máquina corta tubos redondos, rectangulares y cuadrados, así como varias formas estructurales. "Básicamente, podemos cortar cualquier pieza de acero de hasta 1,5 pulgadas de espesor".

El taller también tiene rollos de placa junto con una dobladora horizontal de tres rollos que puede formar tubos y formas estructurales de hasta 8 pulgadas de diámetro. Envía miembros más grandes a una operación de dobladora de rodillos especializada. "Han laminado tubos de hasta 30 pulgadas de diámetro para nosotros", dijo Buitrago.

Aunque Big Span tiene muchos equipos modernos, su fabulosa tienda no es única. Los trabajadores cortan placas y formas estructurales. Su departamento de limpieza por chorro y pintura húmeda maneja piezas de trabajo individuales o subconjuntos soldados. Nada inusual allí.

German Buitrago (izquierda) y Tim Nee, cofundadores de Big Span Structures, se paran cerca del anfiteatro de Pompano Beach, un trabajo que muestra cómo el acero estructural y la tela recubierta de PVC trabajan juntos en tensión.

Sin embargo, camine hasta las instalaciones de soldadura y ensamblaje y la naturaleza inusual de las fabricaciones de Big Span sale a la luz. Libre de columnas y otras obstrucciones, todo el espacio cambia según la combinación de trabajos en el piso. Los gerentes de producción comienzan efectivamente con un lienzo en blanco cada pocas semanas, diseñando el piso de la fábrica para adaptarse a una combinación específica de trabajos.

El taller contrata soldadores que saben cómo trabajar fuera de posición y soldar una variedad de configuraciones de juntas. Las configuraciones de soldadura completas (la alimentación de alambre, el gas de protección, las fuentes de energía) se pueden mover en carros donde sea que se necesiten. Eso suele estar al lado de algunas mesas de soldadura únicas con accesorios personalizados. "En realidad, German diseñó estas mesas", explicó Nee. "Tienen placas ajustables que son esencialmente indicadores pasa/no pasa.

"No es como si estuviéramos fabricando un edificio", continuó Nee. "En realidad estamos fabricando una obra de arte. Es como si estuviéramos haciendo una estatua. Es posible que necesitemos tallarla de manera diferente cada vez que necesitemos hacer una nueva. Con ciertos trabajos, a veces tenemos suerte y tenemos mucho de piezas repetitivas. Cuando esto sucede, el piso puede parecer una fábrica normal, [con filas de celdas de soldadura que fabrican piezas que se envían a pintura y ensamblaje final]. Pero hay otros momentos en que todo es diferente, y debemos acomodarnos El proyecto dicta cómo diseñamos la fábrica".

A fines de 2021, Buitrago señaló un piso dividido en tres secciones distintas: tres flujos de valor, diseñados específicamente para tres proyectos, todos funcionando simultáneamente. "Depende del tamaño del proyecto, pero tratamos de no tener más de cuatro a la vez, especialmente si los trabajos requieren una gran cantidad de piezas pequeñas. Con múltiples proyectos, podemos tener hasta 3000 placas pequeñas y otras formas siendo cortados en nuestro equipo CNC, y todos van a diferentes proyectos".

Antes de enviar un proyecto al sitio, Big Span realiza un ensamblaje de prueba fuera de la planta para garantizar que todas las piezas encajen correctamente y evitar problemas en el campo. Aquí, los ensambladores trabajan con dispositivos personalizados que ayudan a casar la tela y el acero estructural, poniendo todo en la cantidad justa de tensión.

"Diseñamos placas y algunos dispositivos únicos que se usan estrictamente para agarrar el borde de la tela y tirar de ella hacia el sistema de sujeción del acero", dijo Nee. "Y, por supuesto, todo está precalculado cuando hacemos el patrón de la tela. Sabemos que tenemos que estirar la tela una cantidad específica en cada dirección. Los dispositivos tensores se aseguran de que la tela, una vez tensada, se comporte con la misma fuerza que el acero."

Los arquitectos e ingenieros de Big Span realizan análisis de elementos finitos (FEA) para probar la tensión y la compresión entre el acero estructural y la tela y para garantizar que las piezas cumplan con los requisitos de carga de nieve y otros requisitos relacionados con el clima. Los ingenieros no están necesariamente preocupados de que la tela se rompa bajo presión. De hecho, están más preocupados por el acero estructural. Si la estructura de acero tiene un tamaño incorrecto o está diseñada o fabricada incorrectamente, "la tela puede desgarrar las estructuras de acero", dijo Nee. "Literalmente, puede torcer una armadura con la tela. Todos los componentes funcionan en conjunto a medida que entran en plena tensión".

El taller también trabaja con una variedad de conexiones, muchas de las cuales impresionarían a cualquier ingeniero de conexión que trabaje en un fabricante o detallista estructural. "Estamos constantemente diseñando nuevas conexiones para acomodar ciertas formas", dijo Buitrago.

Estos puntos de conexión implican algo más que las formas estructurales comunes. "A menudo personalizamos nuestros componentes estructurales", explicó Buitrago. "A veces tenemos un tubo que va desde 18 pulgadas de diámetro hasta 12 pulgadas de diámetro, y el tubo se extiende 50 pies. Nadie fabrica un tubo así, así que tenemos que fabricarlo soldando las secciones del tubo".

Algunos diseños también requieren radios estrechos en los miembros estructurales, una decisión que a menudo se toma por motivos estéticos. "Una vez más, estos pueden verse como obras de arte", dijo Nee. "Usamos ciertos elementos para hacer que la estructura sea más agradable estéticamente. Esto significa que, al doblar, usamos ciertos trucos para doblar los miembros, especialmente el tubo, en un radio estrecho". Observan la ovalidad del tubo redondo y las arrugas en el tubo cuadrado y rectangular, utilizando mandriles y otros trucos del oficio (como empaquetar arena dentro del diámetro interior del tubo o usar agua o presión de aire).

En el departamento CNC de Big Span, una cortadora de plasma 3D corta un inglete en un tubo cuadrado.

La empresa fabrica todo dentro de tolerancias muy estrictas, tan estrictas que los ingenieros visitan el lugar de trabajo y, con un escáner de nube de puntos 3D, se aseguran de que su diseño digital acomode cualquier obstáculo u otras variables en la construcción, especialmente importante si la estructura de tela se adjuntará a estructuras nuevas o existentes.

"Una vez que todo se produce en el taller", dijo Nee, "volvemos al sitio con el escáner para asegurarnos de que estamos dentro de la tolerancia".

Big Span emplea a unas 50 personas, pero también trabaja con unos 100 contratistas independientes y equipos de instalación en los EE. UU. La naturaleza especializada de esos equipos refleja la naturaleza general del nicho de fabricación estructural de Big Span.

Nee lo resumió de esta manera: "Estas son personas especializadas que tienen años de experiencia en la instalación de la tela. Es una industria pequeña y estrecha, y conocemos a la mayoría de las personas que trabajan en ella. La tela es realmente única y muy pocas empresas en todo el mundo mundo haga el tipo de trabajo que nosotros hacemos".