¿Quién no ha sudado o se ha quemado con el sol por encontrarse en un estadio en una tórrida tarde de verano? Incluso hoy, la mayoría de los recintos al aire libre no están cubiertos. La solución para evitar este fastidioso problema es llevar gorra, gafas de sol y protector solar. Sin embargo, hace más de 2000 años, los romanos ya habían diseñado y construido un sistema que consistía en extender y enrollar una tela llamada velum sobre los asientos de los anfiteatros.

Si bien varios manuscritos y cuadros prueban la existencia del velum, no tenemos muchas claves que revelen el secreto del mecanismo de colocación o instalación del mismo en las paredes de la arena. En otoño de 2003, René Chambon, ingeniero jubilado, graduado en la escuela francesa "Arts et Métiers”, decidió dedicar su tiempo libre a resolver el enigma. Tras varios años de investigación bibliográfica y observación de vestigios de anfiteatros, este aficionado de la Antigua Roma descubrió cómo los romanos instalaban, extendían y enrollaban 25.000 m² y 8 toneladas de tela sobre los asientos del Coliseo Romano, con el objeto de proteger a sus 50.000 espectadores del sol.

Gracias a su experiencia en ingeniería, construyó una maqueta física a escala reducida (1/100), para explorar su hipótesis, y efectuó el tradicional análisis estructural, a fin de determinar los materiales y dimensiones necesarias para soportar el peso del velum. Los resultados de su trabajo se dieron a conocer en programas de televisión, conferencias y artículos de prensa.

Convencido por su entusiasmo y la calidad de su enfoque, Dassault Systèmes propuso a Chambon someter su teoría a su software de diseño y simulación científica. Así, el proyecto se reflejaría en una maqueta digital a escala real y los cálculos estáticos y lineales en 2D pasarían a ser dinámicos y no lineales en 3D, computación mejor preparada para simular la realidad.

La geometría digital 3D que representa la tela se generó mediante CATIA V5. El uso de parámetros como las dimensiones, la cantidad de segmentos y el ángulo de inclinación permiten una fácil y rápida actualización de la geometría. Así, se puede ir de la arena del Puy du Fou al Coliseo Romano en tan sólo algunos clics. Dicho modelo se empleó como soporte para la simulación mecánica 3D del velum, la cual se realiza enteramente gracias al programa Abaqus, solución para el análisis por elementos finitos no lineal de SIMULIA

Asimismo, se prestó especial atención al ajuste del comportamiento mecánico de la tela y las poleas, a la gestión de los múltiples contactos y fricciones, así como a la influencia del peso del sistema, con vistas a medir con precisión el esfuerzo exigido a cada cuerda por las personas que jalaban. Esta crucial tarea era un requisito preliminar para llevar a cabo la simulación numérica, la cual, aun siendo intensa y sofisticada, es viable a través de un ordenador portátil.

La animación realista 3D de la tensión sufrida por la tela y los cables durante las fases de colocación y enrollado, así como el cálculo de las fuerzas requeridas en todo momento, indujo a pensar que el mecanismo imaginado por Chambon podría funcionar. La simulación también demostró que la fuerza de un único hombre era suficiente para manipular cada polea, aun cuando éstos no estuvieran sincronizados o si una de ellas presentara puntualmente algún desperfecto. Al permitir la rápida variación de la cantidad de poleas, el modelo parametrado de Dassault Systemes demostró que la actual cantidad de mástiles del Coliseo era adecuada para la fuerza humana, incluso durante la fase crítica de enrollado, donde la fricción y el peso son máximos.

Ahora, el modelo 3D absolutamente parametrado de DS que se puso a punto para el presente estudio puede usarse para una aplicación moderna del antiguo velum, reemplazando lino, cáñamo y mano de obra por tela sintética y motores eléctricos.

De esta manera, el presente podrá beneficiarse con las enseñanzas del pasado para dimensionar y construir rápidamente arenas modernas. Tales instalaciones podrían, por ejemplo, presentar espectáculos o convertirse en refugios para personas que pierden sus hogares en razón de una catástrofe natural.