Googleando con las etiquetas Stack Overflow me encontré con este sitio:http://www.lhotka. net/weblog/CallingRolesGetRolesForUserInAWCFService.aspx
En resumen:aparentemente algo se rompió entre .net 3.5 y .net 4.
Para solucionar este problema llame a:
string[] roles = Roles.Provider.GetRolesForUser(ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.Name);
en lugar de
string[] roles = Roles.GetRolesForUser(ServiceSecurityContext.Current.PrimaryIdentity.Name);
La diferencia está en el .Provider
que se agrega en el medio. Después de agregar esto, funcionó bien.