MacDonnell

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Manual de
Construcción
Industrializada
Ing. Horacio Mac Donnell
Ing. Horacio Patricio Mac Donnell
REVISTA VIVIENDA SRL
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 Copyright INGS. MAC DONNELL - REVISTA VIVIENDA SRL
Buenos Aires, Abril de 1999
Queda hecho el depósito que establece la ley 11.723
Impreso en Argentina
Ilustrador: Arq. Héctor Merino
I.S.B.N. 987-97522-0-1
La reproducción total o parcial de esta obra en cualquier forma que sea, idéntica o modificada, no autorizada por el editor, viola los derechos reservados. Cualquier utilización debe ser previamente solicitada.
Los infractores serán reprimidos con las penas de los artículos 172 y concordantes del Código Penal
(arts. 2°, 9°, 10°, 71°, 72° de la ley 11.723).
Año 1999, Versión I
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PROLOGO
E
stimados Ingenieros Mac Donnell:
Muchas gracias por el libro “Manual de Construcción Industrializada”.
Lo primero que he experimentado con la lectura de este
libro ha sido un sentimiento de admiración. Me admira
el esfuerzo que ha significado redactar todas esas páginas, y producir tal cantidad de tablas, gráficos y figuras.
La necesidad de libros de este tipo se aprecia al recorrer
las obras de construcción de viviendas del tipo llamado
tradicional. A veces se las denomina artesanales, pero la
verdad es que su producción está en manos de artesanos ineptos. Es penoso comparar lo que se hace ahora
en obras de vivienda, aún en las de lujo, con la calidad
que lograban hace más de cincuenta años constructores
y albañiles italianos, incluso en remotos pueblos del interior. Es increíble, pero en esta hora de asombrosos
progresos tecnológicos, la mayor parte de la construcción de viviendas constituye la única industria que carece totalmente de control de calidad.
El libro que tengo a la vista es, en realidad, dos libros.
El primero contiene todas las recomendaciones para
construir viviendas con racionalidad, garantizando la seguridad, habitabilidad y durabilidad. Este es un manual
que debería ser de aplicación obligatoria en toda construcción de viviendas, industrializadas o no.
El segundo libro describe y evalúa los desarrollos realizados en la Argentina para la construcción de viviendas
estandarizadas, prefabricadas, e industrializadas. Esta es
una valiosa fuente de información para usuarios y constructores de viviendas.
Lo que llama la atención en esta obra, es la cantidad de
conceptos breves que resumen sabiduría. En ese sentido quiero citar frases que me impactaron:
No se puede industrializar la vivienda “sólo porque sea
razonable hacerlo. Se industrializa cuando se necesita
hacerlo. La industrialización no es un fin. Si no existe
real necesidad de ella no aparecerá”.
“Las necesidades de aislamiento térmico, aún hoy en la
Argentina, son subestimadas. Hasta aquel que puede hacerse su propia casa, actúa como ignorando que es un
derroche de dinero personal y nacional no aislar por lo
menos muros y techos”.
“No es tolerable, y es una falta de cumplimiento de los requisitos mínimos de habitabilidad, que se produzca condensación superficial en las paredes de una vivienda
que no pertenezcan a baños o cocinas”.
“Es peor colocar mal la barrera de vapor que no colocarla”.
Y frases de este tipo, que condensan años de experiencia, se encuentran en cantidad en todo el libro.
Deseo que esta publicación tenga gran difusión entre arquitectos, ingenieros, constructores y usuarios, a fin de
lograr lo que ahora nos parece una utopía: que las viviendas, tanto económicas, como de lujo, sean realmente seguras, habitables y duraderas. Y que, gracias a la industrialización, aumente de tal manera la construcción
de viviendas, que se produzca algo que parece una paradoja: que gracias a la disminución de mano de obra
por vivienda, se obtenga mayor ocupación a nivel nacional ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Hilario Fernández Long
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Ing. Horacio Miguel Mac Donnell: Ingeniero Civil de la Universidad de Buenos Aires.
•En la Actividad Privada trabajó en la profesión y como empresario de la construcción en Mendoza y Buenos Aires.
•Desarrolló varios sistemas constructivos en el País y en el exterior.
•En la Actividad Pública:
- Director Nacional de Tecnología de la Secretaría de Vivienda hasta 1995.
- Miembro del Comité Ejecutivo del CIRSOC hasta 1995.
- Miembro del Comité Directivo de IRAM hasta 1997.
•Al presente se dedica a la Consultoría sobre Estructuras y Sistemas Constructivos.
Ing. Horacio Patricio Mac Donnell: Ingeniero Civil de la Universidad de Buenos Aires.
•En la Actividad Privada:
- Proyectó y construyó obras de vivienda individuales y edificios en el Gran Buenos Aires.
- Solución de Patologías y reparaciones de estructuras lesionadas. Participó en el desarrollo de varios Sistemas
Constructivos. Asesor estructural de Empresas con Sistemas Constructivos.
•En la Actividad Pública:
- Fue Docente en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires en la Cátedra de Composición Es
tructural.
- Es Docente en la Cátedra de Sistemas Constructivos en la misma Universidad.
- Miembro del Subcomité IRAM de Acondicionamiento Higrotérmico de Viviendas.
•Al presente integra una Consultora sobre Estructuras y Sistemas Constructivos.
Ambos han dictado numerosos Cursos y Conferencias sobre el Tema de la Industrialización y su Normas en diversas
Universidades, Consejos Profesionales y otras Instituciones.
E-mail: macd@ciudad.com.ar
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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INTRODUCCION
E
ste manual tiene la intención de difundir las
normas y requisitos que se deben cumplir en
una vivienda, y en especial las técnicas para su
construcción en forma industrializada.
Las exigencias de los usuarios tanto en el cumplimiento
de requisitos como en calidad de las viviendas están aumentando y lo harán aún en mayor medida. Nuestra responsabilidad como proyectistas y constructores, nos
obliga a satisfacerlas y para lograrlo debemos contar
con un control de proyecto, usar materiales normalizados y procesos constructivos que no dependan de la buena voluntad o pericia de los artesanos, del clima o de la idoneidad de la dirección de
la obra. Esto es lo que entendemos por industrialización de la Construcción de Viviendas.
La Argentina tiene una historia en la industrialización de
la construcción y el uso de sistemas de más de 30 años,
donde como sucede en cualquier actividad hubo fracasos pero también muchos éxitos que no se difundieron
debidamente.
La primera parte del libro se dedica a desarrollar el fundamento teórico indispensable para el proyecto de viviendas. Especialmente se analizan las normas IRAM, en
cuya elaboración hemos participado, y consideramos de
cumplimiento inexcusable.
Posteriormente se describen las distintas tecnologías que
se pueden emplear para industrializar el proceso constructivo.
Para elaborar este libro, además de la bibliografía utilizada, nos hemos basado en nuestra experiencia en desarrollar, inspeccionar, evaluar y también construir con
distintas tecnologías.
Deseamos hacer un reconocimiento a los profesionales
y empresarios que dedicaron horas y recursos al estudio
y desarrollo tecnológico de la vivienda y que en alguna
medida buscamos reflejar en estas páginas.
Finalmente presentamos nuestro trabajo, esperanzados
en que, con la ayuda de Dios, contribuya al bien común
en nuestra Patria.
Abril de 1999
Horacio Miguel Mac Donnell
Horacio Patricio Mac Donnell
Agradecimientos:
A la Revista Vivienda, a su Director Arq. Daniel Carmuega sin cuyo apoyo no hubieramos concluido esta tarea.
A su personal, especialmente al Arq. Héctor Merino que
se encargó de las ilustraciones.
A la colaboración prestada por la Dirección de Tecnología de la SS de Vivienda de la Nación.
Al distinguido Ing. Hilario Fernández Long por su generoso Prólogo ✘
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INDICE GENERAL
PROLOGO. ...............................................pág. 5
Ing Hilario Fernández Long.
INTRODUCCION .....................................pág. 7
CAPITULO 1
La vivienda como producto de una
industria. Generalidades ..............................pág.
Exigencias a cumplir por el producto vivienda.
Reglas de calidad.
Reglas de seguridad. Riesgos normales. Riesgos
anormales. Reglas de Habitabilidad. Reglas de
durabilidad.
Viviendas tradicionales.
Industrialización de la construcción de viviendas. Necesidad de industrializar. Primeras
experiencias e ideas de industrialización.
11
CAPITULO 2
Terminología .....................................................pág.
Material. Elemento. Componente. Sistema
constructivo y tradicional. C.A.T.: Certificado
de Aptitud Técnica.
Guías para el estudio de Sistemas industrializados. Indice y grado de industrialización. La
serie, los materiales usados, la integración y la
racionalización.
Métodos de la industrialización. Los sistemas
cerrados. Los sistemas abiertos.
Clasificación de los sistemas constructivos.
Consideraciones sobre los sistemas livianos y
pesados. Sistemas livianos. Sistemas pesados.
Sistemas importados.
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CAPITULO 3
Requisitos de seguridad.................................pág.
Reglas de calidad.
A) Las acciones.................................................pág.
1. Cargas y sobrecargas gravitatorias. 2. Acción del viento. 3. Acción sísmica. 4. Cargas
de la nieve y del hielo. 5. Acciones térmicas climáticas. 6. Riesgo de fuego.
B) Los esquemas estructurales.....................pág.
Cargas verticales. Estructuras de techos de sistemas livianos. Estructuras de techos de los sistemas pesados. Cargas horizontales. Arriostramientos horizontales. Arriostramientos verticales. 1. Aporticamientos. 2. Columnas rígidas
empotradas. 3. Cruces de San Andrés (Contraventeos). 4. Paneles sucesivos al corte. 5. Rigi-
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dización con revestimientos estructurales.
Fundaciones.
CAPITULO 4
Requisitos de habitabilidad...........................pág.
Introducción. Nociones térmicas.
Transmisión de calor ......................................pág.
Convección. Radiación solar y terrestre. Conducción.
Cambios térmicos debidos al cambio
de estado del agua...........................................pág.
Evaporación. Condensación
Inercia térmica .................................................pág.
Concepto de confort.........................................pág.
Escalas de confort. Exigencias de invierno.
Aplicación práctica..........................................pág.
1. Aislación térmica (Coeficiente K)...........pág.
Heterogeneidades en los cerramientos. Puentes
térmicos. Cámaras de aire. Ejemplos de aplicación: Muros y techos de sistemas livianos y pesados. Valores máximos admisibles de transmitancia térmica.
2. Evitar condensaciones. ..............................pág.
2a. Condensaciones superficiales. Verificación.
2b. Condensaciones intersticiales. Verificación.
Ejemplos de aplicación. Importancia de la ubicación de la barrera de vapor. Los puentes térmicos y la condensación.
3. Coeficiente “G”..............................................pág.
Ahorro de energía en edificios. Definiciones y
términos en el cálculo de “G”. Valores de “G”
admisibles. Factor de corrección de transmisión de calor: γ. Corrección por inercia térmica del terreno: α. Infiltración de aire. Número
de renovaciones: n. Coeficiente volumétrico
“G”. Ejemplo de cálculo del coeficiente “G”. Referencias para el uso de la planilla de cálculo.
Análisis de los resultados. Ahorro de energía.
El aislamiento acústico en viviendas...........pág.
Introducción. Intensidad del sonido. ¿Cómo
percibe nuestro oído? Período o frecuencia.
Propagación del sonido. Velocidad de propagación y velocidad del sonido. Longitud de onda. Impedancia acústica. Reflexión del sonido
y absorción. Grado de absorción. Tiempo de
reverberación. Amortiguación del sonido. Aislamiento del sonido. Medida del aislamiento al
ruido aéreo. Indice de debilitamiento acústico
(R). Paredes simple. Ley de masas (o de Berger) e incidencia de la frecuencia. Influencia
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ropeos de grandes paneles.
Uniones. Uniones puntuales. Uniones continuas. Consideraciones sobre las uniones.
La fabricación de grandes paneles.
Moldes. Elección. Vibrado. Vibración interna y
externa. Vibración superficial. Tratamiento
térmico. Curva de temperaturas. Precauciones
en el curado. Posición de los moldes. Transporte y montaje de elementos.
de la elasticidad. Estanquidad. Cerramientos
múltiples. Cámara de aire. Resonancia de las
paredes múltiples. Frecuencia de resonancia
del conjunto. Frecuencia propia de la cámara
de aire. Acoplamiento rígido entre elementos.
Cálculo del aislamiento de un cerramiento doble. Aislamiento del sonido transmitido por
cuerpos sólidos. Medidas. Aislamiento a ruido
de impactos. Aislamiento de vibraciones. Normas IRAM. Soluciones constructivas. Cerramientos usuales. Conclusión.
CAPITULO 7
CAPITULO 5
Reglas de durabilidad ..................................pág.
Introducción. Definiciones. ¿Cuánto tiempo
debe durar una vivienda permanente? Factores que comprometen la durabilidad.
1. Agentes exteriores a la vivienda. a) Climáticos. b) Fuego c) Biológicos. 2. Agentes interiores.
Factores que comprometen la durabilidad originados en el material o componente analizado. La durabilidad de los materiales de uso
más común. Hormigones. Maderas. Metales.
Plásticos. Conclusiones.
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171
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CAPITULO 8.
CAPITULO 6
Sistemas constructivos de grandes
paneles .............................................................pág.
Introducción.
Funcionamiento estructural.
1. Sistema de esqueleto. 2. Sistemas de paneles
portantes. Estabilidad espacial. Tipos de
arriostramiento. Arriostramientos verticales
tridimensionales.
Componentes de sistemas en base a grandes
paneles.
Paneles para muros exteriores. Paneles multicapas (o paneles sandwich). Paneles mixtos.
Paneles macizos. Paneles de hormigón: a) con
agregados livianos. Agregados livianos de mayor uso. Arcilla expandida. Agregados volcánicos. Escoria expandida de alto horno. Agregados orgánicos. Agregados sintéticos. Vermiculita. Consideraciones sobre los hormigones
livianos. b) Paneles de hormigón aireado.
Hormigones gaseosos. Hormigones espumados.
Paneles para losas. Forma de la planta. Proceso constructivo.
Juntas y uniones entre los componentes.
Definiciones. Juntas interiores. Juntas exteriores. Pautas para el diseño de juntas externas.
Selladores al exterior. Juntas ventiladas. Juntas
llenas. Masillas. Cordones o tiras preformadas.
Juntas horizontales. Juntas verticales. Juntas
ventiladas cerradas. Las juntas en sistemas eu-
Sistemas argentinos de grandes
paneles .............................................................pág.
SUPERCEMENTO.
Datos generales. Descripción del sistema. Fabricación de los elementos premoldeados.
Transporte y montaje. Conclusión.
CONSTRUCCIONES INDUSTRIALIZADAS
FATTORELLO ................................................pág.
Datos generales. Descripción del sistema. Fabricación de los elementos. La vivienda económica. Transporte y montaje.
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Módulos tridimensionales (MT).................pág.
Introducción. Diseño de módulos tridimensionales. Clasificaciones. Viviendas con módulos
tridimensionales. Comportamiento estructural
en edificios con MT. Fundaciones de MT. Tipos
estructurales. Juntas entre módulos. Instalaciones en MT. Aislaciones térmicas. Procesos
de fabricación de los MT. 1. MT pesados.
Transporte y montaje. 2. MT livianos. Procedimientos de fabricación de MT livianos. Materiales usados en los MT livianos. Metales. Madera y derivados. Plásticos. Otros materiales.
Ventajas y desventajas de los MT.
SISTEMA CONSTRUCTIVO “MO-HA” ...........pág.
Descripción. Sistema estructural. Peso de los
elementos. Fabricación de los módulos. Transporte y montaje. Consumo de mano de obra.
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CAPITULO 9
Sistemas livianos ...........................................pág.
Definiciones. Clasificación. Sistemas livianos
de madera. Limitaciones de la madera. Tratamientos de la madera. Efectos del clima. Fuego. Tratamientos ignífugos. Comportamiento
de los materiales relacionados con la construcción con madera. Sistemas de esqueleto o lineal. Sistemas de entramado. Clasificación de
las maderas y propiedades mecánicas. Dimensionado de elementos estructurales. Arriostramientos. Uniones mecánicas. Clavos. Pernos y
tornillos. Cerramientos.
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CAPITULO 10
Sistemas con estructura de madera en
la Argentina.....................................................pág.
SISTEMA MDN ..............................................pág.
Descripción. Estructura. Fabricación. Proceso
de montaje.
SISTEMAS NORTEAMERICANOS DE
ENTRAMADOS DE MADERA .......................pág.
Descripción general. Conclusiones. Proceso de
montaje. Detalles constructivos. Fundaciones.
Revestimientos. Instalaciones.
SISTEMA “DC KIT” .........................................pág.
Descripción. Fundaciones. Uniones. Muros exteriores. Cerramientos. Techos y muros. Montaje. Conclusiones.
CAPITULO 13
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237
CAPITULO 11
Sistemas livianos con estructura
de acero ...........................................................pág.
Introducción. Estructuras. Tipos. Elementos estructurales. Perfiles laminados. Perfiles de
chapa doblada. Tubos. Enrejados. Uniones.
Tornillos. Uniones soldadas. Funcionamiento
estructural. Cargas verticales. Techos. Entrepisos. Columnas y parantes. Cargas horizontales. Arriostramientos horizontales y verticales.
Detalles de uniones. Durabilidad de las estructuras de acero. Fuego. Revestimientos. Corrosión. Entrepisos. Cerramientos. Puentes térmicos. Resolución.
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CAPITULO 14
Sistemas industrializados “in situ” ...........pág.
Introducción. Clasificación de los sistemas “in
situ”. Sistemas “in situ” con encofrados. Encofrado túnel para edificios de vivienda. Sistemas
“in situ” con elementos prefabricados. Sistemas
“in situ” con capas de morteros sobre mallas.
289
CAPITULO 15
CAPITULO 12
Sistemas livianos con estructura metálica
en la Argentina ...............................................pág.
SISTEMA SÚBITAS
Introducción. Descripción general. Fundaciones. Estructura metálica. Muros exteriores e
interiores. Techo. Entrepisos. Instalaciones.
Proceso de montaje.
Edificio industrializado con el sistema
(Ushuaia) .....................................................pág.
Introducción. Descripción. Techos. Paredes
exteriores. Paredes interiores. Losas. Vigas.
Arriostramientos. Bases. Proceso constructivo.
Estructura metálica. Losas y cerramientos.
SISTEMAS CON ENTRAMADADO
DE ACERO. (STEEL FRAMING)....................pág.
Introducción. El entramado de acero. Los perfiles. Tornillos. Techos. Entrepisos. Arriostramientos. Anclajes. Encuentros. Revestimientos. Durabilidad. Proceso constructivo. Conclusión.
Sistemas livianos de paneles portantes....pág.
Introducción. Ejemplos.
SISTEMA PROVELCO .....................................pág.
Descripción general. Muros exteriores. Muros
interiores. Techos. Juntas y uniones. Proceso
de montaje. Conclusión.
SISTEMA COIMPRO .......................................pág.
Descripción general. Componentes del sistema.
Muros exteriores e interiores. Paneles de techo.
Uniones y juntas. Proceso de producción. Proceso de montaje. Características y especificaciones especiales de los materiales. Consideraciones dobre la durabilidad.
SISTEMA EUROCASA......................................pág.
Descripción general. Fabricación de los paneles. Proceso de montaje. Conclusión.
Otros sistemas ................................................pág.
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Sistemas “in situ” desarrollados en la
República Argentina......................................pág.
FERROCEMENTO.
Descripción. Elementos del sistema. Paredes y
techo. Montaje.
Vivienda SEMILLA. .........................................pág.
Descripción. Elementos del sistema. Placas para muros y tabiques. Estructura metálica de vigas reticuladas. Uniones entre elementos.
Montaje de la vivienda. Conclusión.
Sistema constructivo PLASTBAU.................pág.
Descripción. Elementos del sistema. Tipología
constructiva. Ensayos realizados. Montaje.
Sistema constructivo PENTA WALL ............pág.
Descripción. Elementos del sistema. Mortero resistente. Fabricación. Montaje.
Sistema PRENOVA..........................................pág.
Descripción. Descripción del proceso. Losas. Paredes. Aislaciones. Terminaciones. Conclusiones.
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299
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306
309
BIBLIOGRAFIA ...........................................pág. 313
ANEXO ...........................................................pág. 314
Listado de sistemas con C.A.T.
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CAPITULO 1
La vivienda como producto de una industria
Generalidades
S
iempre se repite que si en un país la construcción está activa su economía está sana. El mercado inmobiliario, industrias de materiales, profesionales, grandes sectores de trabajadores, empresas
de servicios y transporte se mueven a su alrededor.
La construcción es tan atípica que mucho tiempo se discutió si era efectivamente una industria. Cada obra se
transforma en una fábrica, el cliente es por lo general el
dueño del terreno y debe nombrar a un profesional que
conozca el negocio; el constructor diversifica su actividad con instaladores, existen muchos métodos para
construir una misma obra; los costos cambian con el
equipo empleado y el transporte, es decir que puede variar considerablemente por estos ítems.
Realmente era para dudar si se podía llamar industria a
la que debe fabricar un producto distinto cada vez, sin
plantas fijas, con costos variables y finalmente con responsabilidades compartidas entre protagonistas diversos: proyectista, empresa constructora y proveedores de
materiales.
Lo que aquí proponemos es acercar la edificación de viviendas un poco más a la imagen de industria.
Trataremos de explicar primero qué es el producto final
vivienda, por qué queremos cambiar la forma actual de
producirlas, qué debemos exigirle a ese producto, qué re-
Viviendas tradicionales en Humahuaca y variedad en
terminaciones con grandes paneles
percusión tendrá en la mano de obra, cómo se ha hecho
lo mismo en otras partes y cómo les ha ido y finalmente
veremos cuáles son los métodos que se pueden usar y las
inversiones que podrían esperarse para cada uno.
Es muy amplio el terreno en el que vamos a incursionar
y los continuos cambios tecnológicos lo hacen muy variable. Pero pese a todo, lo que digamos aquí, no estará condenado a una efímera permanencia. Es así porque
nuestra tarea básica es recordar los principios físicos y
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químicos que se producen en los materiales al usarlos
junto a otros nuevos o en forma no conocida.
Exigencias a cumplir por el
producto vivienda
La vivienda tradicional en cada país busca cubrir las aspiraciones de su población. Los materiales, las técnicas
de aplicación son conocidas y también lo es su respuesta con el tiempo, se sabe cuánto duran sus muros y techos, sus instalaciones.
Después de la guerra 1939-1945 la urgencia en construir,
los nuevos materiales usados en el conflicto, el uso racional o no de procedimientos novedosos y el peligro que
podrían significar en la seguridad de las comunidades
obligó a plantear racionalmente el producto vivienda.
Fue el Centro Científico y Técnico de la Edificación
(CSTB) de Francia bajo la dirección de Gerard Blachère
el que realizó junto a otros destacados "viviendólogos",
el estudio científico que significaba definir qué se debía
exigir a un edificio de vivienda. Se plantearon los problemas a resolver y se analizaron las soluciones considerando válida cualquier respuesta que respondiera a
las exigencias.
Estas exigencias, aceptadas hoy universalmente y completadas en su expresión posteriormente son las indicadas en el cuadro inferior.
Algunas de ellas tienen carácter absoluto, tales como todas las que afectan a la salud y al medio ambiente.
Las exigencias se han enumerado en forma generaliza-
Exigencias
de seguridad
Exigencias
de habitabilidad
Exigencias
de durabilidad
Exigencias
estéticas
da, cada una de ellas puede abrirse en forma más detallada analizando los reglamentos de construcción, urbanísticos, municipales y de empresas proveedoras de servicios.
Reglas de calidad
Todos los conceptos y exigencias que trataremos son
para una "vivienda", no un sustituto sin calidad y con
durabilidad reducida. Si se quiere construir menos caro
se afecta la durabilidad y finalmente el producto será
una edificación que no alcanzará los 50 años a los que
aspiramos. Seguramente antes de ese tiempo habrá que
rehacerla.
¿Para nuestro País es esto más barato? ¿No es pagar
dos veces la misma obra en una misma generación?
• Estabilidad frente acciones de cargas gravitatorias, viento, nieve, sismo.
• Estabilidad contra el fuego.
• Resistencia al choque duro y blando.
• Resistencia a la intrusión humana y animal.
• Circulación interna libre, sin obstáculos ni riesgos,
sin riesgos eléctricos, asfixia o explosión.
• Aislamiento higrotérmico.
• Aislamiento acústico.
• Estanqueidad al agua y al aire.
• Iluminación, asoleamiento y pureza del aire.
• Conservación de cualidades durante la vida útil.
• Mantenimiento con costo económico y accesible.
• Flexibilidad interior, capacidad para variar las divisiones interiores.
• Calidad arquitectónica.
• Adecuación ambiental.
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De las exigencias o aspiraciones humanas expresadas, se derivan las reglas de calidad que deben cumplirse en una vivienda y obviamente deben preverse en
el diseño, con el agregado nuestro de normativa, son
ellas:
. Confort térmico y acústico aceptables.
. Capacidad para recibir instalaciones, equipos y mobiliario.
. Adecuada iluminación y ventilación.
. En las habitaciones una de las paredes como mínimo
debe ser clavable y el clavo debe aguantar una carga
mayor de 3 (tres) kg.
. Protección contra radiaciones nocivas.
Reglas de seguridad
(Reglamentos CIRSOC, Reglamentaciones Municipales)
La seguridad es función del riesgo y estos pueden ser:
Riesgos normales
. Provocados por acciones de cargas y sobrecargas
gravitatorias.
. Acciones de la nieve, hielo, viento y choque.
. Intrusiones humana y de animales no deseadas.
. Caída de rayos.
. Obstáculos a la circulación interna en piso y
entrepisos.
. Riesgos por equipos o instalaciones.
Reglas de durabilidad
(Normas IRAM).
. Durabilidad prevista: 50 años para estructuras y obra
gruesa.
. En instalaciones, carpinterías e impermeabilizaciones
puede ser menor.
. Costo de mantenimiento accesible para el ocupante.
Estas reglas de calidad no son permanentes y es natural
que vayan evolucionando. Las necesidades de adaptación a nuevas circunstancias y la aparición de nuevos
equipamientos en la vivienda, las agresiones que se siguen cometiendo contra el "habitat", la contaminación
ambiental en las ciudades, ríos, mares, zonas de alta atmósfera, y las variaciones climáticas hacen pensar que
las exigencias serán mayores pues el desaprensivo comportamiento humano ya está obligando nuevas reglas de
calidad o más leyes de preservación del ambiente.
Viviendas tradicionales
Riesgos en terminaciones tradicionales
Riesgos anormales
. Acciones provocadas por incendios .(Ley Nacional)
. Acciones originadas en sismos, inundaciones, aludes
y maremotos.
. Gases tóxicos en zonas fabriles. (Reglamentos municipales).
. Explosiones en polvorines o de depósitos de combustibles. (Reglamentos de calidad ambiental).
Reglas de habitabilidad
(Normas IRAM)
. Protección frente al medio, condiciones de confort y
de uso.
. Estanqueidad al agua, viento, nieve, polvo e insectos.
. Comportamiento a la acción combinada de agua y
temperatura.
La producción de viviendas se realiza en nuestro País
con sistema tradicional en su mayoría. ¿Qué es tradición
constructiva en la Argentina? Simplemente, la que nos
dejó España como herencia arquitectónica, la construcción llamémosla mediterránea, colonial, en fin la que se
usa también en Italia, Francia y Portugal.
Una vivienda en sistema tradicional para nosotros, es
aquélla que tiene muros de mampostería de ladrillo común o hueco, o bloques de hormigón o cerámico, y su
techo tiene cubierta de chapas metálicas o tejas. En la
estructura del techo el hormigón armado es desde hace
mucho el más común en vastas zonas y no siempre es
el más apropiado.
Otras tecnologías de menor uso pero también tradicionales son las de ciertas zonas del Norte con paredes de
ladrillos comunes más grandes y aunque son cocidos les
llaman "adobones", muy difundidos también en Mendoza y San Juan.
En zonas cordilleranas y de serranías también se ha usado la piedra en forma de mampuestos pero no es relevante. En Humahuaca como herencia indígena pueden
verse todavía algunas edificaciones en piedra.
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Tradición indigena en la construcción
Tecnología canadiense en madera (Balcarce, Bs. As.)
podríamos decir que es el 90 % de lo ejecutado, fue un
poco menor en los años 80 cuando desde el gobierno se
promocionaron los sistemas industrializados.
Industrialización de la construcción de viviendas
Mampostería de piedra
En el Noreste se usa la madera para la vivienda tradicional pero con escaso desarrollo de sus posibilidades y diseños deficientes. Esto hizo que la Secretaría de Vivienda la considere "vivienda no tradicional" y siga exigiendo para las obras con fondos nacionales que cuente con
el C.A.T. (Certificado de Aptitud Técnica).
Hemos comprobado en un número significativo de
obras, la falta total de protección de la madera, detalles
constructivos importantes ignorados, que afectan la durabilidad en principio y finalmente la seguridad de la casa. Por eso pensamos que es útil la difusión del "Manual
Técnico del Uso de la Madera en la Construcción de Viviendas" publicado por la Secretaría de Vivienda.
Aun cuando parezca obvio, resaltamos que lo tradicional
en otros países con experiencia de siglos, puede no serlo en el nuestro, y el uso de la madera en la edificación
es uno de esos casos. No es el material madera el
cuestionado sino el mal empleo del mismo.
Se dijo antes que el sistema tradicional es el más usado
entre nosotros. En obras de vivienda en el ámbito oficial,
Damos a continuación una de las muchas definiciones de
industrialización, a nuestro entender la más adecuada:
"Producir viviendas reemplazando la mano de
obra artesanal, con máquinas utilizadas por obreros especializados en su manejo, o con máquinas
automáticas".
Parece absurdo pensar en la industrialización cuando estamos afectados por altos índices de desocupación y debiera pensarse en ocupar más mano de obra.
Este mismo argumento se usó cuando se produjo la revolución industrial y sucedió exactamente lo contrario
ya que la mayor productividad generó mayor consumo
y más ocupación.
Es ilustrativa la sentencia que el juez Mr. Baron Thomson de Inglaterra, dictó en Enero de 1813 en el proceso
seguido a una banda de mecánicos que destruían las
maquinarias (los Luddites) arguyendo que estas disminuían la demanda de mano de obra y originaban la reducción del salario.
Dijo el juez:"...Gracias a ella (la maquinaria) disminuyen los gastos y aumentan el consumo y la demanda de
productos tanto en el mercado interior como en el exterior; y a la supresión de la maquinaria seguiría el cese
de la fabricación, ya que nuestros precios no serían
competitivos con los de otros países que también la hubieran suprimido...". Aparte que se trataba de otros productos y situaciones distintas vale hoy la afirmación hecha en otro párrafo respecto al floreciente desarrollo
que originaron.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
14
Capítulo 1 24/04/2001 11:58 AM Page 15
Vivienda tradicional en zona sísmica
Con la demanda de vivienda en Argentina ¿es lógico
pensar en mayor desocupación?
Por otra parte, el operario de máquina aprende más rápido su manejo que el albañil su arte, al que lleva años
llegar a serlo.
Otro fenómeno se produce en los últimos años en la Argentina, al haber ciertas muestras de reactivación en el
sector, y es el de la aparición de albañiles de países limítrofes sin cumplimiento de las leyes salariales, en desmedro de nuestros operarios.
La realidad indicaría que favorecer el empleo de artesanos extranjeros no mejora el desempleo de los compatriotas.
En general las fundaciones, los revoques, el hormigón,
los revestimientos se subcontratan en las obras de vivienda.
- Incumplimiento de entregas de obras en los plazos
estipulados.
Las multas convenidas en general no se aplican por lo
difícil y enojoso de su ejecución y la gran demora en la
solución si se recurre a la justicia.
- Cada vez es mayor el número de accidentes laborales y el valor de las primas se incrementó. El origen
de esto debe buscarse en la inexperiencia del obrero utilizado.
- El albañil ejerce por su capacitación un control de
calidad de las características físicas de los materiales ya
que con el uso diario detecta defectos sin recurrir a ensayos, nos advierte del ladrillo malo, de la falta de escuadría de una baldosa, etc.
Su ausencia en la obra se debería suplir con ensayos a
los que somos francamente reacios.
Porque realmente, ¿cuántas veces ensayamos un bloque
o un ladrillo que luego se colocaron en una pared portante exigida? Y si tuviéramos la intención de hacerlo,
¿dónde está el laboratorio con experiencia y las normas
que lo realizarían?. Hay 10 ó 12 laboratorios capacitados
en el País.
En general, este fenómeno de carencia de artesanos es
mundial y en ciertos países desarrollados el oficial alba-
Necesidad de industrializar
¿Cuales son las causas o razones que llevan a industrializar o promover cambios del método de producción?
Existe en nuestro mercado de viviendas un grupo de hechos que se repite frecuentemente tanto en las obras
privadas como en las públicas, de los que mencionamos
los más destacados:
- La calidad de las construcciones de viviendas masivas es cada vez menor debido a una mano de obra
ineficiente por escasez de quien la concreta: el oficial albañil. Esto genera una menor productividad que
la empresa la considera en los presupuestos a cotizar en
obras siguientes.
- De lo anterior surge que se utiliza más mano de obra
de la necesaria, que se destina a sustituir máquinas
(p.ej. hacer mezclas en forma manual y de menor calidad). Esto es subocupación disimulada y una subestimación social del que la sufre.
- El uso de subcontratistas en gran parte de la obra,
que lógicamente trabajan a mayor velocidad en detrimento de la calidad.
Conjunto de viviendas FONAVI
ñil es tan escaso que se ha transformado en el operario
mejor pago con salarios casi de ejecutivos. Es que observando trabajar a un albañil se puede apreciar la cantidad de tareas distintas que realiza: cálculo de materiales para el trabajo inmediato, mediciones, nivelaciones,
uso de variadas herramientas, etc. y muchas veces a la
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 1 24/04/2001 11:58 AM Page 16
intemperie rigurosa y en situaciones peligrosas.
El aprendizaje de estas habilidades se adquiere con años
de práctica y cuando se llega a ser un "buen oficial", no
se encuentra una mejora importante en su salario ni
tampoco un mayor reconocimiento social, de aquí que
no exista un mayor interés en perfeccionarse en la construcción.
Ya en nuestro País se produjo la traslación de estos
obreros a otras industrias por falta de actividad unas veces y otras por la seguridad de continuidad en el trabajo y mejores condiciones para efectuarlo.
Por lo expresado, por lo que dicen los indicadores oficiales y también los mismos gremios, es razonable suponer que a breve plazo esta disminución de obreros especializados, y su costo, hará que las empresas que se
dediquen a la obra masiva de vivienda, vayan a la industrialización del sector, quedando la obra pequeña o muy
sofisticada para la construcción tradicional.
En la República Argentina los costos de un edificio tradicional se reparten aproximadamente en:
- 40 % Gastos en materiales.
- 35 % Gastos en mano de obra.
- 25 % Gastos generales y beneficio.
Estos valores han sido variables en los últimos decenios,
debido a la inestabilidad económica, a la inflación permanente, a los elevados costos financieros, a las tasas de
seguro, etc. pero en algunas cortas épocas "normales"
podríamos sostener que eran representativos.
Para que la industrialización tenga éxito deberían disminuirse los gastos indicados, un análisis rápido señala
que el único susceptible de reducir es la incidencia de
la mano de obra.
Efectivamente, los materiales tradicionales como morteros, hormigones, cerámicos y derivados del acero tienen
tecnologías muy elaboradas y será dificil abaratarlos. La
sustitución en nuestro País se haría por otros más caros
como plástico, madera, aluminio, derivados químicos y
otros.
Los gastos generales aumentarían por la mayor incidencia de las amortizaciones por desembolsos derivados de
una nueva tecnología que exige investigación, proyectos, equipos para la fabricación y montaje, prototipos,
promoción y comercialización.
Sólo la mano de obra puede reducirse y en el mejor
de los casos mantenerse los otros ítems. En los materiales usando los cementos y arcillas, como sucede
con los grandes paneles prefabricados. Esto hace que
esta tecnología en la Argentina como lo fue en Europa
post guerra pudiera competir en las obras masivas, privadas o públicas.
Montaje de sistema de paneles en París (Francia)
Fachada del conjunto en París (Francia)
Detalle del revestimiento de terminación
Con otros procedimientos, p.ej. sistemas livianos, los
materiales generalmente son más caros pero mayoritariamente las instalaciones de fábrica, el transporte y el
montaje son más baratos que en los sistemas pesados.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Capítulo 1 24/04/2001 11:58 AM Page 17
Pero siempre resulta que la disminución de costos debe
buscarse en la reducción de horas hombre en fábrica y
en obra.
Cuando tratemos en particular cada tipo de sistema
constructivo se darán algunas proporciones de costos.
Supongamos ahora que un sistema industrializado muy
desarrollado llega a reducir el costo de la mano de obra
en un 50 % y mantiene los mismos valores para materiales y gastos. Reduciría el valor total de los costos directos en un 17,5 %. Desde luego que lograría un verdadero éxito técnico y financiero nada común.
Pero queremos con este elemental ejemplo, destacar como valor informativo profesional, que muchas veces se
promueven sin mayor análisis afirmaciones que difunden que la industrialización nos llevaría a costos en
nuestras viviendas inferiores al 50 % de los valores de la
vivienda tradicional.
También hay que señalar que en estos momentos nuestros costos de producción son inestables por el deterioro de la actividad, ya que se trabaja en muchos ítems
con "cuadrillas" de subcontrato. La tecnología de producción es importante para una comparación de precios, pero es innegable que la industrialización reduce
tiempos y finalmente lo que es seguro es que la calidad
mejorará.
Debe saberse que hasta que el sistema se afiance y su
mano de obra alcance el entrenamiento en el uso de sus
máquinas y materiales, se darán costos que podrán ser
no competitivos con lo tradicional.
Pero superada esta etapa, su rapidez, el trabajo bajo techo, el aprovechamiento superior del tiempo y las ventajas de la repetitividad de tareas influirán en los valores
finales en forma favorable.
Primeras experiencias e ideas de
industrialización
Es interesante destacar lo sucedido en Estados Unidos
con la evolución de su tradición constructiva. No es
aventurado decir que su construcción tradicional llega
hoy en día a ser construcción industrializada en casi la
totalidad de sus obras de vivienda.
Desde el carretón que llevaba las maderas para la estructura y cerramientos que conformaban el "balloon
frame", a las fábricas que hoy venden casas en todo el
país pasaron no más de 40 años, y sin teorizar sobre la
necesidad de industrializar, lo hicieron cuando observaron que con la misma inversión se podían hacer
más unidades, es decir mejorar la productividad.
Es posible que la tecnología de su construcción tradicional haya favorecido este desarrollo pero sabemos el
gran valor que en ese país se le da al tiempo.
Veamos algunos nombres de norteamericanos que transitaron en la fabricación de viviendas integrando la investigación técnica y la producción industrial.
Además de Frank Lloyd Wright que conceptualizó la unión
imprescindible entre la tecnología y el diseño, fue Thomas
Alva Edison quien en 1907 construyó casas prefabricadas
de hormigón, de dos pisos a precios muy bajos.
Hospital militar prefabricado (1886)
En Nueva Jersey instaló una fábrica donde alcanzaba
una producción de 150 viviendas anuales. El proceso de
montaje de cada vivienda era de cuatro días.
Otro famoso inventor incursionó en la industrialización
de la vivienda: Alexander Graham Bell que trabajó en
1901 con lo que hoy llamamos módulos tridimensionales conformando con tubos, tetraedros de gran resistencia mecánica y de poco peso.
John E. Conzelmann patenta en 1912 su sistema y construye edificios de varios pisos con elementos prefabricados de hormigón armado, losas, muros y columnas.
En Brooklyn en 1900 se habrían fabricado los primeros
elementos de grandes dimensiones de hormigón armado que tenían 5.1 m de largo por 1.20 m de ancho y 0.05
de espesor. Eran placas que se colocaban sobre una estructura metálica. En 1905 en Pennsilvania se construye
un edificio de cuatro plantas con losas prefabricadas y
sólo se llenan en obra las columnas.
En 1907 para edificios industriales aparece el muy conocido "Tilt-up" con sus muros hormigonados en el suelo
levantándose después a su posición vertical. En la actualidad se usa también para edificios de vivienda.
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Estos trabajos más el desarrollo permanente que tenía el
"balloon frame" con herramientas cada vez más novedosas creó en la sociedad americana la certidumbre de que
así se debía hacer su casa, en fábrica y con máquinas.
Los trabajos de estos investigadores y empresas ayudaron a la tecnificación e industrialización de la casa tradicional americana y se llega hoy en EE.UU. y también en
Canadá a que la vivienda tradicional es totalmente industrializada. Y ya desde la década del 70 se certifica la
calidad de una vivienda al salir de la fábrica en forma similar a la que se está usando en Europa con otros productos y con las Normas ISO 9.000.
Veremos más adelante este tipo de certificación que no
alcanza a la ejecución "in situ" es decir fundaciones, anclajes, conexiones,etc.
En Europa aparecen con el siglo XX las fábricas de viviendas usando hormigón armado.
En Francia desde 1891 la Empresa Coignet trabaja con
vigas de hormigón prefabricadas para el Casino de Biarritz y en Alemania ya se fabricaban pilotes de hormigón
armado en 1906.
Toda la actividad de concretar viviendas prefabricadas en
hormigón se desarrolla principalmente después de la primera guerra mundial en Francia, Dinamarca y Alemania.
Gropius, Mies Van Der Rohe, Nervi y muchos más descubrieron rápidamente la necesidad de hacer el cambio
en la construcción para transformarla en una industria
con fábricas y menor tiempo en el lugar de implantación
de la obra.
La segunda guerra interrumpe esos primeros pasos hasta 1950 aproximadamente en que algunas firmas francesas y dinamarquesas sentaron las bases para la construcción de edificios con grandes paneles cuyos conceptos
fundamentales siguen siendo valederos.
Mencionamos entre ellas Camus, Coignet, Estiot, Larsen
& Nielsen y a partir de 1960 Alemania se incorpora en
principio asociada a las anteriores y después con sistemas propios.
En nuestro País en los primeros años de la década del
treinta el Ing. José Delpini trabajó en algunas obras con
elementos premoldeados.
Hasta los años sesenta en los que aparecen las primeras
fábricas con sistemas nacionales se trabajaba con algunos extranjeros o en baja escala de industrialización
(p.ej. pequeños paneles).
Posteriormente veremos algunas de esas tecnologías
que gozan del mérito de haber buscado una mayor eficiencia en la construcción.
Es interesante comprobar que en el período que transcurre entre las dos guerras mundiales personalidades de la
arquitectura opinaron sobre la incipiente industrialización
que se vislumbraba augurándole un porvenir dorado:
Decía Le Corbusier en 1920:
"El problema de la vivienda es un problema de la época.
El equilibrio de la sociedad de hoy, depende de él. La arquitectura tiene como primera deuda, en este período de
renovación que comienza como revisión de valores, una
revisión de los elementos que constituyen la vivienda. La
producción en serie está basada en el análisis y la experiencia. La industria en gran escala debe ocuparse de la
edificación y establecer los elementos de la vivienda sobre las bases de la producción en serie. Debemos crear el
espíritu de la producción en serie. El espíritu de la construcción de viviendas mediante la producción en serie.
El espíritu de concebir viviendas de producción en serie.
El espíritu de vivir en viviendas producidas en serie. Si
eliminamos de nuestros corazones y mentes todos los
conceptos muertos, relativos a la vivienda y miramos el
problema desde un punto de vista crítico y objetivo, llegaremos a la Vivienda-Máquina, a la vivienda producida en serie, saludable (moralmente también) y bella al
igual que lo son las herramientas e instrumentos que
acompañan nuestra existencia. Bella también con toda
la animación que el artista sensible puede añadir al severo y puro funcionamiento de los elementos".
En 1935 escribe Gropius:
"Llegaremos a un punto de competencia técnica en el
que será posible racionalizar los edificios y producirlos
en serie, reduciendo sus estructuras a un cierto número
de elementos. Como los tacos de construcción de los niños, estos elementos se unirán en seco; esto quiere decir
que la construcción terminará definitivamente de depender del tiempo.
Esta viviendas completamente terminadas, construidas
sólidamente al abrigo del fuego, podrán ser expedidas
completamente equipadas directamente de la fábrica,
llegarán a ser, a fin de cuentas, uno de los principales
productos de la industria. Sin embargo, antes que esto
pueda realizarse, cada parte de la vivienda (forjados tabiques, ventanas, puertas, escaleras y equipos) deberán
normalizarse.
El resultado neto debería ser una feliz combinación arquitectónica de un máximo de estandarización con un
máximo de variedad ".
Sin embargo a pesar de las expresiones los tiempos se
prolongaron y la industrialización de la construcción de
viviendas en Europa Occidental aún deja mucho que
desear.
Ante ese panorama en 1976 Marcel Lods maestro de la
industrialización en Francia protestaba diciendo:
"El día que se gaste en las viviendas el mismo esfuerzo
que se está empleando en los objetos, habrá algún cambio. La Régie Renault encuentra absolutamente normal
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
18
Capítulo 1 24/04/2001 11:58 AM Page 19
Conjunto de viviendas industrializadas en Francia
el emplear tiempo, personal, capitales extremadamente
importantes en el estudio de un auto (entre el programa
y la salida de serie transcurren seis años) y la Renault
dispone de una documentación muchísimo más importante que la que yo dispongo para los edificios industrializados en los que estoy obligado a inventar todo desde
la A a la Z.
Los constructores de automóviles -o de otros objetos- no
tienen, como es el caso de los arquitectos, la obligación
de tener éxito al primer golpe; ellos hacen prototipos que
pueden desechar. Yo trato, con grandes dificultades de
realizar prototipos de elementos, someterlos a ensayos de
resistencia mecánica, aislamiento térmico.
Cuando admitamos este sistema, la vivienda recuperará
el lugar que ha perdido con relación al resto de los objetos, pues actualmente un automóvil cuesta en francos
constantes diez veces menos que lo que costaba en 1910.
Es necesario que la vivienda reduzca su precio y eleve su
calidad en la misma proporción".
Esta desazón entre lo previsto por los grandes maestros
y la realidad actual, también nos puede desanimar en la
voluntad de avanzar en industrializar nuestra manera de
construir en la Argentina.
Pero si miramos bien como se desarrolla todo avance
técnico veremos que ellos son producto de la necesidad.
Cuando analizamos la industria de la construcción en los
EE.UU. vemos, que se encuentra en buen grado industrializada (Se ha reemplazado la mano del artesano por
la máquina). En esa sociedad se manifestaron los problemas enumerados en párrafos anteriores y la industrialización llegó como respuesta. En Europa, Francia sobre
todo, se hicieron intentos de promover la industrialización con grandes planes plurianuales para sistemas
constructivos, pero al cesar ese impulso oficial la actividad de los sistemas decreció, no desapareció, es decir
los problemas que llevan a la industrialización no tenían
tanta fuerza.
En nuestro país la necesidad de industrializar no ha sido lo suficientemente fuerte para hacerlo, y no se puede, como no pudieron hacerlo en Europa industrializar
porque sea razonable hacerlo. Se industrializa cuando se
necesita hacerlo. La industrialización no es un fin, si no
existe real necesidad de ella no aparecerá, o lo hará
en grados según se necesite. La teoría sin duda nos lleva a industrializar, la realidad marcará los tiempos y
formas ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 21
CAPITULO 2
Terminología
C
on el objeto de evitar confusiones en los términos que se utilizarán con más frecuencia se
da a continuación un listado con el significado que cada uno tiene en las normas IRAM o el adoptado por la SecretarÍa de Vivienda en sus Certificados de
Aptitud.
- Material: Materia prima amorfa a la que a lo sumo se
le ha aplicado algún tratamiento de calor.(cemento, ripio, arena, gránulos plásticos).
- Elementos: pueden ser
Simples: Cuando se le ha dado al material una forma
para cumplir una determinada función (perfiles, placas,
bloques).
Compuestos: (También llamados componentes). Además de tener una forma cumplen una o mas funciones
en la obra o se combinan con otros elementos (estructuras, carpinterías, paneles).
- Componente: Un producto diseñado y fabricado para uno o varios usos en la construcción. Conceptualmente es similar a un elemento. En el desarrollo histórico de la industrialización el elemento comprende el todo de la función y el componente es parte del conjunto
de edificio. Esto lógicamente es un acuerdo generalmente aceptado.
- Componente de catálogo: Es el componente elaborado sin pedido previo e integra el acopio permanente
de fábrica.
- Sistema Constructivo: (Definición de la Secretaría de
Vivienda), "Conjunto integral de materiales y elementos
constructivos combinados según determinadas reglas
tecnológicas para conformar una obra completa". En
otros países se lo llama procedimiento constructivo.
- Sistema tradicional: Es el de uso más difundido en
cada País con Reglamentos y Normas que regulan su
empleo.
- Sistema no tradicional: El que no es tradicional, por
sus materiales novedosos o técnicas poco conocidas.
- C.A.T.: Certificado de Aptitud Técnica: documento que
otorga la Secretaría de Vivienda en el que se certifica
que se ha hecho una evaluación técnica favorable de un
material, elemento o sistema constructivo.
Otras definiciones aparecerán en el texto relacionadas
con el tema en tratamiento.
Aclaración: Cada vez que se nombre "Secretaría de Vivienda" nos referimos al organismo nacional que tiene
el tema vivienda entre sus misiones y funciones. Lo aclaramos debido a que en distintas épocas tuvo oficialmente otros nombres y rangos.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
21
Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 22
Son dos valores que se utilizan en un edificio o programa para medir y calificar la industrialización de sistemas.
El "índice" es el indicador de la cantidad y el "grado" es el indicador de la calidad del tipo de industrialización adoptado.
Existen diferentes fórmulas para expresar los índices de
prefabricación, siendo el más difundido el siguiente:
l=
100
t2 (t1 + t2)
siendo
t1 = tiempo de fabricación y transporte en horas-hombre/m2 de superficie útil.
t2 = tiempo en obra.
Aclaramos que el "índice" no representa mayor productividad o eficiencia en el empleo de los recursos disponibles, refleja con su crecimiento que la mano de obra
en fábrica es mayor.
Son interesantes los valores calculados con ese índice
INDICE
00 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4
Construcción
de nave industrial
convencional
Prefabricación
cerrada
Prefabricación
abierta
Hs. - HOMBRE / m2 DE VIVIENDA MEDIA ACABADA
30
28
Fig. 1: Aplicación del índice de industrialización
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
10
5
22
21
20
15
Construcción
artesanal
27
25
Premoldeo
Procedimientos
racionalizados
Construcción
tradicional
evolucionada
36
35
INDUSTRIALIZADA
Indice y grado de industrialización
19
17
RACIONALIZADA
Se presentarán una serie de elementos que contribuyen
al estudio de los Sistemas y permiten establecer parámetros para su comparación, fijando de esta manera criterios para tomar decisiones sobre la conveniencia de su
uso, en cada caso.
usando parámetros de rendimientos horarios generalmente aceptados, realizados por el Ing. J. Salas de España, ver Figs. 1 y 2.
El primero muestra en ordenadas, grupos de tecnologías
distintas con las zonas de variación al aplicar el índice
en sistemas industrializados.
En la Fig. 2 aparecen los índices medios para los métodos tradicional, racionalizado e industrializado y las bandas de oscilación. El modelo estudiado fue para viviendas de aproximadamente 70 m2 en bloques y operatorias superiores a 200 unidades con diferentes sistemas
constructivos.
La construcción industrial "convencional", (construcción
de fábricas) sería la de mayor índice comparativamente,
bastante lógico dada la poca variedad en exigencias respecto a las de una vivienda.
El "índice" atiende exclusivamente a criterios de lograr
incrementos apreciables del trabajo en fábrica, acorde
con los objetivos básicos de la época en que se generalizó su uso, década del 70. No se evalúan otras prestaciones como la calidad obtenida, relación costos y performances, inversiones, consumo energético ni la calificación de la mano de obra local.
La situación actual es diferente y esos parámetros no
pueden ser ignorados, la implantación de una fábrica de
viviendas afecta el medio ambiente por la energía usada, los residuos y emanaciones que genera, el movimiento de sus equipos, el uso de carreteras, los ruidos
producidos, y muchos aspectos que dependen del sistema adoptado.
En la Fig.3 se aprecia el resultado de un cálculo de los
índices en horas-hombre en obra y por vivienda, según
TRADICIONAL
Guías para el estudio de los
Sistemas Constructivos
Industrializados
16
13
0
Fig. 2: Variación e índices medios estimados para
procesos de construccion
22
APORTES DE MEJORAS A LAS
CONDICIONES DE TRABAJO
DEPENDENCIA DE LA MANO
DE OBRA INMIGRADA
MATERIAS PRIMAS
CONSUMIDAS
DISMINUCION DEL CONSUMO
DE ENERGIAS
NECESIDADES
DE INVERSION
T2 Grandes paneles de fachada
sandwich de hormigón aislante –
ligero.Capa ext. muy delgada.
+
0
+
+
+
–
A12 T1 Grandes paneles de hormigón –
homogéneo ligero.Aridos ligeros.
+
0
+
0
+
–
A13 T1 Grandes paneles de hormigón
y productos huecos. –
Piezas cerámicas de grandes
dimensiones.
0
0
+
+
0
–
t1 Hormigonado in situ.
Mesas y encofrados muro. +
0
0
+
–
0
A3 t2 Hormigonado in situ. Túneles. –
0
0
+
–
–
0
0
+
+
–
CRITERIOS DE
EVALUACION
TABLA 1
2000
PROCEDIMIENTOS
GENERALES
EVALUADOS
A11
1000
Módulos
tridimensionales
Prefab. pesada
(hormigón)
Madera
Acero
Tradicional
racionalizado
0
Hormigón
"in situ"
500
A3
A5
Estructuras prefabricadas de 0
hormigón y sistemas asimilados
A62
Elementos tridimensionales –
(montaje en fábrica o en obra)
+
+
0
0
0
A63
Vivienda unifamiliar y pequeños +
edificios de estructura metálica.
+
+
0
+
+
A73
Vivienda unifamiliar tridimensional, madera, módulos, móvil.
–
±
±
–
0
0
A8
Cápsulas.
–
0
0
–
–
–
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
DEPENDENCIA DE LA MANO
DE OBRA INMIGRADA
MATERIAS PRIMAS
CONSUMIDAS
DISMINUCION DEL CONSUMO
DE ENERGIAS
NECESIDADES
DE INVERSION
la tecnología empleada, realizado en Inglaterra, por I.
Gauntlett director del National Building Agency. Los trazos gruesos corresponden al 80 % de los casos estudiados y los finos, 20 %, el de los casos extremos. Las viviendas analizadas tienen las mismas características del
caso anterior.
El grado de industrialización, como ya se dijo, es un
indicador de características cualitativas y es difícil encontrar una forma general de valorar todos los factores
que pueden presentarse cuando deba realizarse una
elección.
En Francia el "Grupo Tecnológico del Plan Construcción" dividiendo en dos grupos llamados "procedimientos tecnológicos" y "tecnología de elaboración
de componentes" los valora según parámetros diversos
y clasifica tomando 0, + ó –, que corresponderían a:
neutro, favorable o desfavorable.
Las Tablas 1 y 2 son ejemplos de la larga lista confeccionada. El objetivo del trabajo era dar criterios orientativos del grado de industrialización para la ejecución de una obra ya determinada.
Todo esto es quiérase o no, subjetivo, ya que depende
de quien juzga, pero las evaluaciones siempre han sido
así. Es indudable también que las listas proporcionan
criterios útiles al juzgar la adecuación a los parámetros
de la propuesta ofrecida.
El proceso se completaba con otra tabla que ordenaba
APORTES DE MEJORAS A LAS
CONDICIONES DE TRABAJO
Fig. 3: Indices en horas-hombre totales “in situ” por
vivienda para distintas tecnologías en Inglaterra
+
CAP. DE COMERCIALIZACION
COMO COMPONENTE
EJECUCION EN OBRA EVALUADA EN Hs. - HOMBRE
B12
Paneles de fachada ligeros de
madera.
–
+
+
–
0
0
B13
T1 Paneles de fachada ligeros
no de madera. Sandwich chapa
metálica y poliuretano.
0
+
0
–
+
0
B13
T3 Paneles de fachada ligeros
no de madera. Panel de
hormgión ligero.
0
+
0
–
+
–
B134 Amianto-Cemento. Componente
de fachada
–
0
0
0
0
0
B21
Componentes de tabiquería de
yeso.
0
0
0
+
B32
Componentes tubulares en
hormigón pretensado.
+
0
0
+
0
–
B34
"Semilosas"
0
0
0
+
–
0
B42
Componentes de cubierta y
techumbre. Asfalto.
+
0
0
–
0
0
B5
Componentes de equipamiento
hidráulicos salvo B54 (bloques
sanit. prefabricados) T1 y T2
+
+
+
+
B6 Componentes de distribución de
electricidad y gas.
0
+
+
+
CRITERIOS DE
EVALUACION
TABLA 2
TECNOLOGIAS
DE ELABORACION
DE COMPONENTES
CAP. DE COMERCIALIZACION
EN UN SISTEMA INTEGRADO
1500
CAP. DE COMERCIALIZACION
EN UN SISTEMA INTEGRADO
CAP. DE COMERCIALIZACION
COMO COMPONENTE
2500
Tradicional
Hs. - HOMBRE TOTALES POR VIVIENDA
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0
–
0
+
23
Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 24
los resultados de cada grupo respecto a los parámetros,
que debían ser favorables o neutros.
Tiene para nosotros la importancia de brindar datos para la elaboración de una política pública o
empresarial no sólo en el aspecto tecnológico sino
integral, para alcanzar un grado de industrialización adecuado a nuestra época.
materiales o ejecución de la misma.
De aquí sacamos que "racionalizar no significa industrializar ni tampoco lo industrializado está siempre
racionalizado", lo más frecuente es que se racionalice
despues de introducir la máquina en el proceso.
Gérard Blachëre complementa la definición que dimos
antes de industrialización con esta conocida ecuación:
La serie, los materiales usados, la
integración y la racionalización
De la definición dada de industrialización en el Capítulo anterior se desprende que es el uso de la máquina,
reemplazando al artesano, lo que determina si el sistema es más o menos industrializado y siempre refiriéndonos a la totalidad del hecho constructivo.
Tener un conjunto repetitivo de productos a fabricar, tener la serie, se identifica erróneamente con industrializar. Esta aparece cuando la demanda del producto es
importante y puede haber serie con productos artesanales, es decir nada industrializados.
También ocurre que una construcción puede tener elementos de elevado nivel industrial y ser una construcción tradicional. Por usar ladrillos de máquina e incorporar carpintería industrializada no deja de ser tradicional un muro de cerramiento así conformado.
Otra asociación incorrecta es la de uso de materiales
nuevos con industrialización ya que sabemos que materiales tan viejos como la arcilla o tan usado como
el cemento estan en procesos constructivos altamente industrializados. P. ej.: Células modulares de
hormigón.
Algunas afirmaciones sobre integración y racionalización como condiciones para poder industrializar distan
de la realidad.
La integración de los protagonistas de una obra y su
coordinación unificada es siempre deseable en la construcción. Pero también es cierto que el proyectista de
una obra pública no conoce a priori quien será el ejecutor de su obra. Sólo tiene el conocimiento de lo que necesitará para ejecutarla y lo expresa en un pliego de
condiciones siendo esto suficiente para concretarla correctamente.
Si entendemos por racionalización "el conjunto de
estudios de métodos de producción, incluídos los
de gestión y tecnología conducentes a mejorar la
productividad y la rentabilidad" es obvio que nada
tiene que ver con industrializar.
Cualquier profesional con experiencia constructiva, aun
cuando no sea mucha, puede contarnos cómo racionalizó una obra tradicional en el proyecto, transporte de
Industrialización =
Σ
Racionalización
Mecanización
Automatización
que comprendería un cierre total de industrializar la
construcción de viviendas.
La mecanización es la mayor posible, la racionalización
comprende todo el proceso (diseño, tecnologías, producción) y la automatización la máxima en todos los trabajos, con el objetivo de hacer más viviendas de la mayor calidad al menor precio.
Un capítulo aparte es la computarización que puede
optimizar todo proyecto de industrialización, desde el
diseño con la selección de la tecnología incluída, hasta
el empleo de componentes y su relación con los adyacentes.
No es materia de este Manual pero sí queremos destacar su importancia como una herramienta hoy casi imprescindible, que se usa en la elaboración gráfica de un
desarrollo con la posibilidad de seleccionar alternativas;
o la determinación de componentes por las características físicas de los materiales que los integran con rapidez
y seguridad.
Verificar el comportamiento térmico de una pared o techo o calcular las acciones de viento o sismo para una
determinada forma de un proyecto son facilitados por el
uso de la computadora.
Métodos de la industrialización
La clasificación de los métodos de industrialización nos
mostrará que en ciertos casos, hay zonas difusas en
cuanto a las definiciones, donde se hace difícil, ubicar
algunos procedimientos.
Aquí llegamos a dos formas de industrializar: una es ya
una realidad con muchos ejemplos difundidos ampliamente y la otra es una elaboración que requiere unas
condiciones previas para su aplicación, de normativa y
convenios de la industria.
La primera es la llamada de sistemas cerrados (o de
modelos) y la otra es la de sistemas abiertos (o de elementos).
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Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 25
INDUSTRIALIZACION
Paneles prefabricados
SISTEMAS CERRADOS
(edificios)
Pesados
Livianos
Sistemas de encofrado túnel
Módulos tridimensionales
Pesados
Livianos
Elementos lineales
Estructuras
industrializadas
Paneles portantes
Encofrados industrializados
Estructura
Prefabricados
Forjados
"in situ"
SISTEMAS ABIERTOS
(elementos)
Instalaciónes prefabricadas
Prefabricados
Cerramientos
Divisiones
Industrializados
"in situ"
Tabiques prefabricados
Los sistemas cerrados
Resuelven todo un edificio y sus elementos no pueden intercambiarse con los de otras fábricas tal como sucede en la industria de electrodomésticos. Son
ejemplo de ellos los de paneles prefabricados pesados o
livianos, los de encofrados túnel y los módulos tridimensionales.
En estos sistemas la coordinación modular y dimensional no tiene mayor importancia, es sólo una forma de
trabajo interna sin relación con la que adoptan otras
marcas. Se tienen en cuenta para adaptarse a las medidas más o menos corrientes de algunos elementos tales
como mosaicos, azulejos y otros revestimientos, evitando cortes de piezas que demoran el trabajo y son difíciles de realizar.
Los sistemas abiertos
En este caso se industrializa no el edificio sino los
componentes del mismo y su característica principal es la intercambiabilidad de los mismos aun cuando sean de distintas fábricas con uniones cada vez más
universales.
Para que esto sea posible debe haber una coordinación dimensional y modular aceptada por todos los
que intervienen en el proceso constructivo y la otra con-
dición es que haya una compatibilidad de las juntas.
Creemos que estas son las razones que demoran su difusión pese a lo sensato de la propuesta. Tal vez en Norteamérica y Francia sean los lugares de mayores logros
con este sistema.
En el cuadro superior se resume lo expresado.
Clasificación de los sistemas
constructivos
Con lo visto podemos intentar una clasificación de los
sistemas industrializados más amplia.De acuerdo al objetivo buscado con la obra se hace la clasificación para
compararlos y resolver el más conveniente para cada
ocasión. Si se busca priorizar el trabajo en fábrica se utilizarán los "índices", si el trabajo es en zonas inaccesibles se buscarán sistemas livianos. No sería sensato trabajar con un sistema de grandes encofrados en la Antártida donde la elaboración del hormigón requeriría precauciones especiales al igual que su colocación.
Si consideramos el problema de vivienda integralmente,
hay que remarcar que no siempre los parámetros para
una clasificación son tecnológicos. Pueden serlo de financiación, de comercialización, de consumo de energía, sociales, de ocupación de mano de obra, etc.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 26
Uno de los sistemas más usados en nuestro país, nació
con la necesidad de evitar la desocupación de personal
que terminaba una importante obra de hormigón en una
Provincia. Por la experiencia que habían adquirido se eligió un sistema de uso intensivo de hormigón, lástima
que en esa Provincia no había áridos aptos para hacerlo.
Resumiendo, según la necesidad será la clasificación.
En la Argentina se ha adoptado clasificar a los sistemas constructivos por el peso máximo de sus
componentes y el de realización en obra.
Se clasifican entonces en :
- Sistemas livianos hasta un máximo de 100 Kg.
- Sistemas semi pesados de 101 hasta 500 Kg.
- Sistemas pesados con componentes de más de 500 Kg.
- Sistemas "in situ" por realizar parte importante de la
obra en el lugar y usar equipos y máquinas en obra
gruesa y terminaciones
Esta clasificación se usó en las obras del Fondo nacional
de la Vivienda (FONAVI) al solo efecto de aplicación en
distintas circunstancias impuestas por razones topográficas, distancia a los centros de provisión de materiales y
de producción, limitaciones en el transporte y otras.
Las motivaciones pueden ser distintas y hacen que se
discriminen a materiales o tecnologías como podría presentarse en zonas de ambientes agresivos o climas marítimos que excluirían ciertos metales, o la presencia de
suelos de bajas resistencia que limitan el uso de estructuras pesadas.
La clasificación por el peso máximo de los componentes es muy usada en casi todos los países para una caracterización rápida de su tipo de construcción. Analizándola se observa que es también un cierto agrupamiento de tecnologías y predominancia de materiales y
elementos.
En los sistemas livianos se usan chapas metálicas que
utilizan el plegado, la extrusión, rodillos para deformación, punzonado ,etc. para su procesado. La madera y
sus derivados se trabaja en secciones de distintas escuadrías con compensados y tableros aglomerados unidos
por clavos, pernos y conectores. El herramental para la
madera está hoy en día tan desarrollado que en talleres
y fábricas, se puede decir que existe una máquina para
cada función o terminación a lograr.
El hormigón liviano en placas o paneles de pequeñas dimensiones trabajado con aditivos o agregados de baja
densidad se usa para cerramientos de sistemas livianos.
Los sistemas "in situ" son a base de hormigones livianos
colados en encofrados o capas sucesivas de morteros u
hormigón convencional proyectadas sobre mallas electrosoldadas con núcleo de aislante.
Esquema de sistemas volumétricos (módulos)
Esquema de sistemas de placas
Esquema de sistemas lineales (esqueleto)
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Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 27
Otra clasificación muy usada es según las características estructurales:
a) Unidireccionales o lineales(esqueletos);
b) Bidireccionales o planos (placas,
paneles);
c) Tridireccionales o volumétricos (cajas o módulos).
En la Tabla 3 se muestra una clasificación de los sistemas de construcción industrializada según diversos objetivos
que se busque resaltar. Como ya se dijo
siempre será pasible de agregar ítems
que por distintos motivos puedan interesar.
En este manual y por razones didácticas
y el vocabulario constructivo usual en
nuestro medio se han clasificado los sistemas en el cuadro que figura debajo.
Consideraciones sobre
los sistemas livianos y
pesados
Aun cuando posteriormente se desarrollarán con más amplitud las características de cada uno de ellos, creemos necesario expresar algunas ideas fundamentales que los diferencian y los hacen
TABLA 3
POCO INDUSTRIALIZADO
INDICE DE
INDUSTRIALIZACION INDUSTRIALIZADO
MUY INDUSTRIALIZADO
CARACTERISTICAS
ESTRUCTURALES
PESO DE LOS
ELEMENTOS
DISPOSICION DE
LOS ELEMENTOS
PORTANTES
FINALIDAD
DE LA OBRA
DIMENSIONES DE
LOS ELEMENTOS
Cuando el índice de industrialización es inferior a 0,20.
Cuando el índice de industrialización está entre el 0,20 y el 0,60.
Cuando el índice de industrialización es superior a 0,60.
LINEALES
Esqueleto
PLANOS
Paneles placas
VOLUMETRICOS
Módulos ó cajas
LIVIANO
Los elementos no sobrepasan los 100 kg
SEMI-PESADO
Los elementos tienen un peso máximo entre 101 y 500 kg
PESADO
El peso máximo de los elementos es superior a 500 kg
LONGITUDINAL
Elementos portantes principales paralelos al eje lingitudinal de la construcción
TRANSVERSAL
Elementos portantes principales paralelos al eje tranversal de la construcción
CRUZADO
Elementos portantes principales en planos eje longitudinales y transversales
VIVIENDAS
Unifamiliares, en altura, etc.
SERVICIOS
Escuelas, Hospitales, Oficinas
NAVES
Industriales, agrícolas
OTROS
Estacionamientos, silos, puentes,etc.
CELULAS
GRANDES PANELES
Habitación, vivienda, bloque técnico
Un elemento solo resuelve un paño de pared de dimensiones normales
PANELES MEDIOS
Una de las dimensiones es igual a la dist. suelo-techo
ELEM. LINEALES
Sección transversaL pequeña comparada con la longitudinal. Pueden ser
simples: pilares, vigas
compuestos: pórticos, semipórticos
mixtos: combinación de los anteriores
MATERIAL
DOMINANTE
LUGAR DE
REALIZACION DE
LOS ELEMENTOS
HORMIGON
Armado, pretensado, ligero, alveolar, etc.
OTROS MATERIALES
MIXTOS
Acero aluminio, madera, plásticos, etc.
Hormigón-cerámica, hormigón-acero, acero-cristal, etc.
PREMOLDEO
PREF. SEMIPERMANENTE
PREF. FIJA
Elementos preparados previamente
Fábrica semipermanente de prefabricación
Fábrica fija de prefabricación
CONVENCIONAL
MIXTO
Fábrica industrial convencional
Combinación de los anteriores
"IN SITU"
Parte importante de la obra hecha en el lugar de la construcción
Livianos
Paneles portantes
Madera
Estructuras
independientes
Metálica
SISTEMAS
CONSTRUCTIVOS
INDUSTRIALIZADOS
Pesados
Tridimensionales
Grandes paneles
Con encofrados
In-situ
Con elementos prefabricados en obra
Capas de mortero sobre mallas
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más o menos aptos para una circunstancia.
Partiendo del concepto común para livianos y pesados,
de exigirles una durabilidad similar, (50 años en nuestro
País) con el mantenimiento que requieren y aceptando
como superabundante o no necesario una vida útil mayor para una obra de vivienda, podemos afirmar que
con ambos podemos cumplir las reglas de calidad mencionadas en el Cap.1.
¿Qué vivienda tradicional o industrializada puede durar
más de cincuenta años sin conservación adecuada?
La durabilidad de un casa depende de quien la ataque,
un fuerte sismo destruye casas de mampostería u hormigón y no afecta a las de madera, si la acción es el fuego sucede al revés. La corrosión afecta a estructuras de
acero y hormigón, el cedimiento de las fundaciones es
más grave en sistemas pesados que en los livianos.
Podríamos seguir dando ejemplos de respuestas distintas de sistemas livianos o pesados, ante la agresión de
las acciones, climas, suelos, ambientes o cualquier otra
acometida destructiva. Por esto no consideramos valorativos estos inconvenientes que hasta cierto punto pueden deberse a errores de diseño, elección incorrecta de
materiales, mala ejecución, etc.
Con estas prevenciones analicemos las "ventajas y desventajas" que a priori les asignamos a los sistemas livianos y pesados; considerando que las mismas son atribuibles a la mayoría de cada uno de ellos, pero recordando
que pueden en algunos casos singulares no cumplirse.
Esquema de vivienda de madera (Equipos DC)
Traslado de módulos de hormigón (MO.HA. Argentina)
Sistemas livianos
Ventajas:
Poca inversión inicial.
Flexibilidad en el proyecto.
Mayor diversidad en materiales y tecnologías.
Menores costos en transporte.
Más apto para obras dispersas.
Más apto para terrenos pequeños y con obras existentes
cercanas.
Menor equipamiento para el montaje.
Mayor cantidad de herramientas portátiles en fábrica y
obra.
Rápida adaptación de la mano de obra.
Elementos independientes de un proyecto completo.
Desventajas:
Materiales más caros.
Más desarrollo en el diseño de estructuras, uniones, carpinterías, etc.
Mayor necesidad de investigación y ensayos.(Impacto,
compresión, etc.).
Sist. de encofrados Túnel (Integrit Argentina)
Sist. de grandes paneles (Fattorello-Neuquén)
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Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 29
Mayor número de elementos a controlar.
Mayor estudio del transporte de elementos.
Mayor análisis del montaje y uniones ante acciones de
viento.
Estudio más completo del anclaje y las fijaciones.
Mayor mantenimiento.
Sistemas pesados
Sist. de ejecución “in situ” desde el interior y revocando los
paramentos exteriores (Plastbau-España)
Ventajas:
Uso de materiales más baratos y más conocidos.
Tecnologías usuales y diseños estructurales experimentados.
Terminaciones tradicionales.
Resistencia a acciones de choque y químicas.
Reducción en el número de juntas.
Menor mantenimiento.
Desventajas:
Proyectos más rígidos.
Mayor inversión inicial en moldes y equipamiento de fábrica.
Encarecimiento del transporte y montaje.
Mayor análisis en el diseño del acondicionamiento térmico.
Mayor incidencia del transporte por sus equipos y distancias.
Mayor inversión en equipos de montaje.
Mayor protección del personal en el montaje y ante inclemencias climáticas principalmente de viento y niebla.
Sistemas importados
Sist. de prefabricación liviana con estructura de chapa de
acero y paneles de hormigón (Súbitas-Argentina)
En la década del 80 se produjo un ingreso de sistemas importados principalmente del continente europeo que tuvo una duración de no más de tres años.
En general fueron sistemas y equipos para fabricar sistemas de grandes paneles. Se complementó esta importación con materiales como aditivos, selladores de juntas,
separadores, mallas y armaduras especiales para algunos
procesos.
Transcurridos los años suficientes puede hacerse una
evaluación de este ingreso. En principio fue sin duda
positivo en un mercado dominado por lo tradicional, cerrado hasta para las publicaciones técnicas que podían
difundir materiales y técnicas novedosas. Coincidente
con la posibilidad, para profesionales y empresarios, de
viajes a países desarrollados, significó una renovación
"mental" en la construcción, afortunadamente aceptado
en las universidades y constructoras sin sentirnos "agredidos por esta invasión tecnológica exterior".
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Capítulo 02 24/04/2001 12:00 PM Page 30
Concretamente, quedaron tres fábricas de grandes paneles, equipamiento para producir hormigones con fibra
de vidrio y otros morteros livianos, equipos de encofrados muy tecnificados y casi al final maquinaria para paneles aislados de mallas electrosoldadas y morteros proyectados "in situ".
Con el uso de la madera se construyeron obras de alta
calidad, procedentes de Finlandia, Canadá y Estados
Unidos que ayudaron a los productores locales a demostrar la posibilidad de este material.
En lo referente a materiales y elementos podemos señalar la aparición de las placas de yeso, innumerables revestimientos de materiales poco difundidos o desconocidos. también la industria de bloques de hormigón y
cerámicos pudieron ingresar nuevos equipos de alta
productividad.
En igual medida se incrementó el equipamiento de las
fábricas de productos sanitarios y eléctricos con el agregados de diseños de valor estético importante.
Si debemos evaluar técnicamente esta época, la juzgamos ampliamente positiva, una actualización postergada
por abstracciones hoy incomprensibles pero no desinteresadas, que mantenían la actividad muy lejos de lo que
se estaba haciendo en el mundo.
A partir de 1990 y al amparo de las vigentes condiciones económicas mundiales, se está produciendo otra
oleada de productos y sistemas para la construción. La
tendencia muestra que la importación se orienta
hacia sistemas y elementos para la construcción liviana, en su mayor parte procedente de América del
Norte. En su ingreso al País aparecen sectores que no
siempre pertenecen a la construcción sino que son importadores, que han encontrado el momento apto para
su actividad. Esto ya ha mostrado en algunas zonas lo
peligroso que resulta, cuando buenos sistemas son maltratados con cambios de materiales, tecnologías y mano
Grandes paneles con cerámico (Del autor en Brasil)
de obra inexperta. El importador hace la casa para venderla y hacer su negocio hoy, mañana se verá si sigue siendo rentable. Tampoco el Estado ha mostrado
mayor interés en exigir el cumplimiento de las reglas de
calidad fuera de su área.
Los productos que se están importando son en su mayoría buenos y aptos para los países donde se fabrican,
muchos de ellos inclusive vienen avalados por certificaciones de calidad y amplia experiencia. No han aportado grandes novedades tecnológicas, a excepción de algunos tableros que tienden a ser el reemplazo de los de
asbesto-cemento ya prohibidos en varios países.
Otra novedad es el cada vez mayor uso de estructuras metálicas livianas, (chapa plegada) que pese a ser
conocidas en la Argentina desde hace mucho, se usaron
poco en nuestra construcción de viviendas.
Mas adelante analizaremos los aspectos mas relevantes
para su ponderación ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 31
CAPITULO 3
Requisitos de seguridad
Reglas de calidad
L
as reglas de calidad con respecto a la seguridad
se encuentran en los reglamentos CIRSOC, en
reglamentos específicos como el de madera en
Códigos Municipales y Leyes Nacionales o Provinciales.
Para aproximarnos al análisis de la seguridad estructural
en los Sistemas Constructivos debemos tener presente
que la reglamentación ha sido concebida y desarrollada
para la forma tradicional de construir, por lo tanto cuando busquemos pautas de cálculo para algún tipo de sistema estructural novedoso o no tradicional primero debe cumplir la reglamentación nacional existente, si no la
hay se recurrirá a reglamentación internacional, no sólo
de procedimiento de cálculo sino de calidad de los materiales; si tampoco existe, se acude a experimentación
mediante los ensayos adecuados. Estos ensayos deben
cumplir la Normativa IRAM o de no contar con ella, una
Normativa reconocida internacional (ASTM, British Standard, ISO, DIN).
Con el tiempo un sistema constructivo, o un material novedoso, al emplearse masivamente en un país lleva a los
empresarios y al Ente Normalizador a definir una Norma
de uso. Este es el caso del hormigón celular en Alemania, o de algunos plásticos en los EE.UU.
Las Reglas de Calidad de la Seguridad se agrupan alrededor de dos temas indicados en el cuadro.
Pasaremos revista a las acciones, poniendo por supuesto como objeto de atención aquello que importa a los
sistemas industrializados. Posteriomente cuando se trate
en particular cada sistema, se profundizará específicamente.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
A) Acciones
Cargas Gravitatorias
y sobrecargas
CIRSOC 101
Cargas de Viento
CIRSOC 102
Cargas de Sismo
NAA80 (*), CIRSOC 103
Cargas de la Nieve
y del Hielo
CIRSOC 104
Superposición de
Estados de Carga
CIRSOC 105
Acción Térmica Climática CIRSOC 107
Fuego
Cód. Munic., Leyes Nacionales
B) Tipo de estructura
resistente y materiales
Estructuras de Hormigón CIRSOC 201
Armado y Pretensado
Estructuras de Acero
CIRSOC 301 y siguientes
Estructuras de Madera
Manual de la Sec. de Vivienda
Materiales
Normas IRAM
(*) : (Normas Antisísmicas Argentinas)
31
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 32
A) Las acciones
1. Cargas y sobrecargas
Gravitatorias
1.50
Habíamos visto en el capítulo 2 que la clasificación más
común de los sistemas constructivos es separar a los sistemas por su peso: Livianos y Pesados.
Veamos en números qué significa esto tomando una vivienda básica como muestra la figura 1: y evaluando
sus pesos, comparándola también con un sistema tradicional. (Cuadro 1)
La casa construida con un sistema pesado, prácticamente pesa lo mismo que la tradicional, mientras que la liviana pesa alrededor de cuatro veces menos.
Si el lugar de emplazamiento de la vivienda es apartado
o de difícil acceso con los sistemas pesados se encarecen los fletes; o si el terreno es de poca resistencia sin
duda el Sistema Liviano tendrá ventajas.
Lo mismo ocurrirá si el emplazamiento es en Zona Sísmica donde las cargas de ese origen son proporcionales
al peso, es decir un sistema liviano tendrá 4 veces menos solicitaciones de origen sísmico.
Otro punto para analizar es la forma que propone el reglamento CIRSOC 101 para las sobrecargas de cubiertas,
esto es según las pendientes del techo varían las sobrecargas, al aumentar la inclinación va disminuyendo la
sobrecarga. (Ver Figura 2)
Hay que tener en cuenta que al aumentar las pendientes crece la superficie expuesta al viento, lo cual en ciertas zonas incrementará las cargas en la estructura, por
otra parte al acrecentar las pendientes se aumentan las
superficies de techos y la superficie de paredes de los
tímpanos en los techos a dos aguas. La pendiente ideal
2.60
z= 2.50
b = 7.00 m
a = 7.00 m
Figura 1
saldrá pues de estudiar las consideraciones funcionales,
estéticas y económicas.
2. Acción del Viento
El reglamento CIRSOC 102 tiene por objeto determinar
los procedimientos y medios para obtener los valores de
las acciones producidas por el viento sobre las construcciones.
El procedimiento comienza determinando la velocidad
de referencia del viento (β) del lugar de la obra, ver mapa de la figura 3. Estos valores de velocidad son fruto
de datos estadísticos, esta velocidad al cuadrado, multiplicada por una constante y por coeficientes que tienen
en cuenta la altura de la construcción, su forma y la rugosidad del terreno, determinan la presión dinámica de
cálculo (qz). Luego se calcularán las acciones como
prescribe la Norma (nuestra intención no es explicar la
Norma, al contrario creemos imprescindible su lectura).
En el diseño habrá que poner especial cuidado en la determinación de la rugosidad del lugar (Ver Figura 4),
Cuadro 1
Sist. Tradicional
Sist. Liviano
Sist. Pesado
Techos
Madera-Tejas
65 kg./m2
Est. Metálica-Chapa
20 kg./m2
Losa Hormigón 8cm-Tejas
240 kg./m2
Paredes Exteriores
Mamp. L. Hueco 0.20
320 kg./m2
Placa Cement. 1.9 cm
Estr. Metal-Placa Yeso
70 kg./m2
Hormigón 8 cm
192 kg./m2
Paredes interiores
Mamp L. Hueco 0.10
160 kg./m2
PlacaYeso-Estruc Met
35 kg./m2
Hormigón 8 cm
192 kg./m2
Total casa 50m2
50 x 65 = 3.25t
78.5 x 320 = 25.12t
78.5 x 160 =12.56t
50 x 20 = 1,0 t
78.5 x 70 = 5.5 t
78.5 x 35 = 2.8 t
50 x 240 = 12 t
78.5 x 192 =15.1 t
78.5 x 192= 15,1 t
41 toneladas
9.3 toneladas
42.2 toneladas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
32
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 33
Figura 3
CUBIERTAS LIVIANAS ( < 50 Kg / m2 )
25
Pendiente
Sobrecarga
3° < α ≤ 10°
q = 30 Kg / m2
Pendiente
Sobrecarga
22,5
25
α
30
α
25
10° < α ≤ 15° q = 22 Kg / m2
15° < α ≤ 20° q = 15 Kg / m2
20° < α ≤ 30° q = 12 Kg / m2
Pendiente
Sobrecarga
α > 30°
q = 10 Kg / m2
27,5
27,5
25
27,5
22,5
30
α
32,5
25
27,5
35
CUBIERTAS PESADAS ( > 50 Kg / m2 )
Pendiente
Sobrecarga
3° < α ≤ 10°
q = 45 Kg / m2
37,5
α
37,5
Viento:
velocidad de
referencia
(β) en m/seg
35
Pendiente
α
Sobrecarga
10° < α ≤ 15° q = 33 Kg / m2
15° < α ≤ 20° q = 23 Kg / m2
20° < α ≤ 30° q = 18 Kg / m2
35
37,5
30
32,5
40
40
Pendiente
Sobrecarga
α > 30°
q = 15 Kg / m2
α
Fig. 2: Pendientes y sobrecargas usadas en cubiertas
inaccesibles
pues las cargas de viento cambian sensiblemente. Para
la casa de la figura 1, y tomando su ubicación en Salta (Zona de Velocidad de referencia baja β =22.5 m/seg),
Buenos Aires (valor medio β=27.5m/seg) y Ushuaia (valor máximo, β=40 m/seg) se determinaron los valores de
la presión dinámica de cálculo para una altura de
Z = 2.50 metros. (Ver Figura 5)
Los sistemas livianos deben ser especialmente verificados a esta solicitación, tanto por resistencia como por
deformaciones en sus muros. Otro tanto ocurre con las
pendientes del techo que pueden pasar de succión a
presión al variar sus inclinaciones.
En el caso de las cargas de Viento los sistemas livianos
tienen desventaja con respecto a los pesados; en un sistema liviano al presentarse la succión, por ejemplo en
una cubierta, la fuerza ascendente puede tranquilamente superar el peso de la cubierta, siendo necesario considerar entonces que elementos antes traccionados ahora se comprimen (pudiendo pandear), o elementos que
con el peso propio y la sobrecarga apoyaban, ahora deben estar anclados.
En cambio, los sistemas pesados normalmente el peso
de los techos supera la succión.
3. Acción Sísmica
Con el objeto de dotar a las construciones de un grado
de seguridad ante la acción sísmica el INPRES (Instituto
Nacional de Prevención Sísmica. San Juan) en 1980 elaboró la NAA80 (Normas Antisísmicas Argentinas) donde
se incluyen Prescripciones Transitorias relativas al diseño sismorresistente de sistemas constructivos no tradi-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
33
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 34
Rugosidad
23
Ushuaia
Buenos Aires
Salta
IV
11
8
Ushuaia
Buenos Aires
Salta
49
III
23
16
Ushuaia
Buenos Aires
Salta
97
II
46
31
Ushuaia
Buenos Aires
Salta
178
I
84
56
0
50
100
150
200
Presión Dinámica de Cálculo (kg / m2)
Fig. 5: Comparación de las presiones dinámicas de
Cálculo para la altura z = 2,50 m y la Vivienda de la fig. 1
Figura 6
4 3 2 1
0
Zonificación
sísmica
0
1
2
3
4
Zona 0
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Fig. 4: Las rugosidades del terreno
cionales. Posteriormente una comisión INPRES-CIRSOC
elaboró la normativa que conocemos como INPRES-CIRSOC 103 que en su PARTE 1 da la Zonificación Sísmica,
criterios de análisis y diseño, comportamiento de suelos,
etc.; mientras que en la PARTES 2 y 3 especifica los requisitos a cumplir por las estructuras de Hormigón y
Mampostería; quedando en vigencia para el resto la
NAA80.
En el mapa de la figura 6 se observa la Zonificación Sísmica de la NAA80.
La Zona 4 es de muy elevada peligrosidad sísmica, la 3
es de elevada peligrosidad, moderada la 2, la 1 reducida y por último la Zona 0 es de muy reducida peligrosidad.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
34
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 35
Favorable
a
b
0,5 <
a
b
<2
Desfavorable
Corrección
Fig. 7a: Siluetas de plantas
Favorables
Ubicación del centro de masas
Coinciden la ubicación del
centro de masas y del
centro rígido.
No hay excentricidad.
No hay momentos torsores
Desfavorables
Ubicación del centro de masas
C.Masas
C.R.
Excentricidad
Fig. 7b: Ubicación de planos verticales resistentes
Consideraciones relativas al reglamento
que influyen en el diseño:
Como actitud el proyectista de sistemas industrializados
(y de cualquier otra construcción) debe usar a los reglamentos como guía para su estructura y no como un obstáculo a ser salvado o requisitos a ser cumplidos.
El espíritu de los reglamentos antisísmicos se basa en
buscar que las estructuras sean:
• De plantas simples, regulares, lo mas simétricas posibles, evitando plantas alargadas. Utilizar en los casos
necesarios juntas para separar volumenes de vibración
distinta. (Ver figura 7a)
• Que el centro de los planos resistentes (Centro de rigidez), no se aparte demasiado del centro de masas
evitando así momentos torsores importantes.
• Evitar las vigas de grandes luces que provocarán
concentración de carga en sus apoyos.
• Que la estructura permita deformaciones que disipen energía sin colapsar.
Los puntos anteriores son generales para toda construcción. En particular para los sistemas constructivos la
NAA80 mayora los esfuerzos en las uniones, es decir pide que las uniones ofrezcan más seguridad que el resto
de la estructura, es una forma para que se preste especial atención a este tipo de detalles. También limita la altura a construir con sistemas constructivos en zonas sísmicas. El Instituto Nacional de Prevención Sísmica evalúa las características de los sistemas industrializados
otorgando Certificados de Aptitud Sismorresistente.
Consideraciones sobre el proyecto de la
Vivienda:
El proyecto para la zona sísmica debe considerar que
habrá que colocar planos de rigidez verticales de manera simétrica, al cual se ajustarán la ubicación de vanos.
(Ver figura 7b)
En los sistemas livianos es importante la ubicación del
tanque de reserva de agua, pues el peso de éste es muy
importante comparado con el del resto de los elementos. Se deberá analizar si no resulta más económico colocar el tanque en una torre auxiliar.
La simplicidad del funcionamiento estructural debe ser
prioridad, debe haber un claro recorrido de las cargas a
la fundación.
4. Cargas de la Nieve y del Hielo
El mapa de la figura 8a, del CIRSOC 104, ilustra las zonas donde se debe considerar la carga de Nieve. Los valores de esas cargas van de los 30kg/m2 hasta más de
320 kg/m2 según su ubicación específica.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 36
Figura 8a
Figura 8b
q nieve
II
I
Zona I
Se considera que la
ocurrencia de nevadas en
esta zona es improbable
Zona II
En esta zona pueden ocurrir
nevadas en forma, ya sea
extraordinaria, normal o
frecuente.
Para Islas Malvinas, Islas del
Atlántico Sur y Sector
Antártico no se dan valores
por carecer de información
Fig. 9: Cargas de hielo sobre el borde de un techo
La carga de nieve (Peso específico=300kg/m3) del lugar
estará afectada por un coeficiente K que tenga en cuenta la forma del techo que favorezca o impida la acumulación de nieve.
La carga de nieve a considerar será q= K. qo; siendo
qo=carga de nieve según la zona (CIRSOC 104); el coeficiente K es función de ángulo a de la cubierta con la
horizontal.
Así para poca pendiente α < 20° será K=1 (máximo),
para α entre 20° y 60° será K= cos α, y para cubiertas
de mucha pendiente α > 60° la carga de la nieve será
nula: K=0.
Como recomendación final no se debe olvidar que el estado de carga de nieve debe considerarse asimétrica de
tal manera de cubrir los casos del tipo que muestra la figura 8b.
La carga de hielo es el peso de la posible formación de
hielo sobre los elementos constructivos, la formación de
hielo depende de la temperatura del aire, la humedad,
la presión, la velocidad del viento, la altura del lugar y
la geometría de la construcción. El Reglamento hace
consideraciones sobre cómo se forma ese hielo, y dónde se forma. En esta breve síntesis debemos resaltar que
el peso específico del hielo es de 920 kg/m3, de allí que
su peso debe ser tenido muy en cuenta en las zonas donde haya antecedentes de su formación (Ver figura 9).
5. Acciones térmicas climáticas
Por variaciones térmicas los elementos de una construcción cambian su forma, este cambio puede provocar deformaciones, dilataciones o contracciones, si sus características de vinculación se lo permiten, o tensiones si
los vínculos son tales que restringen la deformación. Se
debe prestar mayor atención a los elementos de materiales que tienen alto coeficiente de dilatación o los casos de construcciones muy extendidas.
La recomendación CIRSOC 107 dice que para determinar la acción térmica climática se debe tener en cuenta
la ubicación geográfica de la construcción y estudiar especialmente la influencia de la secuencia constructiva,
de las características de la estructura y del fenómeno climático de la temperatura.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 37
Como aspectos a tener en cuenta en el análisis la Recomendación enumera:
a) la época del año en que se completa cada
parte de la construcción
b) el tipo de vinculación al suelo (si permite los
desplazamientos)
c) qué orientación tiene cada cara, su color y tipo de superficie
d) Si existe o no aislación térmica
e) Si existe calefacción o refrigeración
La recomendación CIRSOC 107 presenta dos mapas con
dos tipos de diferencias de temperaturas, que usará como guías el proyectista. En el mapa de la figura 10 se
presenta la distribución de la amplitud anual de los valores medios mensuales de temperatura (La amplitud es
la diferencia entre las temperaturas medias del mes más
caliente y del mes mas frío; por ejemplo la diferencia entre la media de Enero y la media de Julio), este tipo de
datos se emplea por ejemplo en los elementos que tienen una inercia térmica grande como los elementos de
hormigón de gran espesor. Para los elementos con poca inercia térmica, que se calientan y enfrían rápidamente, el valor a usar es el del mapa de la figura 11. Allí se
encuentra la distribución de la diferencia entre las temperaturas máximas absolutas y mínimas absolutas de un
determinado lugar.
Para la amplitud diaria, diferencia entre la máxima y
mínima de un día, se toma 25°.
Existe un trabajo en el Anteproyecto de Recomendación
CIRSOC sobre Elementos Prefabricados de Hormigón
Armado y Pretensado, que acota las variaciones de temperatura como vemos en el mapa de la figura 12.
Lo que se representa es la distribución de la variación
de la temperatura (∆t) de diseño, que se define como
∆t = Tm - Tc , donde
Tm es la temperatura media durante el período normal
de construcción en la localidad donde se realizará la
obra.
Tc es la temperatura que es igualada o excedida en promedio el 99% del tiempo durante los meses de invierno
(junio, julio y agosto). Algo así como una mínima de invierno.
Para los sistemas pesados, esta recomendación parece la
más adecuada.
24
21
23 22
20
19 18
25
10
17
12
21
16
15
12
17
16
15
16
14
12
60
55
50
10
25
24
23
22
21
17
16
15
17
16
15
20
19
18
17
12
17
8
10
15
6
Fig. 10: Distribución de la amplitud
anual de los valores mensuales
Fig. 11: Distribución de las diferencias
entre las máximas absolutas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 12: Variación de la temperatura
de Diseño
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Encuentro de muro cortafuego y muro exterior
Revestimiento incombustible
Prolongación opcional
Pared exterior
Muro cortafuego de ladrillo
Encuentro de muro cortafuego con techo
150 mm para 2 hs. de resistencia
900 mm para 4 hs. de resistencia
entramado de techo
muro cortafuego
Paredes divisorias resistentes al fuego
Encuentro entrepiso - pared
aislamiento (20 mm)
Piso superior
resistencia
mínima 45 min
machimbre (20 x 90 mm)
contrachapado (12,5 mm)
Entrepiso
corte vertical
viguetas (40 x 240 mm)
tablero de yeso (12,7 mm)
parante de madera (40 x 90 mm)
resistencia
mínima 1 h
corte horizontal
aislamiento
2 tableros de yeso (9,5 mm)
Fig. 13: Detalles de muros cortafuego en sistemas
de madera
6. Riesgo de Fuego
No existen edificios a Prueba de Fuego, lo que existe
son edificios que continuan con cierto nivel de seguridad durante más o menos tiempo cuando son atacados
por el fuego. Entonces el diseño estará orientado a resistir al fuego la mayor cantidad de tiempo posible y como mínimo el tiempo que marcan los Códigos según la
Carga de Fuego que sea posible encontrar en el lugar.
Por supuesto en el diseño se deben tomar las precauciones para evitar que ocurran los incendios, evitando la
propagación del fuego, proveyendo salidas de escape
adecuadas, la posibildad de evacuar el humo, etc.
El riesgo de incendio en las viviendas tradicionales de
baja altura no suele ser muy atendido, sin embargo en
los sistemas industrializados por sus materiales y procedimientos no muy difundidos requieren tener un análisis cuidadoso del diseño y sus detalles.
Sin duda el comportamiento del ladrillo ante la acción
del fuego está entre los mejores: no se daña mayormente con temperaturas que oscilan entre 800° y 1000°, recién después de los 1000° se raja debido a dilataciones
desiguales.
El acero, por el contrario, sufre dilataciones importantes
a partir de los 270° e importantes pérdidas de resistencias a partir de los 500°.
El hormigón, según los agregados que se utlicen, se comienza a cuartear cerca de los 200° y a perder la mayor
parte de su resistencia a los 500°.
La madera comienza su combustión a los 275°. Las piezas de madera de secciones importantes al carbonizarse
superficialmente, retardan la destrucción, pues esta zona proteje al núcleo. Existen tratamientos a base de pinturas, para las construcciones existentes, o de inmersión
que reducen el grado de combustibilidad de la madera
o que retrasan la propagación de la llama.
Algunos tableros de revestimiento otorgan resistencias al
fuego, entre los mas efectivos están los de yeso, que al
colocar doble tablero de yeso de 12.5 mm otorga 30 minutos de resistencia al fuego del muro. La lana mineral
usada como aislante, también es un retardante del fuego. (Ver figura 13)
Un caso que debe ser estudiado es el de los plásticos y
elementos afines, usados tanto en recubrimientos como
en aislaciones, ver que cambios sufren sus propiedades
ante el calor o si su combustión puede provocar gases
tóxicos.
B) Los esquemas estructurales
Cargas Verticales:
Techos:
Para describir la resolución estructural de las distintas
posibilidades de techos, hay que tener presente el tipo
de sistema que se está empleando, por ejemplo no sería
sensato colocar un techo de losas de hormigón sobre las
paredes de un sistema liviano. Por lo tanto los componentes estructurales deben seguir el espíritu del sistema,
si se trabaja con sistemas de paredes cuyos componentes no necesitan grúas para su emplazamiento, sería perder esa característica el requerir equipo pesado para
montar el techo.
Estructuras de techos de Sistemas Livianos:
Se agrupan las posibles soluciones en (ver fig.14):
1. El techo tiene estructura de Cabriadas o vigas principales sobre las que apoyan las correas a las que se fija la cubierta.
2. La estructura del techo está formado por Cabios, don-
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Losas unidireccionales
Sistemas livianos
Cabriada
Correas
Muros portantes
o columnas
Figura 16
Losas de grandes dimensiones
1. Sistemas de Cabriadas y Correas
Cabios
Muros portantes
o columnas
2. Sistemas de Cabios que apoyan sobre muros portantes
3. Bóvedas u otras formas
Fig. 17: Muros portantes en grandes paneles
(Supercemento Arg.)
Fig. 14: Distintos esquemas estructurales
h
α
n
ció
ra
pa
se
Figura 15
de se fija la cubierta, que apoyan directamente sobre los
Muros Portantes.
3. Bóvedas u otras formas.
La primera solución es sin duda la más utilizada por los
sistemas livianos en nuestro país, hay una gran variedad
de configuraciones de cabriadas.
Las variables para el diseño serán (ver figura 15):
*Pendiente y altura de las Cabriadas: ésta a su vez depende de las posibles cargas de Nieve o Viento, y de la
luz a cubrir; las pendientes clásicas para viviendas económicas están entre los 15° y 30°.
*Separación entre Cabriadas: estará dada por la posibilidad de apoyos: columnas o muros portantes por razones de Coordinación Modular, la magnitud de las cargas y el tipo de correas a utilizar. Poner las cabriadas
muy separadas puede significar una cabriada muy pesada, o correas muy importantes.
Geometría interna de la cabriada: depende del tipo de
cubierta, que es la que define la cantidad de correas necesarias, y siempre es mejor ubicar el apoyo de las correas en los nudos para evitar la flexión en las barras superiores, también hay que considerar que el cielorraso
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
39
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 40
N = 1600 Kg
Chapa de
acero
esp.:0,5 mm
Núcleo
alveolar
"Honeycomb"
,,
,,
,
Ensayo rotura
del panel de
1,20 x 3,00 m
N = 1600 Kg
9 cm
Figura 19
Fig. 18 a: Columnas de madera
Fig. 19
Perspectiva del panel
estos casos es el análisis de las condiciones de apoyo y
su comportamiento ante la succión del viento.
Estructuras de techos de los Sistemas
Pesados
Losas: Las variantes en cuanto a los techos en sistemas
pesados es la forma de trabajo de las losas: unidireccional o cruzada (ver figura 16), que se relaciona con las
dimensiones, de la losa.
La losa completa sobre uno o varios ambientes, cuando
es posible, permite evitar juntas (excepto si hay cumbrera). Sin duda el factor que decide el tamaño de las losas
será la disponibilidad de equipo de izaje y de moldes.
Techos Livianos: se aplica lo visto para sistemas Livianos.
Fig. 18 b: Columnas de chapa de acero
Columnas o muros portantes
se sujeta al cordón inferior de la cabriada.
La segunda solución es muy utilizada en los sistemas livianos de América del Norte, se basa en armar el techo
en base a Cabios cada 40 cm que a su vez apoyan en el
entramado de parantes de las paredes, permite manejar
pendientes menores, pero implica tener paredes portantes internas y de altura variable. Existen también sistemas que utilizan un panel de techo, de similares características a los paneles usados en las paredes.
La tercera posibilidad agrupa a las excluidas de las dos
primeras que son las más usadas, colocamos el ejemplo
de la bóveda de cañón corrido empleado en nuestro
País por un sistema liviano, la precaución a remarcar en
Los sistemas pesados, en general no tienen inconvenientes en soportar las cargas verticales, al usar materiales
cerámicos u hormigones en espesores importantes con
armaduras y con encadenados perimetrales, se comportan sin exigencias frente a las compresiones. Su funcionamiento será el de columnas y vigas, o el de muros
portantes, según presenten o no vanos. (Ver figura 17)
Los sistemas livianos, en cambio deben ser analizados
con mucho cuidado pues por la naturaleza de sus materiales no hay reservas para tomar compresión en los que
sirven de cerramiento. Por ejemplo: las placas de Yeso
de 1.25 cm de espesor, o una placa de fibrocemento, no
pueden tomar cargas en su plano, por lo tanto se deben
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
40
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 41
prever las columnas, o parantes, capaces de resistir las
cargas provenientes del techo (ver figura 18). Estas columnas de ser metálicas se podrán calcular con los reglamentos CIRSOC o si son de madera con los valores
del Reglamento de la Secretaría de Vivienda.
Sin embargo podemos tener el caso, frecuente, de que
la pared sea de hecho resistente a la compresión aunque no exista reglamento que avale su funcionamiento,
se recurre a los ensayos de compresión del panel de pared portante, según normas, y con esos resultados,
adoptando un coeficiente de seguridad, se procede a verificar la resistencia del muro. Existen distintos sistemas
con elementos que tomados aisladamente no tendrían
posibilidad de resistir a la compresión, sin embargo ensamblados en el panel que constituye la pared desarrollan resistencias a la compresión necesarias. Una buena
demostración de esto es un sistema (ver figura 19) del
tipo Honey-Comb (Panal), que consiste en chapas lisas
de acero y de un espesor de 0.5 mm en sus caras y un
núcleo alveolar de papel kraft con tratamiento y encolados, panel de uso en la industria aeronáutica. Este tipo
de panel ha sido usado en nuestro país y de sus ensayos la carga mínima de rotura de la serie de ensayos, ha
sido de 1600 kg para un panel de 1.20 m de ancho y 3
metros de alto, estos valores, si bien no son elevados, lo
habilitan perfectamente para servir de apoyo al techo de
una vivienda de planta baja.
Figura 20: Grandes paneles (Supercemento Arg.)
Recorrido de cargas horizontales
Carga horizontal incide sobre paredes
Apoyo:
Arriostramiento
horizontal
h'
Apoyo:
Fundación
Carga horizontal pasa por arriostramientos horizontales
Apoyos:
Arriostramiento
vertical
d
Cargas Horizontales
En la figura 21 se ve el recorrido de la cargas horizontales.
Las cargas llegan a arriostramientos verticales
Paredes con cargas perpendiculares
a su plano
En los Sistemas Pesados, como ocurre en los tradicionales, las paredes tienen aptitud para resistir cargas perpendiculares a su plano. Los paneles de hormigón que
se usan de cerramiento poseen armaduras resistentes en
sus caras que toman la tracción. Los espesores de las paredes aportan rígidez evitando deformaciones excesivas.
(Ver figura 20)
En los Sistemas Livianos la forma de darle resistencia y
rigidez a las paredes es con el uso de los parantes o columnas, pues las placas de revestimiento tanto exteriores como interiores en general tienen poco espesor y
poca resistencia a la flexión. (Ver figura 22)
La comprobación de estos parantes si son de madera o
metal se hará según la reglamentación. Se debe verificar
que las placas de cerramiento, sean del material que fuesen, verifiquen los ensayos de choque duro y blando según normas IRAM.
Como se vió en el caso de las cargas verticales, hay sis-
Gravedad
Descarga a
fundaciones
Fig. 20
21
fig.
temas livianos que su panel de pared, por su conformación, resiste cargas perpendiculares a su plano. En el
ejemplo de los paneles de Honey-Comb no hay reglamento que avale su resistencia a la flexión, pero los resultados de los ensayos normalizados fueron satisfactorios. (Ver figura 23)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
41
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 42
Placa de yeso
Estructura
metálica
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
Placa
exterior
cementicia
Aislación de
fibra de vidrio
Revestimiento
acrílico
Fig.22: Estructura de pared en sistema liviano
Arriostramientos horizontales
30
K
g
Se llama arriostramiento horizontal a todo elemento que,
a nivel de cielorraso o cubierta, tome las cargas horizontales, que transmitidas por las paredes, inciden en la
parte superior de la vivienda y las transmitan a los
arriostramientos verticales.
Como se había visto en el punto sobre techos, los sistemas pesados al emplear losas ofrecen la posibilidad de
Choque Blando
P
P
Arriostramientos verticales
Flexión
l
3
l
3
contar con elementos planos de gran rígidez para trabajar como arriostramientos horizontales.
Las alternativas aparecen en los Sistemas livianos, en los
esquemas de la figura vemos los más comunes. Ver figura 24:
1. Viga superior.
2. Viga reticulada a nivel de cielorraso o de cubierta.
3. Cubierta o cielorraso rígidos en su plano.
En el caso 1 se deberá tratar de que la viga tenga la menor luz de flexión posible, lo cual obliga a buscar apoyos en las paredes interiores, por lo tanto las paredes interiores deberán ser capaces de soportar estas fuerzas
horizontales.
El caso 2 es la clásica solución de las vigas contraviento de la construcción de naves industriales metálicas, es
una solución que se puede ejecutar con sistemas de madera ademas de los de acero, su ventaja es que permite
una gran rigidez con luces grandes entre sus apoyos, su
desventaja es que requiere mayor cantidad de piezas y
el empleo de más mano de obra.
El caso 3 es una solución muy empleada en los sistemas
norteamericanos y consiste en darle rigidez al techo a
través de las placas de terciado que utilizan sobre los cabios o tirantería del techo.
En los códigos de construcción de EEUU y Canadá estan tabulados los espesores que deben tener estas placas de madera, el entramado al cual estan fijados, la cantidad y el tipo de clavos, y los detalles de uniones para
transferir esfuerzos.
En esos países la fabricación de esos tableros de terciado o contrachapado (plywood) se hacen bajo normas y
están preparados para uso estructural (en capítulos sucesivos se desarrollará el tema).
Este caso es un ejemplo de como trabajando y fabricando bajo norma se logran economías; en efecto en nuestro país al no contar con producción normalizada para
uso estructural de estos tableros, ni tener normas que regulen su uso, se han construido vivendas donde a pesar
de tener este elemento rígido en el techo ha sido necesario colocar una viga de arriostramiento horizontal
pues no se podía justificar la resistencia de las placas de
contrachapado en el techo.
l
3
Fig.23: Esquema de ensayo de paredes
Nuevamente en los sistemas Pesados es muy sencillo tomar las fuerzas horizontales, en general las paredes pesadas ofrecen gran capacidad de tomar corte.
Los sistemas livianos tienen diversas alternativas:
1. Aporticamientos. Ver Figura 25.
2. Columnas rígidas empotradas a la fundación.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 43
1. Aporticamientos
P
Perfil "U"
P
ó
1) Viga superior
Variante
En acero
Viga reticulada a
nivel cielorraso
Rigidizaciones
,,
,, ,,,
,,,
Viga de
chapas
de acero
Empalme
en viga
Empalme
atornillado
"in situ"
Columna
2) Viga reticulada
Columna
Placas de madera
contrachapada
Planchas de acero
soldadas
Cabios
Clavos c/ 30 cm
Tablero de terciado
En madera
Solera
Parantes
Dirección
de la veta
3) Cubierta rígida por su revestimiento
con placas de terciado estructural
2. Columnas
empotradas
Fig. 24: Formas de arriostramiento horizontal
h
Este tipo de solución requiere secciones importantes de
vigas y columnas, pero sobre todo que la unión viga
columna sea rígida, es decir que pueda transmitir momento. Esta necesidad es la más dificil de superar, pues
materializar esa unión es en la generalidad de los casos,
costosa. En los sistemas livianos de estructura de madera requeriría una cartela de placa importante por lo menos con tres puntos de clavado en cada pieza, o algún
tipo de encastre especial. En los sistemas de estructura
Momento
M = h.P
,,,
,,,
3. Cruces de San Andrés (contraventeos). Ver Figura 26
4. Paneles sucesivos unidos al corte.Ver Figura 27.
5. Rigidización con revestimientos estructurales. Ver Figura 28.
1. Aporticamientos
P
Fig. 25: Arriostramientos verticales:
Aporticamientos y columnas empotradas
de acero se puede soldar la unión pero eso requiere un
soldador y ejecutar un trabajo mas complicado que pasar tornillos, es decir mano de obra más cara y un control más especializado.
2. Columnas rígidas empotradas
Esta solución nos evita rigidizar el nudo pero requiere
elementos más rígidos en las columnas y un anclaje a las
fundaciones importante; es más adecuada para los sistemas pesados.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 44
P
P
Columnas o
parantes de madera
Tablero de
contrachapado
P
Clavos
Resistencia de los clavos
Fuerza
horizontal
actuante
Tableros de
madera
contrachapada
Fig. 26: Contraventeos (cruces de San Andrés)
Paneles sucesivos al corte
P
Anclaje
Anclaje
h
Fig. 28: Arriostramientos verticales:
Rigidización con tableros
3. Cruces de San Andrés (contraventeos)
M = P.h
Z
Panel
rígido
Uniones
laterales
al corte
Es la solución mas económica desde el punto de vista
de la estructura, pero tiene como puntos en su contra el
hecho de que interrumpe vanos donde no es posible colocar aberturas importantes, además el hecho de tener
que colocar las diagonales puede entorpecer el armado
normal de la pared y obligar a piezas o cortes especiales. En las fundaciones se deben tener muy en cuenta
los tiros de estas diagonales. (Fig. 26)
Z
4. Paneles sucesivos al corte.
Z
Anclajes
Sistema
"Cibeco Arg."
Fig. 27: Arriostramientos verticales: paneles al corte
Esta solución es usada cuando el sistema no tiene una
estructura independiente sino que los paneles de cierre
son portantes y tiene resistencia al corte. Es este un caso donde las uniones entre paneles están solicitadas al
corte. (Fig. 27)
5. Rigidización con revestimientos
estructurales
Al igual que habíamos visto en los arriostramientos horizontales existe una rígidización que se puede conseguir a través del revestimiento empleado. Como en el
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
44
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 45
Fig. 30: Viga de fundación en sistema liviano
y
@
€
À
,
y,@y,@
y,@y,@y,@
@
€
À
,
y
y,@
Fig. 29: Fundaciones grandes paneles
Sistema liviano sobre zapata corrida
Peso del muro
y techo
/m
Kg
20
3
q=
Muro de
sistema
liviano
,
,
y,@y,@,y@,,,,
,
,
,@ ,,
,y
Zapata
corrida
100
kg
10 cm x 30 cm
reacción
del terreno
σt=
320
Kg
= 0,16
20 x 100
cm2
σt=
caso anterior tanto el revestimiento como el entramado
sobre el que se lo aplique deben estar sujetos a Normas
y Códigos, como sucede en los EEUU y Canadá, donde
despues de ensayos y acuerdos entre fabricantes, se
confeccionaron tablas para usar las paredes con revestimientos como elementos que sin duda contribuyen a tomar la fuerzas horizontales. Esto es una simplificación
muy importante pues determinadas las cargas horizontales, ya sean de viento o sismo, se verificará si con los metros de paredes revestidas según tablas se tiene la resistencia necesaria para tomar la fuerza lateral. (Fig. 28)
Zapata corrida
Elemento
de anclaje
Terreno
Fig. 30: Fundaciones comunes en sistemas livianos
100
Kg
= 0,17
20 x 30
cm2
Fig. 31: Tensiones en el terreno por fundación
de sistema liviano
Entrepiso de
madera
Fundaciones
En los sistemas pesados las posibilidades de fundación
no difieren de la forma de cimentar las construcciones
tradicionales, pero existen además algunas posibilidades
muy interesantes en cuanto al aprovechamiento de la rigidez que presentan los grandes paneles o células de
hormigón (Fig. 29).
En suelos firmes se pueden utilizar bases aisladas, construídas en el lugar o bien premoldeadas. En suelos menos firmes la fundación deberá repartir la carga transversalmente al plano del panel, en el sentido del largo del
panel su rigidez distribuirá parejamente las cargas.
El poco peso de los sistemas livianos se manifiesta
claramente cuando se comparan sus fundaciones con la
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
45
Capítulo 03 24/04/2001 12:23 PM Page 46
de los sistemas pesados o tradicionales. Como se vió al
comienzo del capítulo los sistemas livianos pesan hasta
4 veces menos que los pesados, y lo corriente es el uso
de zapatas corridas o plateas delgadas con nervios bajo
las paredes portantes. (Ver Figura 30)
Veamos con números de que magnitud de cargas se trata cuando analizamos las fundaciones de sistemas livianos; tomemos el peso aproximado de una casa de
50 m2: 9100 kg, suponiendo que se apoya en zapatas corridas coincidentes con las paredes perimetrales cuya
longitud es:
4m x 7.10m = 28.4 m,
es decir que tendremos
9100 kg / 28.4 kg = 320 kg/m
si suponemos un ancho de la zapata de 20 cm, la presión sobre el terreno será:
320 kg/ (20 cm x 100 cm) = 0.16 kg / cm2.
Es una tensión sumamente baja. (Ver Figura 31) ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
46
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 47
CAPITULO 4
Requisitos de habitabilidad
Introducción
E
l estudio sistemático de la construcción, iniciado en Europa, hace más de treinta años, trajo
como resultado más importante, ante los problemas constructivos, la adopción en su planteamiento
y solución, de criterios basados en la ciencia. Es decir:
partir de unos requisitos, proponer objetivos y adecuar
los medios para la solución.
Entramos en el desarrollo de una materia que por especiales situaciones mundiales: escasez de los combustibles, aumento del precio del petróleo por sus productores más importantes, mayores exigencias de los usuarios
y otras, creó la necesidad de estudiar científicamente el
tema del acondicionamiento del ambiente interior de
nuestras viviendas.
Efectivamente, el aislamiento térmico, nunca considerado importante en el diseño, pasó a ser una auténtica
preocupación para arquitectos e ingenieros de los países más desarrollados, que más energía consumen y menos petróleo tienen.
Y es realmente curioso que el tema del aislamiento en
edificios haya sido tan descuidado, cuando es una exigencia primaria de los seres humanos mantener sus viviendas calientes en invierno y frescas en verano. Las
necesidades del aislamiento térmico, aun hoy en la
Argentina, son subestimadas. Hasta aquel que puede hacerse su propia casa, actúa como ignorando
que es un derroche de dinero personal y nacional
no aislar por lo menos los muros y techos.
En personas mayores se producen muchos casos de hipotermia por su permanencia en casas muy frías y no es
aventurado suponer que hay enfermedades infantiles
graves por la misma causa. El caso de las gripes y alergias con origen en hongos y humedades que son incrementados por esta “enfermedad” de las paredes y techos. Estas enfermedades humanas y constructivas y su
relación, están reflejadas en muchas investigaciones
principalmente suecas, danesas e inglesas que tuvimos
oportunidad de conocer.
Se trata entonces en este Capítulo de las aislaciones térmicas y el control de la humedad. Y por fin de la aislación contra el ruido causante también de enfermedades
leves y graves y de molestias contra nuestra tranquilidad
y sueño.
Tomaremos como referencia para el cumplimiento de
las reglas de calidad en la habitabilidad, las normas nacionales IRAM y el agregado en algunos casos de normas extranjeras para complementar las nuestras.
A. Nociones térmicas
Previo al estudio del confort interior de nuestras viviendas, recordemos los conceptos físicos elementales referidos al calor y su intercambio entre distintos cuerpos.
Ordenamos su estudio de la siguiente manera:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Nociones térmicas y conducción
1) Transmisión de calor
2) Agua
convección
radiación
conducción
evaporación
condensación
3) Inercia térmica
47
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 48
En principio recordemos que la temperatura es la manifestación de la velocidad de agitación de las moléculas
en los fluídos y de las estructuras cristalinas en los sólidos que conforman la materia, y que no podemos impedir el paso del calor de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Lo que hacemos al aislar es retardar el paso. Siempre se producirá
un flujo calorífico entre el cuerpo de mayor temperatura al de menor, hasta llegar a la igualdad de las mismas.
VERANO
ts
q
Aire frío
,
,
,,
,
1) Transmisión de calor.
ta Flujo descendente
ta > ts
Fig.2: Convección pequeña
Este intercambio térmico puede ser:
Convección: entre un cuerpo, (pared, cuerpo humano,etc.) y el aire u otros fluídos.
Radiación: entre dos cuerpos próximos.
Conducción: entre dos cuerpos en contacto o dos
partes de un mismo cuerpo.
Este movimiento de calor es el que genera las pérdidas
de un elemento y las ganancias del adyacente. Veamos
un análisis de cada uno de ellos que nos ayudará a comprender las causas de los movimientos térmicos y su uso
adecuado en el diseño.
Flujo ascendente
INVIERNO
,
,,
,,
Aire frío
ts
ta > ts
ta
Fig.3: Convección muy fuerte
Convección
,,,
Supongamos el caso de la Fig.1.
Temperatura aire: ta ºC
Temperatura superficie: ts ºC
ta > ts
entonces la dirección del flujo es desde ta a ts.
El flujo calórico “q” recibido por la superficie es proporcional a: la diferencia de temperatura (ta - ts) en ºC y a
un coeficiente de convección αc expresado en W/m2 ºC
(1) : q = αc (ta - ts) expresado en W/m2.
El valor de αc es función de la velocidad del aire.
flujo q
ts: Superficie
ta: Aire
Fig.1: Aire en calma
ta > ts
Aire caliente
q
El aire en contacto con la superficie se enfría, al ser más
pesado que el aire caliente cae, iniciando un movimiento descendente, que se denomina convección natural.
Cuanto más rápido sea el cambio de aire frío por caliente, mayor es la velocidad y más importantes los cambios.
Si el movimiento se origina por ejemplo en la ventilación del local, infiltraciones, aperturas de puertas, desplazamiento de objetos, personas o encima de los radiadores se llama convección forzada.
La inversa del coeficiente de convección es:
1/αc = Rs resistencia térmica superficial.
quedando la ecuación
(1) q = (ta - ts) /Rs
αc también es función de la orientación de la superficie y el sentido del flujo.
Es decir, si la superficie es horizontal el flujo puede
ser descendente o ascendente. Recordemos que el
aire caliente se eleva y el frío “cae”. Entonces el movimiento que se genera entre el aire caliente y el frío por
las distintas densidades, hace que el frío permanezca
abajo y el caliente suba hasta encontrar la superficie horizontal que lo detenga.
En la Fig. 2 se ilustra el sentido contrario del aire que se
eleva con el del flujo de calor que hace que la convección sea reducida y los valores del coeficiente αc
son menores.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
48
,
,
, ,
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 49
q
Flujo
horizontal
Fig.4: Convección intermedia
Valores del coeficiente de convección αc
para aire en calma
W
m2 °C
Convección pequeña
αc = 1,16
Convección muy fuerte
αc = 6,96 m
2 °C
Convección intermedia
αc = 4,64 m
2 °C
W
W
Coeficiente de convección
αc = Kg / m2 h °C
Cuando el flujo es ascendente la convección es fuerte, el aire bloqueado en el techo, por ejemplo, refuerza
el movimiento hacia las zonas de menor temperatura.
Ver Fig.3.
Si la superficie es vertical el sentido del flujo no interviene y la convección es intermedia entre los dos valores anteriores. Ver Fig.4.
Para el aire en calma (se acepta que lo está cuando la
velocidad del aire es inferior v < 0.20 m/seg). Como
ocurre generalmente en locales cerrados los valores del
coeficiente son:
- Superficie horizontal, flujo descendente:
αc = 1.16 W/m2ºC
- Superficie horizontal, flujo ascendente:
αc = 6.96 W/m2ºC
-Superficie vertical:
αc = 4.64 W/m2ºC
Para la pared vertical en la Fig.5 se muestra una curva
de variación del coeficiente de convección para distintas
velocidades del aire en m/s.
Recordando este análisis del coeficiente de convección,
se explica la diferencia de las resistencias superficiales
interior y exterior que vemos en las tablas, de las normas, cuando se calculan los valores de transmisión térmica. La dirección del flujo adquiere mayor importancia
cuando se trata de techos.
Finalmente decimos que la resistencia térmica superficial no puede independizarse de la radiación, que vemos a continuación.
Radiación
Todo cuerpo con temperatura por encima de cero grados Kelvin (0°K = -273°C) emite radiación en forma de
ondas electromagnéticas. La cantidad de energía irradiada por ese cuerpo es proporcional a su temperatura
a la cuarta (Ley de Stefan Boltzman
E = 4.965 10-8.Kcal /m2h°K . T4
Esta radiación puede producirse a través del vacío o, como sucede en los casos que estudiaremos, a través del
aire.
La radiación de los cuerpos (ondas electromagnéticas)
tienen distintos tipos de longitudes de onda. Las radiaciones que tienen relevancia en la práctica constructiva son:
a. La radiación solar
16
Desde luego la radiación que proviene del sol es la más
importante. El sol se encuentra a una temperatura de casi 6000 °K. El conocido espectro solar nos nuestra la longitud de onda de las ondas radiadas por el sol. Se observa en la Fig. 6 como desde la radiación de ondas ultravioletas, pasando por las ondas de luz visible y llegando hasta las infrarrojas son las formas principales de
radiación solar. Ver Fig. 6 b.
14
12
10
8
6
b. La radiación terrestre
4
0,1 1
aire en
calma
2
3
4
5
6
7
Velocidad m/s
Fig.5: Coeficiente de cambio superficial
por convección
Es la que producen los cuerpos que se encuentran a
temperaturas comunes sobre la superficie terrestre, fijemos hasta los 200 °C. Será una radiación de onda larga,
por supuesto alejadas de las visibles, bien adentradas en
las infrarrojas; es por ejemplo la que sentimos al acercar
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
49
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 50
Unidades de longitud de onda
1 Micrón = 1 micra = 10-6 m = 0,000001 m = 10-3 mm
Radiación
Solar
rojo
violeta
Menor
long.
de onda
luz
visible
ultravioleta 0,4
0,8 1 infrarrojo
2
Radiación
Terrestre
Mayor
long. de onda
3
Radiación
incidente
micrones
Radiación absorbida
6a): Radiaciones - Ubicación según long. de onda
1,00
Radiación
reflejada
Cuerpo opaco
espectro
solar
ultravioleta
luz visible
infrarrojo
Rad. absorbida
Rad. incidente
α=
Radiación solar
α Cuerpo negro = 1
0,75
Fig. 7a. Coeficiente de absortancia (α)
0,50
Cuerpo negro
0,25
0,00
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
T ( °C )
2,4
lonfgitud de onda en micrones
6b): Intensidad relativa de radiación solar
Int.
1,00
Espectro
visible
ECN
ε Cuerpo negro = 1
Radiación terrestre
Cuerpo opaco
0,75
T ( °C )
0,50
0,25
10
15
20
25
30
35
40
E<1
E
Radiación emitida
=
E CN
Radiación emit.cpo. negro
Fig. 7b. Coeficiente de emitancia ( ε)
45
lonfgitud de onda en micrones
6c): Intensidad relativa de la radiación en función
de las longitudes de ondas de la rad. terrestre
nuestras manos a un radiador o estufa. Ver Fig. 6c.
Se deben considerar los tipos de superficies que actúan
en los fenómenos de radiación que determinan las cantidades de energía (calor) absorbidas, reflejadas o emitidas de un cuerpo hacia otro. Las propiedades de estas
superficies se evalúan con:
Coeficiente de Absortancia (α) y Coeficiente Emitancia (ε).
En la Fig. 7a se ve como al incidir sobre un cuerpo una
determinada radiación este cuerpo opaco (no transparente) absorbe cierta parte de esa radiación y otra parte
directamente la refleja. El coeficiente de absortancia de
una determinada superficie frente a una radiación es el
cociente entre la radiación absorbida por la superficie y
la que incidió sobre el cuerpo. El valor de este coeficiente de absortancia α es en la mayoría de los materiales
igual al coeficiente de emitancia ε, para radiaciones de
similares longitud de onda. El coeficiente de emisión
ε se define como la relación entre la radiación que emite un cuerpo de una determinada superficie sobre la que
podría emitir un cuerpo negro a su misma temperatura, ver Fig. 7b.
Radiación
emitida
ε=
0,00
5
Radiación emitida
por cuerpo negro
Tabla 1
Valores de Absortancias para la radiación solar
y Emitancias de radiación terrestre
Materiales de sup. distintas
Película de aluminio brillante
Película de aluminio no brillante
Pintura de aluminio
Pintura blanca
Chapa galvanizada
Hormigón
Ladrillo o tejas
Terminación asfáltica
α
ε
0.05
0.10
0.40
0.20
0.89
0.70
0.70
0.92
0.05
0.12
0.50
0.90
0.80
0.94
0.90
0.90
α : Absortancia (Radiación solar)
ε : Emitancia (Radiación terrestre)
Recordemos que se entiende por cuerpo negro aquel que
absorbe toda la radiación que le llega, y que puede emitir toda la radiación que su temperatura le permita.
Para el cuerpo negro α=1 y ε=1. Pondremos un ejemplo
que aclarará el concepto:
En trabajos realizados por la Cátedra de Acondiciona-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
50
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 51
miento Ambiental de la Facultad de Arquitectura de la
Universidad de Tucumán, en rehabilitación de viviendas
marginales, se estudió cómo disminuye sensiblemente la
temperatura en el interior de viviendas primarias, si a la
cara inferior de las chapas de asfalto que conforman el
techo se le adhiere una lámina de aluminio brillante. Al
Radiación
reflejada
Radiación
absorbida
Radiación
que pasa
Radiación
incidente
Cuerpo
traslúcido
Rad. incidente =Rad. absorb.+R. reflej.+R. que pasa
Fig. 8. Radiación sobre cuerpos translúcidos
Ultravioleta Luz visible
Infrarrojo
%
100
80
1
60
3
40
20
0
2
0.2
0.3
0.5
0.8
1
2
3
4
1. Placa de vidrio de 6 mm de espesor
2. Vidrio termoabsorbente
3. Vidrio protector contra el deslumbramiento
5
µ
Fig.9a: Transparencia de diversos tipos de vidrios para las
radiaciones en función de las longitudes de onda.
27%
18%
27%
100%
72%
90%
Lámina
de vidrio
10%
30%
45%
100%
38%
8%
65%
Vidrio
termoabsorbente
100%
20%
5%
65%
Vidrio de protección
contra el
deslumbramiento
Fig.9b: Transparencia de diversos vidrios a la radiación
disminuir la radiación del techo el aporte de calor al interior de la vivienda también lo hace, mientras se mantenga limpia y brillante la superficie del aluminio.
Esto se manifiesta observando los coeficientes de emitancia de la Tabla 1.
La diferencia de emisión por radiación entre la película de aluminio brillante (ε=0.05) y una terminación asfáltica (ε=0.92) es la causa de la diferencia de temperatura
en el interior.
Hasta ahora nos hemos referido a los cuerpos opacos,
es decir los que absorben y reflejan la radiación. En los
cuerpos llamados “transparentes o traslúcidos” parte de
la radiación pasa a través de ellos según vemos en la
Fig. 8.
En el caso de los vidrios, según el tipo de materiales que
se empleen en su composición, pasará radiación en
cierto intervalo de longitud de onda. Un buen ejemplo
para ilustrar el tipo de radiación que pasa según el tipo
de vidrio es el de la Fig. 9. Allí se observa como el vidrio común es el que deja pasar radiación de un amplio
intervalo. Si se usan vidrios especiales, se puede conseguir que la radiación infrarroja que atraviesa el vidrio
disminuya y a la vez mantener el pasaje de la luz visible. Obviamente no existe el vidrio que detenga la radiación, lo que se busca es una solución intermedia entre la función de dejar pasar la luz a los ambientes y evitar que la radiación caliente excesivamente el local.
El efecto "invernadero", es justamente, el calentamiento
de un local con aberturas vidriadas debido a que recibe radiación solar a través de la ventana, pero no permite a la radiación terrestre de paredes, piso y demás
elementos salir del ambiente. Simplificando el recinto vidriado se convierte en una "trampa solar" donde el calor del sol es acumulado en su interior sin impedimentos y es retenido al ser emitido como radiación terrestre
(Fig.10).
Una forma de atenuar el calentamiento por radiación de
los locales vidriados es la colocación de los “parasoles”,
estos elementos opacos se colocan para evitar que la radiación solar directa caliente paredes, pisos y elementos
de un local. Según ilustra la Fig. 11 se pueden colocar
en distintas posiciones:
a. Separado del acristalamiento:
La radiación solar es en parte absorbida por el parasol y
en parte reflejada. La radiación absorbida por el parasol
será luego en parte emitida hacia el acristalamiento pero como radiación terrestre y su influencia en el calentamiento del local será mínima. Habrá también pasaje de
calor por convección del aire próximo al parasol, minimizada por la ventilación del espacio entre el parasol y
el vidrio.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
51
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 52
b. Próximo al acristalamiento:
Al igual que en el caso anterior la radiación solar es reflejada en parte y absorbida el resto. De la parte absorbida se emitirá cierta cantidad sobre el vidrio interior y
el resto es transmitida por convección. Se debe tener
presente la posibilidad de ventilar esa cámara de aire
R2
R1
R6
R3
R4
R5
R1 = radiación solar incidente
R2 = radiación solar reflejada en cpo. traslúcido
R3 = radiación solar absorbida por el cpo. traslúcido
R4 = radiación solar que atraviesa el cpo. traslúcido
R5 = radiación solar que atravesó el cpo. traslúcido
y es absorbida por el piso
R6 = radiación terrestre que es emitida en este caso
por el piso que fue calentado por R5
La R6 no puede atravesar el cuerpo traslúcido
debido a su longitud de onda y se va acumulando.
Conducción
Fig.10: "Efecto invernadero"
Caso A
Caso B
1
Caso C
1
1
3
2
EXT
INT
Parasol
Vidrio
4
EXT
5
INT
5
4
EXT
Parasol
5
Parasol
4
6
Vidrio
6
Vidrio
6
INT
3
2
Parasol
exterior
Parasol en
plano de muro
Parasol en
el interior
1 = Muro con ventana vidriada
2 = Calor por convección al exterior
3 = Calor por convección al interior
4 = Radiación incidente
5 = Radiación emitida por el parasol
6 = Radiación reflejada
Fig.11: Transmisión de calor y la ubicación del parasol
para evitar que por convección el vidrio alcance temperaturas próximas a la del parasol. Otra precaución, en
este caso, será la de usar parasoles que no acumulen el
calor absorbido.
c. El parasol en el interior:
Al incidir la radiación solar , una parte atravesará el vidrio, otra será absorbida y la restante reflejada. La radiación solar que atravesó el vidrio incide sobre el parasol,
una vez mas, parte será reflejada nuevamente sobre el
vidrio, la restante será absorbida por el parasol. Casi por
completo la radiación absorbida por el parasol pasará al
local ya sea emitida como radiación terrestre o por
convección. La radiación reflejada por el parasol parte
saldrá a través del vidrio y pared quedará en el local. Para un mejor funcionamiento el parasol deberá tener una
superficie que refleje la mayor cantidad de radiación y
que su absorción sea mínima.
Estas reflexiones sobre la radiación se completan con el
análisis de lo que ocurre en los techos o paredes (cuerpos opacos) que según sea su terminación superficial absorberán más o menos radiación y que a través de la conducción entregarán calor al interior de la construcción.
Considerando un cuerpo de gran superficie respecto a
su espesor, en el que dos planos paralelos 1 y 2 están a
temperaturas diferentes, siendo t1>t2, se origina un flujo de calor desde el plano 1 al 2 (Fig.12). El flujo generado es proporcional a la diferencia de temperatura, (t1-t2), a la conductividad del material (λ), e
inversamente al espesor del material atravesado
por el flujo.
Aclaramos que el estudio se realiza en régimen estacionario, es decir el flujo que pasa en cualquier momento a través de una sección es invariable o constante
y su temperatura también lo es. Si la temperatura varía
de un instante a otro el régimen es variable. Aun
cuando lo normal es el segundo caso, en la práctica para la mayoría de los problemas se admite estudiarlos en
"régimen estacionario".
O sea:
q = (ti - te) λ/e
"q" expresado en W/m2
"λ" en W/mºC
"e" espesor en m.
La conductividad en los materiales de construcción va
de 0.03 en los materiales aislantes hasta 4.0 en los más
conductores, siendo superior a 30 en los metales. El
coeficiente λ de conductividad nunca es nulo y sus
valores están dados para un metro de espesor y un metro cuadrado del material considerado. "q" también pue-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
52
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 53
Plano 1
Plano 2
λ
λ
q = (t1 - t2) x
e
e
R=
λ
e
q=
q
t1
t2
(t1 - t2)
R
t1 > t2
Fig.12: Conducción
de escribirse:
q = (t1 - t2) / (e / λ )
La relación (e / λ) se llama resistencia térmica "R"
del material y se expresa en: m2 °C/W.
2. Cambios térmicos debidos al
cambio de estado del agua.
El cambio del estado del agua provoca dos importantes
fenómenos: la evaporación, de líquido a gas, y la condensación, de gas a líquido. Por su importancia en los
cambios de temperaturas de la vivienda y sus acciones
sobre los materiales los analizaremos en particular.
Evaporación.
Para que se produzca la evaporación del agua se necesita un aporte de calor. Para evaporar un litro de agua
se necesitan 600 kcal aproximadamente.
La tasa de evaporación es difícil de calcular por la gran
cantidad de variables que la afectan tales como: humedad
disponible, humedad del aire, temperaturas de la humedad y del aire y velocidad del movimiento de éste.
Para cada temperatura el aire no puede contener más de
una determinada cantidad de vapor, este máximo se denomina "peso del vapor saturante" o peso saturante.
La relación entre el peso de vapor que contiene el aire y
el máximo que podría contener, peso saturante, se llama
"grado higrométrico o humedad relativa" del aire.
La capacidad de absorber humedad del aire es el "poder desecante" y está dado por la diferencia entre el
peso del vapor saturante y el peso del vapor contenido
en el aire.
Veamos un ejemplo usando el diagrama psicrométrico
de la Fig.13. Este ábaco muestra la interdependencia de
la humedad relativa, escala de la izquierda; la tempera-
tura del aire en la escala horizontal y la cantidad de vapor de agua por masa de aire seco en g/Kg aire seco y
su correspondiente presión en kPa.
Tomando el punto A indicado en el diagrama, sus valores son:
Punto "A" lo suponemos ubicado en el exterior de una
vivienda.
- Temperatura del aire 0ºC. Escala horizontal.
- Contenido de humedad del aire: 3.42 g/Kgas. Escala
vertical derecha.
- Peso vapor saturante: 3.8 g/Kgas. Escala vertical derecha.
- Humedad relativa o grado higrométrico: 3.42/3.8 = 0.9
o 90% H.R.
- Poder desecante: 3.8 - 3.42 = 0.38 g/Kgas.
- Presión de vapor: 0.54 kPa.
El aire del punto "A" esta húmedo con 3.42 g/Kgas pero no saturado.
Este aire exterior a 0ºC y con 3.42 g/Kgas es el que ventila la vivienda a través de las aberturas, cuando entra su
temperatura se eleva a 20ºC y es el punto B de la figura. Veamos qué sucede:
Punto "B": interior de la vivienda.
- Contenido de humedad: 3.42 g/Kgas
- Peso vapor saturante: 14.5 g/Kgas
- Humedad relativa: 3.42/14.5 = 0.23 o 23%H.R.
- Poder desecante: 14.5 - 3.42 = 11.08 g/Kgas.
Se ha incrementado la capacidad de absorber humedad,
puede evaporar más; el aire interior está más seco. Es
decir: el aire caliente y seco permite más y mayor
evaporación. La velocidad de evaporación es proporcional al poder desecante.
Veremos más adelante el diagrama psicrométrico y las
temperaturas efectivas corregidas representadas por las
líneas inclinadas.
Condensación.
Si en el estado indicado por el punto "B", Fig. 13, al aire le aportamos 7 gr de agua/Kgas como resultado de
actividades normales en un edificio manteniendo la temperatura en 20ºC, su humedad relativa ascenderá al 70%
con una presión de vapor de 1.65 kPa y un contenido
de 10.4 gr de agua/Kgas. Es el punto "C" del diagrama.
Si la temperatura interior del recinto desciende sin que
baje el contenido de humedad, es decir va desde "C"
hasta "D" en la figura, cuando llegue a 14.5ºC condensará el vapor de agua. Es que con ese peso de vapor saturante, se ha alcanzado la temperatura de rocío, se llegó a la temperatura de saturación, a la zona de niebla y
aparición de gotas en el interior. El grado higrométrico
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
53
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 54
20
ció
n
100
%
19
18
tura
Sa
17
16
15
20
Rectas
inclinadas
3,0
2,9
2,7
2,6
2,5
90
Temperatura
efectiva
corregida
3,1
2,8
100
Curvas de
saturación
T.E.C.
3,2
Presión de vapor en kρa
Contenido de humedad g/kg aire seco
2,4
2,3
14
80
13
70
Temp. de rocío = 14,5 °C
(Saturación del aire)
12
15
C
2,1
2,0
T.E.C. = 16,5 °C
D
2,2
11
60
10
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
9
50
Niebla
10
8
1,4
1,3
1,2
40
7
T.E.C. = 7 °C
n
ae
°C
6
5
30
5
ed
m
hú
pe
m
Te
4
A
B
20
3
Humedad
relativa %
-5
100
80
60
40
20
0
1
-5
0,9
0,8
0,6
0,5
0,4
2
10
-8
1,0
0,7
Aire húmedo
ra 0
tu
ra
1,1
0
5 Aire seco 10
15
20
25
0
0,3
0,2
0,1
0
Temperatura °C
Fig.13: Diagrama psicrométrico y tablas de presiones de vapor
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
54
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 55
o humedad relativa del aire en el punto "D" es de 1 o
del 100%.
La condensación produce un desprendimiento de calor
y si en el caso indicado se condensó un litro de agua se
habrán desprendido las 600 kcal de las que hablamos
más arriba.
3. Inercia térmica.
La inercia térmica no es una forma de transmisión de calor, pero es una propiedad de ciertas construcciones,
que usada criteriosamente puede mejorar el comportamiento térmico de un edificio. Se da en ciertas localidades del País que la temperatura media diaria está en las
zonas del confort, (más adelante veremos este concepto) pero que durante el día se elevan tanto que escapan
al mismo. Con inercia térmica de la forma constructiva
esto puede atenuarse.
La inercia o también "volante térmico" consiste en la capacidad de acumulación de calor por muros y techos
principalmente, que se desprende posteriormente en el
ambiente interior, con un "retraso" que puede ser favorable o no para las condiciones ambientales reinantes
(Fig.14).
Igual
aislamiento
K1 = K2
Muro pesado
con inercia
Muro liviano
sin inercia
La concepción del muro debe ser tal que retenga las calorías
internas, sin impedir penetrar a las calorías exteriores, y que
asegure un almacenamiento de estas últimas, a fin de
aumentar la duración de su acción. Es por lo tanto, un
fenómeno a considerar como ahorro energético en invierno.
Fig.14
La capacidad de almacenar calor tiene importancia para
las cargas del verano pero solamente cuando el porcentaje de ventanas no es mayor en superficie del
50% de las fachadas.
El cálculo de la inercia térmica en general no es exigido
en nuestras normas, pero se ha considerado su validez,
en los valores de las resistencias térmicas superficiales y
en las transmitancias admisibles. Su influencia en zonas
cálidas y en construcciones tradicionales pesadas, amor-
tigua los picos de temperatura en cielorrasos y muros
exteriores, es decir es favorable pero si el retraso de la
onda se produce en las horas de sueño es perjudicial.
Entonces, en ciertas obras, por los picos altos de disconfort, la orientación de las fachadas o cualquier otro factor desfavorable debe hacerse el estudio de la inercia
térmica.
El cálculo se debe hacer en las habitaciones más expuestas al exterior como las de esquina y las de última
planta.
Lo que se busca mayormente al aprovechar la inercia,
sobre todo en zonas de alta radiación, es lograr:
- Confort en verano
- Óptimos consumos de calefacción en invierno
y es lógico que la inercia de los componentes por el calor acumulado que restituyen al ambiente interior, contribuye con esos objetivos propuestos.
La hipótesis aceptada del estudio térmico en régimen estacionario está justificado cuando las variaciones de temperatura son de pequeña amplitud como puede suceder
en invierno. Pero en verano las variaciones de temperatura y el asoleamiento son muy importantes y deben tenerse en cuenta.
Lo que la experiencia ha demostrado es que los materiales macizos y pesados presentan una gran inercia, hay un relación entre la masa y su capacidad de
absorber calor. Las normas IRAM de acondicionamiento como ya se dijo, contemplaban en la determinación
de los valores de aislación la masa de los materiales. En
las construcciones antiguas los muros se calentaban lentamente, se tardaba mucho en llegar a una temperatura
adecuada. Inversamente al detener el calefaccionamiento los muros devolvían lentamente el calor acumulado.
En la construcción actual se alcanza rápidamente la temperatura deseada pues se trabaja con materiales más livianos con poca inercia.
Hay una tabla muy conocida que compara a muros con
fuerte y débil "volante térmico", que es bastante ilustrativa. Ver Tabla 1.
Como puede apreciarse las ventajas e inconvenientes se
equilibran en el verano. Durante el invierno los muros
livianos no son un inconveniente grave si están bien aislados. Son más aptos para los locales que se calientan
temporalmente como salas de reuniones, casas de fin de
semana, etc.
En el diseño hay que analizar en detalle: la composición del muro y la posición del aislante para el mejor aprovechamiento de las radiaciones solares y
de las radiaciones de los cuerpos del interior. Desde este punto de vista es preferible la colocación
del aislante en el exterior ya que mantienen los
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
55
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 56
TABLA 1
Estación
Invierno
Muros con débil inercia
Muros con fuerte inercia
Locales lentos en calentar
Locales lentos en enfriar
Locales rápidos en calentar
Locales rápidos en enfriar
Fachadas lentas de calentar en el día
(Temperatura fresca en el interior)
Calor que entra rápidamente en la vivienda
Fachadas que se enfrían mal
durante la noche y siguen radiando calor
Noches más frescas según la zona climática
Verano
aportes solares a través de los huecos acristalados,
demorando su salida al exterior.
El conocimiento de la inercia térmica se concreta en la
obtención de los valores de temperatura que se obtienen en el ambiente interior pared o techo y la marcha
de la onda de calor con sus valores de amplitud y retraso. En la Fig.15, se observa en un ejemplo teórico la
marcha de la temperatura te exterior y la de ti interior
de la superficie con el retraso y la amortiguación entre
ambas.
Para obtener estos resultados se utiliza el concepto de
temperatura sol-aire, que se define como: la temperatura exterior que produce una carga térmica
equivalente a la suma de la radiación solar y la temperatura del aire exterior. Resumiendo es una temperatura ficticia que debería tener el aire exterior si se anulara la radiación solar y produjera el mismo flujo de calor que atraviesa el muro o techo.
Se expresa así:
tsa = tex + I.α.Rse
tsa: Temperatura sol - aire
tex: Temperatura exterior
I: Radiación solar incidente que depende de la
latitud, fecha, hora y orientación del plano y
están en las tablas de radiación solar.
"α": Coeficiente de absortancia de la radiación
solar. N.IRAM 11601.
Rse: Resistencia superficial externa de la con
vección.N.IRAM 11601.
Los valores de temperatura, amplitud y retraso de la onda de calor se calculan usando las datos de: temperatura sol-aire, temperatura radiante y temperatura efectiva,
valores adimensionales y tablas que vinculan las amplitudes y los tiempos de retardo.
Observemos en la Fig. 16 el comportamiento de una pared opaca en verano, y en la que ya no consideramos al
régimen como estacionario. Si se eleva la temperatura
exterior según una curva periódica diurna se genera un
flujo de calor que penetra en la pared y después en el
local con un retraso, que es función del peso y de la capacidad calorífica de la pared. En la Fig. 16a vemos la
curva de la temperatura supuesta constante del local ti
y la curva de la temperatura exterior periódica.
Si se supone que la pared es de peso nulo el flujo que
entra en cada instante es:
q1 = K(te-ti)
La curva de variación es la representada en la Fig. 16b
y es una curva no amortiguada a causa de la inercia y
no retrasada, el máximo de flujo q1 se produce al mismo tiempo que el máximo de temperatura exterior.
Si la pared fuese infinitamente pesada, Fig. 16c, la
amortiguación será total y el flujo constante e igual a:
q2 = K(tem - ti)
tem: valor medio de te
q2: es igual al valor medio de q1
Si la pared no es de peso nulo ni de peso infinito, Fig.
16d, sino una pared real, la variación del flujo oscila alrededor de q2 con una amplitud inferior a q1 y un retraso, siendo el flujo entonces:
q3 = K(tem-ti) + mK(te-tem)
m: coef. de amortiguación
Para un "K" igual, la amortización y el retraso de las paredes homogéneas son función de la "admisividad" de
los materiales, producto de la conductividad por el calor específico y la masa específica. El calor específico es
casi igual para todos los materiales y la conductividad y
la masa varían en el mismo sentido. Si los materiales son
diferentes también lo son las "admisividades" y las amortiguaciones y retrasos.
En paredes vítreas la radiación solar penetra sin amortiguación ni retraso. En los huecos acristalados la inercia
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
56
Temperatura
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 57
Radiación
incidente
A1
Amortiguación
A2
3
6
Tiempo
9
12
15
18
21
24
3
ti
ti
te
Retraso
te
A1 y A2 = Amplitudes
Período de 24 horas
Fig.15: Variación de las temperaturas te y ti en el transcurso
de un día
Temperatura
a) Curvas de temperatura
te
Media de te
( ti )
0
Tiempo
Curvas del flujo que entra
Flujo
b) Pared de peso nulo
q1 = flujo variable
siempre es pequeña.
Lamentablemente y por razones de espacio y objetivos
de este Manual no desarrollamos, por ahora, el cálculo
de la inercia térmica, pero hemos alertado la significación que puede tener en un estudio completo cuando la
obra lo requiera.
B. Concepto de confort
Los ocupantes de un edificio juzgan la calidad del diseño, desde un punto de vista tanto físico como emocional, las sensaciones de bienestar o incomodidad serán
las determinantes de un dictamen favorable o no al lugar donde vivimos o trabajamos.
El confort óptimo se puede definir como la sensación de bienestar completo físico y mental. Para
nuestro caso denominamos "confort térmico" al estado mental que encuentra satisfacción con el ambiente térmico que nos rodea.
Desde el siglo XIX, los accidentes y enfermedades originadas por la influencia del calor y la humedad en las industrias mineras, metálicas y textiles, despertaron el interés por establecer criterios para el confort térmico.
Muchos estudios se efectuaron para definir cuáles eran
las causas, que además de las climáticas, podían considerarse constantes y permanentes para alcanzar el confort en las viviendas.
De los varios factores que influyen en el confort podemos citar:
- Temperatura del aire interior.
- Temperaturas de las superficies del recinto y radiación.
Media de flujo
°C 30
0
Tiempo
Flujo
c) Pared de peso infinito
q2 = flujo constante
0
Temperatura de las paredes
Demasiado caliente
26
22
ZONA DE
CONFORT
18
Tiempo
Flujo
d) Pared real
q3 = flujo retrasado
14
Media de q3 = q2
Demasiado frío
10
14
0
Retraso
Tiempo
Fig.16
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
18
22
26
°C 30
Temp. del aire ambiente de la habitación
Fig.17: Zona de confort
57
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 58
- Humedad del aire.
- Movimiento del aire. (Velocidad del aire)
Una temperatura interior de 25°C, con paredes muy frías
en una habitación nos parece baja. Si tiene 18°C pero las
paredes y piso están calientes la encontramos confortable.
La sensación de confort en invierno la percibimos cuando la suma de la temperatura ambiental de la habitación
más la de la superficie interior alcanza la del cuerpo humano es decir 37°C.
Por ejemplo si la temperatura interior es de 18°C y la de
las paredes, piso y cielorraso es de 14°C, el confort se
califica como demasiado frío ya que: 18+14 = 32°C <
37°C. En la Fig. 17 vemos un gráfico que en base a lo
dicho indica en color la zona de confort, relacionando
temperatura de la superficie de las paredes con la del aire interior.
Escalas de confort
A comienzos de la década de los años veinte comenzó
la búsqueda de una escala simple, que combine los cuatro factores indicados arriba y sus efectos en la disipación de calor del cuerpo humano. Se crearon varias de
difusión diversa y se las denominó "índices térmicos" o
"escalas de confort".
La primera de ellas, creada por la "American Society of
Heating and Ventilating Engineers" en 1923, se denominó escala de "temperatura eficaz" y fue definida como la
temperatura de un ambiente en calma, saturado, y que
sin considerar la radiación producía el mismo efecto que
la atmósfera real en cuestión. Esta escala fue posteriormente corregida con los efectos de la radiación y otras
modificaciones, y es conocida como la escala TEC o sea
de temperatura efectiva corregida.
22.9
21.2
26.3
24.6
Jujuy
Salta
Formosa
Tucumán
Ia
Catamarca
Ib
Sgo. del
Estero
Resistencia
Corrientes
26.3
La Rioja
IVa
IIa
Posadas
26.3
24.6
IIb
San Juan
Santa Fe
Córdoba
Paraná
24.6
IIIa
IIIb
Mendoza
San Luis
Buenos Aires
22.9
21.2
IVb
La Plata
La Pampa
22.9
IVd
Neuquén
IVc
ZONA I
ZONA II
V
Muy cálido
ZONA III
Templado cálido
ZONA IV
Templado frío
ZONA V
ZONA VI
21.2
Cálido
Viedma
Frío
Muy Frío
VI
Rio Gallegos
Ushuaia
Fig. 18: Clasificación bioambiental
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 19: Líneas de igual T.E.C. para el promedio
ponderado del día típicamente cálido
58
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 59
De los índices y escalas existentes:
TBH en °C
temperatura operativa, índice de conTBS ó
45
LTE en °C 45
fort ecuatorial, temperatura resultante,
Lectura
tasa de sudor, índice de fatiga calorífitermómetro
ca y otras más que no mencionamos,
de esfera
40
40
40
todas tienen limitaciones en su aplicación. La razón es que la experimenta40
35
ción se realizó en condiciones climáticas muy variables y los métodos fue35
35
35
30
ron también distintos. La única excepción es la escala TEC, en la que en dis25
A
tintos países se trabajó experimental30
30
30
mente y las conclusiones fueron coinA'
B'
cidentes.
20
B
Es la de mayor uso y de fácil aplicaTEC = 27,5 °C
25
25
25
ción, es la adoptada por IRAM en
M
N
15
nuestras normas.
Las zonas bioambientales de la Repú20
20
Zona
20
blica Argentina, Norma IRAM 11603,
de confort
se definen de acuerdo con el mapa de
la Fig. 18 (Ver Norma) y se ha desa5 15
15
15
rrollado teniendo en cuenta:
0
T.E.C.
a) Para las zonas cálidas, los índices
7,0
5,0
de confort de la temperatura efectiva
10
10
3,0
corregida (TEC) según mapa de
2,5
10
2,0
Fig. 19 y otros parámetros. El nomo1,5
grama de la Fig. 20 permite calcular
1,0
5
5
las temperaturas efectivas corregidas.
5
0,5
En este gráfico se ha marcado en color
una zona de confort para zonas cáli0
0
0,1 0
das, aceptable en general para más del
Velocidad
80% de la gente, según mediciones hedel aire
chas en otros países.
en m/s
Fig. 20: Nomograma de la temperatura efectiva para
El nomograma de la Fig. 20 realizado
personas que visten ropa de trabajo normal.
para personas que visten ropa de trabajo normal, se desarrolla entre dos
escalas verticales: la de temperatura
La TRM se puede leer directamente con el llamado terde bulbo seco, TBS, y la de temperatura de bulbo
mómetro de esfera, un termómetro de mercurio común,
húmedo, TBH. Estas temperaturas resultan de un mediencerrado en una esfera de cobre pintada de negro mación hecha a la sombra, de dos termómetros de mercute, de 15 cm de diámetro. Este termómetro se usa en la
rio, colocados uno junto a otro dentro de una caja con
determinación de la temperatura de bulbo seco considepersianas de madera. Uno mide la temperatura del aire,
rando también la radiación. Veamos un ejemplo de uso
TBS y en el otro el bulbo se encuentra envuelto en una
del nomograma. Si el termómetro de esfera marca 30ºC,
gasa que se mantiene húmeda, y la medida es la TBH.
punto A y la temperatura de bulbo húmedo es de 26ºC,
Cuando se evapora el agua de la gasa se produce un enpunto B, en el nomograma de Fig. 20, se unen con una
friamiento, como ya vimos, por eso la TBH será menor
recta ambos puntos. La recta va cortando las líneas inque la TBS. Si la humedad relativa, HR es del 100% las
clinadas que en sus extremos marcan las TEC y las de
dos lecturas son iguales, ya que no hay evaporación.
velocidades del aire. El punto A' tiene una TEC = 26°C
La temperatura radiante media, TRM, es la que se proy el punto B' tiene TEC = 27°C. Todos los puntos entre
duciría si todas las superficies de un entorno estuvieran a
A' y B' están dentro de la zona de confort.
la misma temperatura y produjeran el mismo equilibrio
Se observa que para una velocidad del aire de 0.1 m/s
de calor radiante neto, que el del ambiente en consideratendríamos una TEC de 27.5°C fuera de la zona de conción con diversas temperaturas superficiales.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
59
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 60
fort y en la intersección de AB con la velocidad de 7 m/s
tenemos TEC = 23°C en zona de disconfort.
Si las temperaturas TBS y TBH fueran iguales a 23°C, recta MN,(lo que indica 100% de humedad relativa) y el movimiento del aire tuviera una velocidad entre 0.1 y 0.5
m/s la mayor parte de la gente se sentiría a gusto.
Si no se conociera la TBH pero sí la TBS y la humedad
relativa podemos conocer la TEC con la ayuda del
diagrama psicrométrico y sus líneas inclinadas. En
la Fig. 13, el punto C 20°C y con humedad relativa del
70%, tendría una TEC de 16.5°C.
Finalizando el concepto de las TEC, se ve que una temperatura del aire de 8ºC y humedad relativa del 85%, es
equivalente a otro de 14.5°C y humedad relativa del
30%. Es así porque como se ve en el diagrama tienen la
misma TEC, la línea en trazos lo indica. En conclusión
,con la T.E.C. y la velocidad del aire se verifica si se está o no en la zona de Confort ya definida.
b) Para las zonas frías la evaluación se hizo con los
grados días para las necesidades de calefacción como
veremos más adelante.
Todos los factores del ambiente están vinculados y las
exigencias deben relacionarlos y no considerarlos aisladamente.
Las exigencias del confort se dividen lógicamente en:
-Exigencias de invierno
En época invernal, el cierre de ventanas y aberturas hace que el aire se mantenga en calma y no tenga velocidad, salvo cerca de las entradas de aire de las aberturas
y ventilaciones. Ver Fig. 21.
Aparecen como factores de mayor importancia en invierno, la temperatura del aire y la temperatura radiante. La exigencia se dirige a determinar la temperatura
mínima interior y la temperatura de ambiente orientada
hacia las diferentes paredes de la que depende el confort del cuerpo.
La temperatura de ambiente orientada al cuerpo humano puede generar disconfort en las proximidades de paredes sin aislación, paredes frías, o por falta de estanquidad en las ventanas.
Nuestras normas fijan la temperatura interior en 18°C en
el centro del local a 1.50 m de altura; tal vez para zonas
frías resulte insuficiente. Para el cálculo de la instalación
de calefacción se toma como mínimo 20°C. La temperatura mínima no es constante en el local, varía con la altura del punto, en los rincones, cerca de carpinterías, etc.
Creemos, en base a la experiencia de países desarrollados, que no es conveniente una temperatura interior de
diseño muy baja ya que una corriente de aire pequeña,
Fig. 21: Las flechas indican la entrada de aire
al interior.
como puede ser la generada por la apertura de una
puerta originará una sensación pasajera de disconfort.
Existe un índice de molestia que relaciona la temperatura del aire, la del filete de aire y la caída de la temperatura resultante. Se admite que este índice no debe superar 2°C. En la Fig. 22 se muestran valores del índice de
molestia a diferentes distancias de un hueco acristalado.
Cuando el caudal que entra en el local es importante, la
te = 0°C y la ti = 20°C. La línea llena indica los puntos
en los que el índice de molestia es mayor o igual a 2°C.
También se indica la zona de ocupación a 0.20 m de distancia de las paredes y 2.0 m de altura dentro de la cual,
según la exigencia, el índice no puede ser inferior a 2°C.
Respecto a la humedad del aire, al no ser alta la temperatura de este, tampoco la humedad puede ser tan alta
como para ocasionar molestias. Debe sí evitarse la baja
humedad, por ejemplo inferior al 30%, ya que a muchas
personas les ocasiona irritaciones en las vías respiratorias y alergias. Además se produce un polvo seco que se
quema sobre los radiadores manchando las paredes y
generando amoníaco que es irritante. Si la humedad es
superior al 75% se favorece la formación de moho y las
manchas por condensación aparecen.
El confort respecto a la humedad puede lograrse dentro
de estos límites:
-Humedad relativa > 30% para evitar problemas respiratorios.
-Humedad relativa < 75% peligro de deterioros en madera, cuero, papel, corrosiones, equipos electrónicos, etc.
Una exigencia muy importante es la del control de la
condensación. Esta sólo es admisible en cocinas, baños
y lavaderos pues sus paredes están diseñadas para que
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
60
,,
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 61
Distancia en cm
10
30
50
250
200
150
seño al recurso de las ventilaciones cruzadas.
2º) Climas en que la humedad genera problemas.
Son climas calientes y húmedos. La aproximación al
confort es a través de la velocidad del aire para aumentar los cambios por evaporación, se debe recurrir al uso
de ventiladores u otros equipos. La temperatura del aire
es muy superior a las de las paredes, se abandona el criterio de temperatura ambiente y se usan las temperaturas efectivas (TEC), no excediendo los 30°C ni la humedad del 75%. Este es el clima reinante en los veranos de
Chaco, Corrientes, Formosa, Misiones, zonas de Salta,
Santiago del Estero y norte de Santa Fe.
C. Aplicación práctica
50
Altura en cm
,,,,
100
0
Fig. 22: Filetes de aire frío que entra a través de las
juntas de un hueco acristalado de 150 x 150 cm
no sean afectadas. En otras habitaciones no son admitidas salvo en las partes acristaladas. En las paredes y techos debe verificarse la condensación en su interior (intersticial) por el riesgo que este fenómeno producido en
lugares no visibles, puede ocasionar a los cerramientos,
más aun en sistemas constructivos no tradicionales.
La conclusión para el invierno sería: cumplimiento de
las normas para el aislamiento térmico, la humedad del
aire, estanquidad de las aberturas y pérdidas de calor.
Resumiendo: cumplimiento de las Normas IRAM de
acondicionamiento higrotérmico.
Después de haber dado una breve referencia de los
principios teóricos sobre los intercambios de calor, estados del agua, inercia térmica y confort; corresponde explicar su aplicación en la práctica constructiva.
Para cumplir las reglas de Calidad de la habitabilidad como mínimo se pide:
1. Aislación Térmica: Que las superficies que
envuelven a la vivienda presenten una barrera que retarde los intercambios de calor. Y además que esta aislación no presente heterogeneidades peligrosas: control
de los puentes térmicos.
2. Que no produzcan condensaciones tanto
en la superficie o en el interior de paredes y techos (Verificación de condensaciones).
3. Que las pérdidas de calor de toda la casa
estén acotadas a un máximo según la zona (Cálculo
del Coeficientes Volumétricos G de pérdida de Calor).
Para épocas invernales en zonas frías.
Habitabilidad mínima de una vivienda
verifica K máximo
1)Aislación
Puentes térmicos acotados
2) No presenta condensaciones
3) Cumple G de pérdidas de calor
-Exigencias de verano
Se distinguen para el verano dos casos según el comportamiento de la humedad:
1º) Climas en que la humedad no genera problemas.
Son generalmente climas templados o cálidos secos. La
temperatura interior media no debe exceder los 28°C,
parece alta pero la elección se relaciona con la economía buscada. En climas más calientes puede ser hasta
30°C. Siempre hablamos sin emplear el acondicionamiento artificial. También se evitarán las paredes calientes que irradien calor al interior. Debe apelarse en el di-
Estas verificaciones son las mínimas que el Usuario de
la vivienda debe exigir. Son las mínimas que un constructor debe ofrecer. Se observa en algunas especificaciones técnicas de viviendas exigir dosificaciones para el
mortero hidrófugo y no exigir las condiciones anteriores
desconociendo que gran parte de los problemas que se
atribuyen a revoques mal hechos se deben a condensaciones en los muros. Un caso de incongruencia resulta especificar las calorías que aportan las estufas
sin exigir que se cumpla el K mínimo o se verifiquen las pérdidas de calor. No estamos refiriéndonos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
61
a los sistemas constructivos en especial sino a todas las
formas de construir, pero muy especialmente esto ocurre en la construcción tradicional. En nuestros días, en
especial en la construcción de propiedad horizontal de
baja y media altura, en las casa tipo “Dúplex” donde la
venta se hace directamente del constructor al usuario se
ignoran totalmente estos Mínimos. Paredes exteriores de
ladrillo común de espesor e=0,15 m, revocada del interior y a la vista al exterior son usadas en las caras que
dan al Sur. Estos excesos podrían ser evitados si las Municipalidades adoptaran la obligatoriedad de aplicar las
Normas IRAM de Acondicionamiento Higrotérmico como lo adoptan algunos entes oficiales. Por otra parte
consideramos que los buenos y responsables constructores, deberían difundir que sus obras cumplen las Normas, de tal manera que el usuario las conozca y las exija masivamente.
Capa
de aire
Límite
enterior
e = espesor de la capa
INT
λ = conductividad
de la capa
ti
K = coeficiente de
transmitancia térmica
del cerramiento
Plancha de poliestireno expandido
Lana de vidrio
Plancha de poliuretano sin protección
Madera de pino perpendicular a las fibras
Madera dura
Terciado
Tablero aglomerado
Hormigón estructural
Hormigón de arcilla expandida
Hormigón gaseoso
Mortero arena-cemento, humedad 5%
Revoque cal y cemento
Yeso enlucido
Placas de yeso
Placas de fibrocemento
Mamp. de ladrillos cerámicos comunes
Cubierta de chapa metálica
Cubierta tejas planas
Baldosas cerámicas
Fig. 23
15
10
32
600
1200
600
400
2400
1000
600
2000
1900
1000
1000
1200
1600
7800
1600
0.037
0.045
0.027
0.19
0.34
0.11
0.078
1.63
0.42
0.16
1.13
0.93
0.49
0.44
0.39
0.81
58
0.7
0.7
EXT
P3 text
λ3
Rsext
Rp = Σ ei / λi
Resistencias térmicas
que intervienen en el valor K
Rse
Rsi
Superficiales
de los Materiales
Rp
Puentes térmicos
Interior
Exterior
Comunes
Vegetal
s/origen Mineral
Sintético
Aislantes
Propiedades
de la Cámara de aire
Rc
Cámaras de
caras paralelas
Horizontales
Verticales
Cámaras de
caras paralelas
No ventiladas
Aticos con
Ventiladas
caras no paralelas
Coeficiente K:
Densidad Conductividad
kg/m3
W/m°K
Capa
de aire
Límite
exterior
e
Fig. 25
La forma de ponderar la aislación que provee una pared,
un techo, un piso u otro cerramiento es mediante un
coeficiente de transmitancia térmica K en la República
Argentina y en Europa y U en los Estados Unidos.
Este coeficente, particular de cada tipo de cerramiento,
permite comparar el poder aislante (o de resistencia al
paso del calor) de distintas soluciones constructivas. Por
otra parte las normas fijan un máximo valor que los cerramientos deben respetar.
Material
λ1 λ2
1/K = Rsi+Rp+Rc+Rsext
1. Aislación térmica (Coeficiente K)
(NORMA IRAM 11601, de diciembre de 1996)
La transmitancia térmica del cerramiento de un local (pi-
P1
Cámara de aire
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 62
Débilmente
Muy ventiladas
Medianamente
so, pared o techo) está dada por la facilidad con que el
calor lo atraviesa, es decir a mayor “K” tendremos peor
aislación.
Como es lógico el valor del K depende de las propiedades térmicas de los materiales del cerramiento y de la
función del cerramiento: pared o techo. La Norma IRAM
11601 en 5.1, para una sección como la de la figura 23
el valor de la transmitancia térmica lo expresa como:
1/K = Rsi + Rp + Rc + Rse [1]
Rp = Rp1 + Rp2 + Rp3
Se analizarán cada uno de los términos:
Rsi y Rse = Resist. Térmicas Superficiales
Esta resistencia es la que ofrece la capa de aire que se
encuentra sobre la superficie interior o exterior. Esta resistencia dependerá de la posición de la superficie (horizontal, a 45° o vertical), de la dirección del flujo (si es
ascendente o descendente) y sobre todo del coeficiente
de emisión o Emitancia (e).
Ver los valores de las Rs en la Tabla 2 y de “e” en la Tabla 12 de la N. IRAM 11601, de la fig.24:
Tabla 6 de conductividades
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
62
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 63
TABLA 2. Resistencias Superficiales
TABLA 12. Clasificación de materiales de construcción según su emitancia (ε)
Exterior Rse
Dirección del flujo de calor
Dirección del flujo de calor
Horizontal
Ascend.
Descend.
Horizontal
Ascend.
Descend.
0,13
0,10
0,17
0,04
0,04
0,04
Aluminio anodizado u oxidado
Cobre oxidado
Hierro galvanizado
Fieltro bituminoso
Fieltro con superficie mate
Pintura blanca “a la cal”
Pintura de aluminio
Pinturas rojas (tipo óxido de hierro III)
Pinturas amarillas
Negro mate
Pintura verde militar
Hormigón
Asbesto cemento
Poliestireno expandido
Vidrio Transparente
Mampostería de ladrillos comunes y
cerámicos (rojos)
Tejas cerámicas
Tejas de pizarra
Tejas asfálticas
Mármol blanco
Revestimiento de yeso
Granítico (rojizo)
Tierra
Arena
Madera
Pasto
Fig.24
Norma IRAM 11601:1996
Como se vio cuando se analizaron los principios de convección, la mayor resistencia al paso del calor será para
el aire quieto (interior) o para el flujo descendente, contrario al mecanismo de la convección. Las variaciones
por el tipo de la superficie son muy grandes como se
analizó en Radiación, lo mas prudente es tomar la máxima emitancia cuando se desconoce si la superficie
quedará siempre brillante o si como es común con la suciedad y desgaste se va perdiendo su baja emitancia.
Valor frecuente para las paredes:
Rsi = 0.13 [m2 °K / W]
Mientras que para los cielorrasos es Rsi = 0.10 cuando
el flujo de calor es ascendente, lo usual en invierno, o
de Rsi = 0.17 cuando el flujo del calor es descendente.
Rp = Resist. térmica de los distintos materiales.
Es la resistencia de las distintas capas que componen el
cerramiento. Esta resistencia de las materiales será proporcional a su espesor (e) e inversamente proporcional
a su conductividad térmica (λ).
Rn = Σ ei / λi
0
Fig. 26
Superficie de baja
emitancia (reflectiva)
Superficie de mediana o alta
emitancia (no reflectivas)
Interior Rsi
Película de aluminio (muy brillante)
Lámina de aluminio
Cinc pulido
Cobre pulido
Es natural que la resistencia al paso del calor aumente
con el espesor. En la construcción tradicional lo eran
por el mayor espesor de paredes. Buen ejemplo de ello
lo constituyen las Iglesias del período Colonial en nuestro país, sumamente frescas en el verano debido a la
gran aislación que le proporcionan sus gruesas paredes.
Obviamente el proyectista actualmente no puede recurrir a esa solución. Queda por lo tanto la posibilidad de
elegir adecuadamente el tipo de materiales para alcanzar la aislación deseada.
Algunos de los materiales que se emplean en la cons-
5
10
15
20
Cubierta de Tejas
Cubierta de chapa metálica
Mampostería de ladrillos cerámicos común
Placas de fibrocemento
Placas de yeso
Revoque de Cal y cemento
Hormigón gaseoso
Hormigón de arcilla expandida
Hormigón estructural
Terciado
Madera de pino
Plancha de Poliestirerno expandido
25
5
10
15
25
20
Resistencia al paso del calor por cm de espesor
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
63
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 64
trucción reciben el adjetivo de aislantes, una clasificación global sería:
*Aislantes Vegetales: por ejemplo el corcho
*Aislantes Minerales: Perlita, Vermiculita, Granulado
Volcánico, etc.
*Aislantes Sintéticos: Poliestireno Expandido, Lana de
Vidrio, Poliuretano, etc.
La propiedad de la conductividad de los materiales está
relacionada con:
1. Su peso específico, por regla general a mayor peso
específico mejor se trasmite el calor por lo tanto peor es
la aislación. Una excepción aparece comparando el hierro y el aluminio.
2. El contenido de humedad de material: cuanto menos agua contenga un material, mas aislante será. En
efecto los materiales de poca densidad tienen incorporado en su interior aire o algún otro gas (coef. de conductividad λai = 0.023 W/m °C) y si el aire es desplazado por el agua (λag = 0.58 W/m °C) la pérdida de aislación es muy grande.
3. La temperatura de uso: La conductividad va cambiando al variar la temperatura, en general aumenta al
elevarse la temperatura; por lo tanto al definir sus valores es importante la temperatura a que fueron ensayados cuando se trata con materiales poco conocidos.
4. Su estado de conservación: aunque esta sería una
característica para analizar los materiales en general,
siempre suponemos que se colocan en buen estado;
ocurre que materiales sintéticos como el poliestireno expandido, la lana de vidrio, el poliuretano etc., si son expuestos indebidamente a los agentes atmosféricos se deterioran. No se puede esperar la misma aislación de un
tA
tA
λ1 < λ2
λ1
λ1
Flujo 1
tB
tB
λ2
Flujo 2
Fig. 28
(Rp1+Rp2) . (l1+l2)
(Rp1 . l2+Rp2 . l1)
tA
Heterogeneidades en los Cerramientos:
Puentes Térmicos
Cuando alguna de las distintas capas que constituyen un
cerramiento presenta alguna heterogeneidad, esta altera
el flujo de calor que atraviesa dicho cerramiento. Ver
Figs. 27 y 28.
Como es lógico estas heterogeneidades tendrán su influencia en la resistencia del cerramiento, la Norma
IRAM 11601 da la siguiente fórmula para
Rpr = [Rp1.Rp2.(L1+L2)]/[Rp1.L2+Rp.L1]
En el Anexo B, informativo, hay guías para la aplicación
de la norma. Más adelante cuando establezcamos los valores de K máximos o aislación mínima que se le exige
a un cerramiento de una vivienda se desarrollará la fórmula de cálculo y cuales puentes térmicos no son aceptables.
Resistencia de las Cámaras de Aire (Rc)
Al tener distintas conductividades (λ) el flujo de calor
Fig. 27 se concentra en el de mayor conductividad.
Rpre =
material que ha sido expuesto excesivamente al Sol, o
temperaturas muy elevadas o algún otro proceso de envejecimiento.
La Norma IRAM 11601 (1996) en el Anexo A, Tabla 6,
ofrece una variedad de materiales con sus correspondientes conductividades. Transcribimos los de uso mas
frecuentes en la figura 25 de la página 62.
Para fijar ideas del peso relativo de cada uno de los materiales en la aislación observemos el gráfico de la figura 26 de la página 63. Allí se ve la resistencia al paso del
calor por metro cuadrado [m2 °C / W] que ofrece cada
material en el espesor de un centímetro. Hay claramente una gran diferencia a favor de los aislantes sintéticos.
Usando estos valores se puede establecer que un cm de
poliestireno expandido equivale a la misma aislación
que 22 cm de mampostería de ladrillo común. Los valores serían similares para la lana de vidrio o el poliuretano.
En este punto hay una ventaja comparativa muy importante para los sistemas constructivos industrializados, ya que
están diseñados para incorporar estos aislantes en contraposición de los sistemas tradicionales de mampostería.
Al estudiar las posibilidades que se presentan en muros
y techos necesariamente surgen los espacios que quedan entre las capas de los cerramientos. Estos son las cámaras de aire que pueden ser: Ventiladas o No ventiladas.
λ1
l1 t B
Cámaras de Aire No-Ventiladas
λ2
l2
El valor de la resistencia térmica (poder aislante) de las
cámaras de aire NO Ventiladas se encuentra tabulada
en la Tabla 3 de la IRAM 11601 que transcribimos.
(Ver Fig. 29).
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
64
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 65
FIG. 29. TABLA 3. Resistencia térmica de cámara de aire “no ventiladas”
en las que las medidas superficiales son mucho mayores que el espesor (1)
Estado de las
superficies de
la cámara de aire (2)
Superficies de
mediana o alta
emitancia
(caso general)
Una o ambas
superficies de
baja emitancia
Resistencia Térmica en m2 °C/W
Dirección del flujo de calor
Espesor de la
capa de aire
(mm)
Horizontal
Ascend.
Descend.
5
10
20
50 a 100
5
10
20
50 a 100
0,11
0,14
0,16
0,17
0,17
0,29
0,37
0,34
0,11
0,13
0,14
0,14
0,17
0,23
0,25
0,27
0,11
0,15
0,18
0,21
0,17
0,29
0,43
0,61
(1) Cámaras de aire cerradas, entre 0° y 20 °C. Diferencia entre sup. <15°C.
(2) Estos valores pueden usarse si la emitancia de la superficie es controlada
manteniendo limpia y exenta de grasa, polvo o condensación de agua.
En la tabla se observa la variación de la resistencia de
las cámaras de aire al variar su espesor. Efectivamente
con espesores inferiores a 1 cm es despreciable la resistencia ya que el aire no puede circular (no hay convección) y al permanecer quieto la transmisión el calor
se realiza únicamente por conducción y radiación a través del aire. Al superar el espesor los 2.5 cm el valor de
la resistencia térmica de la cámara permanece constante
y empieza a declinar levemente. Esto se debe a que el
intercambio de calor se realiza también por convección
y ya el espesor no contribuye a aumentar la resistencia.
La otra variable de la Tabla 3 es la emisividad o emitancia de la cámara de aire, esto tiene que ver con el intercambio de calor por radiación.
La emisividad de la cámara de aire se calcula con la siguiente expresión:
1/E = 1/e1 + 1/e2 - 1
donde:
E= es la emitancia de la cámara
e1= es la emitancia del material de una de las superficies
e2= es la emitancia del material de la otra superficie.
Si ambas caras de la cámara son de aluminio brillante:
1/E = 1/0.06 +1/0.06 - 1 = 1/0.03
es decir E= 0.03 con lo cual los valores de resistencia
térmica son muy elevados. Esta aislación prácticamente
elimina el pasaje de calor por radiación. Este es el principio de los conocidos “termos” de vidrio espejado.
Reiterando lo expresado cuando se trataron las resistencias superficiales: es muy difícil mantener sellada una
cámara de aire en un muro o techo y evitar que sus superficies se ensucien u opaquen. La prudencia aconseja tomar la emisividad mas alta para las cámaras de aire comunes en la construcción, a menos que se tomen
especiales precauciones.
Cámaras de Aire Ventiladas
Todas las cámaras de aire para el cálculo de la aislación
térmica, durante el verano se consideran como No Ven-
tiladas. Durante el Invierno las cámaras que presenten
ventilaciones pueden ser:
1.Débilmente Ventiladas
2. Muy Ventiladas
3. Medianamente Ventiladas
1. Débilmente Ventiladas:
Las cámaras de aire son débilmente ventiladas cuando
cumplen las siguientes relaciones:
Cámara de Aire Verticales:
S [cm2] / L[m] < 20
Cámara de Aire Horizontales:
S [cm2] / A [m2] < 3
siendo:
S = la superficie de los orificios de ventilación.
L = el largo del cerramiento.
A = la superficie que cubre el cerramiento.
(Ver Fig. 30)
Cámaras de aire entre planos paralelos
Salida
de aire
S
S
L
Longitud del
cerramiento
A
Ingreso
de aire
A = área cubierta por el cerramiento
S = Sumatoria de ventilaciones en cm2
Fig.30
Cámara de
aire vertical
Cámara de
aire horizontal
2. Muy Ventiladas:
Las cámaras de aire son muy ventiladas cuando cumplen
las siguientes relaciones:
Cámara de Aire Verticales:
S [cm2] / L[m] > 500
Cámara de Aire Horizontales:
S [cm2] / A [m2] > 30
siendo:
S = la superficie de los orificios de ventilación.
L = el largo del cerramiento.
A = la superficie que cubre el cerramiento.
Cuando la cámara está muy ventilada las capas de cerramientos entre la cámara y el exterior no se consideran
en el cálculo de la aislación, y la resistencia de la cámara se considera tomando DOS veces la resistencia superficial interior, quedando la expresión:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
65
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 66
1/k=Rsi + Ri + Rse ; queda: 1/K=2 Rsi + Ri
donde Ri es la resistencia térmica de las capas entre la
cámara de aire y el interior.
Rsi = resistencia superficial interior
3. Medianamente Ventiladas:
Como intermedio entre los casos anteriores se presenta
el de las cámaras de aire medianamente ventiladas que
cumplen las siguientes relaciones:
Cámara de Aire Verticales:
20 < S [cm2] / L[m] < 500
Cámara de Aire Horizontales:
3 < S [cm2] / A [m2] < 30
siendo:
S = la superficie de los orificios de ventilación.
L = el largo del cerramiento
S = la superficie que cubre el cerramiento.
Para calcular el K de un cerramiento que tenga cámara
de aire medianamente ventilada hay que calcular el K
de ese cerramiento considerando a cámara como No
Ventilada (K1), también calcular el K de ese cerramiento suponiendo que la cámara está Muy Ventilada (K2).
El K del cerramiento con cámara de aire Medianamente
Ventilada se calcula con la expresión:
K = K1 + α (K2-K1)
donde el coeficiente α será α = 0.4 para cámaras horizontales.
Para las cámaras verticales el coeficiente se obtiene de
la Tabla siguiente:
Donde:
Re= resistencia térmica de las capas del cerramiento que
se encuentran entre la cámara de aire y el exterior.
Ri= resistencia térmica de las capas del cerramiento que
se encuentran entre la cámara de aire y el interior.
Aticos
Son cámaras de aire con espacio de aire de espesor variable. Fig. 32.
Son las que se forman al tener una cubierta con pendiente y un cielorraso plano.
Como las cámaras de aire de espesor constante o de planos paralelos según sus ventilaciones se clasifican en:
1. Cámara Débilmente Ventiladas:
S [cm2] / Af [m2] < 3
siendo:
S = la superficie de los orificios de ventilación.
Af = la superficie que separa la cámara del local habitable.
Coeficiente de ventilación de cámara
de aire vertical (α)
Relación de resistencias
térmicas de las hojas
(r)
r < 0,1
0,1 ≤ r ≤ 0,6
0,6 ≤ r ≤ 1,2
S / L (cm2 / m)
20 a 200 200 a 500
0.10
0.25
0.20
0.45
0.30
0.60
Fig. 31
Cámaras de aire de espesor variable
A1, K1
A 5, K 5
A4, K4
A3, K3
A2, K2
Cámara de aire
Af, Kf
f= cielorraso
Local
habitable
Fig. 32
En este caso el K del cerramiento con cámara de aire de
espesor variable se expresa con:
1/K = 1/Kf + (Af/Σ (Ki.Ai)
donde:
Kf = es el de los elementos que separan al local de la
cámara de aire.
Af = la superficie que separa la cámara del local habitable.
Σ (Ki . Ai) = es la sumatoria del producto de los K de
los “i” componentes que separan la cámara del exterior,
por la superficie de cada uno de ellos.
2. Cámara Medianamente Ventiladas:
3 < S [cm2] / Af [m2] < 30
siendo:
S = la superficie de los orificios de ventilación.
Af = la superficie que separa la cámara del local habitable.
En este caso la resistencia total del cerramiento con cámara de aire de espesor variable se expresa según IRAM
11601 con:
1/K = 1 / Kf +1/ [ a + (S (Ki.Ai) / Af )]
para mejor asociación de los conceptos preferimos expresarlo :
1/K = 1 / Kf + [ Af / (S (Ki . Ai) + a.Af )]
donde:
Kf = es el del o los elementos que separan al local de
la cámara de aire.
Af = la superficie que separa la cámara del local habitable.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
66
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 67
Σ (Ki.Ai) = es la sumatoria del producto de los K de los
“i” componentes que separan la cámara del exterior, por
la superficie de cada uno de ellos.
a = coeficiente igual a 5 W/m2. K
La variación de la fórmula para las medianamente ventiladas con el agregado del coeficiente “a” en el denominador es para disminuir la resistencia térmica total del
cerramiento con respecto a las débilmente ventiladas.
Recordemos que para el estudio de la aislación en verano siempre se deben considerar las cámaras de aire como No Ventiladas (ó débilmente ventiladas que para el
caso es lo mismo).
3. Cámara Muy Ventilada:
S [cm2] / Af [m2] > 30
siendo:
S = la superficie de los orificios de ventilación.
Af = la superficie que separa la cámara del local habitable.
Para esta situación no hay diferencia entre las cámaras
de aire de espesor constante y las de espesor variable .
En ambas se no se considera la resistencia del elemento que separa la cámara del exterior.
1/K : 2 Rsi + Ri
Cálculo de coeficiente de transmitancia térmica:
esp. cond. resist.
Capas dens.
Aislación de muros
Sistema liviano
INV
VER
0,13
0,03
0,63
0,17
1,04
0,02 0,02
Rse 0,04
1,02
Sum. R total (m2 °C/W)
0,13
0,03
0,63
0,17
0,02
0,04
1,02
m
cám. de aire
lana de vidrio
placa de
hormigón
liviano
EXT
placa
de yeso
INT
2,5 2,5 2,5 1,3
Resistencia interior
Placa de yeso
Lana de vidrio
Cámara de aire cerrada
Hormigón liviano
Resistencia exterior
Resist. térmica total del muro
1000
1600
INV
VER
0,13
0,03
0,63
0,17
1,04
0,02 0,02
Rse 0,04
1,02
Sum. R total (m2 °C/W)
0,13
0,03
0,63
0,17
0,02
0,04
1,02
m
cám. de aire
EXT
placa
de yeso
INT
2,5 2,5 2,5 1,3
Aislación de muros
13
ejemplo 3
2,5 13
Revoque
Cám. de aire
Sistema tradicional
Muro de 30 ladrillo común
y cámara de aire
EXT
Resistencia interior
Placa de yeso
Lana de vidrio
Cámara de aire cerrada
Hormigón liviano
Resistencia exterior
Resist. térmica total del muro
1000
1600
INT
0,013
0,025
0,025
0,025
W/m C m2°C/W
Rsi
0,44
0,04
0,03
0,63
K = 1/Rt = 0,99 W / m2 °C - Invierno
K = 1/Rt = 0,99 W / m2 °C - Verano
Coeficiente de transmitancia
térmica del muro
ejemplo 2
Ladrillo común
0,03
0,63
Cálculo de coeficiente de transmitancia térmica:
esp. cond. resist.
Capas dens.
Aislación de muros
Sistema liviano
lana de vidrio
placa de
hormigón
liviano
0,44
0,04
K = 1/Rt = 0,99 W / m2 °C - Invierno
K = 1/Rt = 0,99 W / m2 °C - Verano
Coeficiente de transmitancia
térmica del muro
ejemplo 2
0,013
0,025
0,025
0,025
W/m C m2°C/W
Rsi
Cálculo de coeficiente de transmitancia térmica:
esp. cond. resist.
Capas dens.
INV
VER
0,13
0,02
0,16
0,17
0,81
0,16 0,16
Rse 0,04
2
0,68
Sum. R total (m °C/W)
0,13
0,02
0,16
0,17
0,16
0,04
0,68
m
Resistencia interior
Revoque
Ladrillo común
Cámara de aire cerrada
Ladrillo común
Resistencia exterior
Resist. térmica total del muro
Coeficiente de transmitancia
térmica del muro
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
1800
1600
1600
0,002
0,130
0,025
0,130
W/m C m2°C/W
Rsi
1,16
0,81
0,02
0,16
K = 1/Rt = 1,49 W / m2 °C - Invierno
K = 1/Rt = 1,49 W / m2 °C - Verano
67
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 68
EJEMPLOS DE APLICACION (cont.)
Aislación de muros
Sistema tradicional
Muro de ladrillo común revocado
Revoque
EXT
Revoque
Ladrillo común
13
1
INT
1
ejemplo 4
Aislación de muros
Techo de tejas sin ático
Cálculo de coeficiente de transmitancia térmica:
esp. cond. resist.
Capas dens.
m
Resistencia interior
Revoque
Ladrillo común
Revoque
1800
1600
1800
0,02
0,130
0,02
Teja
de
m.
aire
Cá
0,13
0,017 0,017
0,16
0,16
0,017 0,017
0,13
0,017
0,16
0,017
0,04
0,37
0,04
0,37
W/m C m2°C/W
Rsi
1,16
0,81
1,16
Sum. R total (m2 °C/W)
Coeficiente de transmitancia
térmica del muro
K = 1/Rt = 2,82 W / m2 °C - Invierno
K = 1/Rt = 2,82 W / m2 °C - Verano
Rse
Cálculo de coeficiente de transmitancia térmica:
esp. cond. resist.
Capas dens.
Resistencia interior
Entablado de pino
Cámara de aire muy ventilada
Tejas
W/m C m2°C/W
Rsi
600
0,025
0,19
0,13
1600
0,030
0,70
0,04
INV
VER
0,10
0,13
0,11
0,04
0,17
0,13
0,16
0,04
0,04
0,42
0,04
0,54
Entablado
Resistencia exterior
Resist. térmica total del muro
INT
Rse
Sum. R total (m2 °C/W)
K = 1/Rt = 2,44 W / m2 °C - Invierno
K = 1/Rt = 1,85 W / m2 °C - Verano
Coeficiente de transmitancia
térmica del techo
ejemplo 5
Aislación de muros
Techo de chapas sin ático
Cálculo de coeficiente de transmitancia térmica:
esp. cond. resist.
Capas dens.
m
Resistencia interior
Placa de yeso
Lana de vidrio
Chapas de acero
EXT
Chapas
de acero
INT
Yeso
ejemplo 6
900
10
Resistencia exterior
Resist. térmica total del muro
Coeficiente de transmitancia
térmica del techo
donde:
Ri = es la resistencia térmica de las capas entre la cámara de aire y el interior.
Rsi = resistencia superficial interior.
Ejemplos de aplicación:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
VER
Resistencia exterior
Resist. térmica total del muro
m
EXT
INV
Muro de un Sistema pesado.
Muro de un Sistema liviano.
Muro Sistema tradicional (0,30 m).
Muro de ladrillo común (0,15 m).
Techo de tejas.
Techo de chapa.
Techo de chapa de fibro con ático.
W/m C m2°C/W
Rsi
0,013 0,44
0,025 0,04
0,001 58,00
0,03
0,63
0,00
Rse
Sum. R total (m2 °C/W)
INV
VER
0,10
0,03
0,63
0,00
0,17
0,03
0,63
0,00
0,04
0,80
0,04
0,87
K = 1/Rt = 1,26 W / m2 °C - Invierno
K = 1/Rt = 1,15 W / m2 °C - Verano
Comentarios de los resultados:
Se ve que la aislación de un muro tradicional
K=1.52 W/m2 K
es inferior a la mínima de cualquier sistema constructivo industrializado como los descriptos. Con la salvedad
de que sin ninguna complicación las sistemas industrializados pueden aumentar el espesor de sus aislaciones.
La resistencia térmica de las cámaras de aire con emisividades altas (0.17 m2 K/W), que son las usuales en la
construcción, es de un orden menor que la que provee
el material aislante (poliestireno, lana de Vidrio) donde:
R para 2.5 cm: 0.63 m2 K/W).
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
68
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 69
EJEMPLOS DE APLICACION (cont.)
Cielorrasos planos con áticos o entretechos
de paredes pasantes
Muro de Km= 0,75
Atico no ventilado
Incidencia en la
Resistencia térmica
Atico no ventilado
Atico y cerramiento
(14,35%)
2m
1m
Resist. sup. ático
(11,22%)
10 m
8m
R. de cielorraso=Rf esp.
λ
R
mm W/m °K m2°C/W
Capa
Res. sup. interior
Placa de yeso
Lana de vidrio
Res. sup. exterior
0.11
9 0.37 0.02
25 0.042 0.60
0.11
Rf = (m2 °C/W) 0,84
Kf = 1 / Rf = (W / m2 °C) 1,19
Sup. del cielorraso Af = (m2)
80
R. cubierta
EXT
Lana de vidrio
(60,72%)
Chapa de fibro
Lana de vidrio
INT
Yeso cartón
Placa de yeso
(2,48%)
Resist. sup. interior
(11,22%)
Para todo el techo
Res. sup. exterior
Chapa
Res. sup. interior
6
0.03
0.24 0,03
0,11
R = (m2 °C/W) 0,165
K de la cubierta = (W / m2 °C)
6,06
A cubierta = (m2)
88
2
K* A = (m ) 533,33
R. tímpanos y paredes
Res. sup. exterior
0.04
Cerr. de paredes Km= 0.75 1,33
Res. sup. interior
0,11
R = (m2 °C/W)
K del tímpano = (W / m2 °C)
A tímpano y paredes= (m2)
K* A = (m2)
Según IRAM 11601: 5.3.4.4.2. 1 /K=1 /Kf+Af /sumat (Ki* Ai)
1/Kf= Rf (Af/sumat (Ki* Ai)) = 0,84
R = (m2 °C/W) = 0,98 Resist. total del techo
1,473
0,68
52
35,29
ejemplo 7
El ejemplo del ático nos muestra que no existe mucha
diferencia en las aislaciones según se usen cámaras ventiladas o no ventiladas, teniendo como ventaja las ventiladas ofrecer posibilidades de ventilar el vapor que atraviese las capas interiores.
(N. IRAM 11605. Diciembre de 1996)
Valores máximos admisibles de
transmitancia térmica (K)
NOTA:
La Norma IRAM 11605 se modificó en Diciembre de
1996 en el Anexo 1. Se agrega una reseña de las modificaciones establecidas que son muy importantes.
El objeto de esta Norma es establecer los máximos valores de transmitancia térmica (K) aplicables a muros y
techos de edificios destinados a vivienda. También se
establecen criterios de evaluación de puentes térmicos.
En su última versión esta Norma introduce la posibilidad
de elegir distintos niveles de confort, correspondientes a
las temperaturas interiores de diseño de 18,20 y 22 grados.
La temperatura de confort mínimo es la de 18 grados
en el interior, corresponde al Nivel C y es la que deben verificar todas las viviendas. Ver Tabla 1, Tabla 2 y
Tabla 3. (Fig. 32).
La Norma se aplica de la siguiente manera:
Se elige el Nivel de exigencia de los cerramientos de la
vivienda. Se determina la temperatura exterior de diseño
de invierno correspondiente a la localidad donde se
sitúa la vivienda (estos valores surgen de la N. IRAM
11603) y la Zona Bioambiental a la que pertenece.
Con estos datos de la Tabla 1, para invierno, y tablas 2
y 3, para verano, se obtienen ciertos valores de K para
muros y para techos. Los mínimos valores de K así obtenidos, serán los máximos admisibles para los muros y
techos de la vivienda en esa determinada ubicación.
Esta nueva Norma simplifica mucho la determinación de
los Kmáx admisibles.
Por ejemplo para la Ciudad de Bs. As., Temperatura mínima de diseño: 3.1°, le corresponde de Tabla 1, para el
Nivel C, mínimo, un Kmáx de invierno de 1.85 W/m2K
para muros y de 1.00 w/m2K para techos. Al ver las condiciones de verano para las Zonas III y IV (Tablas 2 y 3)
se obtiene un Kmáx de verano de 2.00 W/m2K para muros y de 0.76 W/m2K para techos. Con lo cual el resultado es que el Kmáx de muros para la Ciudad de Buenos Aires es de 1.85 W/m2K, y el de techos es de 0.76
W/m2K.
Como parte del comité que estudió esta nueva Norma,
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
69
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 70
Fig. 32: NORMA IRAM 11605: 1996
Tabla 1: Valores de KMAX ADM para condición de invierno
en W/m2K
Nivel A
Nivel C
Temperatura exterior
Nivel B
de diseño (ted) - (°C) Muros Techos Muros Techos Muros Techos
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
≥0
0,23
0,23
0,24
0,25
0,25
0,26
0,27
0,28
0,29
0,30
0,31
0,32
0,33
0,35
0,36
0,38
0,20
0,20
0,21
0,21
0,22
0,23
0,23
0,24
0,25
0,26
0,27
0,28
0,29
0,30
0,31
0,32
0,60
0,61
0,63
0,65
0,67
0,69
0,72
0,74
0,77
0,80
0,83
0,87
0,91
0,95
0,99
1,00
0,52
0,53
0,55
0,56
0,58
0,60
0,61
0,63
0,65
0,67
0,69
0,72
0,74
0,77
0,80
0,83
Nivel A
0,45
0,50
Nivel A
0,18
0,19
1a
1b
4a
2a
3a
Nivel B
1,10
1,25
Nivel C
1,80
2,00
Nivel B
0,45
0,48
Nivel C
0,72
0,76
4c
en W/m2K
2b
3b
4d
en W/m2K
Tabla 3: Valores máximos de transmitancia térmica
para condiciones de verano en techos
Zona Bioambiental
I y II
III y IV
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
4b
Tabla 2: Valores máximos de transmitancia térmica
para condiciones de verano para muros
Zona Bioambiental
I y II
III y IV
1,01
1,04
1,08
1,11
1,15
1,19
1,23
1,28
1,33
1,39
1,45
1,52
1,59
1,67
1,75
1,85
Clasificación
bio-ambiental
1 Muy cálido
2 Cálido
5
3 Templado cálido
4 Templado frío
5 Frío
estamos satisfechos por lo simple de su aplicación. Sin
embargo siempre al simplificar se pierden de vista algunos aspectos de la cuestión.
Por ejemplo, en la versión anterior de la Norma, julio de
1980, para la determinación del K máximo admisible se
tenían en cuenta la masa de los cerramientos y orientación de los muros. Esto permitía al proyectista tomar
conciencia de la importancia de la inercia térmica y del
asoleamiento de cada región Bioambiental.
Efectivamente, en los mapas se muestran las zonas donde la Norma anterior favorecía determinadas orientaciones y la masa térmica de los cerramientos. (Ver figuras
33 y 34).
De la aplicación de esta Norma surgen claramente los
muros y techos que no aseguran la Habitabilidad de la
Vivienda.
Tomemos por ejemplo muros de mampostería tradicional con distintas variantes de mampuestos.
Para uniformar el ejercicio se ha supuesto un revoque en
ambas caras con un valor intermedio de conductividad
térmica para el revoque de λ=0.93 W/m2 K. Los pesos y
valores son de la mampostería en su conjunto, es decir
considerando también las juntas de asiento. Ver fig. 35.
Del análisis de la tabla surge que muros utilizados como
cerramiento exterior no verifican IRAM 11605 (diciembre de 1996), es decir que tienen K mayores a los admisibles para cada lugar.
6 Muy Frío
6
Fig. 33: Zonas donde la Norma anterior
favorecía determinadas orientaciones
Existen formas de usar esos materiales, que complementados con otros mejoran la aislación y pueden llegar a
cumplir. Este es el caso de los revoques con vermiculita
o perlita que según sus espesores aportan la aislación
faltante. Otra posibilidad, en los cerámicos, es el uso de
bloques de menor densidad, que tienen mejor aislación.
Es en este punto donde vuelve a aparecer el tema de la
calidad y la normalización de los productos. ¿Cómo puede el encargado que recibe los materiales en una obra
saber la densidad del bloque cerámico?. Simplemente
pidiendo el remito donde el corralón o el fabricante definen el producto con todas sus características y según
que normas ha sido fabricado. Las obras donde esto
ocurre son la minoría . Esto que hoy es moneda corriente poco a poco deberá ser superado. Hace ya varios
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
70
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 71
2b
1a
1b
4a
2a
3a
4b
2b
3b
4d
4c
Clasificación
bio-ambiental
1 Muy cálido
2 Cálido
5
3 Templado cálido
4 Templado frío
5 Frío
6 Muy Frío
6
Fig. 34: Zonas de gran amplitud de temperatura.
Los cerramientos de gran inercia térmica eran favorecidos
por los K máximos exigidos en la Norma anterior.
años que se disponen de aparatos de bajo costo que
permiten medir temperaturas superficiales y flujos de calor a través de las paredes; solo hay que medir y calcular si cumple o no.
Todo buen fabricante estará dispuesto a dar garantías
sobre la nobleza de su producto. Todo buen comerciante garantizará el origen de su mercadería.
El tema de la disgresión anterior es un punto favorable
de los sistemas constructivos industrializados.
En los sistemas pesados las paredes se fabrican en una
planta donde se elabora el hormigón, allí el control será directo, y se podrá asegurar la calidad del material; el
aislante de poliestireno expandido se compra a una industria donde la calidad del producto se garantiza.
En los sistema livianos ocurre algo similar, los productos
empleados, ya sean placas de cierre exterior o interior
provienen de procesos altamente industrializados donde
el control es mayor.
En síntesis asegurar el K de una pared es mucho más
sencillo en los sistemas industrializados.
Además las posibilidades de mejorar la aislación de la
vivienda están abiertas. A costos muy bajos, se puede
duplicar el espesor del aislante con una incidencia reducida en el costo total de la pared.
En el sistema liviano de la fig. 35, si se duplica el espesor de la lana de vidrio ocupando el lugar de la cámara
de aire, el K del muro pasa de K=0,99 a K=0,69 es decir una mejora del 30%.
Los bloques de hormigón de dos agujeros pueden elevar su aislación con revoques aislantes, o con el relleno
de sus cavidades con aislantes (arcilla expandida, poliestireno expandido, vermiculita, perlita u otros) o planchas de aislante que calzan en los agujeros.
Por el lado de la densidad del hormigón, según cual se
emplee, se pueden lograr mejoras. Bajándola con el uso
de agregados livianos en el hormigón, mejora el poder
aislante del bloque.
Si el agregado liviano es por ejemplo arcilla expandida,
producto industrial, las calidades obtenidas serán uniformes si la elaboración del bloque es correcta; especial
atención merece el uso de materiales como granulados
volcánicos o similares, donde los correctos análisis y
controles serán decisivos.
Cumpliendo el requisito de que el K de un cerramiento
no supere el K máximo admisible de su zona, se cumple
solo con la primera parte de las exigencias Mínimas, el
paso siguiente es la verificación de las condensaciones.
Esto deber quedar bien en claro: el cumplir el K no es
suficiente, veremos como aún cumpliéndolo, el cerramiento puede tener condensaciones en su interior, y como ya vimos un aislante mojado cambia sus propiedades y su conductividad aumenta. El K del muro húmedo será mayor que el calculado.
2. Evitar condensaciones
2.a. Condensaciones superficiales:
En la introducción teórica que se hizo al tema de condensación y evaporación, se describió la capacidad del
aire de incorporar vapor de agua y superada esta capacidad el desprendimiento de agua a través de la condensación.
En la aplicación práctica de estos conceptos hay que ordenar primero las magnitudes de los factores que intervienen.
La generación de vapor de agua en una vivienda normal
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
71
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 72
Mampuesto
Tipo de
Mampostería
K máximos admisibles (w/m2K)
Pared revocada
Dimensiones
K
Peso
Esp.
Alto
Largo c/juntas c/juntas
cm
cm
cm
kg/m2
Esp.
cm
Peso
kg/m2
K
Resist.
Chaco
Tucumán
1,80
1,80
Río
Bs. As. Córdo- Barilo- Galleg.
ba
che
1,85
1,85
1,45
1,39
12.5
5
24
3.22
200
14.5
236
3.03
No
No
No
No
No
No
Verific. Verific. Verific. Verific. Verific. Verific.
2 Bloq. Cerám 3 Aguj.
18
18
40
2.12
155
20
191
2.03
No
No
No
No
No
No
Verific. Verific. Verific. Verific. Verific. Verific.
3 Bloq. Cerm 4 Aguj.
18
18
33
1.59
136
20
172
1.54
No
Verifica Verifica Verifica Verifica No
Verific. Verific.
4 Bloq. Ceram Portante
18
19
33
1.7
127
20
163
1.64
No
No
Verifica Verifica Verifica Verifica Verific. Verific.
5 Bloq. Horm Común
densidad 1750Kg/m3
19
19
39
2.61
159
20
177
2.54
No
No
No
No
No
No
Verific. Verific. Verific. Verific. Verific. Verific.
6 Bloq. Horm Multicel.
densidad 1400Kg/m3
19
20
40
1.86
274
20
292
1.83
No
No
No
No
Verific. Verific. Verifica Verifica Verific. Verific.
7 Pared de 30 Ladr.
Común con Cám de aire
436
1.48
No
No
Verifica Verifica Verifica Verifica Verific. Verific.
8 Sist. Pesado de Horm.
Ejemplo 1 s/revoque
276
1.19
9 Sistema Liviano
Ejemplo 2 s/revoque
60
0.99
1 Ladrillo común
Verifica Verifica Verifica Verifica Verifica Verifica
Verifica Verifica Verifica Verifica Verifica Verifica
,
go
alto
lar
an
ch
o
1
2
6
3
7
4
8
5
9
Fig. 35: Cuadro de distintos tipos de muros con sus K y los Kadm según las zonas bioclimáticas
se debe básicamente a:
- actividades en la cocina
- uso de baños
- actividades de las personas que la ocupan
En los dos primeros casos son grandes cantidades de vapor que se generan en muy poco tiempo.
Para este vapor hay que prever su evacuación rápida a
través de la ventilación: las campanas sobre las cocinas,
y las ventilaciones de baños.
Este tipo de ventilación suele ser insuficiente y no hay
muchas posibilidades de aumentarla.
La ventilación trae como consecuencia el ingreso del aire exterior y la consiguiente caída de la temperatura
que no es aceptable en esos recintos.
Por lo tanto necesariamente habrá condensaciones sobre las superficies con menor temperatura, es por eso
que en baños y cocinas, los revestimientos de esas paredes deben ser tales que no se deterioren con el agua:
azulejos, cerámicas, pinturas sintéticas, etc.
Al condensarse el vapor en forma de gotas de agua, estas superficies actúan como un acumulador de humedad, cuando cesa la generación de vapor y el aire poco
a poco baja su contenido de humedad por la ventilación , este mismo aire comenzará a secar las superficies
mojadas. Con la renovación del aire por la ventilación
esta humedad pasará al exterior.
El proceso descripto tiene que considerar que la venti-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
72
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 73
20
B
ció
n
100
%
19
18
tura
Sa
17
16
15
20
Rectas
inclinadas
3,0
2,9
2,7
2,6
2,5
90
Temperatura
efectiva
corregida
3,1
2,8
100
Curvas de
saturación
T.E.C.
3,2
Presión de vapor en kρa
Contenido de humedad g/kg aire seco
2,4
2,3
14
80
13
C
70
15
11
60
10
Niebla
50
E
10
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
F
H
2,1
2,0
12
A
2,2
D
9
1,4 1,4
8
1,3
1,2
40
n
ae
°C
7
6
5
30
5
ed
m
hú
4
a
er
mp
Te
Humedad
relativa %
-5
100
80
60
40
20
0
20
3
G
2
1
-5
0
0,9
0,8
0,6
0,5
0,52
0,4
10
-8
1,0
0,7
Aire húmedo
a
tur 0
1,1
5 Aire seco 10 11,70
15
20
25
0
0,3
0,2
0,1
0
Temperatura °C
Fig.36: Diagrama psicrométrico y tablas de presiones de vapor
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
73
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 74
lación de baños y cocinas no sólo se efectúa en forma
directa hacia el exterior.
En efecto, las puertas que comunican estos recintos al
resto de la vivienda muchas veces permanecen abiertas,
dependerá entonces de las dimensiones de estos otros
ambientes como influye esa masa de vapor de agua sobre el equilibrio higrotérmico.
Resulta claro que para viviendas de dimensiones reducidas el impacto de ese vapor rápidamente hace subir la
humedad relativa a niveles insalubres.
La tercera fuente de generación de vapor de agua, la
provocada por las actividades de la personas, es distribuida en el tiempo. Depende del número de ocupantes
de la vivienda y su tiempo de permanencia en el hogar.
Como en el caso anterior las viviendas donde hay mayor cantidad de personas por metro cuadrado serán las
que tienen mas carga de humedad.
Veremos un ejemplo numérico de lo que hemos analizado.
Provincia
Buenos Aires
Catamarca
Córdoba
Corrientes
Chubut
Chaco
Entre Ríos
Formosa
Localidad
Azul
Balcarce
Dolores
Fortín Mercedes
Junín
Las Flores
Mar del Plata
Nueve de Julio
Patagones
Pergamino
Trenque Lauquen
Tres Arroyos
Buenos Aires
S.F.del V.de Catamarca
Andalgalá
Bell Ville
Córdoba
Pilar
Río Cuarto
Villa Dolores
Villa María
Mercedes
Paso de los Libres
Comodoro Rivadavia
Esquel
Sarmiento
Resistencia
R. Sáenz Peña
Villa Angela
Colonia Benitez
Colonia Castelli
Concordia
La Paz
Paraná
Victoria
Formosa
Las Lomitas
San Francisco
Taca Agle
Siguiendo el diagrama psicrométrico de la fig. 36 vemos
como en un baño podemos pasar del punto A inicial de
una temperatura de 20 °C y Humedad Relativa de 70%,
ducha caliente mediante, a un punto B de 25°C con
100% de Humedad Relativa.
Al enfriarse, cuando este aire toma contacto con la superficie de los cerramientos (supongamos a 17°C - Punto C) ese aire habrá entregado:
20gr/kg-12gr/kg=8gr de agua
por kg. de aire seco
que queda en forma de gotas sobre ese cerramiento.
En días muy fríos es normal que los vidrios de una casa se empañen con la condensación que acabamos de
describir , esa agua puede escapar al exterior por los
conductos previstos para desagotar las ventanas.
Será esta una forma de evacuar agua de la vivienda.
La condensación descripta hasta aquí es la llamada superficial, y hemos enumerado los lugares donde es tole-
Temperat.
mínima
de diseño
-2.1
-0.6
-0.3
-2.8
-0.2
-0.7
0.5
0.1
-2.0
-0.4
-0.8
-0.7
3.1
1.3
-2.3
-0.3
1.3
0.5
0.3
1.1
-0.3
3.9
4.7
-1.1
-7.0
-4.5
5.9
5.2
4.7
5.8
5.8
3.8
3.6
3.5
2.5
7.7
6.6
7.3
8.1
Provincia
Jujuy
La Pampa
La Rioja
Mendoza
Misiones
Neuquén
Río Negro
Salta
San Juan
San Luis
Santa Cruz
Santa Fe
Sgo del Estero
Tucumán
Tierra del Fuego
Localidad
Temperat.
mínima
de diseño
La Quiaca
Jujuy
General Acha
Macachín
Santa Rosa
Victorica
Chepes
La Rioja
Cristo Redentor
Mendoza
Posadas
Oberá
Iguazú
Neuquén
Chos Malal
Las Lajas
Cipolletti
Coronel J.J.Gomez
San Antonio Oeste
S.C.de Bariloche
Coronel Moldes
Salta
San Juan
San Luis
Pto Santa Cruz
Río Gallegos
Angel Gallardo
Casilda
Ceres
Esperanza
Rosario
Vera
Santiago del Estero
S.M.de Tucumán
Ushuaia
-11.1
0.2
-3.4
-2.7
-2.7
-3.0
0.7
0.4
-14.3
-0.3
6.9
6.0
4.9
-4.5
-3.6
-5.4
-3.3
-5.7
-0.7
-5.6
-3.7
-0.8
-1.5
-0.7
-6.3
-6.1
2.4
0.3
2.7
2.5
0.4
3.2
2.1
2.2
-5.5
Fig. 37 Temperaturas Mínimas de Diseño en Invierno.
IRAM11603: 1996. (Tabla 2)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
74
rable y natural que aparezca esta condensación.
Lo que no es tolerable, y es una falta de cumplimiento de los requisitos mínimos de habitabilidad
de una vivienda, es que se produzca condensación
superficial en las paredes de una vivienda que no
pertenezcan a baños o cocinas.
Las superficies porosas no evidencian inmediatamente
que el agua se condensa en su superficie. Es con el
transcurrir del tiempo que dicha agua favorece la formación de hongos o algún tipo de microorganismos que se
manifiestan como manchas en las paredes.
Básicamente las condensaciones superficiales se evitarán logrando que las superficies interiores de las paredes no estén frías y esto se consigue sencillamente con
una pared de buen poder aislante. Controlando el valor
del K se acotan las condensaciones superficiales.
Humedad relativa interior (%)
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 75
80
70
67
60
50
40
30
25
-1,2
-15
Edificio o local
Temp.(°C)
Destinado a vivienda, enseñanza, comercio,
trabajo sedentario y cultura.
18
Salones de actos, gimnasios y locales
para trabajo ligero.
15
Locales para trabajo pesado
12
Espacio para almacenamiento general
10
Fig. 38: Temperatura interior de diseño s/ IRAM 11625
Humedad relativa interior: el valor de la humedad
relativa interior se obtiene de la curva de la Nor ma
IRAM 11625. (Ver Figura 39).
La norma agrega, como una recomendación, que en viviendas de dimensiones reducidas, escasa ventilación y
con grandes generaciones de vapor es conveniente para realizar las verificaciones aumentar la humedad relativa interior en el cálculo.
-5
0
+5
+10
+15
Temp. mínima exterior de diseño
Fig. 39. Humedades relativas interiores (s/ IRAM 11.625)
La Norma fija el valor de la Resistencia superficial interior para calcular la Resistencia Térmica Total en 0.17 m2
°K/W.
El procedimiento, consiste en calcular la temperatura superficial del cerramiento con las siguientes expresiones:
Método para la Verificación del Riesgo de
condensación Superficial
La Norma IRAM 11625 de Diciembre de 1991 prescribe
el procedimiento para su verificación. Lo primero que establece son las condiciones o datos de temperatura y humedad relativa, del exterior y del interior de la vivienda.
Temperatura exterior: según la ciudad o localidad
del país del Anexo 1 de IRAM 11603 para invierno se toma la temperatura de diseño mínima, ver en fig. 37. De
no tener datos se toma la de características similares o la
mas próxima.
Humedad relativa exterior: fija en 90%.
Temperatura interior: 18°C para edificios o locales para vivienda, enseñanza, comercio, trabajo sedentario y
cultura. Tabla II de IRAM 11625. Ver fig. 38.
-10
θi = ti - τ
[2]
siendo:
θi = la temperatura superficial interior del
cerramiento en grados °C.
ti = temperatura interior del local en °C.
τ = disminución de la temperatura en la
capa superficial °C.
Y se calcula de la siguiente manera:
t = Rsi x ∆t / Rt [3]
donde:
Rsi = 0.17 m2 °K/W.
∆t = es la diferencia entre la temperatura
interior y la exterior en grados °C.
Rt = es la resistencia térmica total del
cerramiento (Rt=1/K) considerando las resistencias térmicas superficiales.
Una vez calculada la temperatura superficial interna qi
debemos verificar si a esa temperatura el aire del local
(con su temperatura interior y su Humedad Relativa interior) condensa.
Dicho de otra manera se debe verificar que la temperatura superficial interna sea superior a la temperatura de
rocío del aire del local o interior.
La temperatura de rocío se obtiene del diagrama psicrométrico. Ver fig. 36.
Ejemplo de aplicación:
Se verificará el riesgo de condensación superficial de un
muro de cerramiento de una vivienda situada en Balcarce.
La temperatura Mínima Exterior de Diseño de la tabla de
la fig. 37 será para esa ciudad: -1.2°C.
La temperatura interior será 18 °C. (Ver fig. 38)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
75
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 76
La humedad relativa exterior como se vio anteriormente
está fijada en 90%.
La humedad relativa interior se obtiene de la curva de
la fig. 39, donde con la temperatura exterior obtenemos
la HR interior = 67%.
La diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior será:
∆t=18 - (- 1.2) = 19.2°C
Obtenidos así los datos del estado del aire interior y exterior, corresponde analizar el cerramiento, en este
ejemplo el muro de un sistema pesado fig.40.
Hormigón
11.7 °C que es la de rocío.
Con la misma ubicación se verificará un muro de ladrillos comunes con revoque en ambas caras ver fig.41.
Se calculan las resistencias térmicas :
Resistencia Superficial Interior = 0.17m2 K/W
2 cm de Revoque (0.02/0.93)
= 0.02 m2 K/W
Muro lad. común (0.125/0.81) = 0.15 m2 K/W
2 cm de Revoque (0.02/0.93)
= 0.02 m2 K/W
Resistencia Superior Exterior
= 0.03 m2 K/W
Resistencia Total
= 0.39 m2 K/W
Hormigón
Revoque
Ladrillo común
Polestireno expandido
T i = 18 °C
HR = 67 %
T i = 18 °C
HR = 67 %
40
25
EXTERIOR
INTERIOR
EXTERIOR
INTERIOR
70
2
Fig. 40. Muro de sistema pesado de
grandes paneles de hormigón
Se calcula su resistencia térmica:
(se usan los datos del ejemplo 1 de cálculo del K)
Resistencia superficial interior
= 0.17 m2 K/W
(para ver esta verificación, Rsi=0,17)
7.0 cm Hormigón (0.07/1.63)
= 0.043 m2 K/W
2.5 cm Poliest. Exp. (0.025/0.04) = 0.63 m2 K/W
4.0 cm Hormigón (0.04/1.63)
= 0.024 m2 K/W
Resistencia Superficial Exterior = 0.03 m2 K/W
Resistencia Total
= 0.897 m2 K/W
Con este valor se reemplaza en fórmula [3] y se obtiene
la caída de temperatura en la capa superficial :
τ = 0.17 x 19.2 / 0.897 = 3.64 °C
por lo tanto reemplazando en [2] :
θi = 18°C - 3.64 °C = 14.36 °C
Se deberá verificar que esta temperatura que tiene la superficie interna del muro sea mayor que temperatura de
rocío del aire interior.
Del Diagrama Psicrométrico, fig.36, se fija el punto D
que corresponde al estado del aire interior (Ti=18°C,
Hri=67%), con una recta horizontal que pase por D al
cortar la curva de HR= 100% definimos el punto E, la
temperatura que se encuentre en la vertical de ese punto será la que corresponda a la temperatura de rocío del
aire interior.
En este caso = 11.7 °C.
Se verifica entonces que no habrá condensación superficial pues la temperatura superficial interior es 14.5°C >
12,5
2
Fig. 41. Pared de ladrillo común
La caída en la capa superficial será:
τ = 0.17 x 19.2 / 0.39 = 8.37 °C
por lo tanto reemplazando en [2] :
θi = 18°C - 8.37 °C = 9.63 °C
y siendo la temperatura de rocío del aire
11.7°C > que 9.63°C habrá riesgo de condensación
superficial en el muro analizado en la ubicación de referencia.
Para finalizar el tema de la condensación superficial, en
una casa correctamente ventilada, se evita con un cerramiento de buena aislación, es decir de bajo K.
2.b.Condensaciones intersticiales:
Si bien las condensaciones superficiales son las visibles,
las condensaciones que se producen en el interior de las
paredes pueden llegar a causar mayores problemas al
edificio.
Supongamos que la temperatura de rocío, calculada como vimos mas arriba, en vez de ser alcanzada sobre la
superficie del muro, se alcanza en un punto del interior
del mismo.
En este caso puede que haya condensación en ese punto. ¿De qué depende? Depende de que el vapor de agua
del aire llegue a ese punto donde se producirá la condensación.
El vapor de agua como se vio en la parte teórica, junto
a otros gases forma lo que conocemos como “Aire” pero para cada estado de temperatura y humedad del aire corresponde una determinada presión del vapor de
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
76
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 77
Permeab. Permeancia
δ
∆
Material
gr/m.h.kPa
Aire en Reposo
Aislantes
Corcho
Lana de Vidrio
Poliestireno Expand. Planchas
Hormigones:
de 1800 kg/m3
de 2400 kg/m3
Hormigones Livianos
de 700 kg/m3
de 1000 kg/m3
Morteros y Revoques
de Cemento
de Cal y Cemento
de Yeso
Placas
de Yeso
de Fibro Cemento
Tipo “ HardBoard”
de Terciado
Mampostería de Ladrillos
Madera en General
Vidrio
Metales
Azulejos y Cerámicas
Pinturas
A la cal
Látex
Epoxi
gr/m2.h.kPa
75
0.0825
0.5
0.0075
0.044
0.02
0.12
0.07
0.022
0.044
0.07
0.11
0.026
0.007
0.002
0.09
0.045
6.4E-05
0
0.0032
75
1.13
1.13
Barreras de Vapor
Hoja de Aluminio 25 micrones
Hoja de Aluminio 8 micrones
Film de Polietileno
de 0.05mm (50 micrones)
de 0.1 mm (100 micrones)
de 0.2 mm (200 micrones)
Fieltro Asfáltico
Papel Kraft c-lám. de asfalto
Pintura Asfáltica
0
0.0112
0.033
0.016
0.008
0.67
0.15
0.1
Fig.42: Permeabilidades y permeancias al
vapor de agua s/IRAM 11601 Tabla XI
3,3
40
25
7,5
10
89
70
Fig. 43. Comparación de resistencias al paso de vapor
de elementos comunes en los muros
Hoja de aluminio esp. 8 micrones
0
2,78
30
Film de polietileno esp. 50 micrones
0,45
Pintura asfáltica
20
Tabique de hormigæon esp. 15 cm
40
Revoque hidrófugo
60
Poliestireno expandido esp. 2,5 cm
80
Mamp. de ladrillos comunes esp. 25 cm
[m2.h.k Pa / g]
100
agua; el estado del aire interior es muy distinto del exterior y se traduce en distintas presiones del vapor.
Esta diferencia de presiones constituye el “motor”
de la difusión o pasaje del vapor a través de los cerramientos. Surge entonces el concepto de “Permeabilidad”
(δ) al vapor de agua de un material y se define como la
cantidad de vapor de agua que pasa por unidad de tiempo a través de la unidad de superficie de un material de
cierto espesor, cuando la diferencia de presión de vapor
entre sus caras es la unidad. Se mide en g/m x h x kPa.
Para los elementos constructivos de espesores pequeños,
en forma de películas, láminas u hojas, se define la Permeancia, D, que se mide en g/m2.h.kPa, y mide la cantidad de vapor que atraviesa el elemento por metro cuadrado en la unidad de tiempo y ante la unidad de presión. También se puede definir la Permeancia de un material homogéneo con espesor “e”, como ∆ = δ/e.
Para los materiales usuales como ladrillos, hormigones,
etc. se usa la permeabilidad.
Si los materiales dificultan el pasaje del vapor se hablará de “frenos al vapor”, cuando su permeancia ∆ es mayor que 0.75 g/m2.h.Kpa.
Se define como “barrera de vapor” a todo elemento
constructivo que tenga una permeancia ∆ menor que
0.75 g/m2.h.Kpa.
La Norma IRAM 11601 en su Tabla XI enumera materiales y sus distintas permeabilidades o permeancias. En la
fig. 42 extractamos los de mas uso.
La resistencia a la difusión, o paso, del vapor de agua
(Rv) se define como la inversa de la permeancia al vapor de agua.
Si se trata de un cerramiento de diversas capas con permeabilidades y espesores distintos será la sumatoria de
se define:
Rv = 1/∆ + Σ ei/δi
No se toman en consideración las resistencias que puedan generarse al paso del vapor en las capas de aire superficiales, externas e internas, como se hace con las resistencias térmicas.
En el gráfico de la fig.43 se ilustra la resistencia al paso del vapor de distintos elementos constructivos, sin
duda los conocidos como barrera de vapor son los eficaces.
El mortero de cemento, aún con hidrófugo, es muy poco resistente a la difusión del vapor y de ninguna manera constituye una barrera de vapor.
La cantidad de vapor de agua que atraviesa el cerramiento será directamente proporcional a la diferencia de
presiones del vapor entre el interior y el exterior e in-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
77
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 78
versamente proporcional a la resistencia al paso del vapor del cerramiento.
-15.00
-14.50
-14.00
-13.50
-13.00
-12.50
-12.00
-11.50
-11.00
-10.50
-10.00
-9.50
-9.00
-8.50
-8.00
-7.50
-7.00
-6.50
-6.00
-5.50
-5.00
-4.50
-4.00
-3.50
-3.00
-2.50
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
Método de Verificación del Riesgo de
Condensación Intersticial
Los datos de partida son las temperaturas y humedades
relativas interiores y exteriores utilizados en la verificación del riesgo de condensación superficial. Temperaturas y Humedades relativas interior y exterior.
Usando los valores del análisis de resistencias térmicas
del cerramiento se calculan las temperaturas que tienen
las distintas capas o planos del cerramiento desde el interior hacia el exterior. Los planos se toman en los cambios de material, de tal manera que dentro de cada capa se mantiene la pendiente de la caída de temperatura
por tener el material conductividad única.
Si llamamos “i” al plano interior y “n” al exterior, tendremos:
t1 = tint
t2 = t1- (∆t x R1-2) / Rt
[4]
t3 = t2 - (∆t x R2-3) / Rt
......
tn = text
siendo:
t1;t2;....tn temperat. de los planos considerados
tint la temperatura interior de diseño;
text la temperatura mínima exterior de diseño;
∆t = tint-text
Ri-(i-1) es la resistencia térmica en m2K/W, de la
parte del cerramiento ubicada hacia el interior respecto
del plano “i” considerado;
Rt es la resistencia térmica total del cerramiento.
Con estos datos se obtienen las temperaturas en cada
plano considerado.
Corresponde luego obtener las presiones que tiene el
vapor de agua al atravesar los distintos planos, de manera análoga a la anterior se calculan las presiones:
p1=pvint
p2= p1-(∆p x Rvi) / Rv
[5]
.......
pn= pvext
siendo:
p1, p2,..,pn la presión del vapor de agua en los
planos considerados, en kilopascal [kPa]
pvint la presión de vapor de agua en el interior, en kPa.
pvext la presión de vapor de agua en el exterior, en kPa.
0.165
0.173
0.181
0.190
0.198
0.208
0.218
0.228
0.238
0.249
0.260
0.272
0.284
0.296
0.310
0.324
0.337
0.352
0.368
0.384
0.401
0.419
0.437
0.456
0.476
0.496
0.517
0.538
0.562
0.586
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
8,50
9,00
9,50
10,00
10,50
11,00
11,50
12,00
12,50
13,00
13,50
14,00
14,50
0,610
0,635
0,657
0,682
0,705
0,732
0,759
0,787
0,813
0,843
0,872
0,902
0,935
0,968
1,002
1,038
1,073
1,110
1,148
1,187
1,228
1,270
1,312
1,358
1,403
1,451
1,498
1,548
1,599
1,653
15,00
15,50
16,00
16,50
17,00
17,50
18,00
18,50
19,00
19,50
20,00
20,50
21,00
21,50
22,00
22,50
23,00
23,50
24,00
24,50
25,00
25,50
26,00
26,50
27,00
27,50
28,00
28,50
29,00
29,50
30,00
1,706
1,762
1,818
1,878
1,937
2,001
2,065
2,132
2,197
2,268
2,340
2,413
2,487
2,566
2,645
2,727
2,810
2,897
2,985
3,077
3,169
3,266
3,362
3,463
3,566
3,674
3,781
3,894
4,006
4,124
4,244
Fig. 44 : Tabla de presiones de vapor saturado
Dp= pvint-pvext diferencia de presiones de vapor entre el interior y el exterior;
Rv i -(i-1) es la resistencia al paso del vapor,
de la parte del cerramiento ubicada hacia el interior del respecto del plano “i” considerado
Rv es la resistencia al paso del vapor de agua
del cerramiento siendo:
Rv = e1/δ1 + e2/δ2 +... + en/δn + 1/∆
donde:
e1,e2,...,en son los espesores de las sucesivas
capas de materiales del cerramiento, en metros.
δ1,δ2,...,δ3 son las permeabilidades al paso del
vapor de las sucesivas capas de materiales que se miden
en gramos por metro cuadrado hora kilopascal. [gr/m2 h
kPa].
∆ la permeancia de la barrera de vapor o película, si los hubiera en gramo por metro cuadrado hora
kilopascal.
Las presiones interiores y exteriores se obtienen usando
el diagrama psicrométrico.
Una vez calculadas las presiones del vapor de agua en
cada plano de análisis, con esas presiones se obtiene la
temperatura de rocío para cada una de ellas. Para ello
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
78
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 79
se puede usar el diagrama psicrométrico, o la tabla VII
de la Norma IRAM 11625 de presiones de vapor de agua
saturado. Ver fig. 44.
A esta temperatura condensa el vapor que se encuentra
en ese estado de presión en cada plano de análisis. Si la
temperatura en ese plano, que se calcula como se vio
mas arriba, es mayor, no habrá problema.
Si es menor el vapor de agua condensará en ese plano:
es decir habrá CONDENSACIÓN INTERSTICIAL.
12,5 25
25
25 2
Placa de yeso
Papel Kraft
INT
con asfalto
(barrera de vapor)
Caída por
resistencia
sup. interior
Placa de
hormigón
liviano
EXT
Revestimiento
cementicio
Cámara
de aire
20
t1= 18°C
15,8°C
15,3°C
15
Usemos los datos de los ejemplos anteriores: se analizará un muro de un sistema liviano (ver fig. 46).
La ubicación será: Mar del Plata.
En la figura 45 se muestra la tabla que sugiere la Norma IRAM 11625 para el desarrollo del cálculo de la verificación del riesgo de condensación intersticial.
En las primeras columnas, del interior al exterior, se colocan los datos de las distintas capas de materiales
(IRAM 11601). En la columna de temperatura se tiene
como datos la del aire interior: 18°C y la del aire exterior: -0.4°C. Los valores intermedios se calculan según se
vio con las resistencias térmicas y la fórmula [4].
Mostraremos como se calcularon algunos de los valores
intermedios.
Con los valores de Rt (resistencia térmica total del Muro) y la resistencia de cada capa, comenzamos desde el
interior :
t1= 18°C
t2= 18 - (0.13/1.01) x 18.4 = 15.81°C , siendo la temperatura de la capa superficial
t3= 15.81 - (0.028/1.01) x 18.4 = 15.3°C
t3= t3´
en la barrera de vapor, por su mínimo espesor no se
considera caída de temperatura
t4= 15.3 - (0.625/1.01) x 18.4 = 3.91°C
......
t8= text = -0.4°C
En las últimas columnas se colocan los valores de la presión del vapor. Con la temperatura, la presión del vapor
en el aire interior es un dato que se obtiene del diagrama psicrométrico, ver fig. 36, desde ti=18 °C y Hri =
68% (punto F) por la horizontal y hacia el eje de las presiones se tiene:
1.4 kPa.
La otra presión de vapor es la que corresponde al aire
exterior: te = -0.4 °C y HRe=90 %, punto G, es de: 0.52
kPa.
Con la expresión [5] se calculan las presiones interme-
Temperatura en °C
Ejemplo de Aplicación:
11,9°C
10
Caída por
cámara de aire
Caída por
barrera
de vapor
5
3,91°C
0,63°C
0
Caída por
resistencia
sup. exterior
te= - 0,4°C
ts ext= - 2,0°C
-5
Temp. del muro
Temp. de rocío
Fig. 46: Muro de sistema liviano y diagrama
12,5 25
25
25 2
Placa de yeso
Papel Kraft
con asfalto
INT
(barrera de vapor)
Placa de
hormigón
liviano
Lana
de vidrio
Cámara
de aire
EXT
Revestimiento
cementicio
20
19 °C
Zona de condensación
• Se deteriora la aislación
• Humedad
15
10
5
Caída por
aislación de
lana de vidrio
Caída por
barrera
de vapor
-0,4 °C
0
-5
Temp. del muro
Temp. de rocío
Fig. 47: Incorrecta colocación de la barrera de vapor
dias que corresponden a los distintos planos de análisis.
A partir de estas presiones de vapor usando la tabla VII
de la IRAM 11625 podemos obtener la temperatura de
rocío de cada plano. En el ejemplo, la temperatura de
rocío del aire interior es siguiendo la horizontal hasta el
punto H y verticalmente: 11,9 °C.
Con los valores de temperatura y de temperatura de rocío se construye el gráfico de la fig. 46, La línea de trazo lleno representa la temperatura que tiene cada plano
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
79
Materiales
d
kg/m3
e
m
λ
Ri
W/m.ºC m2.ºC/W
Diferencia entre
temperatura real
y la del rocío
tr
ºC
Dif.
ºC
68%
1.400
11.9
6.1
1.400
11.9
3.9
1.387
11.7
3.5
0.618
0.2
15.1
0.561
(1.1)
5.0
0.559
(1.1)
1.7
0.530
(1.7)
1.9
0.15
0.520
(2.0)
2.1
0.15
0.520
(2.0)
2.1
0.520
∆P
0.880
(2.0)
1.6
0.13
1200
0.013
0.440
0.028
0.110
0.114
15.30
0.000
0.150
6.667
15.30
Lana de Vidrio
Temperatura
de rocío del vapor
en esa capa
P
kPa
∆
RvI
δ
g/mhkPa g/m2hkPa m2hkPa/g
15.81
Placa de yeso
Barrera de Vapor:
Papel Kraft c/Asfalt.
Presión del vapor
en esa capa
ϕ
%
t
ºC
18.00
Aire interior
Resist. sup. interior
Humedad
relativa
Resistencia
al vapor
(Rv = 1 / ∆)
Permeancia
Permeabiliad
Temperatura
real en ese plano
Resistencia
Térmica
de la capa
Conductividad
Espesor
Densidad
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 80
30
0.025
0.040
0.625
0.050
0.500
3.91
0.025
Cámara de Aire
0.180
75.000
0.013
0.63
Placa Horm. Liviano
1600
0.025
1.040
0.024
Revest. Cementicio
1800
0.002
0.900
0.002
0.100
0.250
0.022
0.091
0.19
0.04
Resist. sup. int.
Aire exterior
Muro de un Sistema Liviano
Condicion: Invierno
Entre paréntesis valores negativos
R
1.01
(0.40)
∆t
18.40
90%
Rv
7.635
Fig. 45: Tabla para verificar el riesgo de condensación superficial.
del cerramiento. Saliendo de los 18°C cae la temperatura con la resistencia superficial interior. La temperatura
sobre la cara interna de la placa de yeso es de 15.81°C,
dentro del espesor de la placa la temperatura desciende
con otra pendiente que se debe a la resistencia térmica
del Yeso. Inmediatamente después de la placa se encuentra la lana de vidrio, la caída de la temperatura en
el aislante es muy violenta, baja de 15.3 a 3.91 °C en solo 2.5 cm, como habíamos visto anteriormente es mucho
mas importante su papel que el de la cámara de aire
donde pasa de 3.91 a 0.63°C. Finalmente luego de caer
levemente en la placa de hormigón liviano, el revestimiento cementicio y la resistencia superficial exterior, la
temperatura alcanza el nivel del aire exterior.
El trazo entrecortado nos muestra las diferentes temperaturas de rocío a la cual condensaría el vapor de agua
que pasa por el cerramiento. La caída de la temperatura
de rocío se produce donde se ha colocado la barrera de
vapor, en este caso un film de polietileno de 50 micrones que se encuentra adherido a la lana de vidrio. Después de la barrera de vapor la temperatura a la cual condensa el vapor que atraviesa esa capa es de menos de cero grado (-2.0 °C), temperatura que en este caso ya no se
alcanzará. No habrá riesgo de condensación intersticial.
Importancia de la ubicación de la
Barrera de vapor
Muchas patologías de humedades en los cerramientos se
deben a la falta de barreras de vapor, pero otras aparecen aún cuando estas han sido colocadas. El problema
aparece porque se ha colocado mal. Hemos observado
viviendas donde se ha colocado la lana de vidrio con la
cara que tiene el film de polietileno hacia el exterior, razonando que de esta manera se protegía la aislación de
posibles filtraciones de agua exterior. Ver fig.48. Esta solución garantiza los problemas: es peor colocar mal la
barrera de vapor que no colocarla.
Como analizamos en la tabla, fig. 48, y en el gráfico,
fig. 47, la temperatura después de la placa de yeso, cámara de aire y aislación de lana de vidrio, cae por debajo de las temperaturas de rocío, produciéndose la
condensación.
La barrera de vapor hace caer la temperatura de rocío
cuando ya se alcanzó la condensación: es ineficaz.
El agua condensada se acumulará en la zona indicada,
deteriorando la aislación, con el deterioro de la aislación
la temperatura se reduce y aumenta así la zona de condensación.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
80
Materiales
d
kg/m3
e
m
λ
Ri
W/m.ºC m2.ºC/W
∆
RvI
δ
g/mhkPa g/m2hkPa m2hkPa/g
Diferencia entre
temperatura real
y la del rocío
Temperatura
de rocío del vapor
en esa capa
ϕ
kPa
tr
ºC
Dif.
ºC
68%
1.400
11.9
6.1
1.400
11.9
3.9
1.387
11.7
3.5
1.328
11.7
0.3
0.559
11.1
-10.5
0.530
(1.1)
1.7
0.520
(1.7)
1.9
0.15
0.520
(2.0)
2.1
0.15
0.520
(2.0)
2.1
0.520
∆P
0.880
(2.0)
1.6
0.13
15.81
Placa de yeso
Presión del vapor
en esa capa
j
%
t
ºC
18.00
Aire interior
Resist. sup. interior
Humedad
relativa
Resistencia
al vapor
(Rv = 1 / ∆)
Permeancia
Permeabiliad
Temperatura
real en ese plano
Resistencia
Térmica
de la capa
Conductividad
Espesor
Densidad
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 81
1200
0.013
0.440
0.028
0.110
0.114
15.30
0.025
Cámara de Aire
0.180
75.000 0.013
12.02
0.025
0.040
0.625
Lana de Vidrio
Barrera de Vapor:
Papel Kraft c/Asfalt.
30
Placa Horm. Liviano
1600
0.025
1.040
0.024
Revest. Cementicio
1800
0.002
0.900
0.002
0.050
0.500
0.63
0.000
0.150
6.667
0.63
0.100
0.250
0.022
0.091
0.19
Resist. sup. int.
Aire exterior
Muro de un Sistema Liviano
Condicion: Invierno
Entre paréntesis valores negativos
0.04
R
1.01
(0.40)
∆t
18.40
90%
Rv
7.635
Fig. 48: Análisis de barrera de vapor mal colocada
Esta zona de condensación avanzará hacia el interior y
puede manifestarse como condensación superficial. La
humedad en la pared o techo amenaza no solo la
habitabilidad de la vivienda sino que puede comprometer su durabilidad y seguridad, mediante la
corrosión de las estructura internas o la degradación de los materiales.
Un cerramiento que condensa en invierno, tiene la posibilidad de secarse hacia el exterior en el verano.
A menos que como ocurre en este caso la barrera de vapor impida el intercambio con el exterior. La única posibilidad de secarse será evaporando hacia el interior.
Como se puede ver en la fig. 49 es mejor no colocar barrera de vapor que colocarla en una posición inadecuada. En efecto se ve allí como la condensación se produce en la cámara de aire y no en el aislante. La cámara
de aire si está ventilada y dispone de un drenaje, tiene
la posibilidad de evacuar la humedad.
Es interesante observar lo que sucede si colocamos los
mismos materiales, pero con la aislación del lado exterior y la cámara de aire del interior. Ver fig. 50. Se observa que la condensación se produce en la aislación,
esta humedad deteriora el poder aislante de la lana de
vidrio y el proceso de condensación se intensifica.
Según se ubique la aislación pueden disminuirse los
problemas de condensación, más aún en ciertos casos
puede llegar a evitarse el riesgo de condensación sin colocar barrera de vapor.
Todas estas alternativas obligan al profesional a hacer el
análisis de riesgo de condensación.
Como orientación, se puede decir que la barrera de vapor se debe colocar del lado caliente del muro o techo,
es decir mas cerca del lugar de donde viene el vapor. La
anterior es una simple orientación y no debe excluirse
el análisis.
Pequeñas condensaciones intersticiales pueden ser toleradas en algunas circunstancias especiales tales como:
- cuando se trata de materiales que no son afectados por
el agua como por ejemplo los cerámicos;
- cuando la condensación afecta una pequeña porción
del muro;
- cuando esa humedad puede ser evacuada al exterior
pasado el invierno.
Estas premisas se deben cumplir simultáneamente.
Las barreras de vapor mas usadas en nuestro país son
las pinturas asfálticas en los sistemas constructivos tradicionales, los films de polietileno (ver fig. 51), el papel
Kraft con pintura asfáltica.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
81
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 82
12,5
25
25
25
2
Placa de yeso
Placa de
hormigón
liviano
INT
Lana
de vidrio
Cámara
de aire
EXT
Revestimiento
cementicio
20
18°C
15
10
5
Caída por
aislación de
lana de vidrio
Zona de condensación
en cámara de aire y
placa de hormigón
Fig. 51: Colocando polietileno como barrera de vapor
-0.4°C
0
-2°C
120
-5
Temp. del muro
Temp. de rocío
25
Hormigón
liviano
Fig. 49: Muro de sistema liviano sin barrera de vapor
Hormigón
liviano
INT
25
25
25
Poliestireno
expandido
Placa de
hormigón
liviano
Placa de yeso
INT
EXT
2
Cámara
de aire
Lana
de vidrio
20
18°C
EXT
Temperaturas (°C)
12,5
40
Revestimiento
cementicio
20
18°C
15
10
5
15
-0.4°C
0
10
5
Caída por
aislación de
lana de vidrio
-2°C
-5
Zona de condensación
sobre la aislación
Temp. del muro
Fig. 52: Muro de hormigón liviano sin barrera de vapor.
Análisis sin pintura.
-0.4°C
0
Temp. de rocío
-2°C
-5
Temp. del muro
Temp. de rocío
Fig. 50: Muro de sistema liviano con aislación del lado frío.
En los últimos años con el desarrollo de pinturas y revestimientos sintéticos que tienen características de barrera de vapor, se producen circunstancias que afectan a
los muros o techos donde se aplican.
Muros que con ciertas pinturas no presentaban problemas al cambiar el tipo de pintura, sobre todo la exterior,
comienzan a condensar.
En la fig. 52 aparece un muro de paneles de hormigón
liviano y aislación adicional de poliestireno expandido.
Para las condiciones de los ejemplos anteriores se hace
el análisis de las temperaturas de cada plano y las de rocío. Se observa que a pesar de no tener barrera de vapor no hay riesgo de condensación.
La fig. 53 nos muestra el mismo análisis para el mismo
muro pero en esta ocasión se han considerado las resistencias al paso del vapor de las pinturas utilizadas.
Del lado interior se consideró una pintura de tipo látex
(de Permeancia ∆=1.13 g/m2 h kPa) y del lado exterior
una pintura acrílica (de Permeancia ∆=3.75 g/m2 h kPa).
El resultado es muy similar al caso de la figura 52, hay
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
82
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 83
120
25
40
120
Hormigón
liviano
Hormigón
liviano
Pintura
acrílica
Pintura
al látex
EXT
18°C
10
5
0
15
Poliestireno
expandido
EXT
Caída por
pintura
acrílica
Caída por
pintura
al látex
10
5
Caída por
pintura
tipo esmalte
Zona de
condensación
-0.4°C
-2°C
-5
Temp. de rocío
Temp. del muro
Fig. 53: Muro de hormigón liviano sin barrera
de vapor. Pinturas que no son barreras de vapor
dos pequeños escalones o caídas, donde cae la temperatura de rocío en las caras del muro.
La importancia de esta caída obviamente depende de la
resistencia al paso del vapor de la pintura. Si el escalón
o caída en la superficie exterior es muy grande, como la
temperatura de rocío final (la del aire exterior), es fija, lo
que ocurre es lo que se ve en la fig. 54.
Allí el mismo muro anterior, ha sido pintado exteriormente con una pintura que actúa como barrera de vapor, v.gr. un esmalte (de Permeancia ∆=0.4 g/m2 h kPa).
Esta gran resistencia al paso del vapor lleva como se observa en el diagrama a una importante condensación en
el interior del muro. Como agravante esa humedad queda imposibilitada de secarse al exterior en verano.
Al comenzar a tratar la el pasaje de vapor a través de los
muros, se dijo que el motor de este fenómeno es la diferencia de presiones de vapor entre el aire interior y el
exterior, esta diferencia de presiones puede provocar
que la pintura exterior se englobe y se desprenda, Muchas veces el desprendimiento de pinturas en los muros
tiene su origen en la presión de vapor interior.
Es el mismo fenómeno que se observa en los techos que
se “impermeabilizan“ con membranas y no se le permite al techo ventilar el vapor interior. Aparecerán ampollas que terminarán en la rotura de la cubierta.
Si bien en todo tipo de construcción se debe atender a
los riesgos de condensación, los sistemas livianos por
las características de sus materiales son los mas expuestos a los daños producidos por la humedad.
-0.4°C
0
-2°C
-5
Temp. del muro
Pintura
tipo esmalte
20
Caída por
pintura
al látex
Temperaturas (°C)
Temperaturas (°C)
15
Hormigón
liviano
INT
20
18°C
40
Pintura
al látex
Poliestireno
expandido
INT
25
Hormigón
liviano
Temp. de rocío
Fig. 54: Muro de hormigón liviano con pintura exterior
que es barrera de vapor
Los Puentes Térmicos y
la Condensación
Los puentes térmicos o heterogeneidades, como vimos
al tratar las aislaciones, provocan intercambios de calor
mas intensos que en el resto del cerramiento. A veces
son inevitables, pero deben ser acotados. Considerando
la aislación de la vivienda son perjudiciales pues disminuyen la calidad térmica de la misma. Haciendo las consideraciones desde el análisis de las condensaciones los
puentes térmicos mal resueltos pueden llegar a
comprometer la durabilidad y la seguridad de la vivienda.
La norma IRAM 11605 acota los puentes térmicos, ver
fig. 55, en su intensidad, y según su separación. El Kpt
es el del camino que atraviesa el muro, con mayor K.
Aunque este sea quebrado, si el Kpt es menor que el
máximo admisible de esa zona bioclimática, se considera aceptable el puente térmico.
Este análisis es una aproximación que considera que el
flujo de calor es solo transversal al cerramiento.
En realidad, en los puentes térmicos, el flujo de calor
también es lateral, ver fig. 56.
La norma IRAM 11605 permite superar los límites anteriores si se realiza un estudio considerando la transmisión lateral. Lo que limita en este caso es que las temperaturas mínimas interiores del puente térmico (Tpt) y
la del muro opaco (Tmo) con respecto a la Temperatu-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
83
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 84
si
Kmo
Corte de muro con puente térmico
Kpt
< 1,5 verifica IRAM 11605
Te = 0 °C
Kmo
Kpt
EXT
Kmo = del muro opaco
Kpt = del puente térmico
Puente
térmico
a
1
1
Ti = 18 °C
Kmo
Kpt
Muro
Kpt
°C
Si a < 1,7 m para verificar IRAM 11605
Kpt
Se debe cumplir que
< 1,35 m
Kmo
Temperaturas
del plano 1 - 1
18
INT
Zona de
condensación
17
16
15
Casos especiales
14
Kpt
Temperatura
de rocío
13
Kpt
12
Zona de
condensación
11
Kmo
10
Sistema pesado
Sistema liviano
Fig. 55: Requisitos para que los puentes térmicos
sean admisibles (Norma IRAM 11605)
Fig. 57: Condensación por caída de temperatura
debido a puente térmico.
EXT
4
4
4
3
Tmo
Tpt
INT
Ti = temperatura interior
6
ra del aire interior cumplan la siguiente relación:
< 1.5
A nuestro entender es más importante hacer hincapié en que se verifique que no haya condensación.
Ver fig. 57.
En el corte se observa un esquema de muro con un
puente térmico, tomamos un plano cualquiera de análisis: el 1-1 que coincide con la superficie interior. Abajo
se muestran las temperaturas en ese plano y se ve como
al aproximarse al puente térmico la temperatura desciende por debajo de la de rocío: habrá condensación.
Esta caída de la temperatura dependerá de la magnitud
del puente térmico.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
2
5
Fig. 56: Variaciones en el flujo de calor debido
al puente térmico.
Ti - Tpt
Ti - Tmo
3
1
1
Humedades de condensación que delatan los puentes
térmicos (Se suelen atribuir erróneamente a deficiencias de
la aislación hidrófuga). Pueden localizarse en:
Pisos 1
Paredes
3 vigas
Estructura 2 columnas
5 Juntas
3 encadenado
2 Esquinas
Instalaciones
6 Carpinterías
Techos
4 Estructuras
3 Juntas
Ventilación
Fig. 58: Resumen de los puentes térmicos más comunes
84
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 85
Muro aislado
Flujo de
calor
EXT
INT
,,,,,,
,,,,,,
,,,,,,
,,,,,,
Contrapiso
Hormigón
Solución
EXT
Aislante de
poliestireno
expandido
INT
Fig. 62: Puentes térmicos en techos
Se disminuyen
las pérdidas de calor
Contrapiso
Chapa de
revestimiento
Problema
Hormigón
EXT
largo = 1,20 m
Aislación
Fig. 59: Puentes térmicos en pisos
Muro
Perfiles de
estructura
Solución
Placa
de yeso
INT
Aislación
Tablero de
terciado
Perfiles de
estructura
EXT
Placa
de yeso
INT
Muro
Chapa de
revestimiento
Solución
Fig. 61: Correcta colocación de barrera de vapor
(Steel Wall Arg)
Deberán además estudiarse otros planos interiores del
muro y tener en cuenta que las distintas capas tienen
otras resistencias al paso del vapor del muro variando
así las temperaturas de rocío.
Estas consideraciones serán las que definan si el puente
térmico es o no tolerable.
En la fig. 58 tenemos un resumen de los puntos, lugares o zonas donde se suelen producir los puentes térmicos en las viviendas. En la tabla de la fig. 58 los clasificamos.
Veremos algunos de esos tipos de puente térmico y su
posible solución.
EXT
Solución
ático ventilado
Placa
Barrera
de vapor Aislación de yeso
INT
Fig. 63: Puentes térmicos en techos
Pisos: Ver fig. 59
Es en regiones frías muy común y su solución sencilla
agregando un aislante de no menos de un metro de
ancho.
Paredes: Ver fig. 60
Existen innumerables posibilidades y no todas tienen solución practicable.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
85
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 86
ESTRUCTURAS (de hormigón)
ESTRUCTURAS (de chapa)
Solución
Columna de
hormigón
armado
Hormigón
liviano
Solución
Solución
Barrera
de vapor
Aislación
Columnas
de chapa
40 cm
INT
EXT
INT
EXT
Revestimiento
interior
Aumentar
recubrimientos
Hormigón
Solución
INT
Agregar
aislación
Muro de
Hormigón
liviano
Muro
Hormigón
INT
EXT
CARPINTERIAS
Solución
EXT
VIGAS (corte vertical)
ESQUINAS
INSTALACIONES
Solución
Solución
Aislación
INT
EXT
Muro
Fig. 60: Paredes con puentes térmicos
En general se debe buscar cubrir con aislación la estructura, Las esquinas son un caso típico pues aunque se
mantenga la aislación del muro, el hecho de tener más
superficie de pérdida de calor hace que las temperaturas disminuyan en esos ángulos.
Las estructuras metálicas plantean continuamente puentes térmicos, se puede separar los perfiles de los revestimientos. O poner revestimientos de un espesor mayor.
Una práctica saludable es la que se ve en fig. 61, don-
de si bien no se trabaja sobre el puente térmico en sí la
continuidad de la barrera de vapor libera a la estructura
metálica de cualquier posible condensación.
Techos: Ver fig. 62.
Al igual que en los muros la estructura provoca puentes
térmicos.
Las soluciones mas sencillas pasan por los áticos ventilados. Ver fig. 63.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
86
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 87
3. Ahorro de energía en edificios.
Coeficiente G
Norma IRAM 11604/90.
Jujuy
Salta
(Esta Norma está en revisión desde 1998 y próxima a su
aprobación)
Catamarca
Las normas de aislamiento térmico que deben cumplir
los techos, muros y suelos de los edificios, proporcionan
las exigencias que deben ser satisfechas para alcanzar
condiciones ambientales interiores de bienestar y evitar
condensaciones. Sin embargo, estas exigencias no consideran el gasto de energía necesario para conseguir
esos niveles de confort térmico. Para cubrir ese aspecto
la Norma IRAM 11604 define el coeficiente “G” de pérdida de calor.
El objeto entonces de la Norma es “fijar las condiciones técnicas de ahorro de energía en edificios destinados a vivienda que posean equipos de calefacción”.
Alcance de la Norma:
Por comparación con los valores máximos establecidos
se verifica que el “G” obtenido no los supere, cumpliendo así las condiciones de ahorro energético.
Aplicación de la Norma:
Como es lógico las zonas de aplicación serán aquellas
en las que las temperaturas reinantes exteriores hagan
necesario el uso de calefactores. Para definirlas concretamente se hace obligatoria su aplicación en las zonas
bio-ambientales III, IV, V y VI y las localidades donde se
superen los 900 grados-días.
Sgo. del
Estero
Resistencia
Corrientes
La Rioja
San Juan
Santa Fe
Córdoba
Mendoza
390
Paraná
780
San Luis
Buenos Aires
La Plata
La Pampa
1170
Neuquén
Viedma
1950
Rio Gallegos
2730
Ushuaia
Definiciones y términos en el
cálculo de “G”
La evaluación de un edificio desde su comportamiento
de uso energético se hace en función del valor de “G”
ya mencionado y este se define como “la energía perdida por un local calefaccionado (edificio) por
unidad de tiempo, unidad de volumen y unidad de
diferencia de temperatura en régimen estacionario, cuando se quiere mantener la temperatura interior elegida”.
En la Argentina esa temperatura es la de 18°C. La unidad de medida es watt por metro cúbico kelvin (o grado centígrado): W/m3K o W/m3 °C.
El valor de G representa las pérdidas de calor por los
componentes del edificio y cuando no supera el G máximo admisible cumplirá con el ahorro energético buscado.
Se consideran entonces las pérdidas de los muros y techos que dan al exterior y las que se producen en los
Formosa
Tucumán
Fig. 64: Líneas de igual cantidad de Grados Día
para el período frío
pisos por su contacto con el terreno natural. Las superficies interiores de estos cerramientos conforman la llamada envolvente del edificio calefaccionado y es la
que recibe el calor emitido por la calefacción. La intersección de la envolvente con el plano de la superficie
del terreno es el perímetro interior de la planta del
edificio (P).
Vale también hacer una referencia a la importancia que
en este caso tiene, cuándo no, el diseño. Análogamente
a lo que sucedía en el caso de los sismos, aquí también
el diseño compacto favorece el ahorro de energía.
Tomemos por ejemplo dos plantas de viviendas que tienen un superficie cubierta de 144 m2. Una rectangular
de 8x18 m y otra cuadrada de 12x12 m. El perímetro de
la primera es de 52 m y el de la segunda de 48 m. Si las
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
87
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 88
dos tienen la misma altura interior de 2.50 m. La primera en muros tendrá que aislar las pérdidas de 130 m2 y
la segunda sólo 120 m2. Algo similar sucede con los pisos en contacto con el terreno donde la diferencia de
perímetros exige más aislación cuando la planta es más
alargada. En zonas frías se deben buscar diseños compactos.
Provincia
Buenos Aires
Balcarce
Dolores
Fortín Mercedes
Junín
Las Flores
Mar del Plata
Nueve de Julio
Patagones
Pergamino
San Miguel
Trenque Lauquen
Tres Arroyos
Córdoba
Valores de G admisibles
La tabla de la Figura 66 da en función del volumen del
edificio y de las curvas de grados-días, en ordenadas el
valor máximo admisible del coeficiente volumétrico “G”.
Por ej., un edificio de 1000 m3 de volumen en Buenos Aires (1035°D) no deberá tener un G mayor 2.2 W/m3 °C.
Factor de corrección de transmisión de calor: γ
Que los muros al exterior den a un local calefaccionado
o no, o directamente al ambiente exterior hacen variar
los valores del coeficiente “G”. La norma excluye a los
locales de subsuelo y deja a criterio del proyectista la inclusión en la envolvente de los locales calefaccionados
externos.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Bell Ville
Córdoba
Grados-día (°D):
Es la suma de las diferencias de temperatura, entre 18°C
y la media horaria diaria de los días del año en que el
promedio es menor que 18 °C.
°D = Σ (18°C - T°C exterior días <18°C)
En el mapa de la figura 64, de la Norma IRAM 11603,
se señalan las líneas de igual cantidad de ºD para el período frío.
La Norma IRAM 11604 no se aplica en las zonas bioambientales “I” y “II”, muy cálida y cálida respectivamente,
con la excepción de lugares donde el número de grados-día superen los 900.
El máximo de °D, con registros, en la zona continental
corresponde a la localidad del Cristo Redentor en la provincia de Mendoza, con 7128 °D. Buenos Aires tiene
1035 °D y Ushuaia 4500.
Buenos Aires
Azul
Volumen (V):
Para el cálculo teórico es el volumen que corresponde a
la envolvente,excluyendo los subsuelos y según el criterio que se adopte, los locales externos.
La suma de los “K” de los muros, techos y pisos, juntamente con los de puertas y ventanas multiplicados por
sus superficies y dividido todo por el Volumen V constituyen el primer término de la fórmula que da el “G”. El
segundo término son las renovaciones de aire.
La calidad de la aislación regulará el flujo de calor que
escapa y que hay que reponer, a mejor aislación menores pérdidas.
Localidad
Pilar (Córdoba)
Río Cuarto
Villa Dolores
Chubut
Com. Rivadavia
Esquel
Sarmiento
Trelew
Jujuy
La Quiaca
La Pampa
General Acha
Jujuy
Macachín
Santa Rosa
Victorica
Mendoza
Cristo Redentor
Neuquén
Chos Malal
Mendoza
Las Lajas
Río Negro
Cipoletti
Cnel. J. J. Gómez
Choele Choel
San Antonio O.
S. C. de Bariloche
Salta
Salta
San Juan
San Juan
San Luis
San Luis
Santa Cruz
Pto. Santa Cruz
Río Gallegos
Santa Fe
Casilda
Rosario
T. del Fuego
Ushuaia
Factor
ZONA t MA °D Viento terr. (*)
Veloc.
bioammedia
biental (°C) Gr. día
α
(km/h)
III b
IVc
IVc
IVd
IVc
III a
IIIa
IVd
III a
IV
III a
III b
III a
IVc
III a
III a
III a
III a
III a
V
VI
V
IVc
V
III b
IV b
IV c
III a
III a
VI a
IV a
IV b
V
IV b
IV c
IV c
IV c
VI
III a
III a
III a
VI
VI
III a
III b
VI
16.9
13.8
13.8
14.9
14.6
16.0
15.3
13.7
15.8
14.1
16.1
16.1
15.9
14.0
16.5
17.4
16.8
16.0
17.8
12.6
9.0
10.8
13.5
9.4
17.0
15.3
15.4
15.5
15.7
-1.8
15.7
13.5
12.5
13.6
14.6
15.7
15.1
8.3
16.2
17.2
16.6
8.5
6.8
16.5
15.8
5.5
1035
1701
1617
1200
1350
1050
1155
1440
1140
1485
1050
1045
1170
1638
990
720
804
1095
744
2184
3060
2268
1638
3096
540
1320
1320
1290
1245
7128
1245
1827
2121
1674
1680
1275
1260
3240
720
996
924
3120
4032
960
930
4500
11
17
16
18
18
13
7
17
15
22
18
11
21
12
22
12
17
28
9
39
31
27
22
18
9
17
18
14
10
34
8
26
7
15
16
13
12
10
13
14
24
28
10
13
24
*: Para la corrección por inercia se da como valor máximo
0.38
0.89
0.94
0.93
0.91
0.69
0.84
1.00
0.69
0.95
0.65
0.65
0.88
0.54
0.30
0.54
0.66
0.10
0.89
1.00
1.00
0.99
1.00
0.67
0.74
0.71
0.70
0.67
0.92
0.67
0.89
1.00
0.88
0.73
0.65
0.83
1.00
0.90
0.29
0.55
1.00
1.00
0.56
0.85
1.00
α = 1.00
Fig. 67: N. IRAM 11603 y 11604 -Valores para el cálculo de "G"
88
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 89
G (W / m3 °C)
4,0
3,0
1
2
3
4
5
2,0
1,82
900
7
1000
1100
8
9
1,0
500
1300
1500
10
11
12
13
14
15
16
17
3240
0 97 m3
6
1000
1750
2000
2500
3000
4000
5000
1500
2000
2500
3000
Volumen del edificio: V (m3)
Fig. 66. TABLA II - Valores máximos admisibles (G) para edificios de vivienda
Si un cerramiento da a un local calefaccionado el valor
“K” de su transmisión debe corregirse con un factor γ.
El valor de g se calcula con una fórmula (Ver 5.2.1. de
la Norma IRAM 11604) o se adopta: γ = 0.5 para cerramientos adyacentes a edificios calefaccionados, y γ = 1.0
en cualquier otro caso.
Corrección por inercia térmica del
terreno: α
Se obtiene con la fórmula
α = 360 (18 - tma) / °D
Si α > 1 se toma α = 1
donde:
tma: es la temperatura media anual de la localidad o de
la más próxima, según la Fig. 67, que es una tabla confeccionada con valores para el cálculo del “G”, extraídos
de las Normas IRAM 11603 y 11604.
°D: los grados-día de la localidad o la de la localidad
más próxima dentro de la misma zona bio-ambiental
La norma dice también que de no contarse con el valor
de la conductividad del terreno se adoptará λt = 1.2
W/mºC.
El ancho a considerar para determinar la pérdida es el
valor b que se obtiene de la Tabla VII de la Norma. Ver
Fig. 68.
Para el cálculo Kp del piso, se toma la resistencia superficial interior y la suma de las capas que lo forman has-
ta una profundidad de 30 cm donde si corresponde se
incluye el espesor del suelo natural.
Infiltración de aire.
La infiltración de aire se produce en una vivienda por
las juntas de las aberturas, puertas, ventanas, etc.
Este aire disminuye la temperatura interior que obliga a
un aporte de energía calórica.
En principio, digamos que la norma limita en su Tabla
1, Fig. 65 por zona bio-ambiental las infiltraciones admisibles. Son mínimas, para la Zona VI, la más fría.
Zona
bioambiental
Caudal por unidad de
superficie de abertura
(m3 / h m2)
III y IV
80
V
40
VI
20
Fig. 65: TABLA I - Infiltración por zona ambiental
¿Cuánto es el caudal infiltrado? El caudal se puede medir a través del procedimiento establecido en la Norma
IRAM 11523 experimentalmente.
La otra forma es calcularlo teóricamente con las tablas
IV, V y VI, ver Figs. 69, 70 y 71 respectivamente, y con
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
89
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 90
la velocidad media del viento que para la localidad da
la Norma IRAM 11603.
La Tabla IV da los caudales de aire infiltrado por m2 para los más usados tipos de aberturas, de abrir, corrediza,
etc. y los materiales de marcos y hojas.
La tabla V da el coeficiente “c” de corrección de la velocidad media del viento, con la altura del edificio y rugosidad del terreno.
Por último la tabla VI suministra los caudales de ventilación de rejillas sin conducto.
Tipo de hoja
de abrir
puertas y
ventanas
Abrir
común
Corrediza
Número de renovaciones: n
Se calculan con las siguientes fórmulas:
n=
Σ li Si
V
n = n' + n"
donde:
n: el Nº de renovaciones de aire promedio por hora del
edificio calefaccionado.
Ii: caudal de aire infiltrado por el cerramiento móvil obtenido de la Tabla IV en m3 / hora m2 de cerramiento.
Si: el área móvil del cerramiento anterior en m2.
V: el volumen interior del edificio calefaccionado en m3.
n’: Nº de renovaciones de aire promedio por hora del
edificio debido a las ventilaciones naturales incluídas las
rejillas (Tabla VI) Fig. 71.
n’’: Nº de renovaciones de aire promedio por hora, del
edificio debido a las ventilaciones controladas p.ej. extractores, inyectores.
De las dos fórmulas se tomará el valor mayor.
La ventilación de los locales a los efectos de la Norma se
fija como mínimo en una renovación de aire por hora.
En otras normas extranjeras se completa este valor fijándose:
1 para 0 < V < 100 m3
0.75 para 100 < V < 500 m3
0.50 para 500 < V < 1000 m3
Coeficiente volumétrico “G”
Guillotina
Pivotante
eje horiz.
Pivotante
eje vert.
donde:
Km: Transmitancia térmica de muros y techos sumados,
que componen el cerramiento opaco y que dan al exterior en W/m2 ºC
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
8
Marco de chapa y
hojas de perfiles
metálicos
Marco y hojas de
chapa doblada
Marco y hojas de
aluminio(máximos)
Marco y hojas de
madera
Marco y hojas de
chapa doblada
Marco y hojas de
aluminio
Marco y hojas de
madera
Marco y hojas de
PVC
Marco de chapa y
hojas de aluminio
Marco y hojas de
aluminio
Marco y hojas de
aluminio
Marco y hojas de
aluminio
Marco de chapa y
16
24
32
36
6 a 14 12 a 28 18 a 43 23 a 57 33 a 79
21
10
31
42
59
4 a 14 7 a 28 11 a 42 15 a 55 21 a 78
18
9
27
36
50
19
10
29
38
54
4 a 14 9 a 22 13 a 34
18
8
24
4 a 14 7 a 27 11 a 41
19
10
29
1 a 12 3 a 24 4 a 36
10
5
15
5 a 11 10 a 21 14 a 32
14
7
21
3 a 9 6 a 17 9 a 26
11
6
17
1 a 8 2 a 16 3 a 25
11
6
17
1 a 11 1 a 22 2 a 23
9
5
14
0 a 9 0 a 18 0 a 28
4
2
6
3 a 9 5 a 17 8 a 26
10
5
15
8
Banderola
0a3
2
16
23
1 a 6 1 a 10
4
5
18 a 45 25 a 63
32
45
14 a 54 20 a 76
38
54
6 a 48 8 a 68
21
29
19 a 43 27 a 60
28
39
12 a 34 17 a 48
23
32
4 a 33 5 a 46
22
31
3 a 14 4 a 62
18
26
0 a 37 0 a 52
8
11
11 a 34 14 a 48
20
25
31
44
1 a 13 2 a 18
7
10
Los valores dados corresponden a un mínimo, máximo y promedio
del caudal de aire infiltrado, considerados por metro cuadrado de
superficie de abertura según las características de la carpintería.
Fig. 69 : TABLA IV - Norma IRAM 11604 -Caudal de aire
infiltrado (I) por unidad de superficie de
abertura de la carpintería (m3 / h m2)
Altura (h)
m
≤ 10
15
20
30
45
70
Rugosidad del terreno
urbana
suburbana
rural
0.6
0.7
0.9
1.1
1.4
1.7
1.0
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
1.4 *
1.7
2.0
2.3
2.6
2.9
*: Coeficente de la velocidad media indicada en la norma IRAM 11603
Fig. 70: TABLA V - Norma IRAM 11604 - Coeficiente de
corrección (C) de la velocidad media del viento con
con la altura del edificio y la rugosidad del terreno.
Rejilla
cm
SKm Sm+SKv Sv+S g Kr Sr+a Kp P b
G = —————————————————— + 0.35 n
V
Velocidad del viento (km/h)
Material
constitutivo
Area libre de
ventilación
cm2
Caudal de aire
pasante (m3/h)
mínimo
máximo
34
17
64
1x23x15
45
24
128
2x23x15
57
31
192
3x23x15
85
45
320
5x23x15
Fig. 71: TABLA VI - Norma IRAM 11604 -Ventilación
natural por rejilla (sin conducto)
90
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 91
Sm: Superficie interior de los cerramientos anteriores en
m2.
Kv: Transmitancia térmica de los elementos que componen los cerramientos no opacos que dan al exterior en
W/m2 °C.
Sv: Superficie interior de los cerramientos anteriores en
m2.
γKr: Transmitancia térmica corregida de los cerramientos opacos y no opacos que lindan con locales no calefaccionados en W/m2 °C.
Sr: Área interior de los cerramientos opacos y no opacos anteriores en m2.
α: Factor de corrección por inercia térmica.
Kp: Transmitancia térmica de los cerramientos en contacto con terreno (solados y muros de subsuelo) en
W/m2 °C.
P: Perímetro de los cerramientos anteriores en m.
β: Ancho de la superficie efectiva de pérdida de calor de
perímetro P de los cerramientos anteriores en m.
V: Volumen interior del edificio calefaccionado en m3.
0.35: Calor específico del aire en W/h m3.
n: Número de renovaciones de aire promedio por hora
del edificio calefaccionado.
Ejemplo de cálculo del Coeficiente G
Veamos un ejemplo para la obtención del valor de “G”
en un caso sencillo de una vivienda pequeña utilizando
las planillas que la Norma 11604 ofrece para ordenar el
proceso.
La vivienda está en zona VI muy fría, en San Carlos de
Bariloche con 3240 °D, este dato lo da la Norma IRAM
11603.
Se calculan los “K” de los cerramientos de acuerdo a lo
visto y luego las superficies de cada uno. Las resistencias superficiales consideradas son Rsi=0.12 y Rse=0.03
(invierno).
El cálculo del “K” se debe hacer con los puentes térmico y heterogeneidades que tengan. En el ejemplo por razones de simplicidad y en este caso poca influencia, esto se ha simplificado no considerándolos.
En la Figura 72, se muestra una planta con las medidas
y denominaciones de los elementos que se necesitan
para el cálculo,la altura de piso a cielorraso es de h =
2.40 m.
En las figuras 73 y 74 , se muestra el calculo del K de
los cerramientos y sus superficies fig. 75.
Con estos datos se confecciona una planilla de cálculo,
fig.76.
DORMITORIO
DORMITORIO
.08
.125
3.26
3.26
TV3
.125
ESTAR / COMEDOR
TV3
.125
TV4
T4
1.63
.08
.60
1.20
COCINA
BAÑO
TV4
3.40
TV1
FRENTE
T1
TV2
.90
T3
.60
1.20
TV3
2.80
1.20
VIVIENDA LINDERA
T2
4.80
Proyección techo (TS)
COCHERA
Fig.72: Vivienda calefaccionada (altura interior H=2,40 m)
Zona bioambiental VI: San Carlos de Bariloche (D 3240)
Referencias para el uso de la
planilla de cálculo (fig.76).
Nomenclatura de datos y resultados según la Norma
IRAM 11604.
(1) Datos de la localidad, proyecto y edificio, con zona
bioambiental y número de grados días.
(2) Características de la envolvente considerada.
(3) La superficie de la planta del edificio vivienda calefacionado.
(4) La altura promedio de los locales calefaccionados
(desde el piso al cielorraso).
(5) El número de plantas del edificio vivienda calefaccionado.
(6) El volumen del edificio vivienda calefaccionado. Se
calcula efectuando la sumatoria del producto de la superficie y la altura de cada espacio calefaccionado.Si las
plantas, se obtiene multiplicando los casilleros (3), (4)
y (5).
(7) La superficie neta de cada uno de los elementos exteriores opacos.
(8) La transmitancia térmica de cada uno de los elementos exteriores opacos.
(9) El producto de los casilleros (7) y (8) para cada fila.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
91
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 92
Tipo
TV1
Pta. abrir, marco chapa,
hoja madera
Rsi+Rse
Rt =
TV2
Pta.abrir, mco. y hoja
chapa, c/aislación
Mitad superior doble vidrio
2 vidr. y cám. de aire 6mm
Mitad inferior s/chapa
Rsi+Rse
Rt =
ρ
espesor
(Kg/m3)
(m)
600
-
0.045
-
λ
R
(W/m°C) (m2°C/W)
0.15
-
0.3
0.15
0.45
K = 2.22 W/m2 °C
K = 3.23 W/m2 °C
-
0.03
-
0.041
-
0.73
0.15
0.88
K = 1.14 W/m2 °C
TV3
Vent. abrir, mco y hoja
de chapa, doble vidrio
-
-
TV4
Ventiluz de chapa de
dobl. vidrio
-
-
-
K = 3.23 W/m2 °C
-
K = 3.23 W/m2 °C
Fig. 73 : Cerramientos móviles
(Valores de K: Norma IRAM 11601 y 11604)
T1 - Panel:
Hormigón liviano
Poliestireno expandido
Hormigón liviano
Rsi+Rse
Rt
T2 - Panel:
Placa de yeso
Hormigón liviano
Placa de yeso
2 Rsi
Rt
ρ
espesor
(Kg/m3)
(m)
1400
15
1400
0.06
0.025
0.04
λ
Ri
(W/m°C) (m2°C/W)
0.44
0.041
0.44
0.136
0.610
0.091
0.15
0.987
Km = 1.01 W/m2°C
1000
1400
1000
0.0125
0.10
0.0125
0.44
0.44
0.44
0.028
0.227
0.028
0.24
0.523
Km = 1.91 W/m2°C
T3: sin azulejo = T1
T4 = T1
T5 - Techo:
Cielorraso Hormigón liviano
Lana de Vidrio
At. y chapa
2 Rsi
Rt
1400
10
-
0.10
0.05
-
0.44
0.045
-
0.227
1.111
0.15
0.24
1.728
Km = 0.58 W/m2°C
T6 - Piso:
Cerámico
Mortero de asiento
Contrapiso de Hormigón
Terreno natural
Poliestireno expandido
Rsi
Rt
1800
1800
1600
1600
15
-
0.008
0.01
0.15
0.117
0.015
-
0.7
1.16
0.76
1.2
0.041
-
0.011
0.009
0.197
0.097
0.366
0.12
0.80
Km = 1.25 W/m2°C
Fig. 74 : Cerramientos fijos
(Valores de Km: Norma IRAM 11601 y 11604)
(10) La superficie de cada uno de los cerramientos exteriores no opacos.
(11) El número de veces que se utiliza cada tipo de cerramiento exterior no opaco.
(12) La transmitancia térmica de cada tipo de cerramiento exterior no opaco.
(13) El producto de los casilleros (10), (11) y (12) para
cada fila.
(14) La superficie de cada uno de los cerramientos que
separan locales no calefaccionados u otros edificios.
(15) El factor de corrección de la transmitancia térmica.
(16) La transmitancia térmica de cada uno de los cerramientos que separan locales no calefaccionados u otros
edificios.
(17) El producto de los casilleros (14), (15) y (16) para
cada fila.
(18) El perímetro de los cerramientos en contacto con el
terreno (solados y muros de subsuelo)
(19) La conductividad térmica del terreno. En caso de no
conocerse, se adoptará el valor λ = 1.2 W/mºC.
(20) El factor “β” obtenido de la Tabla VII. Fig.68.
(21) El factor de corrección por inercia térmica del terreno “α”, siendo su valor el indicado en la Tabla de la
Fig.67.
(22) La transmitancia térmica de los pisos en contacto
con el terreno.
(23) La pérdida de calor a través del terreno, la que se
obtiene multiplicando los casilleros (18), (20), (21) y
(22).
(24) La pérdida de calor por transmisión a través de la
envolvente del edificio vivienda calefaccionado. Se obtiene sumando las columnas (9), (13), (17) y (23).
(25) La velocidad media del viento obtenida de la Norma IRAM 11603 o de la Tabla de la Fig 67.
(26) El coeficiente de corrección “c” de la velocidad media del viento obtenido de la Tabla V, Fig. 70.
(27) La velocidad media del viento corregida. Se obtiene multiplicando los casilleros (25) y (26).
(28) La superficie de cada tipo de cerramiento móvil.
(29) El número de cerramientos móviles de cada tipo.
(30) La infiltración de aire, obtenida de la tabla IV, Fig.69.
Por interpolación se obtienen los valores máximos para
la velocidad media del viento según la ubicación.
(31) El caudal de aire infiltrado a través de cada tipo de
cerramiento móvil.Se obtiene multiplicando los casilleros (28), (29) y (30).
(32) El caudal de aire total infiltrado a través de los cerramientos móviles. Se obtiene sumando los valores de
la columna (31).
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
92
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 93
Edificio (1):
Vivienda familiar calefaccionada
Localidad: S. C. de Bariloche
Zona bioambiental: VI - Muy fría Grados Día: 3240
Pisos en contacto con el terreno
Perímetro (18) λt (19) β (20) α (21) Kp (22) Pérdida (23)
m
W/mK
W/m2K
W/K
Envolvente (2) Vivienda aislada .
25,44
Comprende los cerramientos T1, T2, T3, T4, T5
Superficie
calefaccionada (3)
m2
Altura
(4)
m
Plantas
(5)
Volumen
(6)
m3
(3,4+2,8)x(4,89+1,63)=40,42
2,40
1
97,00
1.
2.
3.
4.
5.
S (7)
m2
Km (8)
W/m2K
T1
T3
T4
T5 (techo)
10.88
12.93
15.50
40.42
1.01
1.01
1.01
0.58
Σ=
Velocidad
del viento (25)
Km/h
10
1.
2.
3.
4.
5.
6.
TV1
TV2 no opaco
TV2 opaco
TV3
TV4
S (10) N (11)
m2
1.8
0.70
0.80
1.10
0.24
1
1
1
3
2
Kv (12)
W/m2K
2.22
3.23
1.14
3.23
3.23
Elemento
1.
2.
3.
4.
5.
6.
63.15
SxNxKv (13)
W/K
4.00
2.26
0.91
10.66
1.55
1,25
34,98
"c" (26)
Velocidad
corregida (27)
Km/h
1,0
10
Cerramientos móviles
Cerramientos no opacos exteriores
(muros, techos, entrepisos sobre espacios exteriores)
Elemento
1,0
Renovación de aire por infiltración
SxKm (9)
W/K
10.99
13.06
15.66
23.44
1,10
Pérdidas por transmisión (24): 132,46 W/K
Cerramientos opacos exteriores
(muros, techos, entrepisos sobre espacios exteriores)
Elemento
1,2
TV1
TV2
TV3
TV4
S (28) N (29)
m2
1.8
1.6
1.1
0.15
I (30)
m3/m2h
1
1
3
2
SxNxI (31)
m3/h
17.5
17.5
17.5
10.0
120,25 m3 / h
Volumen total de infiltración:
Número de renovaciones: n =
31.5
28.0
57.75
3.0
(32)
= 1,23
(6)
19.38
Pérdidas volumétricas
por infiltración
= 0,35 x n = 0,43 W/m3 K
Otros cerramientos (Entrepisos sobre sótanos o
muros que separan locales no calefaccionados)
Pérdidas volumétricas
por transmisión
=
Σ=
Elemento
1. T2
2.
S (14)
m2
15.65
λ (15) Kr (16)
W/m2K
0.5
1.91
Sxλx Kr (17)
W/K
= 1,37 W/m3 K
G adm (35) = 1,82 W/m3 K
14.95
(33) El número de renovaciones de aire promedio por
hora del edificio vivienda calefaccionado. Se considerará, como mínimo, una renovación de aire por hora.
(34) El coeficiente volumétrico “G” de pérdida de calor
obtenido por cálculo, sumando las pérdidas volumétricas por infiltración y por transmisión.
(35) El coeficiente volumétrico G de pérdida de calor
máximo admisible, obtenido de la Tabla II, Fig. 66.
(33)
G cal (34) = 1,80 W/m3 K
14.95
Σ=
(24)
(6)
(32)
Análisis de los resultados
Se verificó que el Coeficiente G calculado =1.80 W/m3
°K es menor que el G admisible que establece la Norma, se lo obtiene de la fig. 66. y es de G =1.82, por lo
tanto CUMPLE, ajustadamente.
En el ejemplo resuelto se observa:
a) Las pérdidas pueden resumirse en:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
93
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 94
80% para los muros, techos y piso.
20% por infiltraciones de carpinterías.
b) Si bien el proyecto de la vivienda puede hacer variar
el G obtenido para viviendas de pequeña superficie, como la del ejemplo, las pérdidas serán similares en otros
casos y su disminución puede hacerse sin mayor incidencia económica. Si se refuerza el aislamiento con mayor espesor se está actuando sobre el 80% de las pérdidas calculadas y mejorará el comportamiento térmico.
c) Las infiltraciones, 20%, pueden bajar con mejor diseño de las carpinterías lo que es más oneroso. También
de ser posible, la ubicación de las mismas en las orientaciones donde el viento no es predominante, ayudará.
d) Es fácil ver que el aislamiento colocado en una zona
como Bariloche, Zona VI, muy fría, no es el adecuado
ya que es en zonas más templadas donde se usa el mismo. Estos errores en la aislación se transforman a poco
andar en una hipoteca sin término y a pagar en cuotas
de combustible.
Ahorro de energía
La Norma termina con el cálculo de la carga térmica de
calefacción anual de un edificio; que debe suplir el equipo de calefacción para mantener constante la temperatura interior elegida, durante el período de calefacción.
Q = 24 °D G V / 1000
Q = carga térmica en kilovatios hora (1 kWh = 860 kcal)
los otros factores tienen el mismo significado anterior y
24 es el tiempo de calefacción por día en horas.
Existen otras fórmulas que hacen intervenir coeficientes
de intermitencia, de uso, de tipo de calefacción y de edificio (pesado,normal o liviano).
El tipo de combustible influye principalmente por su
costo y poder calorífico.
Conclusiones
1º) El procedimiento usado es por ahora bastante incompleto y la misma Norma ya lo advierte. En tal sentido recuerda que no se consideran:
a) La humedad relativa.
b) La condensación y sus cambios térmicos.
c) La inercia de las paredes y techos ni las ganancias térmicas por asoleamiento o iluminación artificial.
d) Modalidades de uso de la calefacción, intermitencias,
número de personas que habitan el edificio.
e) Microclimas en ciudades y otras más.
2º) Tampoco es correcto pensar que el refuerzo de aislación reduce el consumo de combustible puesto que:
- El aislamiento es uno de los medios para reducir el
gasto energético. La tecnología empleada en la instala-
ción de la calefacción y el uso correcto de la misma, con
referencia a las temperaturas de espacios que no están
ocupados, y también la temperatura a mantener el agua
caliente cuando no se usa y otros variados recursos ayudan en la economía.
- No está probado que un refuerzo del aislamiento, más
allá de un cierto límite, nos lleve a consumos menores.
Podría incurrirse en derroches que tratamos de evitar.
Por ejemplo: en nuestros centros urbanos más importantes, colocar en viviendas, más de 40 cm de aislante ¿Disminuye el aporte energético o es derroche?
- Creemos que usando el “G” hacemos una aproximación simplificada para tener la seguridad de obtener
buenos resultados en el ahorro buscado.
La educación del usuario tal vez sea una de las formas
más útiles para asegurar el ahorro de energía.
Hoy en los países más desarrollados y más fríos, se sigue estudiando el tema en todos sus aspectos: aislantes,
calefactores, cerramientos, combustibles, tecnologías,
eliminación de puentes térmicos, etc.
Por esto y pese a lo incompleto y simplificado del método del coeficiente “G” de pérdidas se sigue usando.
D. El aislamiento acústico
en viviendas
Introducción.
Previo al estudio del aislamiento y acondicionamiento
acústico recordaremos los conceptos fundamentales del
fenómeno físico del sonido y su propagación.
Se entiende por sonido el fenómeno vibratorio, que
se origina en una perturbación inicial del medio
elástico donde se produce, y se propaga en ese medio en forma de una variación periódica de presión. Es también una sensación auditiva engendrada
por una onda acústica.
El sonido es una forma de energía que se propaga por
el aire y los cuerpos, que al vibrar transmiten a su alrededor la vibración.
Una partícula de material alcanzada por el sonido se
mueve rítmicamente (en períodos) alrededor de su posición inicial de equilibrio. En este movimiento choca
con partículas vecinas que empiezan a vibrar de la misma manera.
En este movimiento no hay transporte de material, hay
un impulso con movimiento rítmico.
No toda variación periódica de la presión ambiental es
perceptible como sonido, veremos despues en qué límites se encuentra esta percepción. Esta variación de la
presión ambiental es lo que se denomina: presión
acústica (p).
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
94
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 95
Para su medida se usan magnitudes más pequeñas que
el kg/cm2 o “bar”. Se usa el microbar (mbar) que es
la millonésima parte del bar o el pascal (pa)
1 pa = 1 N/m2 = 10 µbar = 0.102 Kg/m2.
Si la fuente es pequeña y radia de forma igual en todas
las direcciones, la superficie de onda es esférica. A gran
distancia de la fuente la superficie se puede asimilar a
un plano entonces podemos estudiar los dos tipos de
onda como: planas y esféricas. (Ver Fig. 77)
Si la propagación es con ondas planas existe una relación entre la presión acústica y la velocidad del movimiento vibratorio:
p = c.ρ.v
donde
c = velocidad de propagación del sonido.
v = velocidad vibratoria
ρ = masa específica del medio de propagación
Intensidad del sonido.
El oído nos da dos sensaciones: el tono y la intensidad.
El tono se puede determinar midiendo la frecuencia, la
intensidad es una magnitud en parte, subjetiva. Está relacionada con la presión sonora que es objetivamente medible; sin embargo, dos sonidos de igual presión
sonora y de distinta frecuencia no producen la misma
sensación de intensidad. La intensidad es una medida
para la energía contenida por el sonido en el aire o
la potencia del sonido por unidad de superficie se
mide en W/m2. En general el oído tiene la sensación de
que un ruido es dos veces más fuerte cuando su intensidad es 10 veces mayor.
¿Cómo percibe nuestro oído?
Nuestro oído percibe en una banda que va desde
una presión acústica de 2.10-4 µbar (umbral auditivo) hasta 1000 µbar (umbral doloroso), si esta pre-
sión se supera el oído puede sufrir lesiones irreversibles. En la escala de intensidades el umbral auditivo
es de 10-12 W/m2 y el umbral doloroso es de 25 W/m2.
Nuestras impresiones sonoras varían en progresión aritmética y las excitaciones físicas que las provocan varían
en progresión geométrica,es decir si la excitación va de
10 a 100, nuestra impresión sonora va de 1 a 2.
La diferencia del nivel de sonido es una medida logarítmica para la intensidad del sonido o la presión del
mismo. Se expresa en decibeles (dB). El decibel se
define como 20 veces el logaritmo de la presión sonora referida al umbral auditivo y como la intensidad es proporcional al cuadrado de la presión acústica, se puede definir como 10 veces el logaritmo de
la relación de la intensidad acústica referida al umbral auditivo.
L (dB) = 20 log (P/Po) = 10 log(I/Io);
donde:
L: nivel acústico, en dB
Po: 2.10-4 nbar presión acústica del nivel auditivo
Io: 10-12 W/m2 intensidad del umbral auditivo
El umbral auditivo es el nivel de 0 decibeles y el doloroso 134 dB.
Por ejemplo la diferencia del nivel de sonidos entre dos
habitaciones
Nivel en local sonoro:
80 (dB) (radio)
Nivel en local receptor:
30 (dB)
La diferencia de nivel es:
50 (dB)
La diferencia del nivel de sonido depende de la composición de frecuencias de los ruidos producidos.
En habitaciones normalmente amuebladas la diferencia
del nivel de sonido es igual a la media de aislamiento
acústico Rm como veremos.
Ondas esférica
(fuente próxima)
Ondas planas progresivas
(fuente muy alejada)
Fuente
sonora
Fig. 77: Propagación en gases y líquidos.
Se caracterizan por la presión sonora "ρ" (contracciones y dilataciones)
de volumen, por la variación de intensidad y por la velocidad del sonido.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 96
Período o frecuencia.
Frecuencia
Amplitud
F
Representando gráficamente una oscilación cualquiera,
ver Fig. 78, se llama período (T) al tiempo que se tarda
en realizar un ciclo completo. Se mide en segundos (s).
La frecuencia (F) es el número de ciclos (o número de
vibraciones que llegan al oído) que se realizan en un segundo. Es por lo tanto la inversa del período:
F=1/T
Se mide en ciclos por segundo (cps), que se denominan
normalmente “hertz” cuya sigla es Hz.
Cuanto mayor es la frecuencia tanto más elevado será el
tono. Si la frecuencia es baja, el sonido es grave. El oído percibe los sonidos cuya frecuencias están comprendidas aproximadamente entre 20 y 16000 Hz. Por debajo de 20 Hz, infrasonidos, son inaudibles, al igual que
los ultrasonidos por encima de 16000 Hz.
Los sonidos se clasifican según su frecuencia en:
- Graves: de 20 a 400 Hz
- Medios: de 400 a 1600 Hz
- Agudos: de 1600 a 20000 Hz. (Ver Tabla 1)
Se denomina octava al espacio comprendido entre
una frecuencia y el doble de esta frecuencia. Puede
haber octavas entre 40 y 80, 80 y 160, 160 y 320 Hz o
entre 50 y 100, 100 y 200 Hz, etc.
Tonos puros: son los que constan de una sola frecuencia. Como ejemplo podemos citar el sonido del silbato.
Existen sonidos con vibraciones compuestas que tienen
varias frecuencias y que se descomponen al entrar en el
oído en sus distintas frecuencias. Dentro de estas está el
“timbre” que son vibraciones compuestas de una frecuencia básica (tono fundamental) y otras frecuencias
que son múltiplos de la básica. El número e intensidad
de estos tonos superiores “harmónicos” determinan el
“timbre” de un instrumento.
Por último definimos a los ruidos como una mezcla de
distintas frecuencias sin un orden reconocible. Ver Fig. 79.
T
seg
Período
Fig.78:
:
C
128
C'
256
C'
512
C'
1024
C'
2048
Hz
Frecuencia y tonos (octavas)
Vibración compuesta
Timbre: Vibración compuesta con una frecuencia básica
y múltiplos enteros de frecuencias.
Frecuencias componentes del timbre
Propagación del sonido
Ruido: Mezcla de frecuencias sin orden reconocible
Fig. 79: Ejemplos con distintas frecuencias
Infrasonidos
Frecuencias audibles
Graves
0
El sonido es un movimiento ondulatorio, comparable a
las ondas que se generan en una cuerda. La cuerda per-
20
Medios
400
Ultrasonidos
Agudos
1600
20000
Hz
TABLA I
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96
Flexión
Flexión
manece en el mismo lugar, la onda se transmite a lo largo de la cuerda.
En el aislamiento acústico interesan las ondas transversales y las longitudinales.
Las transversales se forman por flexión de la cuerda y las
partículas oscilan aproximadamente de forma ortogonal
a la dirección de propagación de la onda. Ver Fig. 80.
Si las partículas de una cuerda se mueven a lo largo de
la dirección de la misma, en ambos sentidos tendríamos
una onda longitudinal, es decir una sucesión rítmica de
contracciones y dilataciones del material. Ver Fig. 81.
La onda longitudinal se presenta como onda acústica en
los cuerpos sólidos y líquidos. En los gases es el único
tipo de propagación del sonido.
Las ondas transversales y longitudinales se propagan en
todas las direcciones a partir del foco sonoro.
Ondas estacionarias son las que no producen ninguna
propagación del sonido, nacen por incidencia de dos
ondas iguales, pero de sentido contrario. Ver Fig. 82.
Oscilación
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 97
Fig.80: Onda transversal
Oscilación perpendicular a la dirección
de propagación de la onda
Dirección de la oscilación
Cuerda y resortes
Fig.81: Onda longitudinal
Sucesiones rítmicas de dilatación y contratación
del material en vibración.
Velocidad de propagación y
velocidad del sonido.
La velocidad de propagación (c) del sonido es la velocidad con que se desplazan las ondas sonoras. Tiene la dirección perpendicular a la superficie vibrante bajo la forma de ondas. Dentro de unos grandes límites, esta velocidad es independiente de la magnitud de la presión
acústica.
Depende de las condiciones ambientales (presión y temperatura) y fundamentalmente del medio donde se propaga, llamado “campo acústico”.
Para un ambiente normal (P = 1 Atm y T = 20 °C) damos unos valores para algunos elementos:
Aire
= 340 m/s
Agua
= 1460 m/s
Madera
= 1000 a 5000 m/s
Morteros
= 4000 m/s
Acero, hierro
= 4700 a 5100 m/s
Vidrio
= 5000 a 6000 m/s
Plomo
= 1320 m/s
Caucho
= 40 a 150 m/s.
Como se ve en distintos materiales la velocidad de la
propagación (velocidad del sonido) es diferente; en el
mismo material las ondas transversales y longitudinales
se propagan con distinta velocidad. La velocidad en el
aire es menor que la de las ondas en cuerpos líquidos y
sólidos.
Fig.82: Onda estacionarias
Nacen de ondas iguales en amplitud pero de
sentido contrario. Se anulan las acciones y no
se porpaga el sonido.
Longitud de onda
La distancia que recorre una onda sonora en el tiempo
de un período es lo que se llama “longitud de onda” (λ).
Ver Fig. 83.
Por lo tanto esta longitud de onda dependerá de la velocidad de propagación (c) y del período (T), o su inversa la frecuencia (F).
c=F.λ
λ = c.T=c/F
Se mide en unidades de longitud.
Impedancia acústica
Cada medio sólido, líquido o gaseoso ofrece una facilidad mas o menos grande para la propagación del sonido. Por analogía con la corriente eléctrica se dice que el
medio posee una impedancia acústica (Z).
La impedancia acústica se define como el cociente entre
la presión acústica (p) y la velocidad propia del movimiento vibratorio (v) es decir:
Z=p/v
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97
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 98
A continuación se dan valores para algunos elementos:
λ
λ
Sustancia
Impedancia
característica
ρc en Ω acústica
Sólidos
Hierro fundido
Hierro forjado
Cinc
Acero
Granito
Mármol
Onda transversal en una varilla
de longitud de onda λ
λ
λ
270. 104
400.104
240. 104
390. 104
162.104
059. 104
Líquidos
Agua (13°C)
Agua salada
144.104
155.104
Gases
Aire a 0 °C
Aire a 20 °C
Vapor de agua
Onda transversal en una varilla
de longitud de onda λ
42.7
41.4
23.5
TABLA I I
λ
λ
Molestia objetiva y subjetiva.
a) concepto erróneo
b) concepto correcto
Representación de ondas trasnversales en una pared para
frecuencias normales. La pared no vibra como un todo (a)
sino que vibran sus partículas recíporcamente (b)
Fig.83: Longitudes de onda λ transversales y longitudinales
que para el caso de ondas planas se puede expresar
también por:
Z = ρ.c
siendo:
ρ: la masa volumétrica (densidad), y
c: la velocidad de propagación.
Se mide en ohmios acústicos, equivale a:
gr / s.cm2
El concepto de molestia, casi siempre relacionado con el
ruido, es un concepto indefinido que se puede descomponer en una parte objetiva y por esto medible y una
segunda que no puede medirse, subjetiva.
La parte medible se apoya en la impresión que se tiene
que las frecuencias altas son más molestas que las bajas.
Debido a la subjetividad acústica, es difícil obtener con
un solo valor una medida del nivel acústico; es decir un
valor objetivizado que se aproxima lo más posible a la
percepción del oído.
Fletcher y Munson estudiaron la variación de la sensibilidad del oído con la presión sonora (o lo que es
lo mismo, con el nivel acústico) y resumieron su estudio
en las curvas de la Fig. 84, que dan esta variación de
sensibilidad en función de la frecuencia. Como se ve, la
sensibilidad es máxima para 1000 Hz, algo mayor para
frecuencias mayores y disminuye mucho para frecuencias menores.
Los sonómetros, aparatos que miden el nivel sonoro,
van equipados con ponderadores, con el fin de tener en
cuenta la diferencia de sensibilidad del oído en función
de las frecuencias. Las curvas representativas de las correcciones aportadas por estos filtros están normalizadas
y designadas por las letras A, B y C. En la Fig. 85 se
muestran curvas de igual intensidad en el campo de la
protección acústica. Expresan en una sola cifra la energía
por bandas de frecuencia y ponderada (curvas A y B del
sonómetro) para tener en cuenta la sensibilidad del oído.
La curva A corresponde al comportamiento del oído pa-
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98
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 99
nes y equipos industriales.
La medida en dB(A) se acepta como la valoración
simple mas aproximada a la sensación producida
por música, palabra y ruidos comunitarios mas generales, incluídos los de tráfico y electrodomésticos pero sin tonos predominantes.
dB
130
120
UMBRAL
DOLOROSO
110
100
Reflexión del sonido y absorción
90
80
70
COMUNICACION
60
50
40
UMBRAL DE
AUDICION
30
20
10
Hz
0
20
31
62
125
250
500
1000
2000
4000
15000
8000
Frecuencia
Curvas de frecuencia
Abaco 5
Fig.84: Variación de la sensibilidad del oído con la presión
sonora en dB (curvas de Fletcher y Munson)
Nivel de sonido
100
Intensidad sonora
dB
90 dB (B)
80 dB (B)
80
70 dB (B)
60 dB (B)
60
50 dB (A)
40 dB (A)
40
30 dB (A)
20 dB (A)
20
10 dB (A)
Umbral de audición
0
100
200
400
Hz
800
1600
3200
Frecuencia
Fig.85: Curvas de igual intensidad en el campo
de la protección acústica ( E. Neufert)
ra niveles comprendidos entre 0 y 50 dB, zona en que
las diferencias de nivel entre las frecuencias son muy
grandes. Los ruidos normales se encuentran en este
espacio, 40 a 55 dB y por esto la mayoría de las reglamentaciones en uso prescriben en la zona de viviendas
la medida con el filtro A.
La curva C se usa para ruidos de máquinas, de vibracio-
Habíamos visto que la propagación del sonido en gases
y líquidos se producía con ondas longitudinales: planas
y esféricas caracterizadas por su presión sonora “p” (variación de densidad) y la velocidad del sonido “v” (movimiento). En los sólidos además existían las ondas
transversales de flexión o de torsión y ahora agregamos
las longitudinales-transversales: de alargamiento, superficiales o de Rayleigh.
Las mas importantes desde el punto de vista de aislamiento acústico son las de flexión, que tienen la particularidad de que su velocidad “c” de propagación no es
constante, sino que es proporcional a la raíz cuadrada
de la frecuencia “f” y a la raíz cuarta del cociente entre
la masa superficial y la rigidez a la flexión.
En la Fig. 86 se ve como una onda incidente desde el
medio “1” se transmite al medio “2”. Las impedancias
son Z1 y Z2, al llegar “1” al límite parte de la energía se
refleja mediante la onda “r” y otra parte se transmite a
“2” mediante la onda “t”. Aparecen entonces los coeficientes de transmisión y de reflexión y que son:
Coeficiente de transmisión t =
Pt/Pi = 2Z2/Z1+Z2
(t)
Coeficiente de reflexión r =
Pr/Pi = (Z2-Z1)/Z1+Z2 (r)
Esta última ecuación nos dice que cuanto mayor sea Z1Z2 la reflexión será mayor y existirá una elevada amortiguación del sonido.
Si en las ecuaciones (t) y (r)
n = Z1/Z2 = ρ1c1/ρ2c2 y considerando las condiciones
en el límite de los medios: igualdad de las presiones a
ambos lados de la superficie de separación e igualdad
de las velocidades vibratorias normales sobre esa superficie, se obtiene:
r = {(n-1)/(n+1)}2
t = 4n/(n+1)2
A continuación vemos los valores que corresponden a
“t” y “r”:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Aire-agua
Aire-ladrillo
Aire-hierro
Agua-hierro
t
1.2*10-3
0.25*10-3
0.16*10-3
150*10-3
r
998.8*0-3
998.75*0-3
998.84*10-3
850*10-3
99
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 100
Se observa que el paso del sonido se hace mas difícil del
aire al ladrillo que del aire al agua y sobre todo del agua
al hierro.
Desde ya que la energía transmitida entre el aire y una
obra de albañilería es muy pequeña, si la obra tiene
aberturas o fisuras la energía puede pasar. Si el muro,
por ejemplo, es estanco transmite los ruidos bajo la influencia de las variaciones de presión en su superficie y
la pared puede desplazarse y deformarse.Estos desplazamientos tienen amplitudes pequeñas, inferiores a la
micra; en la otra cara las amplitudes son de la misma
magnitud. Más adelante con la ley de masa veremos el
debilitamiento que ocurre en la transmisión.
r
NT
DE
CI
IN
RE
FL
EJ
AD
O
1
i
Tiempo de reverberación.
E
La intensidad que produce un foco sonoro, de una determinada potencia en un recinto cerrado puede ser medida por la elevación del nivel sonoro que producen las
reflexiones en las paredes.
Esta medida es el tiempo de reverberación que es el
tiempo en el que la intensidad se reduce a una millonésima de su valor inicial, o lo que es lo mismo
en 60 dB después de desconectar la fuente sonora.
Este tiempo depende del volumen del recinto y de su
poder absorbente.
La fórmula de Sabine, una de las más usuales, nos da
ese tiempo:
T = 0.163 * V/A
donde:
V: volumen del recinto en m3.
A: área de absorción equivalente, en m2.
A = αi.Si
αi: Grado de absorción de cada material del recinto
Si: Superficie correspondiente de cada material (m2)
Fracción de "i"
no reflejada ("α")
2
t
TRANSMITIDO
Amortiguación del sonido.
Fig. 86: Reflexión del sonido
Grado de absorción.
Generalmente en vez de “r” se usa el coeficiente de
absorción “α” que es la fracción de energía de la
onda incidente que no es reflejada, y como la energía es proporcional al cuadrado de la presión sonora es:
α = 1 - r2
Para darnos una idea veamos un ejemplo:
El grado de absorción de las paredes sin revestir de una
habitación vacía empleando materiales usuales de construcción es, en general, menor del 5% (a < 0.05).
Teniendo presente que con un grado de absorción del
10% (α = 0.1) son necesarias más de 20 reflexiones para que la energía de una señal sonora se reduzca en 10
dB, es decir, en una décima parte surge fácilmente que
las paredes y su composición, juegan un papel decisivo
en la intensidad del sonido en el interior de un recinto.
La propagación siempre ocasiona pérdidas, hay amortiguación, la presión o la velocidad disminuyen al aumentar la distancia al foco sonoro.
Las amortiguaciones pueden ser:
De propagación (por disminución de la amplitud de
onda y disminución de la densidad de energía).
Clásica: debida a la viscosidad del medio o sea por roce y transmisión de calor y molecular por un proceso de
relajación molecular.
En el aire la amortiguación depende además de la distancia, de las condiciones climáticas y de la frecuencia.
Para una temperatura dada, es mayor a mayor frecuencia, y a menor humedad relativa.
Aislamiento del sonido.
El aislamiento del sonido consiste en impedir su
propagación por medio de obstáculos reflectores.
Para lograr un gran factor de reflexión hay que interponer al sonido en su camino, un medio cuya impedancia
Z sea lo mas diferente posible a la del medio que lo conduce. Debido a esto es que se trata por un lado el aislamiento del sonido en el aire (baja impedancia) y
por otro el aislamiento en sólidos (alta impedancia).
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100
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 101
Aislamiento del sonido transmitido
por el aire.
O también aislamiento del ruido aéreo.
En la Fig. 87 vemos como se puede transmitir el sonido
desde el local “emisor” al local “receptor”.
Camino 1-1: a través de conductos, aberturas, etc.
Camino 2-2: por la porosidad, intersticios y fisuras.
Por efecto de diafragma, flexión por presión sonora.
Camino 3-3: Paredes adyacentes.
Emisor
A
3
3
1
1
2
2
3
Local de
recepción
3
Emisor
B
3
3
3
3
3
3
Fig. 87: Transmisión aérea entre dos
recintos. Planta esquemática
Medida del aislamiento al ruido
aéreo.
Los procedimientos para medir el aislamiento más usados son:
- Aislamiento acústico (D):
Es la diferencia de niveles de presión acústica entre el
local emisor (fuente sonora) y local receptor. Se calcula
mediante la expresión:
D = L1 - L2 en dB
donde:
L1 y L2 niveles acústicos en dB.
Este valor puede corresponder a una o varias frecuencias.
Este resultado “D” podría considerarse la expresión de
un aislamiento bruto sin considerar otras acciones.
- Aislamiento acústico normalizado (Dn):
En este caso se considera la reverberación que pueda
existir en el local receptor, entonces aumenta el nivel L2
y se reduce el aislamiento acústico. Es decir en la fórmula anterior a L2 se le suma un tiempo de una reverberación de 0.5 segundos que corresponde a una habitación normalmente amueblada.
Otras normas optan por incrementar el área de absorción en 10 m2. Sucede lo contrario cuando hay elevada
absorción: baja reverberación. Queda la fórmula anterior
como se indica, con dos alternativas:
Dn = L1 - L2 + 10 log T/0.5
= L1 - L2 + 10 log 10/A (dB)
donde
T: tiempo de reverberación para la frecuencia considerada.
A: área de absorción equivalente del local para esa frecuencia.
Indice de debilitamiento acústico (R):
Usado para mediciones en laboratorio, se define como:
R = 10 log W1/W2 (dB)
(En N. IRAM 4044 es Rw)
siendo:
W1 y W2 las potencias acústicas que inciden sobre la
muestra y transmitidas por ella.
Cuando se ensaya en laboratorio el campo acústico es
difuso, se puede utilizar la fórmula:
R = L1 - L2 + 10 log S/A (dB)
siendo:
S: Superficie de la muestra a ensayar (m2)
A: Área de absorción equivalente de la sala de recepción
(m2)
Este índice de debilitamiento acústico está también ligado al coeficiente de transmisión “t” que habíamos visto
por la relación
R = 10 log 1/t
Paredes simples
Una pared simple puede ser homogénea, o sea construída con un solo material, o heterogénea, es decir, constituída por varias capas de materiales.
No son simples sino compuestas cuando están formadas
por dos o varias paredes simples, separadas por una o
varias cámaras de aire o material absorbente.
Para que las paredes simples tengan un buen aislamiento acústico deben ser:
- Suficientemente pesadas.
- Poco rígidas.
- Estancas al aire.
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Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 102
cial, para una serie de frecuencias dadas. Ver Fig. 88.
La excitación por las ondas incidentes será tanto más difícil cuanto mas pesada sea la pared, pues hay que recordar que son las vibraciones de la pared las que reemiten el ruido.
Teóricamente nos dice la ley que duplicando la masa se
consigue una mejora cercana a 4.5 dB en el aislamiento, para masas menores de 100 Kg y frecuencia de 500
Hz. Esta ley es experimental, no absoluta, es aproximada y da una idea del comportamiento acústico de una
pared.
Igualmente el aislamiento es proporcional al logaritmo
de la frecuencia. Tomando un cerramiento de 100 kg/m2
y haciendo variar la frecuencia se obtiene el aislamiento:
Ley de masa (o de Berger) e
incidencia de la frecuencia.
Agudos
70
60
Medios
z
0H
640
z
Graves
Aislamiento en decibeles (dB)
Esta ley dice que una pared simple tiene mayor aislamiento acústico cuanto mayor sea su masa por unidad
de superficie y también es mayor para frecuencias altas.
La ley se expresa así:
D = 20 log(ωm/2Z)
donde:
ω: Pulsación (2πF);
m: masa superficial
Z: Impedancia acústica.
Con esta fórmula en una gráfica normal o semilogarítmica, se obtiene el aislamiento acústico de la masa superfi-
0H
50
160
520
Hz
40
400
Hz
100
Hz
30
Aislamiento reglamentario
entre apartamentos
20
10
5,
5
s
800 1000
Masa
(Kg / m2)
m
m
s
illo
dr
La
or
8
n
ig
ó
m
or
H
400 500 600
ac
cm
izo
ac
m
s
300
H
m
75
o
s
200
izo
s
11
H .1
cm
or 4
m
c
de . m
en 14
lu cm
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La
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s
o
60 70 80 90100
cm
50
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Lo
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Vi
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Vi
dr
40
m
30
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20
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7 8 9 10
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de
5
La
4
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m
6
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e
8
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C
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ld
e
12
m
m
3
no
2
Fig. 88. Ley de masa
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
102
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 103
125 Hz :
32 dB
250 Hz :
36 dB
500 Hz :
40 dB
1000 Hz :
44 dB
2000 Hz :
48 dB
4000 Hz :
52 dB
Frecuencia de resonancia: Todos los cuerpos al estremecerse buscan para vibrar sus frecuencias propias, llamadas frecuencias de resonancia. La frecuencia de resonancia de las paredes simples no es molesta cuando se sitúa en frecuencias muy bajas, no sucede lo mismo para
dobles cerramientos como veremos.
λ
i
da
On
nte
ide
nc
λ0
Influencia de la elasticidad.
Una pared delgada y tensa como puede ser un vidrio,
bajo el efecto de ciertas frecuencias, vibra como una
membrana y posee frecuencias de resonancia audibles.
Todas las paredes dan origen a fenómenos de este tipo
en los que la amplitud es función inversa de la masa y
se deforman:
a) Bajo el efecto de ondas oblicuas en el plano de la pared. La traza de la onda provoca una deformación que
se desplaza a una velocidad que es función del ángulo
de incidencia y de la velocidad del sonido.
b) Son origen de deformaciones independientes de la
onda incidente, que se propagan bajo la forma de ondas de flexión en las que la frecuencia es la frecuencia
crítica fc de la pared; fc aumenta cuando la rigidez
de la pared disminuye e inversamente disminuye
para un material con el espesor de la pared y con
su masa.
Cuando están en fase la onda incidente con las vibraciones de la onda de flexión, la energía que se transmite es
máxima, este fenómeno se llama efecto de coincidencia
y ocurre para:
λ = λ0 sen θ (Ver Fig. 89)
donde:
λ0: longitud de onda de la frecuencia crítica (onda de
flexión)
λ: longitud de onda incidente
θ: ángulo de incidencia
Prácticamente sucede que hay una notable disminución
del aislamiento acústico.
Estanquidad.
El aislamiento acústico se ve disminuído por las rendijas
en las carpinterías, las juntas en albañilería y cualquier
fuga acústica o puente acústico (similar al térmico). Estas fugas dejan pasar principalmente las frecuencias agudas o sea las mas sensibles al oído.
e
nd
ció ente
c
e
Dir incid
da
on
θ
Fig. 89: Efecto de incidencia sobre una pared
De esto se desprende la necesidad en las viviendas, de
controlar en especial estos puentes que inutilizan el esfuerzo de lograr una aislación adecuada.
Cerramientos múltiples.
Para lograr un aislamiento suficiente con una pared simple, como hemos visto, debe hacerse sumamente pesada, por ejemplo:
Para alcanzar la reducción acústica entre dos departamentos de un edificio de vivienda se exigen 44 dB lo
que se lograrían con un muro de HºAº premoldeado de
0.10 m con revoque grueso y salpicado y con 240 kg/m2
que da un índice de reducción Rw = 45 dB s/N. IRAM
4044.
En un piso de 2.60 m de alto representan casi 720 Kg/m.
Como lo que hemos hecho es aplicar la ley de masa,
con mampostería sería lo mismo. Por esto se pensó en
otras soluciones correctas pero mas livianas y que no recarguen la estructura.
Una solución consiste en fraccionar la pared en dos o
mas elementos separados por cámaras de aire.
Si dos elementos no tienen ninguna unión entre ellos, a
excepción del aire que los separa, el aislamiento total
será la suma de los aislamientos parciales; pero esta separación completa no es posible realizarla y los dos elementos quedan mas o menos “acoplados”.
Un muro doble bien construído mejora con respecto a
la ley de masa unos 6 dB. Pero debe cumplirse que las
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
103
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 104
hojas sean mecánicamente diferentes y separadas no
menos de 5 cm con material absorbente: por ejemplo lana de vidrio.
Sobre la eficiencia de este acoplamiento influyen:
- Separación de los elementos.
- Resonancia de las paredes.
- Amortiguamiento de la cámara de aire.
- Tipo de ligazón entre los elementos.
Veamos la influencia de cada uno de ellos:
Cámara de aire.
En la Fig. 90 se ven dos curvas de dos paredes múltiples, una con dos lunetas de vidrio separadas con espacios variables y la otra una doble de madera.
En el primer caso, por su rigidez el espacio no está
amortiguado y si las lunetas estuvieran en contacto el
aislamiento sería el que indica la ley de masa. Observamos que si se aumenta la separación, hay una pérdida
inicial del aislamiento y hasta los 8 cm no se recupera el
valor original. Ya para valores mayores la ganancia es
sensible.
En el segundo caso como la cámara está rellena con capas de fibras minerales la ganancia es inmediata.
Frecuencia de resonancia del conjunto.
Los elementos de una doble pared, separados por una
cámara de aire, se comportan como dos masas unidas
por un resorte. Ver Fig. 91. La frecuencia fundamental
de resonancia del sistema está dado por:
dado por:
fo = 615
m1+m2
m1.m2.d
donde:
d = distancia entre capas en cm.
m1 y m2 = masas superficiales en kg/m2.
En la práctica se elegirá una frecuencia del sistema inferior a 75 Hz porque el oído tiene una sensibilidad media por debajo de esta frecuencia. Para satisfacerla se
debe cumplir con la relación:
d > 67 ( 1/m1 + 1/m2)
Frecuencia propia de la cámara de aire.
En la cámara de aire se producen una serie de resonancias hacia las frecuencias agudas, cuando la longitud de
onda de la frecuencia dominante del sonido incidente,
Resonancia de las paredes múltiples.
Cada elemento del muro tiene su frecuencia de resonancia, si esta es la misma para los dos elementos las vibraciones en uno originarán vibraciones en el otro. De aquí
se deduce la ventaja de tener elementos de masa y de
naturaleza diferente. Si se añaden elementos adecuados
se puede impedir la puesta en fase.
35
dB
d
d
Fig. 91: Equivalencia de una estructura doble
50
dB
Madera
comprimida
de 16 mm
30
40
d
Vidrio de 4,2 mm
25
30
20
20
15
0
5
10
cm
Fig. 90 a): Aislación de un vidrio doble (de 100 a 3200 Hz)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
0
5
10
15
Madera
comprimida
de 125 mm
fibras
minerales
Fig. 90 b): Aislación de una doble pared de madera
104
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 105
es igual a la distancia entre las paredes (d) o a un múltiplo entero (n) de esta distancia. Ver Fig. 91
Este acoplamiento se produce generalmente para altas
frecuencias y tiene lugar, mediante ondas estacionarias,
cuando:
d = n. λ cos σ
Siendo:
n = Número entero (1,2,3...)
σ = Ángulo de incidencia
λ = Longitud de onda del sonido (cm)
d = Distancia entre capas (cm)
En el caso de la figura 92
d = n.λ/2 de donde λ = 2d/n
con “d” expresado en cm.
Sustituyendo l por su valor:
2.d/n = c/f y f = cn/2d = 17000n/d
Se ve que una cámara de aire de 10 cm resuena para
1700, 3400, 5100 6800 Hz, etc.
Estas resonancias se pueden reducir colocando en la cámara de aire un material absorbente como fibras de madera o tableros, etc.
Es también perjudicial que las resonancias se sumen con
la onda de flexión de las capas de la pared y para evitar esto es aconsejable usar capas con distintos espesores o de materiales diferentes, como se verá en “soluciones constructivas”.
O sea, se aprecia la utilidad de amortiguar las cámaras
de aire con un aislante acústico.
el contorno de la capa mas liviana.
Para concluir veamos la Fig. 93, donde se observa en
forma simplificada lo que hemos expuesto.
En 93 a): tipos de uniones rígidas a evitar.
93 b) y c): La primera, vibración de la pared de una hoja. Las capas en las paredes de dos hojas deben estar tan
acopladas como si no existiera el material amortiguante.
Estamos debajo de la frecuencia de resonancia.
93 d): Se está en la frecuencia de resonancia, se produce la oscilación de la segunda hoja y disminuye la acción amortiguadora de la capa aislante.
93 e): Por encima de frecuencia de resonancia las hojas
quedan sueltas sobre la capa aislante amortiguadora y la
segunda hoja vibra muy poco produciéndose el amortiguamiento buscado.
Un buen aislante que se coloque entre dos capas debe
entonces:
- Hacer improbable la realización de un puente fónico.
- Atenuar las consecuencias de las fugas, pérdidas en las
juntas, etc.
Fig. 93 a) Uniones rígidas a evitar
Acoplamiento rígido entre elementos.
Toda ligazón rígida entre las capas provoca un puente
fónico, entonces el conjunto tiende a asimilarse a una
pared simple. Estas paredes múltiples de por sí están ligadas perimetralmente a muros laterales, piso y techo, a
los pasos de cañerías, etc. La influencia de estas uniones
inevitables es afortunadamente menos sensible, pero no
es despreciable. Estos puentes deben ser blandos en paredes pesadas y pesados en paredes ligeras.
Es deseable también interponer un material elástico en
Fig. 93 b)
Fig. 93 c)
de una pared
de una sola hoja
Pared de dos
hojas bajo la
frecuencia de
resonancias
d
Fig. 93 d)
Pared de dos
hojas por debajo
de la frecuencia
de resonancias
Fig. 92: Resonancia de una pared doble
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 93 e)
Pared de dos
hojas por encima
de la frecuencia
de resonancias
Esquemas de ondas transversales
105
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 106
Cálculo del aislamiento de un cerramiento
doble
El procedimiento simplificado sería:
1. Cálculo del peso por m2 de las dos capas. Siempre se
desprecia algún componente (p.e. enlucido) para compensar las pérdidas posibles de aislamiento por defectos
de montaje (juntas).
2. En el gráfico de Fig. 88 (ley de masa) para una frecuencia, 500 Hz en general, el aislamiento que corresponde al peso total calculado.
3. Se añadirán 4 dB para los tableros aislantes de 45 mm
de espesor. El resultado se expresará en dB. Hay que señalar que será poco diferente del resultado global en
dB(A).
En la práctica el cálculo es mas complejo ya que no se
tienen en cuenta las frecuencias críticas de cada elemento. Sin embargo es rápido y permite una aproximación
para un estudio mas completo.
EJEMPLO:
Aislamiento en un doble cerramiento
- Enlucido de yeso:
esp. 1.5 cm
15 kg/m2
- Ladrillo hueco:
5 cm
42 kg/m2
- Enlucido de cemento: 2 cm
no consid.
- Aislante (*):
4.5 cm
- Losetas de yeso:
5 cm
52 kg/m2
- Enlucido de yeso:
1.5 cm 1
5 kg/m2
- Peso total:
124 kg/m2
(*): Tablero de fibra mineral.
En la Fig. 88 la vertical levantada en la abscisa 124 hasta cortar la curva de frecuencia de 500 Hz se obtiene en
ordenadas 41 dB, luego, el aislamiento total 41+4 dB es
igual a 45 dB.
Aislamiento del sonido transmitido
por cuerpos sólidos
En el sonido que se transmite por cuerpos sólidos, principalmente se habla de sonidos de impactos que se propagan por la estructura del edificio y llega al oído mediante ondas aéreas.
Ln = L - 10 log Ao/A = L - 10 log T/0.5 (dB)
Para excitar el suelo en la sala de emisión, se utiliza un
martinete normalizado que lleva una serie de martillos
que golpean el suelo alternativamente con una energía
determinada y a una cierta frecuencia.
- Disminución del ruido de pisada (DL): que es la diferencia de los niveles sonoros normalizados (con uso del
martinete) de la pisada de un suelo, antes (Lo) y después (Lt) de realizar una mejora, por ejemplo, colocar
una moqueta, un piso flotante u otra. Se calcula con la
expresión:
∆l = Lo - Lt (dB)
Aislamiento a ruido de impactos
El caso más importante está dado por los ruidos producidos en los suelos, tales como golpes, pisadas, etc.
Para detener la propagación de los ruidos de choques
sobre los suelos e impedir la recepción por vía aérea en
otras habitaciones distintas de la de emisión, es necesario realizar un “corte elástico” entre el revestimiento del
suelo (Contrapiso y piso) y el forjado (losa HºAº).
Las soluciones más difundidas son las del suelo flotante y el uso de moquetas. Ver en Fig. 94 la transmisión
del ruido y en color un piso flotante que hace el “corte
elástico” del que hablamos.
Las moquetas tienen el inconveniente principal de no
poder colocarse en todos los ambientes y de su rápido
desgaste.
Los pisos flotantes, piso y contrapiso para nuestra forma constructiva, se colocan sobre mantas o paneles
elásticos de fibras minerales. Estas capas deben ser sufi-
,,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
- Suprimir resonancias.
- Atenuar particularmente las ondas en incidencia rasante
que provoquen el ya visto antes efecto de coincidencia.
Se utilizan principalmente dos índices:
- Nivel de ruido de impactos normalizado (Ln): Es el
más usado. Se define como el nivel acústico normalizado de la sala de recepción y se calcula con la expresión:
,,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
,,,
Medidas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 94: Aislamiento a ruido de impactos
106
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 107
cientemente gruesas y flexibles para absorber las vibraciones y ser colocadas a tope, evitando las fugas acústicas. Otra condición importante para su correcto funcionamiento es la necesaria y total desvinculación de las paredes verticales y desde luego de los forjados. Ver Fig. 95.
El aislamiento de los suelos según la mayoría de los reglamentos, debe ser tal que el nivel de presión acústica
del ruido que se perciba en cada habitación principal no
supere los 70 dB(A) (otros fijan 80 dB(A)), durante las
caídas, choques o desplazamientos de objetos o de personas que provoquen sobre el suelo impactos.
En la tabla III, se muestran algunos revestimientos de
suelos ensayados por el Centro Científico y Técnico de
la Construcción de Francia (C.S.T.B). La losa tipo a que
se hace referencia en la segunda columna es una losa de
HºAº de 350 kg./m3, espesor 0.135m. La segunda columna de la Tabla marca el nivel de ruido normalizado (Ln)
de impacto que se transmite al recinto inferior.
Analizando los valores de la Tabla, se comprueba lo dicho sobre la eficiencia de las moquetas en el aislamiento y por oposición la mala performance que brindan las
capas de las losetas plásticas vinílicas sin capa elástica,
prácticamente sin aislación acústica. Traemos esto último
a colación porque hubo en la década de los setenta una
tendencia a la disminución de los espesores de los contrapisos en edificios de departamentos en Buenos Aires y
en algunas obras oficiales; completando el entrepiso con
baldosas plásticas que cerrando el error constructivo eran
de poca resistencia a la abrasión.
TABLA III
Aislamiento de vibraciones
En edificios de vivienda existen máquinas como ascensores, bombas y otras que producen vibraciones molestas para sus ocupantes. Para aislarlas pueden adoptarse
dos caminos:
a) o se aisla el equipo con una especie de blindaje contra el ruido y losa flotante o
b) se aisla el local donde está instalado.
El tema grave es cuando no se prevé en el diseño del
edificio; la solución posterior es siempre costosa y por
lo general no es completa.
En las instalaciones deben analizarse todos los detalles
acústicos y fuentes sonoras.
En la calefacción las calderas, las tuberías, las bombas y
calefactores, junto a los conductos de humo y rejillas,
son posibles emisores de ruidos.
En la instalación sanitaria, las cañerías con sus válvulas
y grifos, los artefactos y los golpes de ariete, provocan
ondas de choques que se difunden en el edificio.
En la instalación eléctrica, los interruptores, los timbres,
transformadores y grupos electrógenos producen ruidos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Revestimientos
Moqueta corriente sobre arpillera ........................................
Tapiz de terciopelo o implantado .........................................
Tapiz vinílico homogéneo colocado por tensión entre
rastreles sobre arpillera de fieltro de 800 g/m2 ...................
Losa flotante de 4 cm de hormigón armado sobre 1 cm de
fibras minerales.....................................................................
Tapiz de caucho con subcapa celular de 4 mm ..................
Parquet por tableros flotante sobre 2 cm de serrín
impregnado de betún ...........................................................
Parquets con rastreles flotantes sobre bandas de fieltro
con corcho bituminoso (granos de corcho de 4 mm), o
sobre tableros ligeros de 1 cm de espesor de fibras de
madera impregnados con brea.............................................
Parquet por tableros flotantes sobre tableros ligeros de 1
cm de espesor de fibras de madera impregnadas con brea
Losa flotante de 4 cm de hormigón armado sobre granos
de corcho encolados sobre fieltro bituminoso (espesor de
la subcapa 13 mm) ..............................................................
Capa de PVC flexible sobre espuma de PVC de 3,5 mm ...
Parquet colocado directamente sobre el suelo o con
interposición de arena o paneles ligeros de fibras de
madera .................................................................................
Losa flotante de 4 cm de hormigón armado sobre granos
de corcho encolados sobre fieltro bituminoso (espesor de
la subcapa, 8 mm) ...............................................................
Capa vinílica sobre soporte de corcho aglomerado armado
con un tejido de yute ...........................................................
Capa vinílica aplicada sobre fieltro 700 g/m2 .............................................
Losa flotante de 4 cm de hormigón armado sobre 2 cm de
paja de arroz ligada con betún ............................................
Capa vinílica sobre tableros de fibra de madera
comprimida de 0,4 cm y paneles ligeros de 2 cm de
espesor de fibras de madera ...............................................
Capa termoplástica sobre cartón afieltrado 700 g/m2
Tapiz multicapa, capa de plástico o caucho, sobre
subcapa celular ....................................................................
Parquet a la Inglesa sobre rastreles simplemente
apoyados sobre el suelo o fijos en él (por clavado especial
o empotrados con yeso o con betún) ..................................
Parquet en mosaico, encolado sobre tableros ligeros de 1
cm de espesor de fibras de madera impregnados con brea
..............................................................................................
Losetas vinílicas sobre subcapa de 1,5 cm en hormigón
de corcho y fibras de madera ...............................................
Parquet roble colocado con un baño de betún sobre arena
Losa flotante de 4 cm de hormigón armado sobre capa de
fibras vegetales de 1 cm.......................................................
Parquet en mosaico encolado sobre corcho aglomerado
0,4 cm ...................................................................................
Parquet en mosaico encolado sobre capa de hormigón de
serrín, espesor de 4 cm, colado directamente sobre la losa
Capa de caucho macizo, 4 mm ............................................
Capa vinílica enlucida sobre fieltro 500 g/m2 .......................
Parquet en mosaico encolado ..............................................
Linoleum ..............................................................................
Capa vinílica sobre soporte textil .........................................
Capa o losetas plásticas sin soporte textil ni subcapa
elástica incorporada..............................................................
de choque
normalizado
Ln sobre losa
tipo Ln
expresado en
dB (A)
40 a 55
54 a 55
52
55 a 60
51 a 60
58
}
60 a 66
62
67
63 a 68
66
70
67 a 75
70
70
70
56 a 72
71
70 a 72
}
71 a 73
74
}
78
76 a 78
80
107
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 108
,,
,,
,,
,,
Pared
Revoque
Erróneo
Erróneo
Zócalo
Piso
Contrapiso
Aislante
Losa Hº
Capa
asfáltica
Fig. 95 c
Erróneo
Correcto
,,
,,
,,
,,
,
,
,
Pared
Revestimiento
Masilla plástica
suelo de baldosas
flotantes
Mortero
de asiento
Pared
Revoque
Zócalo
Piso
Contrapiso
Contrapiso
Erróneo
Losa Hº
Fig. 95 a: Encuentros
con paredes
Losa Hº
Aislante
Fig. 95 d
Fig. 95 b
de baja y alta frecuencias, pero siempre molestos.
También locales como cajas de escaleras y cocheras son
muy reverberantes y deben ser tratados acústicamente.
Normas IRAM
Existe un cuerpo completo de Normas IRAM referente al
tema de transmisión, aislación y protección del sonido
en edificios. Su consulta es obligada para los diseñadores ya que suministra requisitos y sugerencias para una
adecuada solución acústica.
De la N. IRAM 4044 transcribimos las Tablas “I” y “II”
por su importancia en el diseño acústico.
Soluciones constructivas.
Cerramientos usuales.
En las Figs. 96-97-98-99 y 100 se muestran soluciones
de muros exteriores e interiores con la reducción de ruidos aéreos. La Fig. 101 es una típica solución de aislamiento de piso.
Capa
asfáltica
Polestireno
expandido
s/ cálculo
Conclusión
Con lo expuesto tratamos de dar un concepto del fenómeno físico del sonido y su relación con el “hábitat”, como factor posible de agresión al mismo. Con nuestra tradición constructiva, basada en mampuestos y hormigón
no se ha planteado el comportamiento acústico como
un problema de resolución frecuente, aun considerando
la mayor ligereza actual de la construcción convencional. Donde creemos que sí existe es en muchos sistemas
industrializados por diseños incorrectos y materiales poco aislantes. Efectivamente, hemos visto “tiras” de vivienda con áticos comunes sin muros divisorios. Es decir un ático desde la primera a la última vivienda. Muros
de paneles con placas metálicas en ambas caras con mínima reducción acústica y otros parecidos en combinación de materiales. Como recomendaciones que creemos útiles sugerimos:
a) Efectuar una comprobación de los cerramientos simples usando la ley de masa.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
108
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 109
Norma IRAM 4044
TABLA I Valores de Rw para distintos tipos de construcción
1-Edificios de departamento para vivienda u oficina
Divisorios entre departamentos u oficinas en el mismo edificio
Muro divisor o entre departamentos u oficinas con edificios linderos
Muros linderos con espacios de uso común (escaleras, ascensores, pasillos y recepción)
Muros linderos con cocheras y/o sus accesos
Muros o tabiques de división interna
2-Viviendas Unifamiliares
Muro divisorio de predio
Muros o tabiques internos o privados, no industriales
3-Locales públicos, linderos con viviendas u oficinas
Muros o tabiques
4-Hospedaje y salud
Muros o tabiques entre “habitaciones que deben ser silenciosas” y “locales ruidosos”
5-Educación
Muros o tabiques entre aulas y similares
Muros o tabiques entre aulas y pasillos o escaleras
Muros o tabiques entre salas de música o entre éstas y aulas
TABLA II Ejemplos constructivos
TIPOS COMUNMENTE UTILIZADOS
Rw (en dB)
44
48
44
48
37
48
37
56
56
44
40
56
Espesor Rw
(m)
g
(dB) (Kg/m2)
Ladrillo cerámico hueco de 0,18 m, ambas caras revocadas
0,21
44 220
Ladrillo cerámico hueco de 0,11 m, ambas caras revocadas
0,14
40 160
Ladrillo común de 0,12 m, ambas caras revocadas
0,15
50 260
Ladrillo común de 0,27 m, ambas caras revocadas
0,30
54 500
Hormigón armado premoldeado de 0,10 m con revoque grueso y salpicado
0,12
45 250
Hormigón armado sin juntas
0,12
50 250
Panel de yeso de 0,0125 m, cámara de aire de 0,07 m, panel de yeso de 0,0125 m,
y zócalo cerámico, perfiles de chapa de 0,56 mm de espesor y juntas selladas con
masilla y papel
0,095
43
30
Panel de yeso de 0,0125 m,cámara de aire de 0,07 m, 0,05 m de fibra de vidrio de
20 Kg/m3, cámara de aire de 0,02 m, 2 placas de yeso de 0,0125 m cada una,
zócalo cerámico, perfiles de chapa de 0,56 mm de espesor y juntas selladas
0,095
47
31
2 placas de yeso de 0,0125 m cada una, 0,05 m de fibra de vidrio de
20 Kg/m3, cámara de aire de 0,02 m, 2 placas de yso de 0,0125 m cada una,
zócalo cerámico, perfiles de chapa de 0,56 mm de espesor y juntas selladas
0,12
54
61
2 placas de yeso de 0,0125 m cada una, cámara de aire de 0,07 m, 2 placas
de yeso de 0,0125 m cada una, zócalo cerámico, perfiles chapa de 0,56 mm de
espesor y juntas selladas
0,12
49
60
Nota 1: Para Rw mayores o iguales que 52 dB se recomiendan muros o tabiques simples con una
masa superficial mayor de 350 Kg/m2.
Nota 2: Para Rw mayores que 55 dB es conveniente recurrir a muros o tabiques compuestos cuyas capas
estén desvinculadas convenientemente.
Nota 3: Los tabiques de construcción en seco deben ser ejecutados respetando cuidadosamente las
especificaciones del fabricante para obtener los valores dados en tabla.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
109
Capítulo 04 24/04/2001 1:02 PM Page 110
EXT
Muro de ladrillo común visto 28 cm
Lana de vidrio rígido esp.2,5 cm d: 70 Kg/m3
Cámara de aire esp. 2 cm
Yeso esp. 12 mm
Adhesivo del panel de lana de vidrio
Cámara de aire esp. 2 cm
Lana de vidrio esp. 2,5 cm
Placa de yeso esp. 1 cm
Placa de yeso esp. 12 mm
Ladrillo hueco ancho 10,8 cm
INT
Yeso esp. 1 cm
Rw = 56 dB A
Rw = 48 dB A
Fig. 96: Aislamiento de ruido aéreo
Fig. 99: Mejora del aislamiento de un muro interior
Muro de bloques de hormigón esp. 11,5 cm
Muro de hormigón premoldeado esp. 14 cm
Cámara de aire esp. 2 cm
Cámara de aire esp. 2 cm
Adhesivo del panel de lana de vidrio
Adhesivo del panel de lana de vidrio
Lana de vidrio esp. 2,5 cm d: 70
Lana de vidrio rígido esp. 2,5 cm d: 1,7 Kg/m3
Kg/m3
Placa de yeso esp. 12 mm
Placa de yeso esp. 12 mm
EXT
INT
Rw = 57 dB A
Rw = 55 dB A
Fig. 100: Aislamiento muro de Hº premoldeado
Fig. 97: Aislamiento de muro exterior de bloques de Hº
,,
,,
,,
,,
Tabique de yeso esp. 7 cm
Cámara de aire esp. 2 cm
Adhesivo del panel de lana de vidrio
Lana de vidrio esp. 2,5 cm
Muro de ladrillo esp. 28 cm
Baldosa y mortero esp. 4 cm
Contrapiso esp. 8 cm
Placa de yeso esp. 12 mm
Lana de vidrio rígida esp. 2,5 cm
Losa de hormigón esp. 14 cm
Rw = 48 dB A
Fig. 98: Aislamiento de muro interior de yeso
b) Aplicar los principios del funcionamiento de las capas múltiples incluida la de aire, como se indicó anteriormente.
c) Evitar los puentes fónicos y estudiar con cuidado los
encuentros con pisos y techos.
d) De ser posible, buscar orientaciones no expuestas directamente a fuentes sonoras importantes, para colocar
paredes sin aberturas.
e) En la distribución interna de las viviendas deben separarse los ambientes de descanso y estudio de los más
ruidosos tales como baños, cocinas, estar, etc.. Escaleras
Fig. 101: Mejora del nivel de ruido por impacto: 17 dBA
y ascensores no deberían estar adosados a dormitorios.
f) Aislar las instalaciones en sus componentes más ruidosos.
En pocas palabras: analizar en detalle y en el conjunto
la prevención del ruido, y por último para dudas respecto a componentes realizar ensayos de laboratorio que
determinen la aislación que se puede esperar.
Para los casos corrientes, consideramos que las Normas
IRAM son suficientes en cuanto a información del aislamiento se refiere ✘
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 111
CAPITULO 5
Reglas de durabilidad
Introducción
E
n el análisis de las reglas de calidad de las viviendas, seguridad, habitabilidad y durabilidad, es esta última la más difícil de precisar.
Las catedrales góticas fueron proyectadas para durar
mucho tiempo. Sin embargo no se podía prever la agresión que la lluvia ácida sobre las grandes ciudades les
ocasiona; esta agresión obliga a tareas de conservación,
que sus constructores ni siquiera soñaron. Fig. 1.
En nuestro estudio sobre las viviendas industrializadas el
ejemplo anterior es ilustrativo. Efectivamente: cuando
definimos la duración que debe alcanzar una construcción, hay que plantear a la vez el mantenimiento que
debe tener para alcanzar ese plazo.
No existe una vivienda a la cual no sea necesario mante-
Fig. 1: Dos ejemplos históricos: vista de la Catedral de Colonia en Alemania y de un tímpano de una iglesia románica en Francia,
que representan una pequeña muestra del elevado costo de mantenimiento causado por la corrosión del medio ambiente ácido
de las ciudades europeas, que atacan materiales que eran considerados eternos, como la piedra.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 112
ner, pero existen las que requieren un gasto bajo y aquellas de muy alto costo de conservación. Se puede entender la durabilidad como una cuestión económica.
Para comparar el valor de una construcción con otra se
deberá considerar además de su costo inicial, el costo de
su mantenimiento para cumplir su vida útil.
Las posibilidades de financiación del costo de una vivienda, dependerán de la durabilidad y del costo de
mantenimiento de la misma. Ciertamente, no se debe
construir una vivienda con un crédito hipotecario a 30
años si la vivienda dura 20 años. O no se puede aspirar
que el usuario pague la cuota del crédito si el gasto de
conservación de la vivienda resulta más oneroso que la
misma.
Los cambios sociales afectan el
concepto de durabilidad de la
vivienda
La forma de vida de las personas: sus hábitos o costumbres cambian con el tiempo y no se puede predecir qué
funciones se le pedirán a la vivienda dentro de 30 años.
Treinta años atrás nadie soñaba con las computadoras
en los hogares.
Hasta este siglo la vida del hombre en su casa tuvo muy
pocos cambios, de igual manera la construcción de su
vivienda varió muy poco. No es casual, sino causal, que
los cambios en la forma de vida del hombre de este siglo se manifiesten en cambios en su forma de construir
y en lo que le exija a su vivienda.
La idea que hoy tenemos de mantenimiento: pintura,
reemplazo de ciertos elementos como juntas, selladores
etc., puede extenderse al costo de funcionamiento de
una casa. Si se coloca un sistema de control electrónico
de control de calor y calidad del aire en la casa, ¿cuánto se ahorra en energía para tener la casa confortable y
el aire sano? pero ¿cuánto cuesta colocarlo en una casa
donde hay que canaletear paredes macizas, y que de paso tienen gran inercia térmica?
Este tipo de conceptos se puede extender,la idea es
mostrar que la durabilidad y el mantenimiento abarcan
temas conocidos y temas que solo pueden ser conjeturados, por lo tanto en su tratamiento sólo podemos presuponer y acordar pautas a respetar.
La forma de construir tradicional (la mampostería cerámica en nuestro país) tiene construcciones que tienen siglos
en pie. Para funcionar actualmente, esos edificios gastaron mucho dinero en acondicionarse. Ese gasto de acondicionar ¿siempre es menor que construir uno nuevo?
Es una idea muy difundida la de que una construcción
tradicional de mampostería cerámica tiene mayor durabilidad que una, por ejemplo, de un sistema liviano de
Fig. 2: Algunos Sistemas industrializados favorecen el
tendido y recambio de cañerías.
estructura metálica revestida con placas o tableros. Sin
embargo en la segunda es ciertamente más barato reemplazar sus instalaciones por otras más modernas y eficientes. Fig. 2.
Otros aspectos que no son ni económicos ni tecnológicos. La legislación de cada país al fijar tiempos y alcances de las responsabilidades por los defectos de una
obra, de alguna manera está ayudando o perjudicando
la preocupación por durabilidad de la misma.
La durabilidad que se exige a una vivienda debe ser
convenida por las partes y no librada a la buena voluntad del proyectista o constructor. Así como para cumplir
las Reglas de Seguridad, contamos con los reglamentos
CIRSOC y otros, o como para las reglas de Habitabilidad
disponemos de las Normas IRAM, en el caso de la durabilidad deben estipular qué objetivos en cuanto a durabilidad y mantenimiento se espera de la construcción y
de cada una de sus partes.
Un concepto similar a la “garantía” de los productos de
la industria, se deberá imponer en la construcción de viviendas. Necesariamente irá ligado a una “gestión de calidad” en el proyecto y la construcción.
Definiciones
Las que consideramos más adecuadas, son las que establecen la Norma IRAM 11553.
Deterioro de un edificio:
Es la disminución, temporaria o permanente del valor físico de los materiales, componentes o instalaciones de
un edificio. O sea el grado de destrucción de un edificio o partes de él que permiten medir o apreciar su durabilidad.
Vida física de un edificio:
Es la duración de un edificio de acuerdo a la vida de los
materiales, componentes e instalaciones con que fue
construído y a su adecuado mantenimiento.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 113
Vida económica de un edificio:
Es la duración de un edificio en relación con su funcionalidad, adaptación, ubicación y posibilidades de renta.
Vida útil de un edificio:
Es el menor período de tiempo que debe durar física y
económicamente un edificio, y es lo que define la durabilidad.
Mantenimiento de un edificio:
Es el cuidado que se requiere para que el edificio alcance su vida útil. Y es condición sin la cual no hay durabilidad posible.
Expectativa de vida útil (La Norma define
Expectancia) de un edificio:
Es la vida útil remanente de un edificio, apreciada en un
momento dado. Mide también las posibilidades de adaptación.
Adaptabilidad de un edificio:
Es la posibilidad de adecuar un edificio para prolongar
su vida económica, afectada por ejemplo por su entorno, por los cambios tecnológicos, por los cambios de
uso, a fin de mantener la rentabilidad prevista.
Obsolescencia (La Norma define Obsolencia) de un edificio:
Es la pérdida de la vida económica de un edificio, debido a circunstancias ajenas a él. Como ser los cambios sociales, económicos o tecnológicos.
Decrepitud de un edificio:
Es el estado de un edificio cuando su expectativa de vida útil (expectancia) es cero. Es decir no tiene vida útil
remanente.
Según la vida útil se clasifica el tipo de edificio en:
Permanente: 50 años de vida útil
como mínimo.
Durable: 30 años de vida útil
como mínimo.
Semidurable: 20 años de vida útil
como mínimo.
Semiprovisional: 10 años de vida útil
como mínimo.
Provisional: menos de 10 años
de vida útil.
Las definiciones precedentes ayudan a las partes a ponerse de acuerdo en la durabilidad de la vivienda que
se pretende y la que se ofrece.
¿Cuánto tiempo debe durar una
vivienda permanente?
La durabilidad de estos 50 años implica que todas las
exigencias humanas (ver capítulo 1) deben ser satisfechas durante ese período,contando la vivienda con el
debido mantenimiento y siendo usada normalmente.
Estos 50 años pueden parecer pocos si se mira el costo
de las viviendas a reconstruir por superar esa edad. Cinco décadas parece excesivo si se considera que las instalaciones comunes, las carpinterías y otras terminaciones costosas raramente superan los 30 años. Estudios citados por G. Blachere, en Francia, indicarían que tratar
de reparar viviendas de más de 60 años es tan costoso
como volver a construirlas. Con tales consideraciones parece prudente en las actuales circunstancias exigir a las
viviendas una duración de medio siglo.
Factores que comprometen la
durabilidad
No profundizaremos sobre todos los posibles factores
que atacan la vida útil de una vivienda, pero a manera
de guía de control enumeraremos los siguientes:
Ocasionados por agentes exteriores a la
vivienda
El origen del deterioro se encuentra fuera de la vivienda. Podemos agruparlos en:
a) Climáticos:
Lluvias: su efecto erosivo y aporte de humedad favorecen procesos de corrosión y degradación de los cerramientos. Ver Fig. 3.
Vientos: además de las consideraciones estructurales,
provocan erosión si se combinan con arena u otros elementos.
Fig. 3: Deterioro por agua de lluvia y falta de mantenimiento
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 114
Sol: Las radiaciones de luz solar afectan los cerramientos,
su efecto sobre los plásticos y maderas, así como sobre
las pinturas debe ser cuidadosamente contemplado.
Variaciones de la Humedad Ambiente: algunos cerramientos son especialmente susceptibles de cambiar de
volumen con la humedad,estos movimientos pueden
traer consigo deterioros .
Agua del terreno: El contacto con agua del terreno, sea
por inundación o por ascensión capilar, produce el deterioro en ciertos cerramientos.
Heladas: En los materiales porosos, donde se puede
acumular humedad, al disminuir las temperaturas por
debajo de cero grado el agua cambia su estado. El aumento de volumen del agua congelada provoca la destrucción del material: ver Fig. 4.
Lo mismo sucede en las cañerías o tanques de reserva
que conducen o contienen líquidos y no están protegidos de las bajas temperaturas.
Grandes amplitudes de temperatura: todos los materiales varían su volumen con la temperatura, estas varia-
Fig. 6: El mismo sistema de la Fig. 5, pero diseñado para
Canadá. Ver el zócalo símil piedra que contempla la
acumulación de nieve.
Fig. 4: Tejas porosas degradadas por heladas
Fig. 5: Sistema constructivo con elementos plásticos en un
diseño para La Rioja (Argentina)
ciones traspuesto cierto límite se traducen en dilataciones o contracciones incompatibles con el funcionamiento del cerramiento.
Gases industriales disueltos en la atmósfera: es el caso de las lluvias ácidas. La proximidad de ciertos procesos industriales son factor de riesgo por sus emanaciones.
La nieve: la acumulación de nieve sobre techos, o al lado de muros, puede modificar el funcionamiento de estos cerramientos. En efecto un techo que evacúa correctamente el agua de lluvia, con acumulaciones de nieve
actúa como un recipiente que acumula agua. De igual
manera las acumulaciones de nieve sobre los muros
pueden provocar filtraciones. Ver Figs. 5 y 6.
Suelos con sustancias agresivas,niebla salina en zonas
marítimas, etc.
b) Fuego:
La posibilidad de propagación del fuego debe ser contemplada en los cerramientos. En la foto de la fig. 7 se
observa el estado en que quedó una vivienda que tenía
techo de Tejuelas de madera de Alerce. Ante un incendio forestal, no es difícil imaginar lo que ocurrió.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 115
Fig. 8: Deterioro de armaduras de viguetas por los cloruros
Fig. 7: Vivienda dañada por el fuego en las cercanías de S.
C. de Bariloche a comienzos de 1996.
c) Biológicos:
Ataques de insectos, hongos, roedores, pájaros etc. Debe ser verificado que los materiales dispuestos resistan los
ataques antedichos.También se debe evitar que aquéllos
encuentren refugio en cavidades de la vivienda.
Ocasionados por agentes interiores:
Estos agentes provienen de las actividades que se realizan en el interior de la Vivienda.
Generación de vapor de agua:
Según se vio al analizar la condensación intersticial, el
vapor generado en la vivienda puede transformarse en
agua en el interior de los cerramientos. Esta humedad
puede disminuir la vida útil del muro o techo.
Fuentes de Calor:
Faltas de previsión pueden ocasionar degradaciones en
materiales que no soportan altas temperaturas. Es común observar como se deterioran las aislaciones de muro cuando son afectadas por el calor de estufas o sus
ventilaciones. El uso de salamandras y hogares requieren especiales cuidados.
Golpes o choques:
Los golpes son causa de deterioro en el interior de la vivienda. Es por este motivo que siempre se ensayan los
muros al impacto duro y blando en la construcción industrializada.
Pérdidas de agua:
El efecto de la humedad en los cerramientos tiene también este posible origen.
La combinación de ciertos materiales ocasiona deterioros:
Corrosión por algún agregado inadecuado o en exceso:
Este es el caso de las viguetas a las cuales se le agregó
un acelerante de fragüe que provocaba corrosión de las
armaduras. En las figuras 8 a 10 se ve el deterioro en
Fig. 9: Idem figura 8
Fig. 10: Idem figura 8
las losas de entrepiso causado por la destrucción de la
armadura de dichas viguetas.
En la foto de la figura 11 se observan los revoques exteriores cuarteados por una reacción producida por el tipo de puzolanas que se utilizó para la elaboración del
hormigón.
Corrosión por par galvánico:
El mecanismo de la pila galvánica, provoca la degrada-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 116
ción del material que actúa como ánodo. Recordemos
que actúa como ánodo el material de menor potencial
electroquímico. Ver Tabla I. El aluminio en contacto con
el hierro se comportará como ánodo y se degradará. Es
lo que ocurre al usar tornillos de hierro sobre perfiles de
aluminio.
Tabla 1 -Escala de Nernst
Potencial Electroquímico
Aluminio
Zinc
Hierro
Níquel
Estaño
Plomo
Cobre
Mercurio
Plata
Oro
-1,49 V
-1,28 V
-0,34 V
-0,23 V
-0,19 V
-0,15 V
+0,33 V
+0,75 V
+0,77 V
+1,08 V
La durabilidad de los materiales de
uso más común
Hormigones:
Es de los que requieren menos mantenimiento.
Las precauciones para lograr la durabilidad deseada se
encuentran en los reglamentos CIRSOC, además existe
una extensa bibliografía. Dentro de las patologías que
más han afectado a los sistemas constructivos se encuentran las que producen la corrosión de la armaduras.
Ciertamente no han sido las bajas resistencias del hormigón, las que provocan problemas en la construcción industrializada de viviendas, sino algunos agregados que
reaccionan corroyendo las armaduras. En las fotos de las
figuras 8 a 10 se observa como se han corroído las armaduras de acero. Esto se debió a un agregado, en base a cloruros de calcio, para que el hormigón acelerase
su proceso de fragüe. Al iniciarse la corrosión, la armadura se hincha, y estallan los revestimientos y el proceso se acelera hasta acabar con las armaduras. Por lo tanto, con especial cuidado se debe atender todo agregado
para mejorar las características del hormigón (ver CIRSOC 201). Los análisis de las puzzolanas que se usaron
en el hormigón de las viviendas, hubiera evitado su uso
y las consecuencias que su reacción con el cemento
provocó: desprendimientos y fisuras. Ver la foto de la figura 11.
Fig. 11: Reacción en el hormigón por puzolanas agresivas.
Maderas:
La madera con el tratamiento adecuado y su correcto
mantenimiento puede alcanzar la duración pretendida.
Las fallas surgen cuando se utiliza madera sin estacionar
y sin ningún tratamiento. Existen publicaciones que tratan ampliamente los procedimientos para preservar la
madera. Consideramos que con las técnicas y costos que
hoy día tienen los tratamientos para proteger las maderas no tiene sentido no hacerlo. El uso de madera al exterior requiere ciertamente mayor mantenimiento para
alcanzar la durabilidad propuesta.
Metales:
En los metales las patologías observadas han sido principalmente dos:
La corrosión por falta de protección y la corrosión de los
pares galvánicos. En ciertas ocasiones los descuidos en
obra llevan a que se pierda la protección antióxido de
los elementos metálicos, estos descuidos terminan en
procesos corrosivos. Al usar metales al exterior,errores
de diseño de los cerramientos que impiden la limpieza
o repintado termina en deterioros.
Plásticos:
En nuestro País no se ha hecho uso masivo de ellos. La
atención debe ser puesta en dos aspectos:
a) si son resistentes a las radiaciones solares y
b) si mecánicamente se comportan de manera satisfactoria. En ambos casos es ineludible la realización de ensayos. De envejecimiento en el primer caso y de impacto en el segundo. Como en el caso de la madera, el
mantenimiento es de suma importancia.
Conclusiones
La durabilidad comienza por el diseño. Con ciertos diseños se compromete seriamente la duración de cada parte de la vivienda. El proyectista debe tener presente que
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Capítulo 05 24/04/2001 1:06 PM Page 117
Fig. 12 a 15: Conjunto de viviendas con problemas de mantenimiento. La falta de atención pone en peligro la vida de las
personas. Las áreas comunes son las más críticas como en los puentes pasillos, donde el grado de deterioro es tan importante
que la mejor alternativa sería demolerlos y volver a construirlos.
un pequeño fallo o falta de mantenimiento lleve a la reducción de la durabilidad de la vivienda.
Además de los conceptos hasta aquí analizados,existe
una patología muy común y que ha comprometido la
durabilidad de muchos proyectos impecables desde el
punto de vista técnico.
El sector social al que va destinado el producto vivienda. Efectivamente hay diseños de viviendas que requieren mantenimiento constante que muchas veces no está
al alcance de los ocupantes. Ya sea por razones económicas o culturales se encuentran viviendas como las de
la foto de la figura 3 donde la madera exterior no es
mantenida.
Muchas veces estos fenómenos se potencian en conjuntos multifamiliares, donde las servicios comunes son desatendidos y los problemas de mantenimiento no son
atendidos hasta que es demasiado tarde.
En las fotos de las figuras 12 a 15, se observa un barrio
en el gran Buenos Aires donde los pasillos-puentes que
comunican las unidades habitacionales no tuvieron el
mínimo mantenimiento y cuando se desea reparar el
costo de la compostura hace dudar de la conveniencia
de hacerlo o construirlo nuevamente. El deterioro de estos conjuntos a veces afecta a sus ocupantes. Al no cuidarse el conjunto de viviendas los habitantes que económicamente pueden hacerlo abandonan el lugar y ese
lugar es ocupado por grupos de menores recursos aún.
En definitiva las posibilidades de mantenimiento desaparecen. En Inglaterra en la década del 80 se han demolido varios de estos conjuntos que habían sido abandonados por sus ocupantes originales y se habían convertido en lugares que favorecían las conductas antisociales.
El hacinamiento y la despersonalización son factores
que afectan la durabilidad de las viviendas ✘
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Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 119
CAPITULO 6
Sistemas constructivos de grandes paneles
Introducción
L
a utilización de elementos planos de grandes
dimensiones que funcionan como muros o como losas de entrepiso en los edificios, no es
reciente. Al contrario, los primeros ensayos de industrialización, como los de Thomas Alva Edison, a comienzos
de siglo, estuvieron asociados a los grandes paneles.
Excepción hecha de los sistemas tridimensionales, los
de grandes paneles son los sistemas constructivos de
mayor grado de industrialización y de menor tiempo de
montaje en obra.
Estas dos características son las que los hacen sumamente competitivos en la construcción masiva de viviendas.
La gran inversión en instalaciones para el moldeo de los
paneles, el equipo de vehículos para su transporte y
grúas para el montaje puede ser amortizada rápidamen-
Fig. 1: Conjunto de viviendas con grandes paneles.
Sistema Supercemento. Pcia. de Santa Fe, Argentina
te con grandes producciones (Fig. 1).
En la foto se observa el montaje de un conjunto de viviendas, donde el uso repetido de los mismos tipos de
paneles para los muros y losas, acelera la amortización
de los moldes, y donde la proximidad entre los edificios
optimiza el empleo de los equipos pesados de montaje
que no deben recorrer distancias importantes.
La máquina fundamental en las fábricas de grandes paneles es el molde. Este ingenio, uno de los más antiguos
conocidos, sustituye la habilidad del artesano para obtener superficies planas. El molde fabricará siempre la misma pared, días de lluvia, de heladas o de sol ardiente.
Las viviendas construidas con sistemas constructivos en
base a grandes paneles son, por el tipo de materiales
que emplean, muy similares a las construidas con siste-
Fig. 2: Vivienda unifamiliar en Nequén. Sistema Fattorello,
Argentina
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Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 120
mas tradicionales. (Fig. 2)
En efecto, en nuestro país donde culturalmente la vivienda se asocia a paredes macizas, los muros de grandes paneles son aceptados.
El uso de este tipo de sistemas no tiene limitación geográfica.
En la Fig. 3 a), se observa un conjunto de viviendas en
la provincia de Tierra del Fuego construido con el sistema de grandes paneles de hormigón, el mismo sistema,
con otro diseño, se ve en la Fig. 3 b) en un barrio en la
provincia del Chaco. La aislación térmica se coloca en el
interior de los muros exteriores y con sólo variar su espesor se logra adecuar el muro a la zona bioclimática en
cuestión. Debe verificarse que se cumplan las Reglas de
Calidad: Seguridad, Habitabilidad y Durabilidad analizadas
en los capítulos anteriores y que varían para cada zona.
El techo en la zona del Chaco se resolvió con losas de
hormigón y tejas españolas. En el caso de las viviendas
de Río Grande, provincia de Tierra del Fuego, se optó
por una cubierta de chapa. Se debe recordar que es una
zona sísmica y cualquier reducción en el peso de los
componentes contribuye a disminuir la carga de sismo.
Si bien la ecuación económica es óptima para la construcción de grandes conjuntos de viviendas, en los últi-
mos años operan fábricas de grandes paneles que abastecen el mercado de viviendas individuales aisladas.
A menudo proveen la cáscara de la vivienda que luego
será revestida a elección del propietario. Ver Fig. 4 a) y
b). En las fotografías se observa cómo el mismo modelo de casa, en un caso se reviste con tejuelas adquiriendo el aspecto de ladrillo visto y en el otro se deja liso el
muro de frente.
En el caso de viviendas individuales las cualidades de
los grandes paneles estarán dadas por su solidez, su
gran aislación con poco espesor y su rápida ejecución.
Las ventajas económicas del uso de grandes paneles se
pierden al aumentar el número de paneles distintos para
construir la vivienda. El flete es una barrera para competir en lugares alejados de los centros de producción.
Erróneamente se asocia a los grandes paneles con proyectos poco flexibles y sin valores estéticos en los que
circunstancialmente se los ha empleado. Las fotografías
de las Figs. 5 a), b) c) y d) nos muestran ejemplos de
lo contrario.
Los grandes paneles son una forma de construir, si el
proyecto de arquitectura es malo, no empeorará por
usar los grandes paneles.
Fig. 3a: Conjunto de viviendas en Tierra del Fuego.
Sistema Supercemento, Argentina
Fig. 4a: Vivienda unifamiliar con revestimiento símil
ladrillo visto en Neuquén. Sistema Fattorello, Argentina
Fig. 3b: Conjunto de viviendas en el Chaco. Sistema
Supercemento, Argentina
Fig. 4b: Vivienda idem anterior sin revestir, en Neuquén.
Sistema Fattorello, Argentina
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Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 121
Fig. 5a: Edificio de viviendas construido con grandes
paneles en Milán. Sistema S.A.C.I.E., Italia.
Fig. 5d: Viviendas apareadas. Sistema Tracoba, Francia
Funcionamiento estructural
Los sistemas en base a grandes paneles se pueden clasificar según su función estructural en el edificio.
Los paneles pueden ser portantes o no portantes según
tengan o no capacidad de tomar carga por compresión.
Así se clasifica en dos formas estructurales a los sistemas
que estamos analizando:
- Cuando los paneles son no portantes, la estructura
debe resolverse con:
1. Sistema de esqueleto:
columnas y vigas y losas componen la estructura resistente, los paneles son sólo cerramientos.
- Cuando los paneles son portantes, la estructura se
resuelve con:
2. Sistema de paneles portantes:
Fig. 5b: Conjunto de 76 viviendas para Ente Nacional de
Yaciretá. Sistema Supercemento, Argentina.
Fig. 5c: Vista desde las galerías exteriores, del conjunto
descripto en la fig. 5b.
Sistema de esqueleto
Esta solución estructural es la que se emplea en los edificios de grandes luces, dimensiones o espacios libres
(Ver Fig. 6): Los paneles servirán como cerramiento.
Las cargas gravitatorias pasan de las losas y muros a las
vigas premoldeadas, las que a su vez descargan en las
columnas también premoldeadas que apoyan en las fundaciones.
La adopción de los sistemas de esqueleto, agrega entonces la fabricación de vigas y columnas, con su consiguiente montaje y ejecución de uniones.
Los sistemas de esqueletos no tienen por qué ser exclusivamente como el descripto. Se pueden mezclar con
otros elementos portantes como los paneles de fachada,
según se ve en la Fig. 7.
En este caso se aprovecha el panel de fachada para
reemplazar la función de las vigas del frente.
Los muros exteriores se pueden resolver con cualquier
tipo de cerramiento, desde muros cortina, a mampostería tradicional. Obviamente por este camino nos alejamos del uso de grandes paneles.
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Fig. 6: Sistema de esqueleto, donde columnas y vigas
prefabricadas son la estructura resistente
Fig. 8: Edificio con estructura de esqueleto donde losas,
columnas y vigas son prefabricadas. Sistema Fattorello.
Neuquén, Pcia. de Neuquén
Fig. 7: Esquema de esqueleto resistente mixto, a base de
columnas, vigas y fachadas portantes prefabricadas
En la foto de la Fig. 8 se observa un edificio de 5 plantas construido en la Ciudad de Neuquén en el año 1992
donde losas, vigas y columnas son prefabricadas. Los
muros se resolvieron con mampostería tradicional.
Se puede resolver la estructura eliminando las vigas como se observa en la Fig. 9. Allí la columna soporta directamente la descarga de las losas, y los paneles de fachada son portantes. En estos casos se deberá contemplar un capitel de apoyo para las losas de piso.
Existe una solución usando el principio de esqueletos,
pero donde las vigas y columnas se premoldean formando un solo elemento: el pórtico.
La unión de dos columnas por medio de una viga desde el momento de su moldeo es un camino de transición hacia los paneles portantes. En efecto si aumentamos la altura de la viga y el ancho de las columnas, en
el límite tendremos un panel portante con una abertura.
Los pórticos pueden presentar distintas conformaciones:
ver Fig. 10. En el primer caso tanto vigas como columnas son macizas y del mismo espesor, al cubrir luces importantes el peso de este pórtico puede ser un inconveniente para el montaje, ya que obliga al uso de grúas de
mayor porte.
La Fig. 11 muestra cómo se puede aligerar el peso ahuecando la viga. La razón para ahuecar la viga y no disminuir su ancho está basada en que para el moldeo de la
pieza, es mucho más sencillo que la columna y la viga
se encuentren a filo en ambas caras del pórtico.
Otra forma de disminuir el peso del pórtico es separarlo en dos partes: una la cruz donde están los nudos y la
otra parte es la viga, ver Fig. 12.
El detalle que define un sistema de esqueleto es la unión
entre vigas y columnas, más adelante al tratar uniones
veremos algunas soluciones.
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Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 123
a) Los elementos
portantes en fachada
son columnas
Fig. 11: Esquema de estructura de esqueleto con pórticos
alivianados.
b) Los elementos
portantes en fachada
son los grandes paneles
Fig. 9: Esquema de estructura con esqueleto resistente
sin vigas
Fig. 12: Esquema de estructura de esqueleto con pórticos de
dos elementos
Fig. 10: Esquema de estructura con pórticos
Sistema de paneles portantes
El sistema se resuelve sólo con paneles y losas. Se evitan así tanto la vigas como columnas y sus correspondientes uniones. Su limitación es el peso de los elemen-
tos necesarios para cubrir grandes luces. Su empleo
ofrece la mayor economía para edificios de vivienda u
oficinas.
El uso de estructuras de paneles portantes simplifica el
montaje y le confiere gran velocidad al disminuir la cantidad de piezas a colocar.
Los sistemas estructurales basados en los paneles portantes, se clasifican según cuáles sean sus muros portantes en (ver Fig. 13):
a: Longitudinales o fachadas portantes
b: Transversales
c: Cruzados: combinación de los anteriores.
La solución de las fachadas portantes a), ofrece como
ventaja la posibilidad de ambientes principales como salas de estar o dormitorios con dimensiones importantes
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paneles
portantes
a)
Paneles portantes
longitudunales o
fachadas portantes
Como es natural la elección de uno u otro sistema, dependerá de la planta de arquitectura que se quiera resolver. Si el frente del edificio lleva balcones lo más
práctico es usar el sistema a). Si estos balcones pueden
tener sus costados cerrados, se puede pensar en el sistema b).
El sistema estructural de paneles portantes cruzados c):
ofrece a las losas de entrepisos mayor cantidad de apoyos, con lo cual se disminuyen los espesores de las mismas y por lo tanto su peso. En pequeños ambientes resulta económico este tipo de losa cruzada que apoya en
sus cuatro bordes, al aumentar las dimensiones, se requiere una losa de mayor tamaño, lo que implica moldes de grandes dimensiones y costosos. Ciertamente el
molde para una pieza de gran superficie requiere refuerzos especiales para evitar alabeos o deformaciones importantes que luego impidan el correcto apoyo.
Las losas de entrepiso para cubrir grandes luces en general son unidireccionales, es decir apoyan en dos extremos,
por lo cual son innecesarios los otros dos apoyos.
Estabilidad Espacial
b)
Paneles portantes
transversales
c)
Paneles portantes
cruzados
paneles
portantes
paneles
portantes
Fig. 13: Sistemas estructurales de paneles portantes
al no tener necesidad de ajustarse al módulo o distancia
entre paneles transversales, como ocurre en sistema b).
Además en el caso de las fachadas portantes se aprovecha un panel exterior que de por sí debe ser de un espesor importante por la aislación acústica y térmica, para hacerlo portante.
El uso de paneles portantes transversales b) tiene a su
favor que las fachadas se resolverán sin tener que ejecutar una unión portante con la losa. Esto en ciertos sistemas otorga una gran libertad para resolver los frentes.
Elegido o determinado según el punto anterior la forma
de funcionamiento estructural para las cargas verticales
(peso propio y sobrecarga), resta definir la forma en que
se tomarán las fuerzas horizontales como viento o sismo.
Se deben disponer elementos estructurales de tal manera que impidan las excesivas deformaciones laterales así
como también los desplazamientos por torsión.
Partimos de lo analizado en el Capítulo 3 sobre Requisitos de Seguridad, donde se planteó el recorrido de las
cargas horizontales y particularizando para el caso de los
grandes paneles usaremos el esquema de la figura 14.
Tomemos en principio el funcionamiento estructural para las acciones del viento. En el primer gráfico se observa como el viento incide sobre los paneles exteriores.
Los muros exteriores de grandes paneles no tendrán mayores inconvenientes en tomar la presión o succión del
viento que actúa perpendicularmente a su plano.
Este muro necesita descargar esa fuerza del viento, y los
elementos sobre los cuales lo hace son los diafragmas
horizontales, o sea las losas de entrepiso. Para que esa
descarga se realice debe existir una unión que transmita la fuerza perpendicular al muro al elemento losa en
su plano (unión A). Se verán después, las diferentes
formas de ejecutar esa unión.
Una vez que la carga horizontal llegó a la losa de entrepiso o de techo, se debe comprobar si realmente constituye un diafragma. En efecto el hecho de que un entrepiso funcione adecuadamente ante las cargas verticales, como son las de peso propio y sobrecargas de uso,
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Diafragma
horizontal
Losas de
entrepiso
Panel de
fachada
Tr
a
D
cc
ión
B
D
A
Co
C
mp
res
ión
Paneles de
Arriostramiento
vertical
VIENTO
E
Losa
Fachada
Unión A
El viento incide sobre el
panel de fachada, y éste
descarga sobre los
diafragmas horizontales.
Unión B
Unión C
El diafragma horizontal se comporta
como una viga armada. Sus elementos
deben pasar el corte y tener cordones
de compresión y tracción.
Unión D
Unión E
Los arrostramientos verticales
reciben la descarga del
diafragma y la conducen al
nivel inferior o a la fundación.
Fig. 14: Comportamiento de grandes paneles con fuerzas horizontales
no implica que sea un diafragma. Para que un conjunto
de paneles de entrepiso colocados unos a la par de
otros, como los que se ven en la fig. 14, se comporten
como viga horizontal o diafragma, deben estar unidos
entre sí y confinados por un encadenado perimetral. Las
uniones entonces que tendrán que tener los paneles de
losa o forjado serán las B y C.
En la fig. 14, se aprecian los esfuerzos que deben transmitir las uniones de los paneles de losas. La unión del
tipo B es la que transmite el corte, es decir la que impide el resbalamiento entre dos paneles contiguos. La
unión tipo C será la que da continuidad a las armaduras
que se dispongan para cumplir la función de encadenado, esta armadura puede formar parte de la losa del muro o ser agregada para conformar la unión. Por lo tanto para que se materialice el diafragma o viga horizontal deben existir estas uniones y verificar que
soportan los esfuerzos a las que están sometidas.
Los entrepisos que cubren grandes superficies deben ser
especialmente analizados, pues cuanto mayor es la luz
que cubren estas vigas horizontales, están sometidas a
mayores esfuerzos.
Los huecos de cajas de ascensores, escaleras e instalaciones son puntos a los que se debe prestar atención,
por la dispersión y concentración de tensiones que allí
se producen. Lo mismo ocurre con las plantas no rectangulares.
Finalmente, como se ve en la fig. 14, la carga horizontal ha sido conducida de los muros a las losas, éstas actúan como viga horizontal descargando sobre los arriostramientos verticales. Para que ello ocurra debe existir la
unión D. Esta unión entre la losa y el arriostramiento impedirá el deslizamiento del diafragma horizontal y pasará por corte la fuerza que actúa en el
plano de la primera, al plano del segundo.
Como es lógico el arriostramiento debe tener continuidad en su plano, al pasar de un nivel o piso a otro
y hasta llegar a las fundaciones. Esto se consigue con
uniones del tipo E que se verán mas adelante.
En el camino de las cargas que acabamos de recorrer
nos hemos referido a los muros y losas, usando en ellos
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indistintamente el término de paneles. En el caso de los
arriostramientos, no lo hemos hecho, debido a que no
siempre en los sistemas se hace uso de ellos para arriostrar el edificio.
Tipos de Arriostramiento
Los sistemas de arriostramiento para los edificios pueden ser planos o tridimensionales.
La práctica constructiva lleva a combinarlos en un mismo proyecto, pero por cuestiones didácticas se los trata
por separado.
Arriostramientos Verticales Planos
Los planos serán tabiques o pórticos, que a su vez podrán ser premoldeados usando grandes paneles o ejecutados con hormigón “in situ”.
Son dos los puntos que definen el accionar de estos elementos:
1. Su posición en la planta:
Vemos en la fig. 15 su ubicación sobre el perímetro de
la planta.
En la fig. 16 se observa la ubicación de los planos resistentes en el interior de la planta. Estos dos ejemplos
muestran las posibilidades extremas, normalmente se
acude a soluciones intermedias.
La primera alternativa, tiene a su favor que los planos de
rigidez se encuentran separados y con un gran brazo de
palanca para tomar momentos torsores por las diferencias entre el centro de rigidez de la estructura y la dirección de la resultante de fuerzas horizontales.
Es interesante el análisis del ejemplo de la fig. 17. Sobre una planta rectangular de ancho “l” incide una fuerza horizontal “H”, en el gráfico “a” se colocaron los
arriostramientos en los bordes. No habrá momento torsor y cada arriostramiento tomará la mitad de H. En la
misma fig. 17 pero en los gráficos “b” y “c” se ha corrido uno de los arriostramientos hacia el interior de la
planta. El centro de rigidez de la estructura se va alejando de la recta de acción de H y esto genera momentos
torsores. Además los arriostramientos ya no toman la
misma carga, en el caso “c”, el arriostramiento inferior
toma dos veces la carga horizontal H. Demás está decir
que esto significa aumentos de costos.
La segunda alternativa, la de colocar arriostramientos interiores, ver fig. 16, tiene a su favor el hecho de que los
muros interiores son macizos, es decir no tienen necesidad de una capa aislante. Además es más fácil disponer
de muros ciegos en el interior del edificio.
2. La forma de los elementos planos:
El de mayor eficiencia es el muro ciego, “a”, que brinda
rigidez y gran sección para el corte. Ver fig. 18. Su condicionante es el hecho de limitar la arquitectura. Para
Fig. 15: Esquema de arriostramientos planos sobre el perímetro
Fig. 16: Esquema de arriostramientos planos en el interior
de la planta
poder colocar vanos o aberturas se utilizan los paneles
del tipo “b” donde el comportamiento del panel es el de
un pórtico y por esto más deformable. Cuando el vano
alcanza prácticamente la altura del piso se tiene el esquema “c”, de pequeñas ménsulas unidas por bielas.
Arriostramientos Verticales
Tridimensionales
Tridimensionales serán por ejemplo los núcleos de escaleras y ascensores. Como en el caso anterior se podrá
contar con un núcleo premoldeado, o como es más frecuente con núcleos hormigonados en el lugar de la
obra.
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Arriostramientos
R=H/2
R=H
R=0
l/4
l/2
l
l/4
Ctro. de
Rigidez
H
H
l/2
l/2
C.R.
R=H
l/4
l/2
R=2H
l/2
c)
b)
Mto. torsor = 0
3l/8
H
R=H/2
a)
C.R.
Mto. torsor = H x l/4
Mto. torsor = H x 3l/8
Fig. 17: Variación de las reacciones en los Arriostramientos Horizontales según su ubicación en la planta de estructuras
a)
b)
c)
3er.piso
2do.piso
1er.piso
Pta.baja
Paneles ciegos
Paneles con aberturas que
se comportan como pórticos
Paneles pequeños
vinculados con bielas
Fig. 18: Tipologías de los arriostramientos planos en grandes paneles.
El disponer de una sección tipo tubo como la que se ve
en las figs. 19 a y 19 b, aporta mayor eficiencia a la estructura. Y por otra parte da más libertad para trabajar
en la arquitectura de las plantas.
La construcción de estos núcleos hormigonados en el lugar y utilizando encofrados deslizantes u otros similares,
permite una gran velocidad y precisión. Es en los edificios de gran altura, una práctica común. Sin embargo el
uso de núcleos conformados por módulos de hormigón
premoldeado que se van superponiendo, ha sido empleado con éxito en edificios importantes.
El hormigonado “in situ” de los arriostramientos a priori aparece como alejado de los principios de industrialización hasta aquí desarrollados, ya que se esta trabajando expuesto a las variaciones climáticas, con un proceso de fraguado sin la calidad del de fábrica etc., etc. Esto es cierto, pero se deben considerar las dos ventajas
que se obtienen:
1. Por un lado se eliminan las uniones de piso a piso
(las del tipo E de la fig. 14), que en el caso de elementos tan exigidos como los arriostramientos son siempre
de magnitud.
2. Para el montaje del resto del edificio con grandes paneles la tarea se simplifica al contar con un núcleo de
apoyo y se facilitan las tareas de replanteo.
No existe una regla para elegir la forma de realizar los
arriostramientos, las particularidades de la planta, la altura del edificio y su ubicación presentan demasiadas
variables para sistematizar un principio. La modulación
y la coordinación dimensional siempre facilitan y determinan los sistemas de arriostramiento.
En el caso de los arriostramientos planos con elementos premoldeados, su uso es común en edificios de baja altura.
Para edificios de gran altura,o de grandes luces, donde
los esfuerzos sobre los arriostramientos son muy importantes, es frecuente el hormigonado “in situ” para poder
tener libertad en los espesores y armaduras, y no tener
las uniones del tipo E (Fig. 14).
Como en tantos otros aspectos de la construcción, la
adopción de un sistema de arriostramiento modulado y
regular será a la larga lo más económico y conveniente.
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Fig. 19 a : Arriostramiento en base a varios núcleos
Fig. 19 b : Núcleo central de arriostramiento
Componentes de Sistemas en
base a Grandes Paneles
Son los que figuran en el Cuadro de la figura 20. Pueden formar parte de un sistema completo o ser usados,
como es el caso de algunas losas o paneles, en colaboración con métodos tradicionales. El cuadro muestra las
posibilidades de cada componente y no se deben excluir las combinaciones.
Paneles para muros
(Muros Exteriores)
Los paneles exteriores deben asegurarle a la vivienda las
condiciones de habilitabilidad que se trataron en el capítulo 4. Estos muros deberán cumplir con una aislación
mínima, por lo tanto el valor K de ese muro deberá ser
menor que el K máximo admisible para esa Zona. El
muro no deberá condensar ni superficial ni intersticialmente para las condiciones de invierno. Deberá proveer
aislación hidrófuga ante el agua de lluvia y ser barrera
de aire. Los paneles, por los materiales y por su forma
de elaboración, no presentan usualmente problemas de
infiltración. Los inconvenientes, cuando se presentan, lo
suelen hacer en las juntas.
Por su ubicación estos paneles estarán expuestos a las
agresiones atmosféricas: radiación solar, cambios de
temperatura, lluvias, etc.
A las exigencias descriptas de habitabilidad y durabilidad; en los casos donde el muro es portante, debemos
verificar su resistencia a las acciones de las cargas gravitatorias, sobrecargas y horizontales de viento y sismo.
El peso y el espesor son fuertes condicionantes en los
sistemas de grandes paneles.
En este punto, las costumbres constructivas y el equipamiento con que cuentan los países definen el peso medio de los paneles. Efectivamente, en Europa es frecuente el uso de paneles de 8 toneladas. En nuestro país no
es común que los paneles superen las 5 toneladas.
La altura es la que corresponde a las alturas libres de los
ambientes y oscila entre 2.80 y 3.5 metros. El largo común va desde los 2.50 a los 7.50 m. El espesor mínimo
con el que se ha construido en la Argentina es de 8 cm,
dentro del conjunto de sistemas que cuentan con Certificado de Aptitud Técnica (C.A.T.) de la Subsecretaría de
Vivienda de la Nación. Un espesor para viviendas medias en la Argentina debería ser de 13 cm, dependiendo
de la zona bioclimática.
En Europa los espesores medios son de 20 cm.
La diferencia tiene diversos orígenes:
• La disponibilidad de grúas es un condicionante en
muchas zonas de nuestro país.
• En la Argentina se ha construido en baja altura, rara
vez superando los 3 pisos altos, por lo tanto los paneles
portantes no se encuentran muy cargados. Luego no es
necesario un mayor espesor para soportar la carga.
• El clima europeo es más riguroso que el de nuestros
principales centros poblados, por lo tanto las fallas de
aislación y errores en los detalles de juntas se manifiestan más rápidamente, esto conduce a los europeos a ser
más cuidadosos en estos aspectos. Por otra parte su legislación en cuanto a ahorro de energía es estricta y verificado su cumplimiento.
A continuación se describen las distintas posibilidades
de uso de materiales para los paneles exteriores según
el cuadro de la fig. 20:
1. Paneles multicapas (o paneles
sandwich)
Con esta denominación nos referiremos a aquellos paneles conformados con distintos materiales dispuestos en
capas. Normalmente existe una capa resistente o portan-
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Fig. 20. Cuadro de componentes de sistemas en base a Grandes Paneles
Multicapa (sandwich)
Muros exteriores
Mixtos (hormigón y cerámica)
Homogéneos
Paneles
para
muros
Capa exterior
Capa aislante
Capa interior
Hormigones con
agregados livianos
Hormigones aireados
Muros interiores
Separadores de viviendas distintas
Separadores de ambientes dentro de la misma vivienda
Tabiques sanitarios
Hormigón común
Macizas
Hormigón liviano
De hormigones liviano
Con huecos
De hormigón y cerámica
Completas
Paneles
para
losas
Alivianadas
Con rellenos livianos
Prelosas
Se termina en obra la capa de compresión
tructural lleva la armadura principal del panel. Esta capa será sometida a la compresión de las cargas verticales y al corte, si funciona como arriostramiento. Esta capa deberá tener una terminación adecuada en el interior
de la vivienda.
Capa aislante
Capa exterior
o de protección
Capa aislante:
Armadura
capa exterior
EXTERIOR
INTERIOR
Capa portante
Armadura
portante
Fig. 21: Corte esquemático de un panel multicapa
te que se coloca hacia el interior de la vivienda. Inmediatamente se dispone una capa de aislación y como protección de ésta, una capa exterior. Ver fig. 21.
Este tipo de paneles es el que más se ha empleado en
nuestro país, donde en la capa exterior e interior se emplea hormigón convencional y una capa de poliestireno
expandido como núcleo aislante.
Capa interior portante:
Es la de mayor espesor y la que por tener función es-
Debe ser de un material con alta resistencia al paso del
calor pero con cierta rigidez para resistir las presiones
de la fabricación y permanecer inalterable ante la acción
de los ingredientes del hormigón. En nuestro país el aislante que más se ha empleado ha sido el poliestireno
expandido, en espesores que normalmente van desde
los 2 a los 5 cm.
Capa exterior o de protección:
Es la capa que está expuesta a grandes variaciones de
temperaturas y radiaciones solares. El hecho de encontrarse por delante de la aislación térmica provoca recalentamientos. El material más usado para la capa exterior ha sido el hormigón, sin embargo existen variantes.
La capa exterior debe ser lo suficientemente resistente
para soportar los posibles golpes, y adecuarse a las variaciones de temperatura.
Espesores
El espesor del muro dependerá de (ver figura 22):
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Paneles de
rigidización
transversal
l
l
h
e
h
Carga
horizontal
l
Temperatura
exterior
Interior
Interior
Exterior
Carga
vertical
e
e
l = largo del panel
h = altura del panel
e = espesor del panel
Exterior
Fig. 22: Factores que influyen en el espesor del muro
a) su carga
b) su altura
c) cada cuanto esté rigidizado por muros transversales
d) las necesidades de habitabilidad (aislación térmica y
acústica)
e) su constructibilidad (posibilidades de fabricación y
montaje)
Para paneles de hormigón normal la reglamentación Europea da los siguientes parámetros para determinar los
espesores mínimos. Ver cuadro de la fig. 23.
Tipos de
hormigón
Resistencia a
la compresión
(en kg/cm2)
Rigidización
transversal (*)
Espesor
mínimo
(en cm)
Hormigón
Liviano
150
150
no
si
20
15
Hormigón
Liviano
200
200
no
si
18
12
Hormigón
Común
200
200
250
no
si
si
15
10
8
(*): Por rigidización transversal se entiende que ambos extremos verticales
del panel se encuentran vinculados estructuralmente a paneles transversales
Fig. 23: Espesores mínimos del muro o capa portante para
ser considerados estructuralmente (Práctica Europea)
Es en este punto donde la experiencia argentina se aleja de la europea. En la Argentina se ha construido gran
cantidad de viviendas con sistemas que emplearon el
panel 4-2-4, es decir una capa interior de 4 cm de hor-
Aislación térmca
Fig. 24: Esquema de armadura de la cara portante
migón común, una capa de poliestireno expandido de 2
cm y finalmente la capa exterior de 4 cm de hormigón
común. El empleo de estos paneles en viviendas de
Planta Baja soportando la carga de techo, de losas de
hormigón, ha sido satisfactorio en zonas templadas. En
zonas frías se han detectado puentes térmicos en la zona de juntas.
Armaduras:
Las armaduras de los paneles multicapas se pueden dividir según su posición y función en:
a) Armaduras resistentes de capa portante:
El panel portante será tratado como un tabique de hormigón a los efectos de determinar su armadura mínima,
de corte o compresión. Necesariamente entonces contará con armadura vertical y horizontal. Cuando las cargas
son pequeñas y en Planta Baja, hasta el hormigón simple, según la norma DIN 1045, puede satisfacer los requerimientos estructurales. Ver fig. 24.
b) Armadura de capa exterior o de fisuración
Esta armadura no tiene fines estructurales, su función es
evitar la fisuración por las variaciones de temperaturas,
por lo tanto cuanto más densa sea la trama de la malla,
menor será la probabilidad de fisuras. Como mínimo se
debe disponer una malla cuadrada de hierros de 4.2
mm cada 15 cm. Ver fig. 25.
c) Armadura perimetral:
Es ésta una armadura que confina el panel y contribuyen a disminuir las fisuras de contracción. Consiste en
dos hierros que rodean al panel y están vinculados por
ganchos transversales. Ver fig. 26.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 131
s = 1,5 e
l
h
Malla (diám. entre 3 y 6 mm)
Interior
Exterior
s
e
Aislación térmica
Fig. 25: Esquema de armadura de la cara exterior o de fisuración
tipo 1
la
estribos
fe mín. ø6
c/1,5 e
gancho de
montaje
h
Gancho
en acero
fe ø 8
c/ 40 cm
tipo 2
Refuerzo
de ventana
fe ø 6
- 50 cm
Af ≥ 1,0 cm2
- 50 cm
Ganchos de muro tipo 1
l
Af=armadura longitudinal
Gancho en acero
fe ø 4,2
e
Fig. 26: Esquema de armadura perimetral
Ganchos de muro tipo 2
d) Armadura de vinculación (ganchos)
Es la armadura que sirve para unir la capa exterior a la
capa portante. La práctica corriente es emplear ganchos
que pueden tener distintas formas (ver fig. 27), que
unen a las armaduras de ambas capas. En el cálculo no
se considera esta colaboración para aumentar la resistencia del panel, sin embargo los ensayos prácticados
han mostrado que tal contribución existe.
Se debe contemplar la posible corrosión de estos ganchos. Al atravesar por la capa aislante dejan de estar
protegidos por el recubrimiento de hormigón, siendo
entonces posible su corrosión, si se dan las circunstancias desfavorables como ser la aparición de agua de
condensación o fisuras en la capa exterior. Cuando la in-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Gancho en acero
fe ø 8
90
60
fe ø 8
Capa portante
Capa aislante
Capa exterior
Gancho
fe ø 8
90
60
variante A
variante B
Fig. 27: Detalle de uniones entre las capas de paneles
sandwich
131
Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 132
tegridad del muro no está afectada por la posible corrosión de los ganchos, es decir cuando existe una vinculación de hormigón entre ambas capas, por ejemplo perimetral y se trata de edificios en planta baja, es tolerable el uso de hierro sin protección, de lo contrario y
muy especialmente en los edificios altos, es ineludible
evitar todo tipo de corrosión en estos ganchos. Para protegerlos existen diversos materiales entre ellos las pinturas epoxi y cincados que se han empleado en el país
con éxito. En Europa algunos sistemas han recurrido al
acero inoxidable. La distribución de estos elementos de
unión debe ser tal que no deben estar a más de 50 cm
uno de otro.
e) Armadura de refuerzo de vanos:
Todo vano en el panel debe ser enmarcado con armadura, en ambas caras y cosida la posible fisuración con
armadura. Esta barras de acero actúan como armadura
de las vigas de dinteles en la parte superior del vano, y
así deben ser calculadas. Otro tanto ocurre en las columnas que se forman con las aberturas de las puertas. Ver
figs. 28, 29 y 30 a.
f) Armadura de la Unión:
Para ejecutar la unión, que es estructural, entre un panel y otro se dispondrá una armadura que permitirá la
mínimo estribo
fe ø4,2 c/10 cm
mínimo
4 ø10
25 ø
1,0 cm2
Fig. 30a: Esquema de refuerzo en el dintel del vano de
la puerta
l = 60 cm
Detalle del
gancho de izaje
según cálculo
0 cm
ø12
ollo=8
25 ø
desarr
2 ø10
vinculan la
columna del
vano de
la puerta
ø8
25 ø
Fig. 30b: Esquema de armadura de montaje
25 ø
Fig. 28: Esquema de armadura de refuerzo de vanos
25 ø
estribos
fe ø6
c/15 cm
mínimo
4 ø10
refuerzos
inclinados
2 fe ø8
1,0 cm2
Fig. 29: Esquema de refuerzo de columna formada por el
vano de la puerta
transmisión de esfuerzos. Esta armadura de unión estará vinculada a la de la cara portante. Se verá en detalle
al tratar uniones.
g) Armadura de desmolde, transporte y montaje:
Incluye los ganchos de izaje, los refuerzos en zonas débiles, o en zonas de apoyo o sujeción durante el transporte. Ver fig. 30 b.
2. Paneles Mixtos: hormigón y
cerámico:
La industria de la cerámica ha intervenido en el desarrollo de sistemas de grandes paneles donde el uso del bloque cerámico reemplaza en gran parte al hormigón. Se
puede considerar que un muro así, es la máxima racionalización del uso del tradicional mampuesto cerámico.
La tecnología del bloque cerámico es bien conocida y
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 133
tradicional en nuestro país, sin embargo el uso en grandes paneles merece algunas consideraciones.
a) Muros donde el cerámico es portante:
240 ó 264 cm de acuerdo a Código
Se pueden ejecutar básicamente en dos formas, de las
cuales dependerá su resistencia:
a.1) Bloques alineados:
En este caso se disponen de los agujeros de los bloques
para llenar con hormigón y armadura. Otra forma es
hormigonar la junta vertical de los bloques. La resistencia del muro será la que resulte del funcionamiento del
hormigón y el bloque en conjunto. Se determina con ensayos. Ver figs. 31 y 32.
a.2) Bloques trabados:
En este caso el tipo de mortero que sirve de asiento es
el que se debe ajustar para alcanzar toda la resistencia
que brinde el cerámico. Se deben cumplir las reglas de
Fig. 31: Bloques alineados con relleno de hormigón en
alguno de sus huecos. Prototipo Sistema Morando en
Brasil (con participación del autor en su desarrollo)
a
20
cm
Vista frontal, lateral y planta
Vista axonométrica
Ancho a en 80, 120 y 140 cm
Revoque optativo en fábrica o en obra.
250
30
200
Hormigón
40
80
250
80
Fig. 33: Esquema del muro “NeoMuro” de la empresa
argentina Stefani
20
220
Sist. Costamagna. Estructura de muro
con doble fila de piezas cerámicas.
240
Hormigón
99
180
250
81
35
35
186
Sist. Costamagna. Estructura de muro
con piezas cerámicas en T.
Fig. 32: Corte de muro exterior con relleno de
hormigón exterior al bloque. Variantes del Sistema
Costamagna (Francia)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 34: Panel revestido con cerámica no portante
133
Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 134
la mampostería tradicional. El gran panel estará confinado por armadura para su montaje. En cambio los paneles de menores dimensiones, pueden tener incorporados los huecos de la armadura de izaje. Ver fig. 33.
b) Muros donde el cerámico no es portante:
Son los paneles de cerramiento, en este caso el cerámico es usado como terminación al exterior de un muro
donde otro elemento es portante. Ver fig. 34.
3. Paneles Macizos:
También se los denominan paneles homogéneos: El panel es de un sólo material, el cual proporciona además
de la resistencia, la aislación térmica. Para construir estos paneles monocapa se emplean satisfactoriamente los
hormigones livianos.
La baja densidad de estos materiales les permite tener
bajos valores de conductividad térmica.
La forma y distribución de los poros de aire son fundamentales en las propiedades aislantes de estos hormigones: No siempre la más baja densidad de un material implica su máxima aislación térmica. El aumento del tamaño de los poros por encima del centímetro permite la
convección para transmitir el calor y por lo tanto disminuye el aislamiento. Existe pues una densidad óptima
para cada material poroso, donde la aislación es máxima, por debajo de la misma la aislación puede bajar. En
el caso de los hormigones livianos estas consideraciones
se deben tener en cuenta por medio de ensayos permanentes.
La fabricación de paneles monocapa o macizos se ve facilitada por el hecho de trabajar con un único material y
un sólo proceso de moldeo.
Según los hormigones livianos empleados pueden ser:
a. Paneles de Hormigón con Agregados Livianos:
b. Paneles de Hormigón Aireado:
Hormigones
con agregados
livianos
Hormigón
liviano
Fig. 37: Cúpula del Panteón de Roma (Italia) realizada en
mortero de piedra pómez
Arcilla expandida
menor de 3 mm
de 3 a 10 mm
más de 10 mm
900
750
650
Granulado volcánico
700
Escoria de alto horno granulada
1100
Escoria espumosa de alto horno menor de 3 mm de 550 a 850
Cáscara de arroz
Vermiculita
de 3 a 10 mm
de 450 a 550
más de 10 mm de 350 a 450
111
80 - 130
Perlita gruesa
Perlita fina
Referencia-con Canto rodado
80 - 170
170 - 300
1700
Fig. 36: Densidades de los agregados livianos
Arcilla expandida
Agregados volcánicos: piedra pómez, granulados volcánicos, etc.
Escoria espumosa de Alto horno
Agregados orgánicos: aserrín, cáscara de arroz, etc.
Agregados sintéticos: poliestireno, etc.
Vermiculita exfoliada
Perlita expandida
Incorporación de aire
por medios químicos
Hormigones
aireados
Densidad
en kg/m3
Material
Incorporación
de espumas
En base a polvos de aluminio
En base a Agua oxigenada y Cloruro de calcio
Adición de Espuma preformada
Incorporadores de aire
Fig. 35: Cuadro de los distintos tipos de hormigones livianos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
134
Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 135
a. Paneles de Hormigón con Agregados Livianos
Con el reemplazo de los agregados gruesos del hormigón convencional por otros de menor peso, se consiguen hormigones livianos. Ver cuadro de fig. 35.
Valores orientativos de las densidades que se pueden esperar de tales agregados, figuran en el cuadro de la fig.
36. Las propiedades de estos hormigones están definidas por el tipo de agregado liviano a utilizar. A diferencia del hormigón aireado que recién se empleó en este
siglo, los agregados livianos son conocidos y utilizados
en mezclas desde hace siglos.
La cúpula del Panteón, en Roma, construcción del siglo
II de nuestra era, se realizó en gran parte con un mortero a base de agregados de piedra pómez. (Ver fig. 37).
Agregados livianos de mayor uso
Arcilla Expandida
Este material se obtiene a partir de arcillas que tienen la
propiedad de expandirse cuando alcanzan cierta temperatura. A esta temperatura, la formación de gases dentro
de la masa, provoca que las arcillas se expandan hasta
siete veces su tamaño original. Al enfriarse esta expansión se conserva y así queda conformado un material
que puede ser usado como un agregado liviano.
La arcilla a emplear debe ser tal que llegue a un estado
semiplástico al ser calentada a temperaturas que puedan
alcanzarse y mantenerse económicamente. Debe además contener los minerales que al calentarse formen los
gases necesarios para la expansión; este requisito puede
ser suplido mediante el agregado a la arcilla de los minerales necesarios.
El proceso de fabricación no es único y los productos
obtenidos difieren también. En los Estados Unidos se
producen agregados livianos de arcilla expandida desde
la segunda década de este siglo. Otro tanto sucedió en
Europa. Después de la Segunda Guerra Mundial comen-
zó a difundirse un agregado liviano de arcilla expandida fabricado con tecnología danesa y cuyo nombre comercial es LECA. (Ver Figura 38)
Este producto es un material liviano, de formas redondas y lisas que se produce en hornos rotativos. En la Argentina se construyó en la década del 60, la primera
planta que fabricaba un producto de ese tipo.
El hormigón hecho con este tipo de agregado grueso, es
de menor peso que el que se elabora con piedra partida o canto rodado, pero también es menos resistente.
La resistencia de estos hormigones livianos depende de
la resistencia mecánica del propio agregado, de las dosificaciones y la relación agua cemento. Hormigones de
este tipo con dosificaciones cuidadosas y con buena
compactación alcanzan valores importantes de resistencia. Estos valores permiten que se lo emplee como hormigón de estructuras y sea posible pretensarlo. Paralelamente con el aumento de la densidad y resistencia, disminuyen sus propiedades aislantes. En la Norma IRAM
1567, se establecen los requisitos para los agregados livianos.
Agregados volcánicos
Piedra Pómez, granulados volcánicos, puzolanas,
piedra toba, etc. (Ver Fig. 39).
Este tipo de materiales, originados en actividades volcánicas, existen en muchas regiones y son lo suficientemente resistentes y livianos como para ser usados como
agregados del hormigón. En general, se trata de lavas
esponjosas, cuya porosidad está originada en los gases
que se escapaban en el momento de su formación,
cuando pasaban del estado líquido al sólido.
La piedra pómez se diferencia de otros granulados o escorias volcánicas por su color claro y uniforme distribución de huecos interconectados. Las demás lavas esponjosas son, en general, de color oscuro y de huecos irre-
Fig. 38: Agregado de arcilla expandida producida en horno
rotatorio
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 39: Bloque de hormigón con agregados volcánicos
135
Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 136
Agregados orgánicos
Fig. 40: Agregado de escoria de alto horno espumoso
gulares y no conectados. A veces estos materiales se encuentran sueltos y a veces en bloques que hay que triturar. Es común que también se presenten mezclados
con otros elementos que pueden afectar al cemento, es
por esto muy importante el análisis permanente de estos agregados.
Escoria Expandida de Alto Horno
En el funcionamiento de los altos hornos, cuando se elabora el hierro, se desecha la escoria. Este material es una
mezcla de distintos óxidos (de Calcio, Silicio, Aluminio,
etc.) y es retirado del alto horno en forma de líquido a
una temperatura aproximada de 1500°C. Esta escoria al
enfriarse y al aire se solidifica formando una piedra de
color gris. Es frecuente usar este material como agregado grueso en hormigones pesados.
Si el enfriamiento de la escoria en vez de realizarse lentamente y al aire, se realiza en presencia de una gran
cantidad de agua, el resultado es un material más desmenuzable llamado “granulado de escoria”.
La escoria expandida, se obtiene enfriando la escoria líquida, con agua en un proceso regulado y uniforme. El
objetivo es que el vapor generado origine poros que le
otorguen a la escoria un aspecto esponjoso y liviano.
Ver figura 40.
El proceso descripto, se lleva a la práctica de distintas
maneras que se han ido perfeccionando con el correr
del tiempo.
La escoria expandida se tritura, se tamiza y ya puede ser
empleada como agregado liviano.
Los contenidos de azufre de la escoria líquida, por lo general se evaporan en el enfriamiento de la expansión.
La escoria espumosa presenta la particularidad de que al
mezclarse con la cal o el cemento desarrolla una acción
cementante que incrementa la resistencia a la compresión del hormigón.
Se han usado diversos agregados de origen natural: los
desperdicios de ciertas cosechas. En nuestro país, como
en otras partes del mundo, se ensayó el uso de cáscaras
de arroz como agregado del hormigón utilizado para paneles y bloques con resultados diversos (Cuadro de la
figura 44).
Otro ejemplo lo constituye el aserrín. Este se mezcla con
el cemento en proporciones de volumen que van de 1:1
a 1:4. El aserrín además de celulosa aporta resinas, azúcares, ácidos, etc., que pueden perjudicar el fraguado y
las características del cemento. Es por eso que debe tratarse el aserrín antes de mezclarlo con el cemento. El
uso del aserrín de maderas blandas tratadas con cal y
cloruro de calcio, da los resultados del orden de los que
figuran en la tabla de la figura 44.
Las ventajas de estos hormigones de agregados orgánicos, son además de su reducido peso, su baja conductividad térmica. Se han empleado para premoldeados con
formas especiales.
Sus desventajas son el alto contenido de cemento que
requieren, lo cual provoca que tengan importantes contracciones al fraguar, del orden de 10 veces más que los
otros tipos de hormigón liviano. Para evitar este inconveniente se le agrega arena, lo que a su vez lleva a aumentar el peso y la conductividad térmica.
Agregados sintéticos
Estos agregados de un proceso complicado de elaboración, como la fibra de vidrio, se encuentran bajo la protección de patentes que resguardan la propiedad intelectual del producto. Deben resolver dos problemas: el
primero es que estos agregados sintéticos no sean atacados por el cemento, las fibras de vidrio comunes, sin
tratamiento, son agredidas por el cemento. El otro inconveniente es el poco peso de algunos de estos agregados
sintéticos, que hace que en el proceso de mezcla del hormigón se separen y queden “flotando”.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 41: Agregado de vermiculita “exfoliada”
136
Capítulo 06 24/04/2001 1:38 PM Page 137
Vermiculita
Perlita
La vermiculita es una mica. Estas son rocas que se presentan en forma de láminas. La mica seca es triturada y
tamizada en varios tamaños. Luego agrupadas por dimensiones, son expuestas a la llama hasta alcanzar temperaturas de 2000°C. Por ello se expande aumentando
varias veces su volumen. Este proceso de expansión en
forma de láminas u hojas se denomina exfoliación. Ver
fig. 41.
El uso de la vermiculita exfoliada, está muy difundido
como agregado a morteros para revoques aislantes para
mejorar las propiedades térmicas de los muros.
Los hormigones con agregados de vermiculita son poco
resistentes, no deben ser usados en piezas portantes.
La perlita es un mineral en forma de cristal que proviene de la actividad volcánica. Se presenta en forma de capas concéntricas, como una cebolla. Luego de ser triturada la perlita se calienta hasta alcanzar los 1800°C, a
esa temperatura se forman huecos minúsculos que provocan la expansión y se constituye en un material liviano. Ver fig. 42.
Al igual que los hormigones de Vermiculita tienen bajas
resistencias. Agregando arena, enriqueciendo la mezcla
con cemento y compactando, se obtienen resistencias
mayores pero será un hormigón más pesado, menos aislante y más caro.
Resistencia a
la compresión
kg/cm2
Contracción
por secado
en %
0.16
0.21
0.28
0.33
0.38
0.43
90
110
140
230
0.04
0.04
0.05
0.05
0.21
0.24
0.28
0.30
0.34
0.37
0.18
0.21
0.24
0.26
0.29
0.32
25
35
70
110
170
230
0.03
0.03
0.04
0.05
0.07
0.07
650
800
1400
0.17
0.14
0.3
0.15
0.12
0.26
21
39
100
0.06
0.04
0.08
1600
1200
900
650
0.25
0.24
0.17
0.22
0.21
0.15
120
50
20
0.25
0.35
0.5
0.5
Hormigón de Vermiculita
400
450
600
700
0.12
0.125
0.18
0.4
0.10
0.11
0.16
0.34
10
20
35
40
0.35
0.5
0.4
0.4
Hormigón de Perlita
320
400
500
550
650
750
0.08
0.09
0.1
0.11
0.13
0.15
0.07
0.08
0.09
0.09
0.11
0.13
7
15
22
35
50
80
0.07
850
1110
1150
1250
0.18
0.27
0.3
0.34
0.16
0.23
0.26
0.29
17
45
75
100
Tipo de hormigón
Densidad
Conductividad
kg/m3
kCal / m C
W/mK
Hormigón estructural de agregados gruesos pesados
(canto rodado o piedra partida)
2400
1.89
1.63
Hormigón de arcilla expandida compactada
950
1100
1300
1450
1600
1750
0.19
0.25
0.33
0.38
0.44
0.5
Hormigón con escoria espumosa compactada
900
1100
1300
1450
1600
1700
Hormigón de piedra pómez
Hormigón de aserrín
Prop. de mezcla en vol. Cemento/aserrín: 1-1
ídem: 1-2
ídem: 1-3
ídem: 1-4
Hormigón de granulado volcánico
Hormigón de cáscaras de arroz
750
850
1000
0.054
0.036
0.005
2
3.5
4.5
Fig. 44: Recopilación de valores de conductividad, resistencia y contracción para densidades de hormigón. (Fuente:
Ensayos nacionales e internacionales)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
137
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λ
Tipo de hormigón
Fig. 42: Agregado de Perlita “expandida”
Consideraciones sobre los hormigones
con agregados livianos
Según las densidades de los hormigones obtenidos con
estos materiales, como orientación se puede emplear la
clasificación que dan autores rusos. Ver figura 43.
Tanto esta tabla como los cuadros de la figura 44 y figura 45, son valores orientativos y antes de cualquier
uso en obra, el hormigón debe ser ensayado. El programa de control debe ser continuo.
Densidad
kg/m3
Función
hasta
500
Sólo como aislante
de
hasta
500
1400
Aptos para usar como muros aislantes
y portantes de baja carga
desde
1400
Función estructural
Fig. 43: Cuadro del empleo de los hormigones livianos
según sus densidades
En cuanto a la impermeabilidad de los hormigones livianos, ésta se alcanza sólo en los más densos, de más de
1400 kg/m3, con buena compactación.
Sin embargo debido a la naturaleza porosa de los hormigones livianos, lo usual es recubrir los muros con capas hidrófugas que le impidan acumular agua. Al absorber agua se le reducen sus propiedades aislantes.
La protección de las armaduras de acero colocadas en el
interior de los hormigones livianos, dependerá de la impermeabilidad del mismo, sólo posible en los más densos. En los más porosos se protegen las armaduras, por
ej., con un recubrimiento de pintura epoxi. En hormigones como los de arcilla expandida una suficiente compactación y recubrimiento asegura la protección.
La durabilidad de estos hormigones, será garantizada
por la estabilidad de sus agregados para lo cual se debe
controlar su composición.
Densidad Conduct.
térmica
kg/m3
W/mK
Hormigón con agregados de
arcillas expandidas
700
800
900
1000
1400
1600
0.22
0.29
0.35
0.42
0.57
0.89
Hormigones con agregados de
cáscara de arroz y canto rodado
1100
1300
1600
2000
0.37
0.45
0.63
1.09
Hormigones con agregados
de poliestireno expandido
300
500
1000
1300
0.09
0.15
0.26
0.35
Hormigones con fibras de vidrio
2100
1.1
Hormigones aireados
600
0.15
Hormigones con carbón
600
0.13
Hormigones con viruta de madera
400
500
0.14
0.16
Fig. 45: Cuadro de valores de conductividad térmica
obtenidas en laboratorios nacionales s/Norma IRAM 11601
La contracción que se produce al secarse el hormigón,
contracción de fragüe, es importante en estos hormigones, el tipo de curado es determinante para definir la
magnitud de ese retraimiento. Para piezas premoldeadas
la práctica usual es el curado al vapor, para evitar que la
evacuación rápida del agua provoque grandes contracciones.
b. Paneles de Hormigón Aireado
El hormigón aireado, conocido también como hormigón
celular o alveolar, es un material que presenta huecos en
forma de poros regulares que no se comunican entre sí.
No tiene agregados gruesos, en estricto sentido no es un
hormigón sino un mortero. La base de este mortero es
cemento o cal y arena o algún otro agregado fino.
Las densidades que se pueden obtener varían entre los
400 y 1400 kg/m3.
Según la forma en que incorporan el aire se pueden
agrupar en:
1. Hormigones gaseosos: cuando la formación de los
poros se debe a un gas que proviene de una reacción
química.
2. Hormigones espumados: cuando los poros son
consecuencia del agregado de espumas a la mezcla básica de cemento y arena.
1. Hormigones Gaseosos:
El proceso químico que produce gas durante el fraguado y endurecido del hormigón, es algo similar al leudado del pan.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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,,
,,
POLVO DE
ALUMINIO
ARENA
MEZCLADORA
MOLEDORA
Mezcla
vertida
en
molde
CEMENTO
A la media hora
toma volumen
por desprendimiento
de gas hidrógeno
Los recortes
y descartes
son llevados
nuevamente
a molienda
4 a 5 horas después
endurece
Es cortado a medida
con alambres tensados
Llevado a autoclave
por 16 hs. con vapor
a +200 °C y +1,3 MPa
AUTOCLAVE
Sale a playón
de secado
Fig. 46: Proceso de fabricación del hormigón gaseoso con
polvo de aluminio
El método más difundido es el agregado de polvos de
aluminio, que al mezclarse con el hidróxido de calcio
(cal hidratada que se incluye en la mezcla inicial o que
se forma al comenzar a fraguar el cemento) libera gas
Hidrógeno que será el que actúe hinchando la masa.
(Ver figura 46).
El polvo de aluminio debe ser finamente molido y puede ser reemplazado por polvo de zinc. Para producir un
volumen de un metro cúbico de Hormigón Gaseoso de
700 kg/m3 se necesita aproximadamente medio kg. de
polvo de aluminio.
El aglomerante como se vio puede ser cemento o cal, en
cuanto a la arena, ésta debe ser preferentemente con alto contenido de cuarzo, y es finamente molida para ele-
var la calidad del hormigón. La trituración aumenta la
superficie del componente y eleva su actividad química.
La elaboración de las piezas premoldeadas se efectúa de
la siguiente manera: Luego de dosificados el aglomerante, la arena triturada y el agua, son mezclados durante 5
minutos en una hormigonera. Allí se le agregan los polvos de Aluminio diluidos en agua y se mezcla nuevamente. Luego se vierte en los moldes llenándolos parcialmente, la cantidad dependerá del volumen de expansión esperado. En aproximadamente media hora, el
hormigón aireado llena el molde, este aumento de volumen de la mezcla es debido a la liberación del gas Hidrógeno. En estos moldes, de ser el caso, ya estarán las
armaduras de losas o tabiques.
Cuando el proceso de fraguado brinda la suficiente resistencia del hormigón, esto es a las 4 ó 5 horas, se procede a las operaciones de corte previas al curado. Para
ello se remueven las tapas laterales de los moldes. Estos
cortes se realizan transportando el bloque a través de un
enrejado con alambres tensados. Todo desperdicio de
corte puede ser aprovechado triturándolo e incorporándolo a la mezcla del comienzo. Efectuados los cortes se
vuelven a colocar las tapas laterales de los moldes y las
piezas son llevadas a los autoclaves.
Los autoclaves son grandes cilindros de diámetros de 2
a 3 metros y largos que alcanzan los 25 metros. Se cierran herméticamente y se les agrega vapor hasta alcanzar temperaturas de 200 grados y presiones de 1.3 MPa
(13 kg/cm2).
Las altas temperaturas, el medio muy húmedo y la presión, contribuyen a activar el proceso de endurecimiento del hormigón sin que experimente retracciones importantes pues no hay pérdida de agua. El proceso de
curado en autoclave, comienza introduciendo las piezas
y elevando lentamente la temperatura y presión; este
proceso de alrededor de 5 horas tiene por objeto evitar
agrietamientos en las piezas. Durante 6 horas el autoclave funciona a la máxima temperatura y presión, posteriormente se deja enfriar lentamente en un tiempo aproximado de 5 horas. Se procede entonces a retirar las piezas ya endurecidas, se quitan las tapas laterales de los
moldes, y el producto es transportado al lugar donde se
almacenará hasta su total secado.
La descripción anterior del proceso es general y los distintos fabricantes perfeccionan algunos de los puntos
con sus desarrollos particulares.
Con los ajustes de materiales y dosificación se alcanzan
densidades que van desde los 400 kg/m3 a los 1400
kg/m3. (Ver figura 47).
Desde 1929, año en el que se inició en Suecia la producción industrial de este tipo de hormigón, han habido varias empresas que agregaron sus modificaciones. En
nuestro país desde la década del 70, se encuentra en pro-
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Fig. 47: Estructura celular de hormigón gaseoso
ducción una fábrica de este hormigón en Victoria, provincia de Entre Ríos, que cuenta con tecnología sueca. Se fabricaron allí paneles y losas para el sistema constructivo
CONAL, también bloques para mampostería.
Suecia ha sido el país donde más se ha trabajado este
producto, que permite ser serruchado y perforado con
técnicas similares a las de la madera.
En nuestro país se asoció inicialmente el producto con
el nombre de uno de sus principales fabricantes: SIPOREX.
En la figura 48 se observa el empleo de un sistema
constructivo en Francia, con elementos de hormigón gaseoso con licencia SIPOREX. La misma es un detalle de
encuentro de muro exterior y techo usando este material.
Se lo puede clavar, canaletear y serruchar sin dificultad.
Los paneles y losas de este material deben ser revocados o revestidos para evitar su deterioro o absorción de
agua. Por su capacidad de acumular agua, este material
no debe ser revestido exteriormente con materiales que
Sellador
elastómero
sean barrera de vapor e impidan su secado ante eventuales ingresos de agua.
Las armaduras deben tener un tratamiento para preservarlas de la corrosión.
Este hormigón gaseado, se ha usado también en Alemania y cuenta con Normas DIN que orientan al proyectista sobre las cualidades del producto y las formas de control.
Existen otras técnicas que son variantes del procedimiento descripto. Ciertas fábricas usaron en lugar del
polvo de Aluminio, ácido clorhídrico con cal para generar el gas. También se ha empleado una mezcla de Agua
oxigenada y polvo blanqueador (Ca Cl (OH)) que libera gas oxígeno.
Es frecuente el uso exclusivo de cal como aglomerante,
en este caso el producto ya no se trata de hormigón alveolar sino de Silicato alveolar o Gaseado y su uso es
destinado a bloques de mampostería. Este Silicato a diferencia del Hormigón Gaseado, necesita inevitablemente del curado en autoclave para endurecer.
2. Hormigones espumados:
Para conseguir este tipo de hormigones se preparan por
separado el mortero y la espuma. (Ver fig. 49).
El mortero será de algún aglomerante como el cemento
o cal aérea, un agregado fino como arena y finalmente
agua.
La espuma preformada se prepara en recipientes, con
,,
,,
ESPUMIGENO
Travesaños de
madera clavados
Teja
GENERADOR
DE ESPUMA
AGUA
ESPUMA
Losa de hormigón
armado "Siporex"
Loseta de
cielorraso de
hormigón gaseoso
MEZCLADORA
Cielorraso eventual
AGUA
CEMENTO
Encadenado de hormigón
convencional "in situ"
Revoque
externo
Enlucido
interno
Panel de hormigón
gaseoso "Siporex"
espesor 20 cm
Fig. 48: Detalle de sistema constructivo empleando el
hormigón gaseoso “Siporex”
ARENA
HORMIGON
ESPUMADO
Fig. 49: Proceso del hormigón espumado.
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paletas batidoras o bombas centrífugas que agitan el
agua donde se encuentran los espumígenos. Estos pueden ser de diversos tipos y la mayoría de los que se emplean se encuentran protegidos por patentes de las empresas que los comercializan. Se han empleado como
espumantes resinas de saponina, detergentes, etc. además de los sintéticos; también debe haber estabilizadores que permitan que la espuma obtenida no desaparezca al entrar en contacto con el mortero.
Según la densidad deseada, se agrega más o menos arena y sobre todo será el volumen de espuma a mezclar,
se pueden lograr hormigones espumosos de 300 kg/m3
a 1800 kg/m3.
La producción de estos hormigones se puede hacer con
instalaciones móviles y de pequeña envergadura. El hormigón espumado por lo general no se cura en autoclave, lo corriente es curarlo al vapor sin presión o al aire.
En la figura 50 se observa el llenado de un panel de
hormigón espumado curado al aire.
controlados en fábrica y muy especialmente en su recepción en obra.
Los hormigones aireados, o alveolares, son conocidos
también como celulares por su estructura. Se busca que
éstas sean cerradas, en ocasiones y por diversas razones,
esto no se logra. Estos poros abiertos se comunican por
conductos o fisuras. La existencia de células abiertas y
conductos de distintos tamaños, provoca movimientos
capilares del agua que pueda entrar en contacto con el
hormigón. La humedad avanza de las cavidades amplias
hacia las más estrechas. Estas consideraciones sirven para entender la facilidad que tienen los hormigones aireados para absorber agua. Esto debe ser tenido muy en
cuenta, en el diseño de las aislaciones y barreras hidrófugas; es un punto crítico en los sistemas que usan elementos con hormigón aireado.
Paneles para losas
Las losas para resolver techos difieren de las que se usan
en los entrepisos por estar expuestas al exterior. En ese
aspecto las losas de techo se asemejan a las de las paredes exteriores. Las de entrepiso deben resistir las sobrecargas de uso de las viviendas.
hasta 6 m
hasta 6 m
Paneles
portantes
a) Losa única (fabricada en el lugar)
hasta 10 a 12 m
Esto provoca contracciones más importantes que en los
procesos de curado a vapor de alta presión, que deben
ser tenidos en cuenta en las tolerancias de las juntas y
uniones.
Las características de bajo peso y alta capacidad aislante de estos hormigones los hacen sumamente interesantes para el uso en viviendas donde los requerimientos
de resistencias no son elevados.
A diferencia del hormigón convencional, el alejarse levemente de las dosificaciones, o las diferencias en la calidad de los agregados, pueden ocasionar problemas
que comprometan la vida útil de los hormigones aireados. Lo mismo ocurre cuando no son respetados los
tiempos de curado.
Los elementos de hormigón aireado deben ser siempre
de 0,30 a 1,50 m
Fig. 50: Llenado de un panel de hormigón espumado
Paneles
portantes
b) Varias losas
Fig. 51: Tipos de paneles para losas de techos y entrepisos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 142
La forma de resolver entrepisos o techos en los sistemas
constructivos basados en grandes paneles ofrece distintas alternativas que dependen de:
Forma de la planta
Las luces de los ambientes a cubrir, definirá el largo del
panel de losa, el ancho del panel será o bien el módulo del sistema, o la otra dimensión del ambiente. (Ver figura 51).
En el caso a) se soluciona con un sólo elemento. La parte inferior del panel de losa ofrece una superficie libre
de juntas y directamente resuelve el cielorraso. En los
paneles de la solución b) se deberá tomar la junta el cielorraso y resolver un número mayor de uniones que en a).
Las limitaciones a que se enfrenta el tipo de solución a)
son el peso de las losas y las disponibilidades de moldes
y de transporte. Sus ventajas son la menor cantidad de
juntas y la posibilidad de repartir la carga de la losa en 4
bordes.
En la fotografía de la figura 52.a se observa el empleo
de losas completas en el techo de viviendas mínimas. En
la figura 52.b se observa una losa de entrepiso que cubre un ambiente completo.
Fig. 53: Losetas macizas de hormigón liviano
El empleo de elementos de anchos menores, solución
b), permite elementos que pueden ser de longitud y espesores mayores, sin ser excesivamente pesados y por
lo tanto cubrir luces importantes.
El ancho de estos elementos, losetas, varía entre los 0.30
m hasta 1.50 m. Pueden ser elementos macizos como el
de la figura 53 o huecos como los que se observan en
el gráfico de la figura 54. El uso del pretensado es frecuente en estas piezas permitiendo así alcanzar mayores
luces. Cada una de estas piezas debe estar vinculada con
sus adyacentes de manera tal que sus deformaciones ante las cargas gravitatorias sean solidarias.
Esto se consigue uniendo cada pieza con su contigua como se observa en la figura 55. El material más difundido en nuestro país para la fabricación de losetas, es el
hormigón con agregado liviano de arcilla expandida.
Si bien es discutible el considerar a estos elementos como grandes paneles, su difusión en la construcción y la
posibilidad de usarlo combinándolos con los paneles de
muro, nos mueve a hacerlo.
a) Losa armada
sin pretensar
Fig. 52a: Techos de losa completa en vivienda mínima
0,12 a
0,25 m
de 3 a 9 m
0,3 a 1.2 m
b) Losas pretensadas
de 3,5
a 18 m
0,15 a
0,35 m
1.2 m
Fig. 52b: Losas completas como entrepiso
Fig. 54: Losas huecas.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 143
armadura
transversal
Losetas angostas
hormigón
"in situ"
hormigón
premoldeado
refuerzos
hormigón
colado "in situ"
variable
según
longitud
4 cm
estribos
20 a 40 cm
armadura
de tracción
armadura
transversal
refuerzo
longitudinal
luz entre apoyos
Losetas anchas
Fig. 55: Unión de losetas
Proceso constructivo
Según el tipo de uniones que se han proyectado entre
los paneles portantes y las losas, puede resultar más sencillo para la construcción el empleo de prelosas.
Las prelosas funcionan, según se ve en la figura 56, como una vigueta metálica, donde la armadura de tracción
inferior se encuentra en la capa de hormigón que servirá de encofrado para el posterior relleno “in situ”. Esta
capa de hormigón premoldeada es de 4 ó 5 cm de espesor.
La armadura superior, vinculada por los estribos en escalerilla, funciona como armadura de compresión durante el montaje y hormigonado, una vez realizado éste,
el hormigón vertido toma la compresión.
Si al hormigonarse la capa de compresión se llenan también las uniones con los muros, se obtiene un conjunto
monolítico.
Esto se ve claramente en la figura 57 donde la capa de
hormigón vinculará las armaduras de muros y prelosas.
Se dispondrá de armadura de distribución en prelosas y
uniones con los muros para evitar posibles fisuraciones.
Los entrepisos así realizados, constituyen un diafragma
rígido para actuar como viga horizontal y distribuir los
esfuerzos de viento y sismo a los muros.
Las prelosas ofrecen como ventajas adicionales, la posibilidad de disponer con libertad el tendido de instalaciones que deban ser colocadas. Permite además disponer
elementos que alivian en el peso final. Es frecuente el
empleo de bloques de poliestireno expandido, dispuestos entre los nervios de las prelosas, de tal manera que
al hormigonar se consigue la altura de losa deseada, la
capa de compresión correspondiente y un menor peso
total de la losa.
La forma de las prelosas, no debe ser necesariamente
de 120 a 300 cm
Fig. 56: Prelosas completadas “in situ”
Fig. 57: Unión de prelosas con paneles portantes por
llenado “in situ”
Fig. 58: Prelosa de forma irregular
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 144
Uniones
Juntas
Fig. 59: Otro uso de prelosas, como parte del cerramiento
exterior en viviendas modulares
rectangular sino que pueden tener formas irregulares según se observa en la figura 58.
Finalmente, las prelosas han sido usadas como muros de
viviendas modulares. En la figura 59 se observa una vivienda sin terminaciones exteriores donde los muros
son prelosas, la parte de hormigón premoldeado queda
al hacia el interior de la vivienda y la armadura de compresión al exterior.
La terminación exterior es a base de placas sobre bastidores que se fijan a la armadura de la prelosa.
Juntas y uniones entre los
componentes
Definiciones
Definimos como junta entre dos o más componentes o
paneles de un sistema constructivo a la zona o espacio
de contacto entre estos elementos. Las juntas pueden ser
húmedas o secas. Por ejemplo una junta que se rellena
con mortero será húmeda, en cambio si la junta la constituye un material como espuma de poliuretano bituminosa, será una junta seca. Además las juntas pueden ser
verticales u horizontales.
Por unión entendemos a la forma en que dos o más elementos se unen, fijan o solidarizan estructuralmente.
La unión normalmente se encuentra incluida dentro de
la junta, sin embargo ésta no necesariamente será una
unión entre ambos elementos como se puede ver en el
gráfico de la figura 60.
En este caso las uniones son puntuales a través de armadura en espera e insertos, mientras la junta se desarrolla a lo largo de los paneles.
La junta debe resolver la continuidad funcional de los
elementos, en cambio la unión apunta sólo al aspecto
estructural.
Fig. 60: Diferencias entre junta y unión
En la figura 61 se observa un sistema donde la unión
entre los paneles y las losas se desarrolla a lo largo de
las juntas, con armadura y estribos, luego se rellena con
mortero.
Juntas
La forma en que resuelven las juntas depende de su ubicación, exterior o interior. Ver figura 62 a.
En la figura 62 b se pueden apreciar las diferencias, la
junta exterior debe solucionar la continuidad de las aislaciones térmicas e hidrófugas. En la junta exterior ventilada horizontal (fig. 62b-III) se ve cómo se coloca un
suplemento de aislante que permite presentar en la cara exterior de la vivienda una aislación sin el puente térmico por la presencia de la losa. De la misma manera
en la junta exterior (ventilada, cerrada) vertical un suplemento de aislante se coloca antes de llenar la junta con
hormigón o mortero (fig. 62b-IV).
Juntas Interiores
El encuentro entre paneles y losas interiores en general
se resuelve llenando el espacio con mortero.
En la figura 61 se observa la forma usual que toman las
juntas interiores, sin embargo no siempre se encuentran
con tanta armadura como la del ejemplo. Es frecuente
que cuando los paneles que intervienen en la junta no
son estructurales las juntas interiores no son siempre
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 145
Se rellena con
hormigón "in situ"
Armaduras
de unión
Junta entre
panel muro
y losas
Losa
Apoyo de
montaje
Estribos
de unión
Muro
Nido
Junta entre
paneles de muro
(coincide con la unión)
Fig. 61: Ejemplo de juntas que coinciden con las uniones
atendidas como lo requieren. En efecto, al no estar expuestas a la agresión del agua de lluvia o del viento como lo están las exteriores, son dejadas de lado por interpretar que son solamente estéticas.
Si no se dispone de suficiente armadura y no se adecúa
la dosificación del mortero, el resultado será la aparición
de fisuras.
La experiencia indica sin embargo que el usuario de la
vivienda atribuye mucha importancia a las fisuras que
“marcan” esas juntas. El argumento que: “en la construcción tradicional siempre están presentes las fisuras” y
Interiores
Juntas
que no revisten ningún peligro no son una excusa válida. Sobre este particular nuestra opinión es que si bien
esos argumentos son en alguna medida ciertos, se debe
contemplar que el ocupante de una vivienda industrializada es de por sí más exigente con respecto a estos detalles.
El ocupante de las viviendas tradicionales no presta mayor atención a pequeñas fisuras, en cambio si alguien
que vive en una casa industrializada las encuentra, normalmente atribuye su aparición al sistema industrializado.
¿Por qué aparecen fisuras en algunas juntas?: Las fisuras
reflejan movimientos de los elementos que la conforman. Estos a su vez se pueden mover por causas exteriores a los propios elementos: como lo son los asentamientos o deformaciones estructurales, los golpes, etc.
Otras causas de movimiento son las asociadas al propio
elemento como son los cambios de volumen debido a
las variaciones de temperatura o humedad. Esta última
razón es frecuentemente olvidada y sin embargo el “hinchamiento” es en muchos materiales de igual importancia que las variaciones de temperatura.
En los grandes paneles, las deformaciones se van acumulando y generando un estado de tensiones crecientes, al
alcanzar cierta magnitud estas tensiones provocan fisuras
en los puntos más débiles: las juntas que tienen escasa armadura o de materiales muy poco elásticos.
Si las juntas son lo suficientemente elásticas como para
absorber esas variaciones no habrá fisuras. Es por eso
que cuando hay gran número de juntas es baja la probabilidad de que aparezcan fisuras pues las deformaciones se distribuyen. En cambio cuanto mayor sea el tamaño de los paneles mayor será la cantidad de tensiones que acumulan las juntas.
El mortero con el que se rellena la junta no debe presentar contracciones cuando fragua, para ésto es indispensable tener baja relación agua–cemento. Para obtenerlo es
necesario usar aditivos fluidificantes e incorporadores de
aire para conseguir que el mortero llene la junta y no
presente mayor contracción al perder humedad.
Cuando por razones de fabricación de los paneles o de
su montaje no es posible disponer de suficiente armadu-
Verticales
Horizontales
Llenas
Exteriores
Ventiladas
Fig. 62a: Cuadro de tipos de juntas de grandes paneles
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Verticales
Horizontales
Abiertas
Verticales
Horizontales
Cerradas
Verticales
Horizontales
145
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Junta vertical entre dos paneles
Sellador elástico.
Absorbe los
movimientos
sin provocar
fisuras
Junta de
hormigón
(in situ)
Hormigón colado
(in situ)
Armadura
de unión
Losa
Panel de muro
I)
Panel de muro
Junta interior horizontal
I
I
N
T
E
R
IO
N
T
E
R
IO
Junta de hormigón
(in situ)
R
ra,
Fig. 63: Detalle de junta vertical entre dos paneles
R
Panel de muro
Detalle de junta interior
Junta tomada con
material de enlucido
(p.ej.: Yeso reforzado)
II)
Hormigón colado
(in situ)
Junta interior vertical
Aislación
Panel de muro
premoldeado
EXTERIOR
Panel de muro
Junta de hormigón
(in situ)
Losa
Buña donde
se producirá
la fisura
Fig. 64: Junta entre dos paneles de muros interiores
III)
Junta exterior horizontal
Hueco
ventilado
Aislación
Panel de muro
exterior
Hormigón colado
(in situ)
Panel de muro
interior
IV)
Junta exterior vertical
Fig. 62b: Juntas interiores y exteriores
o cuando por sus dimensiones es inevitable la acumulación de tensiones que derivan en fisuras, debe buscarse
alguna solución de diseño.
Básicamente existen dos formas de encarar las juntas interiores entre dos elementos que tendrán movimientos
diferenciales.
La primera es tomar la junta con un material lo suficientemente elástico como para que pueda absorber los movimientos sin fisuras (Ver figura 63). En este sentido hay
gran cantidad de masillas y selladores que cumplen esa
función. Se debe atender a su aspecto: textura y dureza,
su capacidad para recibir distintos tipos de pintura, y finalmente también a su costo.
Entre estos selladores se encuentran los poliuretánicos
de un componente que se adecúa a las juntas con movimientos de hasta el 25% de su espesor y que presen-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 147
ta buena adherencia al hormigón.
También han dado buenos resultados los selladores formulados sobre la base de resinas tipo poliéster, que tienen gran adherencia y durabilidad.
La segunda forma es esconder las fisuras. En ese sentido existen diferentes recursos:
Las buñas: una pequeña fisura pasará inadvertida al manifestarse dentro de una buña. Ver fig. 64.
La junta en forma de buña se ejecuta con cualquier material que se use de terminación (yeso o distintos revoques).
Otra alternativa son los tapajuntas o molduras que ocultan tras de sí la aparición de fisuras. En las figuras 65 y
66 se observan ejemplos. Se debe tener presente que el
tapajunta o moldura no debe estar adherido a ambos paneles sino permitir el libre movimiento. En la figura 65,
en una junta horizontal se observa la moldura a nivel del
cielorraso, en la cara superior de la losa, a nivel del piso, el zócalo oficiará de tapajunta.
La figura 66 muestra la colocación de un tapajuntas
premoldeado que se emplea como encofrado cuando se
procede a llenar con mortero la junta entre paneles de
muros. En estos casos se debe tener la precaución de
poner un fieltro entre el panel y el solape del tapajuntas
de tal manera que permita, al ser retirado, el movimiento de los paneles tras el tapajuntas.
Finalmente sobre las fisuras en las juntas interiores se
debe decir que a menos que por alguna razón terminen
dañando la unión, que es estructural, no representan peligro para los ocupantes de la vivienda.
Panel de muro
premoldeado
Losa
Zona de
aparición
de fisuras
Mortero
colado
(in situ)
Moldura aplicada
sobre el muro que
oculta las fisuras
(no adherida al
Corte vertical de junta muro-losa cielorraso)
Fig. 65: Detalle de junta interior con moldura
Juntas Exteriores
La mayor exigencia que enfrentan las juntas exteriores
es la de ser una barrera efectiva para impedir el paso del
agua de lluvia y del viento. Además las juntas exteriores
deben dar continuidad a la aislación que se ha previsto
para muros y techos. Cuando esta última previsión no es
satisfecha aparecen los puentes térmicos con sus consiguientes deterioros para la vida útil de la vivienda. La
junta externa además debe ser durable y segura. Si está
previsto realizar el reemplazo de algún componente de
la junta como por ejemplo el sellado, esta operación tiene que poder ser realizada de manera simple y estar
dentro de las posibilidades económicas del tipo de ocupante de la vivienda.
El aspecto estético de la junta exterior será compatible
con la fachada del edificio.
Las juntas exteriores deben absorber los movimientos
mecánicos o estructurales y los térmicos.
Las tolerancias con que se fabrican los paneles, son puntos de partida para el diseño de las juntas. También deben ser tenidos en cuenta el sistema estructural elegido
y el orden de montaje, si el panel es portante o no, el
tipo de unión que se tiene prevista, si el panel es homogéneo o sandwich, su espesor, etc.
Esta gran cantidad de variables origina a su vez gran número de soluciones. Sin duda la solución de las juntas externas es clave en los sistemas de grandes paneles.
Pautas para el diseño de las juntas
externas:
En el proyecto de una junta, el espesor debe ser el punto de partida para luego estudiar su forma. Se darán los
valores básicos, que orienten en el diseño del espesor
de las juntas.
Las expresiones de cálculo reflejan simplificadamente la
cuestión pero sirven para tener una visión de las magnitudes en juego.
1.Variaciones de longitud del panel debido
a los cambios de temperatura.
En la figura 67 se ven dos paneles contiguos que definen la junta cuyo espesor queremos determinar. Al cambiar la temperatura, los paneles variarán su longitud en
forma proporcional al coeficiente de dilatación del material del panel, la expresión que sigue describe esa variación en el espesor de la junta.
∆et = εt . ∆t . l
∆et = variación del espesor de la junta por variación de
temperatura.
εt = Coeficiente de dilatación térmica del material del
panel (para el hormigón normal es 0.00001).
∆t = variación de temperatura media. Este valor debe ser
referido a la temperatura media durante el período de
montaje.
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 148
Molduras
de esquina
Hormigón colado
(in situ)
Armadura
de unión
Fieltro de
separación
Tapajuntas
premoldeado
Panel de muro
premoldeado
Fig. 66: Detalle de juntas interiores con tapajuntas
En el capítulo 3, se ofrecen valores para orientar al proyectista. Para predimensionar se puede tomar ∆t = 30 °C.
l = longitud del panel.
Así por ejemplo para dos paneles de 4 metros de largo,
si tuviesen libertad de movimiento, tendríamos:
∆t = 0.00001mm/m. 30°C. 4000 mm = 1.2 mm
Esto significa que la junta que se encuentra entre esos
paneles libres debe ser capaz de absorber esos movimientos. Como resultado del mismo peso de los paneles y de otros vínculos, esos movimientos estarán restringidos y las tensiones de esas restricciones no se acumularán todas en la junta, sin embargo, el orden de las
deformaciones será como el calculado.
2. Errores y tolerancias de fabricación y montaje:
Por el proceso de fabricación de los grandes paneles es
inevitable la divergencia entre las dimensiones proyectadas y las obtenidas. Desde luego la calidad de los moldes y de los materiales, el proceso de curado y la severidad de los controles son los que determinan la magnitud de los errores o divergencias.
Luego en el proceso de montaje se introducirán nuevamente errores o diferencias entre la posición esperada
del panel y en la que termina ubicado. Estos no deben
exceder las tolerancias establecidas, que serán las que
,,,,, ,,,,,
Panel de muro
premoldeado
Junta
–∆t=
∆ et
∆ et = εt x ∆ t x
Variación en
el espesor
∆ et = Variación del espesor de la junta
εt = Coeficiente de dilatación térmica del panel
∆ t = Cambio de temperatura media
= Longitud del panel
Fig. 67: Variación del espesor de las juntas por cambios de temperatura
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 149
servirán para el diseño de las juntas.
El diseño de juntas necesariamente debe estar precedido por el análisis de errores. Como orientación para el
predimensionado se puede proyectar la junta entre
grandes paneles con un espesor entre uno y dos centímetros.
3. Tipo de material que se empleará para el sellado
o relleno de la junta:
Los selladores sean del tipo que fuesen, necesitan un espesor mínimo para desarrollar las elongaciones y absorber las compresiones. Existen según los productos, anchos máximos de junta, más allá de los cuales el sellador resulta ineficaz. Ver figura 68.
Revoque exterior
a)
Hormigón celular ligero
Mortero de cemento
con plastificante
25
E
X
T
E
R
IO
R
Sellador
Junta horizontal (Corte vertical)
Hormigón celular ligero
Mortero de cemento
con plastificante
b)
Sellador
Material
de respaldo
Revoque exterior
Sellador
a
b = 2a
E
Fig. 68: Factores que influyen en el espesor de las juntas:
tipo de sellador y sus necesidades geométricas
X
T
E
R
Junta vertical (Corte horizontal)
Fig. 69: Detalle de una junta exterior en un sistema de
grandes paneles de hormigón celular (Syporex)
Ese valor surgirá de las especificaciones que ofrece el fabricante del producto. En general los selladores no cubren más de 2 centímetros de espesor de junta.
En cuanto a los morteros que se usan para rellenar los
huecos de las juntas necesitarán por lo menos de 4 a 5
centímetros de ancho para efectuar un llenado eficiente.
Si el relleno es de hormigón, es decir con agregados
gruesos, este espesor debe ser mayor y el diámetro del
agregado grueso acotado a 10 ó 12 milímetros.
24
Hormigón celular ligero
Mortero resistente
Losa
Sellador
Juntas ventiladas. Juntas llenas.
Las juntas exteriores se pueden agrupar en:
-Juntas llenas
-Juntas ventiladas
En la figura 69 se observa una junta llena entre paneles exteriores de hormigón liviano del Sistema Syporex
de muro exterior.
El esquema a) representa la unión horizontal entre un
panel de hormigón celular y otro colocado encima. El
corte vertical del cerramiento es el que muestra la junta
horizontal, en este caso es una junta rellena de mortero,
de cemento y que hacia el exterior se termina con un
sellador para ofrecer estanquidad al agua y al viento.
El esquema b) muestra la junta vertical entre paneles de
muro del mismo sistema, el corte que la pone en evidencia es el horizontal. La junta es a tope de los pane-
IO
R
Aislante de
Poliestireno expandido
22
Apoyo
Junta horizontal (Corte vertical)
Fig. 70: Detalle de una junta llena horizontal
les, el hueco que se materializa al colocarlos en posición
es rellenado con mortero de cemento con plastificante
colado “in situ”. Finalmente la junta al exterior es resuelta con un sellador.
En la figura 70 el corte vertical muestra a la junta horizontal donde concurren los paneles de muro y la losa
de entrepiso, de igual manera que en el caso anterior se
rellena el hueco con hormigón colado “in situ” y se sella la parte exterior de la junta. Se toma la precaución de
colocar un suplemento de poliestireno expandido para
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Panel muro
exterior
Hormigón
colado
"in situ"
Aislación
INTERIOR
EXTERIOR
Losa
Estribo
Horquillas
galvanizadas
Junta horizontal
Hormigón
Suplemento
colado
de aislación
"in situ"
Panel
muro
interior
Aislación
Panel
muro
exterior
Masillas
Estos productos plastoelásticos se aplican sobre las juntas en forma continua con aplicadores que van inyectando la masilla y puede ser repasada a espátula. Las primeras que se usaron fueron las masillas de butilo, pero
han sido superadas en duración y eficiencia por las masillas de Thiokol.
Estas están basadas en polisulfuros que con un endurecedor se polimerizan y al fraguar adquieren un comportamiento elástico como la goma. Resisten a la radiación
solar, el agua y los solventes. Se deben preparar las superficies a las cuales se aplicará limpiándolas y aplicando una imprimación que proteja a la masilla de los álcalis del hormigón.
Cordones o tiras preformadas
Son selladores que vienen en rollos, se despliegan sobre
una de las superficies de las juntas y se comprimen al
posicionar la otra cara de la junta. Necesitan entonces de
esta compresión para sellar la junta. Existen gran variedad de estos selladores como los a base de butilos o las
espumas de distintos materiales que a su vez pueden estar impregnadas por ejemplo en asfaltos.
Juntas Ventiladas
Tira impermeabilizante
de neoprene
Junta vertical
Fig. 71: Detalle de juntas ventiladas
dar continuidad a la aislación que proporcionan los paneles de hormigón celular. En efecto al rellenar la junta
con hormigón se pierde aislación que debe ser repuesta, además por compresión absorberá cualquier movimiento de la losa.
Un ejemplo de junta ventilada es la de la figura 71, la
junta vertical permite ver el perfil de los bordes de los
paneles que conforman un hueco o conducto vertical
que antecede al relleno de la junta. La junta horizontal
ventilada de la figura se conforma con la saliente del panel superior. Como veremos estos huecos o aberturas
comunicadas al exterior que presentan estas juntas impiden el ingreso de agua cuando están correctamente
sellados.
El funcionamiento de las juntas ventiladas es muy distinto según se trate de una junta horizontal o una vertical.
Juntas Horizontales
El agua de lluvia empujada por el viento se mueve hacia el interior de la junta ventilada con una presión
(q = [kg/m2] ) que puede expresarse como:
q = (1/ 16) . v2
Esta expresión considera la densidad del aire a una temperatura de 15 °C. Siendo:
v = la velocidad del viento en metros por segundo
LLUVIA
VIENTO
Ranurado en forma
de "tabla de lavar"
h<q
hq
d
d
Selladores al exterior
Al tratar las juntas interiores se hizo referencia a los selladores. El tipo a emplear en las juntas exteriores, en
cambio, debe tener propiedades que a dichos selladores
no se les exigía.
Deben ser completamente estancos, resistir la radiación
solar, el agua, el viento y mayores amplitudes de temperatura. Por su forma de colocación los podemos agrupar en:
Junta horizontal
q = Presión del viento
h = altura de la junta
ó escalón.
d = espesor de la cámara
ventilada (constante)
Fig. 72: Mecanismo de ingreso de agua en las juntas
ventiladas horizontales
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 151
19 mm
19 mm
19 mm
75 mm
100 mm
19 mm
63 mm
63 mm
63 mm
100 %
38 %
Ingresa
fácilmente
el agua
0%
Ingresa un 38 %
del modelo de
junta anterior
63 mm
0%
0%
No se registró ingreso de agua en estos modelos de juntas
Fig. 73: Juntas horizontales ventiladas. Ensayos de penetración de agua publicados por D. Bishop
En la figura 72 se observa el mecanismo físico para la
entrada de agua. La columna de agua que se forma en
la junta horizontal es la que equilibra la presión del
viento.
Veamos un ejemplo, para una velocidad de viento de 80
km/h, la presión será:
q = (1 / 16) . (80 / 3.6)2 = 31 kg/m2
Esta presión equilibra una columna de agua de 31mm
sobre un m2 de superficie. Por lo tanto la presión del
viento alcanza para sostener una columna de agua de
31mm por unidad de superficie de junta. Cualquier disminución de la sección en el interior de la junta, ya sea
por errores de fabricación o de montaje provoca alteraciones en las secciones y por lo tanto en las hipótesis de
las expresiones de cálculo, en consecuencia se debe tomar un margen de seguridad. Para ello se establece que
la altura del escalón sea de 1.5 a 2 veces la altura de
igualdad de presiones.
En el ejemplo se debería disponer de un escalón de 4.5
a 6 cm de altura sobre la abertura horizontal. Este modelo de comportamiento desarrollado tiene validez para
aberturas de juntas mayores a los 5 mm, para espesores
menores se han observado fenómenos de capilaridad y
bombeo ante los menores errores dimensionales.
Son ilustrativos los ensayos publicados por D. Bishop
que se muestran en la figura 73. Se ensayaron distintos
tipos de juntas horizontales, al final de cada una se recogía el agua que la atravesaba. Los resultados se expresan como porcentaje del agua recogida referidos al primer tipo de junta ensayada, en otras palabras, en la primera junta pasaba cierta cantidad de agua, en la segunda un 38% de esa cantidad, y en la tercera y cuarta no
penetraba agua.
Juntas Verticales
A diferencia de las juntas ventiladas horizontales donde
una columna de agua actúa como freno a la penetración
del agua, en las juntas verticales este freno no existe. Sin
embargo los ensayos han demostrado las diferencias al
Cortes horizontales mostrando el porcentaje de agua que llega a cada sección del panel
200 mm
5
5
0,4 %
5
100 %
0,3 %
0,8 %
5
17.5 mm
100 %
84,0 %
0,5 %
6,6 %
92,6 %
5
17.5 mm
100 %
19,7 %
17.5 mm
5
1,84 %
5
5
97,8 %
10
15,8 %
17.5 mm
5
200 mm
200 mm
5
80,0 %
200 mm
Panel muro
exterior
Fig. 74: Juntas verticales ventiladas. Ensayos de D. Bishop de penetración de agua de lluvia
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 152
paso del agua según los perfiles que conforman la junta vertical.
En la figura 74 se observan 4 tipos de juntas verticales
con distintos perfiles ensayadas por D. Bishop. Los ensayos se realizaron proyectando agua a presión sobre las
juntas y registrando el porcentaje de agua que se precipitaba en cada sección, de las cuatro en que se dividió
la junta, y no seguía avanzando hacia el interior del muro. Así por ejemplo en la primera figura se observa co-
Hormigón
colado
(in situ)
EX
TE
R
IO
R
LLUVIA
Aislación
VIENTO
Cámara de descompresión ventilada
Pierde velocidad y cae por gravedad
Mínimo: 10 cm2
Ingresa el
agua de lluvia
Sellador protector
de la aislación
IN
TE
R
IO
R
Sellado
interior
Aislación
Panel
de muro
interior
Panel
de muro
exterior
Fig. 75: Junta vertical ventilada con cámara de descompresión
Cortes horizontales
1
2
EXTERIOR
30
37
75
68
142
36
EXTERIOR
50
60
37
INTERIOR
Impermeable hasta
vientos de 100 km/hora
Impermeable hasta
vientos de 180 km/hora
3
4
EXTERIOR
EXTERIOR
30
30
50
37
60
73
Impermeable hasta
vientos de 80 km/hora
Falló con vientos al
llegar a los 65 km/hora
Fig. 76: Juntas verticales ensayadas al agua, y viento por el
INTI (Instituto Nac. de Tecnología Industrial)
mo en los primeros 5 cm de la junta se precipita el
92.6% del agua que penetra en la junta. En los siguientes 5 cm se precipita el 6.6% del agua y finalmente entre los 10 y 15 cm se precipita el restante 0.8% del agua
que ingresó en la junta vertical. Se observa que la última es la que retiene mayor cantidad de agua en la primera sección de 5 cm. Ese orificio o ensanche es conocido como cámara de descompresión y consiste en un
aumento de la sección en la junta vertical. Al estar comunicada con el exterior esta cámara se encuentra a la
misma presión que la cara del muro azotada por el viento, luego al no existir diferencia de presiones el agua
pierde impulso y cae, justamente por la cámara que también oficia de drenaje. Ver figura 75.
La cámara de descompresión consigue anular la presión
del viento, siempre y cuando cumpla dos requisitos: primero estar vinculada al exterior, y por tanto tener oportunidad de evacuar el agua, y segundo tener una sección
de por lo menos 10 centímetros cuadrados.
En nuestro país el departamento de Construcciones del
Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), realizó una serie de ensayos para constatar la efectividad de
distintos tipos de juntas ventiladas. Las secciones analizadas son las que se presentan en la figura 76.
Como se observa en la parte posterior de las juntas ensayadas no se encuentra ningún sellador o relleno, de tal
manera que se podía ver a través de la junta. Contra lo
esperado, al realizar el ensayo simulando la lluvia y un
viento de 100 km/h, no se registró ninguna filtración en
la junta 1, la junta 2 resistió sin filtraciones hasta los 180
km/h. Sin embargo la junta 3 que en apariencia es igual
a la junta 1, mostró filtraciones a una velocidad de viento menor: a los 80 km/h. La diferencia de comportamiento se debe al distinto diámetro que presenta la junta 3. En efecto un aumento en la sección de la cámara
resultó perjudicial, para paneles de alrededor de 14 cm
de espesor, como los ensayados, el diámetro ideal resultó el de 37 mm. Finalmente el ensayo mostró los peores resultados para la junta 4. El agua se infiltró a los 65
km/h, contribuyó a esto el borde liso de uno de los paneles que conforman la junta.
Juntas ventiladas cerradas
Consisten en sellar exteriormente las juntas ventiladas. Si
bien son satisfactorios los ensayos analizados, en la
práctica para asegurar su funcionamiento, se sella la junta del lado exterior, pero siempre dejando orificios para
su drenaje y ventilación.
La figura 77 ilustra una junta vertical, ventilada y cerrada. Sirviendo de sellador exterior se colocó un tubo de
PVC, que se introduce en improntas de los bordes de los
paneles y se ajusta al posicionarlos. Luego se encuentra
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
152
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 153
Sellador protector
de la aislación
Cámara de descompresión
que ventila al exterior
Aislación
15 a 30 mm
EXTERIOR
Tubo de P.V.C.
15 a 30 mm
Mortero
colado
(in situ)
Cámara de
descompresión
Aislación
Panel
de muro
exterior
Panel
de muro
interior
Fig. 77: Junta vertical exterior ventilada cerrada
a)
EXTERIOR
5
4
1
6
2
3
4
2
16
b)
Detalle perfil tipor a)
mostrando las ranuras
tipo "tabla de lavar"
c)
EXTERIOR
EXTERIOR
5
4
3
7
3
1,5
4
7
2
16
11
d)
EXTERIOR
1: Lámina elástica
de sellado
5
3
2: Sellado
9
3: Protección
de aislación
16
4: Aislación
Sin cámara de
descompresión
5: Cámara de
descompresión
Fig. 78: Ensayo de distintas juntas verticales ventiladas
Fig. 79b: Perfiles conformados para juntas, con apoyo en
bordes de los paneles
la cámara de descompresión y al final el sellado, el aislante térmico y la terminación interior.
El sellado exterior de la junta también se puede realizar
con bandas de materiales plásticos.
En el Instituto de Ensayos de la Construcción de Trondheim, Noruega se ensayaron las juntas de este tipo que
se observan en la figura 78. En las juntas a, b, c se dispusieron distintos tipos de cámaras de descompresión
tras la cinta de sellado. La cámara de la junta a) es algo
especial, el ensanche del corte corresponde a acanaladuras con pendiente como se observa en la perspectiva,
en b) y c) difiere el tipo de secciones de las cámaras, sin
embargo en los tres casos el comportamiento de la junta ha sido correcto.
El comportamiento de la junta d), que no tiene cámara
de descompresión, fue deficiente, en efecto, a los quince minutos de ensayarla con agua a presión simulando
la lluvia con viento, se registró humedad en la cara interior de la junta.
Existe otro tipo de sellado con burletes o perfiles elásticos. De la gran variedad que ofrecen los fabricantes de
estos productos, se presentan algunos en la figura 79.
Allí se observan distintas soluciones para juntas verticales; en el grupo a) se tienen juntas que se ajustan sobre
los bordes de los paneles directamente. En el grupo b),
en cambio se requiere que una parte del sellador se integre a los bordes de los paneles.
También se han desarrollado burletes para las juntas horizontales, como los del esquema de la figura 80. Entre
los materiales que se utilizan están el Neopreno, el PVC,
también se han empleado metales como el acero inoxidable, latón y cobre.
Algunos simplemente se colocan desde el exterior. Al
adoptar estas soluciones se debe asegurar que no sea fácil extraerlos o dañarlos y que en el caso de que ello
ocurra los moradores sepan que hay que reponerlos inmediatamente.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
153
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 154
EXTERIOR
EXTERIOR
mín.
50
10
Perfil
posicionado
en la junta
máx.
Fig. 79a: Perfiles conformados para juntas, aplicados desde el exterior
Las juntas en sistemas europeos de
grandes paneles
En las figuras 81 a 87 se observan las juntas básicas que
definen a sistemas europeos, empleados en un gran número de viviendas. Como se advirtió al principio del capítulo, el espesor de los paneles es superior al promedio de los usados en nuestro país. Estos mayores espesores permiten desarrollar con comodidad las soluciones
de las juntas.
La figura 81 describe uno de los sistemas desarrollados
por el Ing. T. Koncz para la empresa italiana SACIE, el
sistema SACIE-KONCZ utilizado en el norte de Italia.
La junta horizontal exterior muestra cómo los bordes superior e inferior de los paneles del muro, forman un machihembrado que facilita el montaje. En efecto, una vez
colocada la losa de entrepiso queda una saliente del pa-
3
1
2
3
1
2
3
Junta horizontal
1 Burlete horizontal
2 Burlete vertical
3 Lámina
Junta vertical
Axonométrica
Encuentro de juntas
horizontal y vertical
Fig. 80: Burlete para junta horizontal
nel inferior para guiar al superior. La junta facilita la colocación del suplemento de aislante que salva el puente térmico del apoyo de losa. La junta horizontal exterior es ventilada y abierta. La altura del escalón y su espesor, impiden el ingreso del agua. Para asegurar además la estanquidad al viento se coloca el sellador compresible.
La junta horizontal interior es del tipo llena y húmeda,
la que es ejecutada con hormigón “in situ”.
En cambio la junta vertical que da al exterior es ventilada y cerrada; en este caso el cierre se realiza a través de
un sistema de perfiles conformados que se adhieren a
cada panel y al juntarse forman el cierre hidráulico. Tras
el perfil de sellado existe un hueco que se comporta como un drenaje para cualquier filtración. Se completa con
un sellador sintético a nivel de las aislaciones.
Finalmente la junta vertical interior sigue el mismo criterio que la horizontal interior y se resuelve como junta
llena hormigonada en el lugar.
La figura 82 muestra al sistema de origen danés Larsen
y Nielsen. El espesor de los muros exteriores es de 25
cm., mientras el anterior era de 23 cm., la aislación es de
5 cm. de poliestireno expandido.
Como se puede apreciar en la junta horizontal exterior,
la aislación no se interrumpe por el apoyo de la losa.
Efectivamente lo que en el sistema anterior era colocado en obra como suplemento de aislación, en este caso
esta incluido en el panel inferior. Esta ventaja de no tener que controlar su colocación en toda la obra, obviamente tiene un costo en la complicación adicionada en
el moldeo de los paneles.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
154
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 155
SISTEMA SACIE-KONZC (Italia)
Aislante de
poliestireno expandido
Panel de hormigón armado
Fig. 81
Sellador compresible
1
Suplemento de aislante
Fig. 82
Panel exterior de
hormigón armado
Mortero
de asiento
Fibra de vidrio
Capa exterior
Losa
EXTERIOR
Hormigón "in situ"
Aislante de
poliestireno expandido
Espiga de nivelación
Losa
EXTERIOR
Mortero de asiento
Armadura
de unión
SISTEMA LARSEN & NIELSEN (Dinamarca)
Cara portante
7
Cara de protección
Junta horizontal exterior
7
4
12
6
Junta horizontal exterior
Panel interior de
hormigón armado portante
Muescas
6
5
14
Muro superior
Armadura
de unión
3
Mortero de asiento
8
3
Mortero de asiento
18
Hormigón de relleno
Hormigón "in situ"
Losa de hormigón
1
5
Junta horizontal interior
6
Muro inferior
Junta horizontal interior
16
Muescas
Capa exterior
Paneles exteriores de
hormigón armado
Mortero sellador
Mortero de asiento
Hormigón "in situ"
Sellador sintético
Aislante de
poliestireno expandido
Cinta para juntas
Perfil conformado de plástico
Pared
interior
Hormigón de relleno
Fibra de vidrio
Armadura
de rigidización
de juntas
Armadura de anclaje
Junta vertical exterior
6
5
14
Junta vertical exterior
Mortero sellador
Hormigón "in situ"
Panel interior de
hormigón armado
2 hierros ø 10
Junta vertical interior
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Armadura de
rigidización de juntas
Hormigón de relleno
Paredes interiores
Armadura de anclaje
Junta vertical interior
155
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 156
SISTEMA LENZ (Alemania)
SISTEMA CAMUS (Francia)
Fig. 83
Panel de hormigón
de piedra pómez
Fig. 84
Revoque
interior
Poliestireno
Lámina plástica
Sellador
Losa
15
Sellador
Mortero de asiento
Hormigón "in situ"
Armadura de anclaje
Revoque
cielorraso
Mortero
de asiento
Hormigón "in situ"
Armadura perimetral
para el anclaje
14
Revoque exterior
Losa
Aislante
10
Junta horizontal exterior
Junta horizontal exterior
14
24
28
Revoque
interior
Panel de hormigón
de piedra pómez
Muro superior de hormigón
Losa
Mortero de asiento
Hormigón "in situ"
Hormigón "in situ"
Armadura de anclaje
14
15
Mortero de asiento
Muro inferior de carga
Junta horizontal interior
16
Junta horizontal interior
28
Panel de hormigón
de piedra pómez
Capa portante
Masilla exterior para juntas
Styropor
Hormigón "in situ"
Armadura de junta
Tabique
interior
Tubo cierrajuntas
16
28
Aislante
Capa exterior
Hormigón "in situ"
Armadura de anclaje
Aislante
Estribos de armado
Junta vertical exterior
Junta vertical exterior
24
Hormigón "in situ"
Armadura de anclaje
28
Styropor
16
Armadura de junta
Armadura de anclaje
Aislante
Tabique
interior
Tabique interior
Masilla exterior para juntas
Junta vertical de esquina exterior
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Junta vertical interior
16
156
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 157
En esta junta se observa un perno de nivelación para facilitar el posicionado del panel superior. Es una junta
ventilada abierta, sellada con un cordón compresible de
fibra de vidrio. A diferencia del sistema precedente, el
escalón donde la junta termina a un nivel superior que
la losa, en este caso lo hace al mismo nivel, lo cual es
una ventaja ante cualquier fallo de la junta. Efectivamente si el agua atraviesa la junta de la fig. 81 tiene la posibilidad de acumularse en el suplemento de aislación y
filtrarse al interior movida por la gravedad. La del sistema Larsen en cambio, para ingresar al interior no contará con la ayuda gravitatoria. En ambos sistemas el diseño es correcto, sin embargo el dinamarqués ofrece una
segunda línea de defensa de mayor eficiencia.
El sistema alemán LENZ de la figura 83, a diferencia de
los anteriores donde los paneles eran de hormigón convencional, se emplea un hormigón de agregado liviano:
piedra pómez.
Por el tipo de material del panel se requiere revocar las
caras interiores y exteriores. La capa exterior de revoque
deberá incorporar la aislación hidrófuga. La junta horizontal exterior es llena, se materializa con el mortero de
asiento y un sellador al exterior. Ante el posible fallo de
este último el gran espesor del muro y la capacidad de
retener agua del hormigón de piedra pómez constituyen
una barrera al ingreso ocasional de agua de lluvia. En
este sistema el gran espesor del muro responde a dos razones; en primer lugar al no colocar aislante sintético,
como fue el caso de los dos anteriores, se obtiene la aislación con el espesor del muro. En segundo lugar la resistencia del hormigón de piedra pómez es menor que la
del convencional y por lo tanto se necesita mayor espesor para soportar similar carga.
El encadenado sobre el panel de muro inferior y a nivel
de la losa, que se ejecuta con hormigón convencional,
provoca un puente térmico que es resuelto con el agregado de una plancha de aislante sintético, por ejemplo
poliestireno expandido.
En la junta vertical exterior se emplea la misma técnica
para cortar el puente térmico, donde en la junta horizontal teníamos mortero de asiento en el panel superior
y el inferior, acá se coloca un material compresible como el poliestireno expandido para ajustarse entre los
paneles contiguos y sirve de apoyo para el sellador. El
uso de este tipo de juntas llenas y su correcto funcionamiento sólo es posible si el hormigonado in situ es ejecutado con material de mínima retracción. En efecto si
al fraguar ese relleno se contrae, aparecen fisuras que
serán vías de ingreso de agua ante cualquier imperfección o envejecimiento del sellador exterior. Además este relleno no debe presentar oquedades.
El sistema CAMUS que se ilustra en la figura 84 ha tenido amplia difusión no solamente en Francia y sus ex
colonias, sino también en Latinoamérica.
La junta horizontal exterior es ventilada pero cerrada
con un sellador, además tiene una lámina que protege
el borde del panel inferior. Por lo demás es similar al
visto en la figura 80.
En la junta vertical exterior se observa que es ventilada
cerrada y que una plancha de aislante sella la cámara de
descompresión y sirve para que el relleno de hormigón
no se introduzca en el hueco ventilado.
Esta junta y también la vertical interior dejan a la vista
que para materializarlas se deben colocar encofrados
que permitan efectuar el hormigonado del relleno, que
en esta ocasión queda a la vista.
Los sistemas anteriores no necesitaban de ningún encofrado siendo los mismos bordes de los paneles los que
contenían el relleno. Esta complicación de contar con
piezas adicionales que se deben fijar antes de ejecutar la
junta, tiene una ventaja económica. Justamente al no ser
los mismos paneles los que actúan de encofrado, el posicionamiento de estos no debe ser tan preciso, y esto
representa ahorro de tiempo de grúas. De la misma manera la exactitud en las dimensiones de los paneles ya
no será tan importante, pues el tipo de junta permite absorber las variaciones en más o en menos en el largo de
los paneles. El fabricar paneles con una tolerancia amplia permite un mayor uso de los moldes y que éstos
sean menos costosos, con lo cual se reducen los gastos
de amortización de los mismos.
La figura 85 es del sistema ESTIOT-HOCHTIEF de origen francés (Estiot) y empleado en Alemania por la firma Hochtief. Como en el caso anterior, se trata de paneles de hormigón convencional con una capa aislante
de poliestireno expandido. Tiene algunas cosas en común con el sistema Camus, como por ejemplo el empleo de la junta horizontal exterior llena. Sin embargo,
el sellado de la junta se produce por debajo del nivel de
la losa, que como se analizó en el sistema Larsen y Nielsen, constituye una segunda línea de defensa ante el fallo del sellador.
Las juntas de este sistema necesitan también de pequeños encofrados para realizar el llenado.
Si se observan las juntas verticales se notará que tienen
un original sistema de realizar la unión, a través de perfiles metálicos que se atornillan y quedan incorporados
dentro del relleno de la junta.
Este sistema de perfiles ayuda a posicionar correctamente los paneles que apoyan en esa especie de apeos que
tiene el perfil principal.
Cada panel que concurre a la junta vertical tienen incorporado desde el momento de su moldeo un perfil que
ajusta perfectamente en las posiciones que tiene el perfil hueco que se coloca en el centro de la junta. Este sis-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
157
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 158
SISTEMA COIGNET (Francia)
SISTEMA ESTIOT-HOCHTIEF (Francia)
Fig. 85
Fig. 86
Capa exterior
Cinta para juntas
Aislante de
poliestireno expandido
h
Relleno de hormigón
Mortero
de asiento
Masilla elástica
para juntas
Masilla elástica
para juntas
Poliestireno expandido
Fieltro de apoyo
Bulón de nivelación
Armadura perimetral
h: según las
exigencias
estáticas
Aislante de
poliestireno expandido
Armaduras dobladas
Capa interior
19 a 23
5
Losa
EXTERIOR
5
15
Relleno de hormigón
Capa exterior
Junta horizontal exterior
25
Junta horizontal exterior
Muro superior
Losa
Fieltro de apoyo
5
Junta horizontal interior
Armaduras
dobladas
Bulón de nivelación
19 a 23
Panel interior portante
Aislante de
poliestireno expandido
Panel
interior
Relleno de hormigón
Panel exterior portante
Relleno de
hormigón "in situ"
Perfil hueco de soporte
Masilla elástica
para juntas
Elementos de unión
14
Junta horizontal interior
Masilla elástica
para juntas
Poliestireno expandido
Cámara de
descompresión
Capa exterior
Junta vertical exterior
Losa
Relleno de
hormigón
14
Muro inferior
Mortero de asiento
15
10 a 19
Muro de carga superior
Aislante de
poliestireno expandido
19 a 23
Panel interior
25
Junta vertical exterior
Masilla elástica
para juntas
Perfil hueco de soporte
Panel interior
14
Relleno de hormigón
Panel
interior
Relleno de
hormigón "in situ"
Panel interior de hormigón
Elementos de unión
Panel interior
Junta vertical interior
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Junta vertical interior
14
158
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 159
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
SISTEMA COSTAMAGNA (Francia)
Fig. 87
Panel cerámico
Losa
"in situ"
15
Mortero de asiento
Mortero de cemento plástico
Suplemento de aislación
Hierros perimetrales
Estribo de montaje
Muro exterior
Junta horizontal exterior
25
22,5
Panel cerámico
Mortero de asiento
11,5
Hierros
perimetrales
Tablero de piso
de hormigón
Cámara de descompresión
Panel cerámico
de muro exterior
Hormigón
de relleno
Repaso
posterior
de la junta
15
Sellador
25
Junta horizontal interior
Junta vertical exterior
Hormigón
de relleno
Repasos
posteriores
de las juntas
15
tema, si bien requiere una mayor precisión en la fabricación de los paneles la que necesitaban los del sistema
Camus, tiene a su favor la ayuda de los perfiles que actúan como guías para el montaje. Sin duda las perforaciones en los perfiles para la ubicación de los pasadores
tienen mucha tolerancia, pero así y todo requieren un
grado de precisión que los paneles de Camus no necesitan.
En la figura 86 se muestran las juntas típicas del sistema COIGNET. Este es un sistema que requiere grandes
inversiones en la planta de fabricación, para obtener paneles de dimensiones muy precisas. Como puede observarse en las juntas verticales, en especial la externa,
cualquier desvío de las medidas proyectadas ocasiona
un mal funcionamiento de la junta. Por ejemplo, la cámara de descompresión de esta junta ventilada cerrada
depende para su funcionamiento de que la sección no
presente mayores variaciones de sección a lo largo de la
misma. En la junta horizontal exterior cualquier desvío
de las dimensiones que provoque un estrechamiento del
escalón de la misma, posibilitará que se produzca el fenómeno de bombeo que le permite al agua vencer el
desnivel del escalón.
Completando el panorama de los sistemas europeos que
se ha elegido para ilustrar el tema de juntas en los grandes paneles, tenemos en la figura 87, el sistema francés
COSTAMAGNA.
Como se vio al tratar los materiales empleados en la elaboración de paneles, este sistema utiliza los bloques cerámicos unidos por hormigón. La cerámica es adecuada
por su capacidad resistente, buena aislación térmica que
permite evitar el uso de aislantes sintéticos para alcanzar los valores requeridos. Esto se consigue con una
adecuada disposición de los bloques en dos capas, de
tal manera que no se generen puentes térmicos a través
del hormigón que los une. La estructura porosa de la cerámica le permite al hormigón alcanzar una excelente
adherencia.
La junta horizontal exterior no se ajusta a las descriptas
y clasificadas hasta este punto. Después de posicionado
el panel inferior y la losa, que puede ser ejecutada “in
situ”, se coloca sobre ésta una capa de mortero seco y
donde termina este mortero de asiento, una manguera
de goma que sirve de contención para que el mortero
no se desplace al exterior al colocar el panel superior.
Puesto en su sitio el panel superior, se procede a quitar
la manguera. Al finalizar el montaje de todos los paneles del edificio y al haber entrado todos en carga, se sella la junta del lado exterior, como se ve en la figura, con
un mortero plástico, quedando al final de este un hueco, donde antes había estado la manguera.
Otro tanto ocurre en la junta vertical exterior. En este caso si está vinculada al exterior se transforma en una cá-
Junta vertical interior
159
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 160
Consideraciones finales sobre las juntas
en los sistemas de grandes paneles
En los ejemplos de juntas, figuras 81 a 87, que hemos
mostrado para ilustrar los conceptos teóricos de las mismas hemos omitido los sistemas nacionales, que a continuación serán objeto de una descripción más completa.
Somos conscientes de que los sistemas descriptos, por
sus espesores, no son y no han sido competitivos en
costos para nuestro país. Sin embargo estos sistemas por
regla general no han tenido problemas de juntas.
En nuestro medio se ha buscado siempre el menor espesor posible del panel y a partir de allí se ha buscado
solucionar la junta. A nuestro parecer este camino de fijar el espesor y trabajar sólo sobre la junta, no es correcto. En ciertos climas fríos de nuestro país puede ser que
un panel de espesor mínimo cumpla los requisitos de
aislamiento y ausencia de condensación; sin embargo
con ese espesor ocurre que es difícil resolver correctamente una junta, y que sea resuelta sólo en la teoría y
no sea practicable en obra.
Como lo expresamos en el primer capítulo, los sistemas
de grandes paneles en Europa, tuvieron su momento de
esplendor con los planes plurianuales de construcción
de conjuntos de viviendas en diversos países. Es decir
en viviendas repetitivas, con lo cual se amortizaban las
inversiones de moldes.
Hoy en día esas premisas han cambiado y por lo tanto
es ciertamente más difícil amortizar moldes y equipos.
Esto conduce a que las juntas más comunes sean las llenas que permiten una tolerancia mayor en las dimensiones de las piezas y por lo tanto requieren moldes de menor calidad y más simples.
También la experiencia ha mostrado que el montaje correcto de paneles con juntas ventiladas ha sido complicado de controlar.
En nuestro país las juntas ventiladas abiertas no han tenido éxito. No por ser teóricamente ineficientes sino por
errores de ejecución. Ciertamente una junta ventilada
abierta necesita espesores de capa exterior y de aislación
importantes para desarrollarse; y la certeza del conducto
siempre limpio y sin posibilidades de obstrucciones.
más comunes, y en la figura 14, se nombró el tipo de
uniones requeridas.
Básicamente en los grandes paneles los esfuerzos son
transmitidos por uniones puntuales o bien por uniones
continuas que se desarrollan a lo largo de la junta.
Uniones puntuales
Según la forma de transmitir esfuerzos de las armaduras
de un panel a otro las podemos agrupar a las uniones
puntuales en:
a) Las que se realizan mediante el empalme de las armaduras de los elementos a unir, la unión se completa
con el colado del mortero o “grout” que materializa el
empalme.
En la figura 88 se observa cómo la armadura del panel
inferior se empalma con la del superior. Para que sea
eficiente la unión se debe tener un hueco lo suficientemente grande como para colar el mortero, y además este mortero debe tener aditivos superfluidificantes para
que el llenado sea completo.
Otros tipos de unión son los que se muestran en la figura 89. Es tanto aplicable para paneles de losas como
de muros, el empalme se realiza en una junta de un espesor importante, de por lo menos la longitud de empalme. Se requieren encofrados auxiliares para llenar la
junta. Esta forma de empalmar permite un mayor control sobre su correcta ejecución al tener a la vista las armaduras y verificar su llenado.
b) Con el empleo de soldadura se le da continuidad a
las armaduras. En la figura 90 se observan distintas posibilidades de soldado directamente entre las armaduras
o empleando un elemento intermedio que facilita el trabajo del soldador. Si los esfuerzos son importantes, la
unión por soldadura tiene que ser ejecutada por un soldador especializado y la misma ser controlada por personal capacitado. Las uniones soldadas son de uso muy
frecuente en los premoldeados de hormigón que se emplean para naves industriales o de grandes construccio-
Uniones
Lo que define a las uniones de los grandes paneles es
su capacidad de transmitir los esfuerzos. Naturalmente la
uniones son las encargadas de que el esquema estructural elegido funcione como fue proyectado.
Al principio de este capítulo se ilustraron las estructuras
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
15
Panel de muro superior
Hueco de diámetro 60 mm
Mortero colado "in situ"
Panel de losa
Conducto
para colado
Longitud
de empalme
12,5
mara de descompresión o drenaje. Continuando con la
junta vertical exterior, el relleno de hormigón debe ser
seco y realizado en capas, con varillado entre las mismas.
Armadura a la que se
desea dar continuidad
(objeto de la unión)
Panel de muro inferior
Fig. 88: Unión de empalme entre muros de distintos pisos
160
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 161
Longitud
de empalme
Hormigonado usando
encofrados laterales
Panel de hormigón
Armadura a unir
Panel de muro superior
Hueco para roscar
Armadura vertical
Armadura del panel
Tipo 1) por solape de armadura de los paneles
Hormigonado "in situ"
Panel de hormigón
Armadura a unir
Mortero de asiento
Armadura de unión
Tuerca anclada en el panel
en su fabricación
Panel de muro inferior
Armadura vertical
Tipo 2) con agregado de armadura
Fig. 91: Unión por bulones
Fig. 89: Unión de empalme entre muros de distintos pisos
(Corte horizontal)
Panel de muro
Armadura del panel
120
30
Mortero de asiento
Armadura a vincular
50
Unión de soldadura
15 100
100
Planchuela incorporada
al panel al fabricarlo
Hueco en el panel
(se rellena "a posteriori")
Armadura
de anclaje de
la planchuela
Panel de muro inferior
a) Unión soldada de paneles de muro
Planchuela moldeada con el panel
Losa
Panel de muro
Planchuela soldada "in situ"
(con armadura soldada
previamente)
Armadura a vincular
Junta hormigonada "a posteriori"
b) Unión soldada de losas
Fig. 90: Distintos tipos de uniones soldadas
nes. Cuando se tiene un gran número de uniones, como
ocurre en los edificios de viviendas, los costos de muchas uniones ejecutadas por un operario calificado pueden ser demasiado elevados, comparados con las ejecutadas por personal no calificado. El sistema Estiot, ver figura 85, contempla la soladura como forma de unión
entre el perfil de junta y el del panel, esta soldadura es
sólo parte de la unión, porque en realidad también colaboran el anclaje del perfil con el pasador.
c) El empleo de bulones también permite dar continuidad a las armaduras (figura 91). Los bulones y sus tuercas correspondientes necesitan de piezas complementarias como arandelas, anclajes de las tuercas, etc. Ciertamente el empleo de estos pernos roscados requiere una
mayor precisión en el moldeo, de tal manera que se
acoten perfectamente los agujeros por donde pasan los
bulones. Se debe contemplar la posibilidad de ajuste de
estos tornillos, es decir la posibilidad de colocar la herramienta de apriete y poder moverla.
Desde luego, estas uniones deben ser cubiertas con
mortero para preservarlas de la corrosión. El empleo de
las uniones roscadas tiene a su favor que es sencillo
controlar su ejecución en obra. La persona encargada
simplemente debe ver que se colocó el bulón y no controlar la calidad de la soldadura como en la unión anterior. La fabricación de paneles donde los insertos y los
orificios deben coincidir debe ser cuidadosa, lo mismo
que su montaje; de lo contrario será imposible ejecutar
las uniones en obra.
En los últimos años, con la difusión masiva de las resinas epoxi y con la calidad de los taladros para el hormigón, se han comenzado a desarrollar soluciones muy interesantes con el empleo de los pernos roscados.
Uniones continuas
En las figuras 81 a la 87 se observa la forma corriente
de ejecutar las uniones entre paneles de muros y los paneles de losas. El principio general es dejar la armadura en
espera en los bordes de los paneles que se complementan con armadura en la junta que luego será rellenada.
Finalmente, en la figura 92 se observa una junta continua que puede ser aplicada tanto entre paneles de losas
como de muros y es la forma ideal pa ra transmitir los
esfuerzos de corte.
Consideraciones sobre las uniones
Cualquiera sea el tipo de unión adoptada para un sistema constructivo, tiene que ser revisada para cada proyecto en particular. Si bien al definir una junta esta nos
permite cubrir la totalidad de las viviendas, las uniones
al estar supeditadas al cálculo estructural pueden variar
al cambiar la planta de arquitectura de un edificio, pues
luces, excentricidades, altura de piso, etc. modifican el
esquema de las acciones sobre los paneles.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
161
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 162
1 ø 16
2
14
2
4 estribos ø 8
Estribos de
unión ø 8
45°
12.5 12.5
Rebajas en
bordes del panel
La falla accidental
en un daño local…
Falla por Falla por
exceso de carga falta de apoyo
Caída de panel portante
por explosión de gas
Fig. 92: Unión de empalme entre muros de distintos pisos
…provoca el colapso
Fig. 93: Unión de empalme entre muros de distintos pisos
En este sentido se debe destacar que las normas para cálculo de estructuras de grandes paneles establecen además de las cargas usuales, la previsión para el caso de
que por algún motivo desaparezca un panel. En la fig.
93 se ve el esquema que debe verificarse, es decir que
no colapse la estructura si desaparece un panel.
En Londres en la década del ‘70 se produjo el colapso
de un sector de un edificio de viviendas, cuando el estallido de una garrafa provocó la voladura del panel de
fachada donde se apoyaban otros.
En la foto de la fig. 94, se observa cómo un edificio
construido con el Sistema Francés Tracoba en Argelia soportó sin colapso la destrucción de un panel portante en
planta baja, con una bomba, en un atentado terrorista.
Fig. 94: Estructura de grandes luces que sobrevivió a la
voladura de los paneles inferiores en Argelia (Sist. Tracoba)
La fabricación de grandes paneles
La fabricación de los grandes paneles, se basa en el empleo de la máquina más sencilla: el molde.
Los moldes son, en su mayor parte, de chapa de acero
de por lo menos 3 mm de espesor. Ver figura 95. Existen también moldes de hormigón, madera, fibra de vidrio
entre otros, y por supuesto la combinación de fondos de
moldes de un material y los laterales de otro.
Los moldes de madera tienen a su favor lo sencillo y
económico que resulta el proceso de darle forma. En los
bordes de los moldes, la madera se adecúa perfectamente cuando se requieren perfiles complicados. Se emplean tablones o tirantes de pino, alguna madera dura
para los bordes, o tableros fenólicos.
Una de las desventajas de los moldes de madera es su
poca vida útil, la media de uso de estos moldes es de 30
a 40 empleos. No se emplean clavos sino pernos y cuñas para su ajuste.
Es grande la dispersión en las medidas de los paneles
obtenidos con estos moldes.
Su uso está restringido a la fabricación de pequeñas series de elementos.
Los moldes de acero, son sin duda los más apropiados
para la producción de series importantes de premoldeados. Las chapas corrientemente utilizadas son de 3 a 5
mm de espesor, con refuerzos de perfiles laminados o
de chapa plegada. La duración de estos moldes varía según su sistema de armado y desarmado, del espesor de
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
162
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 163
Fig. 95: Moldes de acero para grandes paneles
La estabilidad dimensional de estos moldes los hace especialmente indicados para producir elementos que requieren dimensiones de poca dispersión. La terminación
que se puede obtener con estos moldes es similar a un
acabado de yeso.
Superficies de hormigón se emplean como fondos de
moldes, y los laterales se resuelven con bordes de madera o metálicos. Al igual que la madera, con el uso se
deterioran rápidamente, sin embargo su bajo costo lo
hace atractivo. Cuanto más delgada sea la pieza a moldear, mayor la duración del fondo de hormigón. Con
precauciones en la forma de vibrado y en la unión de
los laterales, puede alcanzar alrededor de 200 usos.
Los moldes de PRFV (poliéster reforzado con fibra de
vidrio) tienen su aplicación en piezas pequeñas donde
se aprovecha la capacidad del material para adquirir las
formas más diversas.
Tiene además como ventaja la resistencia de este material y el ofrecer superficies sumamente lisas.
Otros moldes que se emplean son los que dan algún relieve (símil ladrillo, tingladillo, piedra) a las superficies,
en estos casos es frecuente el uso de aluminio y caucho.
Las cualidades que deben cumplir todos los moldes son:
estabilidad dimensional, posibilidad de desencofrado simple y facilidad de maniobra en el armado y desarmado.
Elección
Fig. 96: Molde de chapa de acero, permite gran número de
usos. Desmolde de paneles
la chapa, de su mantenimiento, etc., pero no debería ser
menor a 400 usos, alcanzando en condiciones óptimas
los 1000 usos. Ver fig. 96.
Estos moldes metálicos son normalmente más caros que
los de madera, necesitan de series mucho mayores para
ser amortizados.
La elección de los moldes siempre se plantea en el aspecto técnico y desde luego en el económico.
La calidad y precisión de las piezas son el punto de partida técnico que deben satisfacer los moldes.
Al abordar el ámbito económico se analiza el costo de
fabricación de los moldes, su vida útil y la posibilidad
de su amortización. Para tomar esta decisión se deberá
conocer la cantidad de piezas a fabricar, el tiempo en
que serán colocadas en el mercado y el precio que éste
pagará por ellas. Algunos tipos de moldes permiten fabricar varios tipos de piezas con ellos, esta versatilidad
puede tener un costo inicial mayor, pero se compensa
al tener mejores posibilidades de amortización.
El costo de maniobra es también decisivo. En efecto, al
ser el molde una máquina destinada a ahorrar tiempos,
la facilidad y velocidad con que el operario lo arma y
desarma, con que se cuela el hormigón y se desencofra
la pieza, deben ser consideradas en los costos de producción. Si este costo es elevado, para completar la
amortización se requerirán mayor número de usos.
Los distintos tratamientos de calor para “curar” la pieza
están relacionados con el tipo de molde y también las
posibilidades de vibrado.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 164
Vibrado
Para facilitar el llenado de los moldes y conseguir una
distribución uniforme del hormigón, se realiza el proceso de vibrado.
Hay que tener en cuenta al vibrar el hormigón, la viscosidad plástica de la masa, que es la que facilita o entorpece el vibrado. Esta característica del hormigón depende de la granulometría de los agregados, de la relación
agua-cemento y de los aditivos.
Los vibradores se agrupan de acuerdo a su frecuencia y
amplitud y según apliquen la vibración interna o externamente. El vibrado a baja frecuencia facilita el llenado
de los moldes y la alta frecuencia favorece las terminaciones sin huecos.
Vibración interna
Se utilizan elementos cilíndricos de diámetros que van
desde los 5 cm hasta los 15 cm, recubiertos con caucho,
en cuyo interior vibra una varilla. Estos elementos se introducen en los moldes y se va recorriendo la masa del
hormigón comunicándole movimiento. Estos vibradores
usan principalmente el moldeo vertical. Ver figura 97.
Fig. 97: Vibrador interno
Vibración externa
Se realiza a través de moldes y mesas vibrantes, es la
forma recomendada para la vibración de paneles, debido a que no depende de la voluntad o habilidad del
operador que maneja el vibrador.
Los vibradores deben estar firmemente fijados al molde
y éstos a su vez, deben ser lo suficientemente robustos
como para resistir el vibrado. La colocación del o los vibradores debe ser tal, que la vibración alcance de manera pareja a todo el elemento.
La mesa vibradora es una plataforma de chapa de acero, rigidizada con perfiles, sus apoyos le permiten movimientos elásticos que le trasmite algún dispositivo de
vibrado. Sobre este fondo de chapa se colocan los moldes laterales, que pueden ser fijos o móviles.
Una opción para las mesas vibrantes son las que tienen
un mecanismo que les permite girar con un eje, contenido en su plano. Son las conocidas como mesas basculantes o pivotantes (ver fig. 98), tienen la ventaja de
permitir un desencofrado simple. Efectivamente, si el
panel es de muro, no estará sometido a flexión en su
plano sino que al ser desencofrado trabajará como en su
definitiva ubicación.
Vibración superficial
Consiste en una compactación que se puede usar combinando con los métodos anteriores. Si el elemento es
de poco espesor puede ser la única forma de vibrar . Básicamente existen de dos tipos: las reglas vibradoras y
Fig. 98: Molde horizontal basculante o rebatible, con
vibradores de mesa
placas vibradoras.
Las primeras se deslizan sobre los bordes de los moldes,
o sobre rieles paralelos a éstos, avanzando la regla con
un pequeño ángulo sobre la superficie del hormigón.
Las reglas en general son perfiles metálicos.
Las placas vibradoras se emplean sobre hormigones más
secos, de lo contrario se produciría el hundimiento de
las mismas en el material.
Tratamiento térmico
La velocidad con que las piezas premoldeadas alcanzan
la resistencia que permite desmoldarlas es económicamente muy importante, será así posible alcanzar la máxima eficiencia en el empleo de los moldes.
La velocidad de fraguado se puede incrementar aumentando la temperatura de la pieza.
Las formas más comunes para aumentar la temperatura
son el empleo de:
• Vapor a presión atmosférica.
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164
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Fig. 99: Molde con panel que ha finalizado su curado
cubierto con manta de polietileno
Fig. 100: Molde horizontal con tapa, que calefacciona la
cara superior del elemento moldeado
• Vapor con presión (en autoclave).
• Por circulación de agua o aceite por los moldes.
• Otros: mantas térmicas, calentamiento eléctrico de armaduras, moldes o delgados alambres perdidos en la
masa del hormigón, etc.
El curado con vapor a presión atmosférica significa
exponer a la pieza a un ambiente con vapor, con lo cual
recibe calor y humedad. Este método de curado permite alcanzar en pocas horas la resistencia que en condiciones normales se alcanzaría en varios días. Sin embargo, se debe tener en cuenta que toda aceleración en este
proceso de curado repercute en forma de una disminución de la resistencia final que alcanza el premoldeado.
El curado con vapor a presión atmosférica es un procedimiento sencillo pero de difícil control.
La forma usual y económica de hacerlo es cubriendo el
molde con una carpa o toldo inyectando vapor a través
de mangueras. La carpa puede ser de polietileno. Ver figura 99. El vapor es generado por una caldera y distribuido por un sistema de cañerías subterráneas que llega a las proximidades de cada molde.
La complicación en el control del proceso, radica en que
el vapor se distribuya en forma pareja y no se produzcan concentraciones de calor.
Si el moldeo de los paneles se realiza en cadena, es decir existe una línea de moldes que se desplazan, es posible efectuar este tipo de curado en un “túnel” por donde circulará la pieza en su molde.
Este túnel será un recinto saturado de vapor y a temperatura controlada.
El curado con vapor a presión requiere instalaciones
que aseguren justamente esa presión, es usado en las
piezas de hormigón gaseoso, y constituyen un gasto
muy importante en la inversión de la fábrica. Proporcio-
na un gran control sobre el proceso y asegura que el
elemento no pierda humedad.
El curado por circulación de agua o aceite caliente, funciona de la misma manera que la calefacción domiciliaria, el equivalente de los radiadores o serpentinas de cañerías, se colocan bajo los moldes y elevan su temperatura. Una caldera y una bomba inyectan el fluido caliente que recorre el circuito.
Al no proporcionársele humedad al hormigón se debe
asegurar que no haya evaporación, cubriéndolo. Existen
moldes con una tapa a través de la cual también recibe
calor la pieza. Ver figura 100.
Curva de temperaturas
El proceso de curado debe ajustarse aproximadamente
al representado en la figura 101.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Temp.
máx. = 85 C
3
80 C
mín. = 60 C
4
2
1
20 C
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18 19
Horas
Fase 1: Endurecimiento
Fase 2: Calentamiento = 20 °C / hora
Fase 3: Temperatura Estable = 8 hs (mín. 2 hs/máx. 10 hs)
Fase 4: Enfriamiento = 10 °C / hora
Fig. 101: Ciclo del tratamiento térmico a hormigones
premoldeados
165
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 166
La primera fase, es el período inmediatamente posterior al hormigonado de la pieza y en la cual no se aplica calor. Se espera que el hormigón desarrolle una resistencia mínima, endurecimiento, como para que no se fisure al ser traccionado por la dilatación del aire incluido en su masa al calentarse. Si la fase de calentamiento
es lenta, este tiempo de espera puede ser abreviado. Se
deben evitar las pérdidas de humedad.
En la fase de calentamiento, la temperatura se eleva
hasta alcanzar el máximo, entre los 60°C y 85°C. Cuanto más rápido se calienta más rápido se consiguen resistencias iniciales, sin embargo menores serán las resistencias finales. Un valor conservador de calentamiento sería el de 20°C por hora.
La fase de temperatura estable es la que se desarrolla
una vez alcanzada la temperatura deseada. La duración
de este período favorece la resistencia final, sin embargo es cara de mantener por su consumo de energía. Su
duración se puede variar entre las dos y las diez horas
y se relaciona con el espesor de la pieza.
Finalmente en la fase de enfriamiento, se alcanza la temperatura ambiente. Cubriendo el molde con un aislante
que retarde su enfriado, se consiguen resultados económicos. La caída de temperatura no debe superar los
20°C por hora.
El ciclo descripto es orientativo y corresponde para cada elemento, ajustar con ensayos y extracción de probetas el curado óptimo. No siempre es el óptimo aquél
que proporciona mayor resistencia final. En efecto, traspuesto el umbral de una resistencia mínima y necesaria
que permita el manipuleo sin riesgos, se buscará acortar
el ciclo para disponer rápidamente de los moldes y ahorrar combustible. La pieza puede completar su fraguado
una vez desencofrada, en un medio húmedo.
Precauciones en el curado
Se debe tener presente que cualquier desvío importante
en las temperaturas, puede transformarse en tensiones y
consecuentes fisuras. Asimismo, las concentraciones de
calor deben ser evitadas. Siempre está presente el riesgo de la excesiva pérdida de agua del hormigón. Cuando en los paneles se colocan cañerías, cajas, etc., hay
que contemplar los efectos de la temperatura sobre los
mismos.
Posición de los moldes
Los procedimientos para moldear grandes paneles dependen de si el molde se encuentra en posición horizontal o vertical. Moldear sobre una superficie horizontal, es la forma más simple y que requiere menos inversión. Ver figura 102.
Al combinarla con elementos que permiten rebatirla se
Fig. 102: Los moldes horizontales son los más simples y
los de menor costo
consigue facilidad en el desencofrado y en el caso de los
paneles de muro, que no sufra esfuerzos distintos a los
que desarrollará en obra. Ver figura 103.
Si se provee de movilidad a los moldes, se puede armar
una línea de producción donde se van recorriendo los
distintos puestos de trabajo.
Los pasos a seguir en la fabricación de paneles son:
- Limpieza y preparación de los moldes. Ver figura
104. Aplicación de desencofrantes.
- Colocación de armaduras, con sus distanciadores. Colocación de los insertos de unión. Colocación de marcos, cañerías, etc.
- Se cuela y distribuye el hormigón.
- Vibrado y alisado o terminación.
- Si se trata de un panel sandwich, se coloca la capa de
aislante y se reiteran las etapas anteriores.
- Se procede al curado del panel.
- Se realiza el desencofrado.
- Se procede a revisarlo y controlar sus dimensiones, deben descartarse en este punto los paneles fuera de tolerancia. Posteriormente se hacen los retoques que correspondan. Ver figura 105.
Se lo lleva a un depósito para su posterior transporte.
Ver figura 106.
El moldeo vertical de los paneles, ofrece distintas posibilidades, por ejemplo, el hormigonado en “batería
vertical”.
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Fig. 103: Molde basculante de 40 m x 3 m. Milán, Italia
Fig. 105: Panel de muro interior, control antes del acopio
Fig. 104: Limpieza de moldes para losas
Consiste en una serie de moldes verticales que permiten
al panel, allí moldeado, tener las dos caras en contacto
con el molde, de tal manera que quedan perfectamente
lisas y no requieren terminación.Ver figura 107.
Estas baterías, que ocupan poco espacio en la fábrica,
permiten con sólo cambiar los cierres laterales de los
moldes variar los espesores. El proceso de curado se ve
favorecido por conservarse el calor del fraguado. Ver figura 108.
Abriendo por partes la batería, se colocan la armadura,
los marcos y cañerías. Ver figura 109. El llenado se realiza con mangueras o embudos.
El vibrado se puede realizar con vibrador de aguja en
cada compartimento o colocar vibradores sincronizados
en los moldes.
El hormigón a utilizarse debe ser mucho más fluido que
el utilizado en el moldeo horizontal, para evitar la formación de huecos o nidos.
Cuando se deben moldear paneles sandwich, el llenado
debe ser cuidadoso pues una diferencia de niveles entre
las capas de hormigón provoca empujes que dañan la
Fig. 106: Manipuleo de panel de fachada con tratamiento
superficial
Marco rígido
Caras lisas
de los moldes
Mecanismos de ajuste
de los espesores
Fig. 107: Esquema de funcionamiento de moldes en batería
vertical
capa intermedia de aislante.
Existen muchas variantes de moldes en batería y empresas que los fabrican. En algunos casos el hormigón es
inyectado desde abajo, en otros los moldes internos son
de hormigón, varía la cantidad de paneles que se pueden moldear, etc.
La combinación de ambos sistemas de moldeo, horizon-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
167
Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 168
tal o vertical, para distintos paneles que intervienen en
una vivienda es algo común.
Las losas se moldean siempre en posición horizontal, y
también hay técnicas para producirlas en batería horizontal. Otros elementos como las escaleras se moldean
verticalmente. Ver figura 110.
Transporte y montaje
Transporte
Fig. 108: Molde en batería vertical, de accionamiento
hidráulico y cierres mecánicos. (Tecno laminera. Udine,
Italia)
El lugar de instalación de la fábrica y la disponibilidad
de medios de transportes de bajo costo, es en muchos
casos lo que define o no la conveniencia económica de
emplear un sistema de grandes paneles.
En Europa se consideran competitivos hasta 200 kilómetros entre la fábrica y la obra. En nuestro País no se puede afirmar tal cosa. Han habido casos de viviendas de
paneles que se construyeron a precios competitivos, para una obra en particular, a más de 1000 km. de su emplazamiento. Esas circunstancias no son extrañas en un
país como el nuestro poco poblado y con enormes distancias.
Sin duda el transporte de los sistemas pesados significa
un costo importante.
Los paneles se transportan verticalmente, apoyados sobre bastidores que los mantienen en su posición, se emplean semirremolques o carretones especialmente adaptados. El gálibo de las rutas y las toneladas de carga permitidas, serán los límites a cumplir. En nuestro País estas cotas se pueden generalizar en la altura de 4.50 metros y las 20 toneladas.
Montaje
Fig. 109: Molde en batería vertical para 3 paneles
Fig. 110: Molde de escalera
La tarea de montaje debe ser precedida por un replanteo y ejecución de bases o plateas con precisiones acordes a la tolerancia del sistema.
Al recibir los paneles en obra se debe controlar su adecuación a las especificaciones, tanto dimensionales como de terminación y fisuras.
La operación de izaje de los paneles desde la zona donde se los ubicaron al llegar a obra, hasta su posición en
el edificio, se realiza con diferentes tipos de grúas y empleando distintos aparejos. Estos aparejos deben garantizar la estabilidad y seguridad del panel mientras se lo
lleva a su posición. Lo habitual es el empleo de vigas
con poleas que garantizan la distribución de las cargas
y la igualdad de tiros.
Especial atención debe prestarse al viento en el momento del montaje. Los paneles, pendiendo de los cables de
la grúa, con su gran superficie se tornan muy peligrosos
ante las ráfagas de viento que los hacen girar. Las normas alemanas establecen el cese del montaje cuando un
viento alcanza los 36 km. por hora. Más permisivo es el
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 06 24/04/2001 1:39 PM Page 169
Fig. 111: Transporte diseñado para el acarreo de grandes
paneles
Fig. 113: Puntales provisorios para el montaje de grandes
paneles
Fig. 112: Aparejo para desplazar grandes paneles
reglamento polaco que prescribe ir reduciendo la carga
de trabajo a medida que aumenta el viento y concluir la
actividad al alcanzar el viento los 72 km. por hora.
Otro tanto sucede con la luz o visibilidad que se cuenta para el montaje, a menor luz o presencia de niebla,
se deben reducir los pesos o detener el montaje.
La secuencia de montaje debe ser programada de tal
manera que emplee el menor tiempo de grúas posible.
Se inicia por los paneles portantes, luego los no portantes, se ajustan sus posiciones y posteriormente se van
colocando las losas.
En el montaje de los paneles, es común el empleo de
elementos auxiliares provisorios, por ejemplo, los puntales de la figura 113 que se utilizan para replantearlos
y aplomarlos ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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CAPITULO 7
Sistemas Argentinos de Grandes Paneles
Supercemento
E
s el sistema pesado de grandes paneles que
más se ha utilizado en el País, con sus distintas
variantes ha construido viviendas desde el Chaco hasta Tierra del Fuego. Comenzó su actividad en el
año 1974 y hasta el presente se han ejecutado más de
20000 viviendas.
Esta empresa desarrolló su división de Sistemas Constructivos, a partir de su experiencia con el hormigón
premoldeado. A lo largo de los años ensayaron distintas
soluciones para competir en el mercado de la vivienda
masiva.
Fig. 1: Planta de fabricación de grandes paneles de Supercemento. Rosario, Santa Fe
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Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 172
Fig. 2: Conjunto de viviendas en planta baja y dos pisos
altos, en distintas etapas de ejecución
Las fábricas se encuentran en Resistencia (Chaco), Rosario (Santa Fe) y Comodoro Rivadavia (Chubut).
Estas fábricas se ponen en producción ante la presencia
de una demanda masiva y continua.
La fábrica de Rosario es de proceso continuo y tiene una
capacidad de 20 viviendas diarias, ubicada entre las más
importantes de Latinoamérica. En la figura 1 se observa
una vista aérea de la misma donde se aprecia a la derecha el rectángulo que forman las naves donde se desarrolla el proceso continuo. El sector de menor altura es
el túnel de curado. Se aprecian además los playones de
acopio de los paneles.
Descripción del Sistema
Es un sistema que según el tipo de paneles empleados,
puede ser apto para construcciones en planta baja, y pisos altos. En las figuras 2 y 3 se pueden apreciar distintos barrios de viviendas en diferentes etapas de la construcción. Utiliza como muros portantes los grandes paneles de hormigón. Las losas de entrepiso o techo son
también de hormigón armado. Tanto muros como losas
son curados térmicamente. Además el sistema puede
utilizar otros elementos premoldeados de hormigón como vigas, escaleras, columnas, tanques de agua, etc.
Paneles exteriores: Se desarrollaron varias alternativas.
Se emplearon muros homogéneos de hormigón de arcilla expandida, de 14 cm de espesor, protegido con revoques. Sin embargo la variante más usada fue emplear los
paneles sandwich, de 2 capas de hormigón convencional separadas por una capa aislante de poliestireno. El
espesor de la capa exterior es de 4 cm, que en general
Fig. 3: Conjunto de viviendas en etapa de terminación
ha resultado satisfactoria para proteger la aislación. La
aislación mínima es de 2 cm de poliestireno expandido.
La capa interior portante varía desde los 4 a los 7 cm.
En la figura 4 se observa un panel exterior empleado
en edificios con pisos altos. La protección hidrófuga se
obtiene con agregados hidrófugos inorgánicos en el
mortero que forma la capa exterior.
Paneles interiores: Son de hormigón macizo de espesores entre los 8 cm y 10 cm.
Losas de entrepiso: son macizas de hormigón convencional y espesores variables según los requerimientos
estructurales.
Losas de Techo: son elementos de 3 capas donde sobre
la capa resistente de hormigón convencional se coloca
una capa de aislante, que es protegida por la capa exterior de 4 cm de hormigón con tratamiento hidrófugo.
Fundaciones: Las fundaciones dependen esencialmente de las características del terreno donde se implante la
vivienda. Se pueden utilizar zapatas continuas, plateas,
pilotines con vigas de encadenado.
Juntas: En la figura 5 se observa un conjunto de juntas
representativas, que son una muestra de algunas de las
distintas soluciones que se emplearon. Efectivamente, a
lo largo de tantos años de experiencia constructiva y de
climas tan diversos, las variantes han sido numerosas.
Uniones entre paneles: Se realiza a través de bulones
que se ajustan a insertos dejados en los bordes de los
mismos. Son 3 uniones puntuales por junta vertical.
Carpinterías: Se colocan premarcos o marcos de chapa durante el moldeo.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 173
capa exterior hº aº
capa interior portante
relleno de
hormigón
"In situ"
mortero de asiento
sellador
10
espuma de poliuretano
embebida en asfalto
armadura de vinculación
aislante de
poliestireno expandido
armadura de unión ø 6
4 2/4 6/10
a) Junta horizontal exterior
ø 8 c/ 80 cm zincado
relleno de
hormigón
"In situ"
malla 188
aislante de poliestireno
expandido
mortero de asiento
10
losa de
entrepiso
armadura de empalme
capa exterior
capa portante
panel interior portante
armadura que vincula
la dos caras (zincado)
10
b) Junta horizontal interior
inserto
roscado
capa interior portante
capa exterior hº aº
10
mortero de cemento
bulón de 1/2" x 31/2"
aislante de
poliestireno expandido
6
Fig. 4: Corte de panel de fachada
c) Junta vertical exterior
Características: los paneles llevan incluidas las cañerías de electricidad, los insertos y los ganchos de izaje.
inserto
roscado
panel interior
Fabricación de los Elementos
Premoldeados:
mortero de cemento
Se fabrican según dos métodos:
I) De Mesa Fija:
Es el empleado en la planta de Resistencia, capacidad 15
viviendas diarias. Las mesas son rebatibles, las cuadrillas
de operarios volantes, es decir van de mesa en mesa. El
curado se realiza en cada mesa.
sellador
8
4 2
bulón pasante
panel interior
10
d) Junta vertical interior
Fig. 5: Detalles de juntas en el sistema de Supercemento
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173
Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 174
Fig. 6: Limpieza de moldes
La cara del panel que dará al interior de la vivienda es
la que está en contacto con el molde.
Estas mesas rebatibles han sido provistas de una instalación de vapor para el curado y de una instalación de aire comprimido para los vibradores. El hormigonado se
realiza utilizando autoelevadores que llevan el hormigón desde donde se elabora hasta el molde. El hormigón es vibrado utilizando los vibradores de contacto de
la mesa.
II) Mesa Móvil:
Es la forma de fabricación utilizada por la planta de Rosario. Su diseño se basó en un proceso continuo según
el cual las mesas-moldes se desplazan sobre un sistema
de vías metálicas y los distintos puestos de trabajo son
fijos.
Para completar el proceso se dispusieron 8 estaciones
que se ordenan en la siguiente secuencia:
Estación 1: Limpieza de la mesa y colocación de los
moldes. Ver figura 6. Allí se observa el ajuste de los bordes, según el tipo de panel.
Estación 2: Colocación de posicionadores, accesorios y
marcos de carpintería. Ver figura 7. Se puede observar
la fijación de las carpinterías empleando una regla de
ajuste, en un plano anterior se observan los 3 herrajes
que actúan como moldes de los pases para los tornillos
de unión.
Estación 3: Colocación de armaduras. En la figura 8 se
observa cómo se colocan las mallas de un panel interior
portante. El armador está atando en el lugar los refuerzos de borde. Este tipo de maniobras sobre la mesa del
molde deben ser las mínimas indispensables pues retrasan toda la línea de producción.
Estación 4: Colocación de accesorios e instalación eléc-
Fig. 7: Ajuste de carpinterías
Fig. 8: Colocación de armaduras
trica. La fotografía de la figura 9 nos muestra un panel
interior, con pendiente en el borde superior, que contiene los conductos de la instalación eléctrica y sanitaria.
Se observan distintos tipos de cajas que se colocan sobre una u otra cara del panel. En el borde cercano a la
cámara pueden apreciarse los 3 insertos con sus correspondientes anclajes para materializar la unión.
Estación 5: Se efectúa el control de los pasos anteriores
y se da el visto bueno para el hormigonado.
Estación 6: Hormigonado y vibrado de la pieza. El hormigón es vertido desde una tolva colocada en un puente grúa. Este se desplaza desde la hormigonera hasta la
mesa-molde donde se puede distribuir fácilmente el hormigón. Ver figura 10. Allí se aprecia el poco asentamiento del hormigón vertido, la regla vibradora se empleará para ir distribuyendo el material. Los bordes del
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174
Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 175
Fig. 9: Colocación de accesorios e instalaciones
Fig. 12: Ingreso al túnel de curado
Fig. 10: Vertido del hormigón
Fig. 13: Desmolde de panel
molde dan el espesor del panel y ofrecen el apoyo para el desplazamiento de la regla.
Estación 7: Precurado: en un pequeño túnel se obtiene
un endurecimiento inicial para realizar las tareas de terminación de la cara superior del panel.
Estación 8: Tareas de alisado y terminación. Se observa en la figura 11, como se rodilla la superficie de un
panel. Al fondo se observa una pequeña cámara donde
se “endurecen” los paneles con vapor antes de estas tareas de terminación.
Utilizando zorras, se conducen las mesas al túnel principal de curado. En la fotografía de la figura 12 se puede ver la entrada de los paneles al lugar de curado. Este túnel de 150 metros de largo es recorrido en aproxiFig. 11: Alisado y terminación
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
175
Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 176
Fig. 14: Zona de acopio
Fig. 16: Montaje de paneles
Fig. 15: Arribo de los paneles a obra
Fig. 17: Posicionamiento de los paneles
madamente 5 horas por la mesa-molde con el panel. Para calefaccionar el túnel se emplean serpentinas, donde
circula aceite, ubicadas por arriba y por debajo de las
mesas.
Cuando sale del túnel, se procede al desmolde y traslado del panel a la zona de acopio, la mesa y moldes laterales son llevados nuevamente a la estación 1.
La figura 13 muestra este proceso, donde se rebate el
molde y se iza el panel en posición vertical, al fondo se
observa la salida del túnel de curado.
Transporte: Desde la zona de acopio, ver figura 14,
los paneles y losas son cargados en camiones utilizando
grúas. Los camiones, carretones o semiremolques tienen
bastidores para facilitar el traslado.
Montaje: Figuras 16 a 19. Una vez dispuesto el co-
mienzo del montaje, los paneles son dispuestos sobre
las fundaciones que previamente han sido replanteadas.
Para ello se emplean grúas de diverso tipo, puntales y
elementos de fijación provisorios. Luego de montado un
núcleo que conforma un sector estable, se procede a
vincular en forma definitiva los elementos mediante la
ejecución de las uniones.
La figura 17 muestra el puntal provisorio que sostiene
un panel mientras se posiciona el siguiente. Se ejecuta
la unión, en este caso el abulonado, previa colocación
de los materiales de la junta.
En la figura 18 se observa cómo se han dispuesto sobre los paneles las tiras de espuma de poliuretano embebidas en asfalto, para la junta con las losas de techo,
cuya colocación se aprecia en la foto de la figura 19.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
176
Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 177
Finalizado el montaje se realizan las tareas de terminación pendientes en forma convencional, contrapisos, pisos, artefactos, cerramientos, etc.
La figura 20 muestra una variante de terminación para
viviendas aisladas.
Conclusión:
La trayectoria de Supercemento en viviendas de grandes
paneles se caracteriza por la mejora permanente de las
soluciones constructivas. Los errores que se presentaron
en un comienzo se fueron corrigiendo y siempre estuvo
presente la preocupación por ensayar innovaciones de
materiales y tecnología. Supercemento ha invertido importantes recursos en investigación y ensayos.
Construcciones Industrializadas
Fattorello
Datos generales
Fig. 18: Paneles en espera de losas de techo
La fábrica de premoldeados se encuentra en la ciudad
de Neuquén, cuenta con una planta de extracción y clasificación de áridos, una planta elaboradora de hormigón, instalación generadora de vapor, taller de herrería,
bancos de pretensado y moldes.
La capacidad de producción es de 600 viviendas anuales. Hasta el 31/12/96 lleva construidas 2400 viviendas.
Descripción del sistema
Fig. 19: Montaje de losas de techo
Fig. 20: Vivienda Unifamiliar en Moreno, Pcia. de Bs. As.
La empresa desarrolló un sistema pesado de grandes paneles para viviendas en planta baja, ver figuras 21 y 22.
El sistema cuenta con Certificado de Aptitud Técnica
desde 1984 y sigue en vigencia con la inspección cada
3 años que efectúa la Subsecretaría de Vivienda de la
Nación. Además cuenta con el Certificado de Aptitud
Sismorresistente que otorga el INPRES (Instituto Nacional de Prevención Sísmica).
Los paneles exteriores son de 14 cm de espesor. La capa portante está conformada por 7 cm de hormigón, la
aislación la constituyen 3 cm de poliestireno expandido,
finalmente la capa de protección exterior es de 4 cm. Las
dimensiones de los paneles pueden variar hasta alcanzar una longitud de 12 metros. La estructura se compone de paneles portantes, viga cumbrera y losas pretensadas de techos, también en ciertos casos se emplean
columnas premoldeadas. Las fundaciones de los elementos portantes se realizan con bases premoldeadas.
Para la fabricación de todos los elementos premoldeados se emplean hormigones de por lo menos 170kg/cm2
de resistencia característica (H17).
Los paneles interiores son macizos y de 8 cm de espesor. Las losas de techo son placas nervuradas pretensa-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
177
Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 178
das de un ancho de 1,50 m. El espesor en el nervio es
de 14 cm y de 4 cm en el resto.
Los paneles exteriores presentan salientes en correspondencia con las aberturas que le confieren un movimiento a la fachada que rompen la monotonía del frente liso. Otro tanto ocurre con los tapajuntas exteriores que
simulan columnas.
Las fundaciones se adecúan al tipo de terreno, sin embargo el sistema ofrece bases premoldeadas que aceleran la obra y facilitan el montaje.
Las juntas verticales entre paneles exteriores son húmedas. Ver el detalle en la figura 23. Allí se observa como
los tapajuntas premoldeados sirven de encofrado para el
llenado de la junta. El tapajuntas exterior tiene incorporada una faja de poliestireno expandido que rompe el
puente térmico que se forma con el hormigón de la junta. La unión queda asegurada por el pasaje de armadura
vertical entre los estribos salientes de los paneles.
En la junta horizontal donde se encuentran el techo y el
muro se coloca hormigón pobre que continúa la pendiente de la losa pretensada. Sobre este relleno y también sobre la losa se aplica pintura asfáltica. Finalmente
se colocan las tejas cerámicas asentadas sobre mortero.
De esta manera el aspecto de la vivienda es el tradicional. La unión además del apoyo directo, se completa
con el soldado de armadura en espera dejada en el muro y en la losa.
La aislación térmica, consistente en lana de vidrio de espesor mínimo de 2,5 cm, se coloca sobre el cielorraso
de machimbre de madera. El ático que se ha formado
entre el cielorraso y las losas de techo se ventila.
Finalmente en la misma figura 23 se aprecia la junta horizontal de encuentro entre el muro y las fundaciones.
Aislación
térmica
Cielorraso
de madera
Panel
sandwich
Losa premoldeada
Panel
interior
Alero
de panel
Columna
colada "in situ"
Tapacolumna
premoldeada
Saliente
de
ventana
Estribos
Base
premoldeada
Plinto
Plinto
Fig. 21: Perspectiva Axonométrica del Sistema Fattorello
El panel de muro se coloca por debajo de los niveles del
piso interior y exterior apoyando sobre una capa de
mortero con hidrófugo. En el interior se observa la colocación de una plancha de poliestireno expandido de 2
cm de espesor que interrumpe las fugas de calor a través del piso, minimizando el puente térmico.
Esta precaución se debe tomar en las zonas bioclimáticas V (fría) y VI (muy fría) y es suficiente con colocar la
aislación en una faja perimetral de 1 metro de ancho.
Fig. 22: Vivienda unifamiliar en Neuquén con sistema Fattorello
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 179
Pintura asfáltica Losa de Hº Aº
Juntas premoldeada Hº ø4,2 Hormigón colado "in situ"
Mortero de asiento
Relleno de Tejas
hormigón
armado
Atico
ventilado
unión soldada
4
3
4
Panel exterior
Panel exterior
Hierro ø 12
alero
7
Viga de
madera
Junta
horizontal
exterior
Fieltro
asfáltico
4 3 7
Barrera de vapor
Junta
vertical
exterior
Cielorraso
de madera
,,,,
@@@@
€€€€
ÀÀÀÀ
@@@@
€€€€
ÀÀÀÀ
,,,,
Zócalo
Carpeta
Poliestireno
expandido
Panel exterior
Capa aisladora c/ hidrófugo
Piso cerámico
con mortero de asiento
Contrapiso
Hº ø6
Panel interior
8
Panel exterior o interior
Armadura perimetral ø 8
1.5
2
2
8/10
15
Platea de Hormigó
Hormig
Hormigón
ón Armado
Junta horizontal exterior
Hº ø4,2
Hº ø8
Hº ø6
Proyecciones de plintos
Soldadura de unión
Relleno de concreto
Junta vertical interior
Fig. 23: Detalles de juntas del sistema Fattorello
224
6
6
130
6
6
Fig. 24: Planta de célula sanitaria
Las carpinterías tienen hojas tradicionales y los marcos
se colocan en los paneles antes de moldearlos.
La instalación eléctrica se desarrolla a través de cañerías
que se dejan en el interior de los paneles fijadas a las armaduras, con sus cajas al interior y exterior según corresponda.
La instalación sanitaria de baño y cocina se realiza con
una célula sanitaria. Esta consiste en un módulo de hormigón premoldeado donde se encuentra un baño completo. Una de sus caras será el muro de la cocina donde apoya la mesada, circulando todas las cañerías por el
interior de los muros (figura 24).
Esta célula sanitaria viene con las terminaciones completas del baño: revestimientos de paredes y piso, artefactos colocados y terminación de pintura. La pared de cocina es azulejada y con los insertos para colocar la mesada. Ver figura 25. El empleo de esta célula, a diferencia del panel sanitario, permite ejecutar terminaciones
en fábrica con sus consiguientes ventajas.
Construcciones Industrializadas Fattorello comercializa
este módulo, en forma separada de la vivienda, ofreciendo distintas dimensiones de baños.
Al estar construidas con hormigón armado convencional
tienen una gran resistencia que les permite soportar carga y por lo tanto apilarse; ventaja indudable para el almacenamiento en fábrica y en núcleos sanitarios para
edificios en altura.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 07 24/04/2001 2:33 PM Page 180
Fig. 25: Célula sanitaria
Fig. 26: Moldeo de paneles en mesas
Fig. 27: Moldes para losas nervuradas y planas
Fig. 28: Molde de paneles en batería vertical
Fabricación de los elementos
En la fábrica se dispone de mesas fijas, donde el curado
se realiza con vapor a presión atmosférica. En la figura
26 se observa una de ellas donde se acaba de terminar
la superficie de un muro, luego se cubrirá con un manto de polietileno y por medio de mangueras se suministrará vapor. Las mangueras se conectan a una cañería
que conduce el vapor de la caldera central a cada una
de las mesas.
El hormigón se distribuye con baldes que mueve una
grúa desde la planta hormigonera hasta los moldes.
En estas mesas se fabrican distintos paneles de muro.
La foto de la figura 27 muestra los moldes para dos variantes de las losas de techo, nervuradas y planas.
Se usan mucho los moldes en batería vertical que pueden observarse en la figura 28, que permiten fabricar 6
paneles simultáneamente. La dosificación del hormigón
debe ser mucho más fluida que cuando es empleada en
los moldes de mesas.
El llenado de esta batería se realiza desde arriba con balde movido por grúa. El curado se acelera con el calor de
fraguado que se conserva en la masa de la batería. Las
tapas laterales y los mecanismos de ajuste permiten variar el ancho de los paneles. En esta batería se han fabri-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
180
Capítulo 07 24/04/2001 2:34 PM Page 181
Fig. 30: Comienzo del montaje por células
Fig. 29: Semirremolque para trasladar paneles
cado, entre otros, paneles sandwich de 8 cm de espesor
con 2 cm de poliestireno expandido en la capa central.
Los paneles desmoldados terminan su curado en zona
de acopio y son transportados por camión a obra. Ver
figura 29.
Etapas de la construcción
Concluidas las tareas de limpieza y excavación para las
bases premoldeadas,se colocan las mismas y se realiza
un contrapiso de hormigón pobre, sobre el cual se coloca el mortero para sellar el apoyo de los paneles. La
célula sanitaria es lo primero que se coloca y sirve de
referencia para el montaje. Ver figura 30.
El resto de los paneles se colocan en las formas ya descriptas para otros sistemas.
Después de ubicar las losas de techo y llenar las juntas,
se aplica la pintura asfáltica para permitir la colocación
de las tejas. Ver figura 31. Finalizadas las colocaciones
exteriores se procede a las terminaciones.
Fig. 31: Terminaciones sobre las losas de techo
La vivienda económica
Recientemente Fattorello ha desarrollado, con la participación de los autores del presente libro, un nuevo sistema constructivo apuntando a una vivienda mínima en
costo pero que siga cumpliendo con las Normas IRAM
de habitabilidad. El resultado es el sistema Fattorello II,
que cuenta también con Certificado de Aptitud Técnica.
En la casa, de 50 m2, que muestra la figura 32, los muros exteriores son de 7,10 metros de largo, de manera tal
que con cuatro paneles se cierra la casa. Esta circunstancia disminuye la cantidad de juntas exteriores que se limitan a las cuatro esquinas. Los paneles exteriores son
de 4 cm de hormigón, 2 cm de poliestireno expandido
y 4 cm de hormigón.
Como se aprecia en la foto de la figura 33, los paneles
exteriores apoyan sobre bases premoldeadas. Los paneles laterales en su parte superior presentan un escalonado para permitir el apoyo de losas pretensadas con alma de poliestireno expandido. Estas losas se solapan para permitir la continuidad de la aislación térmica.
Fig. 32: Vivienda económica. Sistema Fattorello II
Fig. 33: Estructura de paneles de la vivienda de fig. 32
Las uniones entre los paneles se hace empleando bulones que atraviesan un panel y se fijan a una rosca en espera en el otro panel. En la figura 34 se puede ver las
perforaciones para el pasaje de los bulones que fijan un
panel interior y en la esquina dos paneles exteriores.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
181
Capítulo 07 24/04/2001 2:34 PM Page 182
Además se aprecia un elemento premoldeado que
tapa la junta entre las losas
de techo y el panel lateral.
El tanque de agua también
es de hormigón premoldeado.
A diferencia del sistema
inicial, en este, el cielorraso no es plano y quedan a
la vista las losas de techo.
En el rincón se observa un
engrosamiento del panel
lateral que sirve de tapajuntas. Ver figura 35.
Fig. 35: Detalle interior de
encuentro de paneles
El sistema aplicado a otras construcciones
Si bien el objetivo del desarrollo de los sistemas constructivos aquí analizados es para la vivienda, se aplica a
distintos tipos de construcciones.
La fotografía de la figura 36 muestra una escuela en
Chosmalal a mas de 500 km de la ciudad de Neuquén
donde fueron fabricados los paneles. Las soluciones del
sistema fueron aplicadas a las aulas, biblioteca y S.U.M
del establecimiento de mas de 2000 m2. Una de las ventajas de los grandes paneles es su capacidad portante
que no requiere cambios al pasar de sostener techos de
luces pequeñas como una vivienda, a soportar techos de
locales mas grandes. La obra fue ejecutada en menos de
6 meses.
Las fotos de la figuras 37 y 38 muestran una construcción destinada a ser restaurante y un edificio de oficinas
respectivamente. En el primer caso se emplearon paneles con forma de arco en la galería y en el interior comunes.
Fig. 34: Detalle exterior de encuentro de paneles
El edificio de oficinas terminado en la ciudad de Neuquén en el año 1994, corresponde a la estructura que se
ve en la figura 8 del capítulo 6.
Los baños de esta construcción en altura fueron realizados apilando las células sanitarias que ya se analizaron.
Finalmente otra aplicación de la construcción con grandes paneles es en la construcción de cárceles. El hormigón armado es el material que presenta mejores posibi-
Fig. 37: Restaurant en la ciudad de Neuquén
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 07 24/04/2001 2:34 PM Page 183
Fig. 36: Esc. Técnica - Sit. Fattorello. Chosmalal, Neuquén
Fig. 39: Etapa de montaje de la Alcaldía de Neuquén con el
sistema Fattorello (1995)
Fig. 40: Vista de los distintos pabellones de la Alcaldía
Fig. 41: Vista lateral de pabellones y muros perimetrales
Fig. 38: Oficinas en la ciudad de Neuquén
lidades para garantizar la seguridad. El carácter necesariamente modular de la arquitectura carcelaria ofrece la
posibilidad resolver la construcción con poca variedad
de paneles.
Las fotos de las figuras 39 a 43 ilustran la construcción
de una Alcaidía en Neuquén que están destinadas a alojar los presos de la provincia. En el proyecto colaboraron los autores del presente libro.
El tipo de obra permitió que la propuesta con grandes
paneles que ofreció Construcciones Industrializadas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 42: Montaje del tanque premoldeado de reserva
183
Capítulo 07 24/04/2001 2:34 PM Page 184
Fattorello fuese la mas económica y cumpliera con todos los requisitos de seguridad exigidos.
Las celdas tipo obligan a la repetición de ese módulo.
El hormigón de paneles resulta muy apta para anclar las
rejas.
El cerco del perímetro, como se ve en la figura 41, también ofrecía la posibilidad para el empleo de elementos
premoldeados.
Para aportar a las potenciales aplicaciones de los paneles, en la figuras 42 y 43 se puede observar el tanque
de reserva del conjunto que se construyó con paneles
premoldeados macizos. Este tanque se colocó sobre una
torre de tres columnas premoldeadas, aporticada por vigas también premoldeadas ✘
Fig. 43: Vista del Tanque de reserva de la Alcaldía
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 185
CAPITULO 8
Módulos tridimensionales (MT)
Introducción
S
on componentes integrales o parciales usadas
en la construcción de viviendas, escuelas, hospitales, hoteles u otros destinos con entregas de
unidades completas o partes, terminadas listas para usar.
Se desarrollaron a partir de los años cincuenta en Rusia,
Estados Unidos, Japón y Europa. En nuestro País también casi simultáneamente se difundieron algunos sistemas en viviendas, con buena respuesta técnica que aún
están en el mercado, justamente por eso. Ver Fig. 1a.
Es una expresión acabada del campo industrial con todas las características definidas en el Capítulo Segundo
y otras propias de su tecnología. Para alcanzar su eficiencia se requieren una serie de medidas que la hagan
competitiva, ellas son:
- Tratamiento técnico y científico de los procesos constructivos.
- Ejecución paralela de los trabajos necesarios para la
construcción del edificio.
- Mecanización de los procesos de fabricación.
- Producción continua para mantener la calidad constante.
- Producto (vivienda) listo para habitar.
Como se verá más adelante en los MT hay un punto básico para el diseño y dimensionamiento: máximas dimensiones y pesos que permita el transporte por
carretera, aéreo o fluvial. Es raro el transporte por
tren, por barco o helicóptero, predomina el transporte
por camión o por semirremolques. El objetivo de tener
una vivienda competitiva no es la única guía del proyectista de un MT sino un aprovechamiento de sus ventajas
en fábrica y soluciones simples y correctas para la terminación en obra como vinculaciones al terreno y juntas entre módulos.
Diseño de módulos tridimensionales
Fig. 1a: Izamiento de un Módulo Tridimensional (MO-HA)
Como se dijo antes las dimensiones de MT deben ser
cuidadosamente analizadas para su transporte. Esto a su
vez condiciona la funcionalidad, el sistema estructural,
los materiales a usar y al adicionarse módulos, su posición relacionada con otros.
El MT individual cumple misiones funcionales en espacios de habitación, espacios húmedos, de circulación,
resistentes, de instalaciones y de cerramientos. La dimensión crítica en el transporte por carretera es el ancho, algunos valores en otros países son:
EE.UU.: 3.65 m límite superior permitido habitualmente.
(Máx. 4.25 m)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
185
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 186
Caja
Módulo
Módulos adicionados
Vaso o copa
Campana
Otras posibilidades
Fig. 1b: Clasificación formal de los módulos tridimensionales
Japón: 2.50 m
Francia: 3.00 m
En nuestro País, Vialidad Nacional permite como máximo: 3.20 m.
En función a las dimensiones permitidas por el transporte se tienen las siguientes relaciones de Ancho: longitud
en otros países:
Rusia:
A : L = 1:1.75 = 3.2 x 5.6 = Sup. media = 18 m2
EEUU:
A : L = 1/2.38 = 4.20x10 = S media = 42 m2
Europa:
A : L = 1 : 2.26 = 3.04x6.88 = S media = 21 m2
Las dimensiones prefijadas por: el cálculo estático, las
exigencias físicas, las superficies mínimas de las habitaciones, etc. son con las legales y las de transporte señaladas, las que determinan finalmente los valores dimensionales del MT.
El MT puede conformar:
- varias habitaciones de un vivienda
- parte de las habitaciones de una vivienda
- una vivienda
- espacios húmedos: baños, cocina, calefacción
- espacios de circulación: escaleras y ascensores, superficies de distribución.
Puede considerarse a los MT como un avance del sistema de grandes paneles ya visto, se trata de obtener ahora, en esta tecnología, un producto ya terminado como
un conjunto de componentes para colocar en obra sin
más tarea que unir partes y conectar las instalaciones.
Clasificaciones
Vamos a utilizar las más difundidas:
a) por forma,
b) por funciones y
c) por el material que usa predominantemente.
Por la forma se distinguen (ver Fig. 1b):
- Tipo “caja” con las seis caras del paralelepípedo, y que
se repiten cuando se unen con otra “caja”.
- Tipo “copa” que no tienen la superficie superior. Al sumarse a otra “copa” se complementa la cara que falta
con la inferior del elemento superior.
- Tipo “campana” son los que carecen de la cara inferior. Al unirse con otro elemento igual, obtienen la cara
faltante con el elemento inferior.
- Otros también usados como elementos parciales a conformar elementos compuestos, como se ve en Fig. 1c.
Por la función:
- Módulos habitables, como salas, dormitorios, oficinas,
etc.
- Módulos húmedos, baños, cocinas, lavaderos, etc.
- Módulos de circulación, incluyen escaleras, ascensores,
espacios de distribución, etc.
- También pueden clasificarse en “monofuncionales” y
“multifuncionales” según cumplan una o más funciones.
Ver Fig. 2
Por el material predominante:
- “Módulos pesados” fabricados mayoritariamente con
hormigón armado.
- “Módulos livianos” todos los demás que buscan menos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 187
peso: estructuras de perfiles metálicos o de madera y
placas de materiales livianos, contrachapados, chapas
metálicas, etc.
Viviendas con módulos
tridimensionales
Disposición de los módulos.
Los módulos se colocan en yuxtaposición y pueden superponerse hasta completar en todas sus partes el diseño previsto de una o varias plantas, viviendas colectivas
o individuales.
Los módulos apoyan en: otros módulos, en elementos especiales tales como pórticos, columnas y paneles, en fundaciones tradicionales, etc. en forma directa o indirecta
2
1
2
2
2
1
1
1
Cuando apoya en otros módulos pueden hacerlo parcial o totalmente, en la misma dirección longitudinal o
no, coincidente o no con el inferior y en voladizo, ver
Figs. 3 y 4.
Para superar el inconveniente de la repetición de caras
se han adoptado algunos esquemas que se muestran en
la Fig. 5.
Comportamiento estructural en
edificios con MT.
Fundaciones de módulos tridimensionales.
Las construcciones con módulos tradicionales, sean éstos pesados o livianos se apoyan sobre el terreno a través de cimentaciones que generalmente son:
Una edificación
se realiza con
MT de
hormigón (1)
que salen de
fábrica
totalmente
terminados,
junto con otros
módulos de
mansarda (2)
A
A: monofuncionales
Fig. 1c: Viviendas unifamiliares con módulos tridimensionales
pesados
B
B: multifuncionales
Fig. 2: Módulos tridimensionales
Fig. 3: Esquemas de adición directa de Módulos Tridimensionales
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
187
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 188
4a. Adición indirecta de MT con esqueleto
4b. Adición indirecta de MT
Fig. 4: Esquema de adición indirecta, con y sin esqueleto
5a. Combina paneles con MT para
no repetir elementos funcionales
5b. Con grandes paneles combinados con MT
se evita el doblado de las paredes.
En forma similar con las losas.
- Zapatas aisladas, coincidentes con los puntos de apoyo que llevan los módulos en su cara inferior. Siempre
que se adopta esta tecnología existen riesgos como los
asentamientos diferenciales con la posible fisuración de
paredes del MT.
- Cimentaciones corridas, que son apoyos corridos perimetrales e interiores. El riesgo es el mismo del caso anterior.
- Plateas de fundación o pilotes y pilotines para casos de
suelos poco consistentes o de capas portantes profundas
respectivamente.
En todos los casos si el apoyo está sobre el nivel natural del terreno debe preverse la aislación térmica y verificación de condensaciones de la superficie inferior del
módulo.
Tipos estructurales de MT
Los edificios pueden ser:
a) Con MT portantes. Fig. 6
b) Con MT y estructura independiente o construcciones
primarias. Fig. 7.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
5c. Esquema donde se evita
la repetición de paredes
Fig. 5: Variantes de adición de MT
188
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 189
En el caso a) los MT y sus uniones garantizan la rigidez
y estabilidad del edificio haciendo que a través de ellas
se transmitan a los cimientos todos los esfuerzos verticales (V) y horizontales (H).
Los primeros resultan del propio peso y sobrecargas y los
horizontales de la acción del viento y eventuales sismos.
Los grandes pesos de los MT provocan esfuerzos excesivos en la capa inferior de MT incluso para un número
pequeño de pisos. Los MT que resisten bien son de hormigón armado con pequeñas aberturas. Si las aberturas
son grandes y densificadas ya hay que recurrir a estructuras en esqueleto con nudos resistentes a la flexión. La
resistencia de los nudos por las fuerzas H determina el
número de pisos que pueden ser alcanzados.
En el caso b) los módulos no soportan el peso de los
que están por encima de ellos. Los MT tienen una rigidez que les permite transmitir a la construcción primaria su propio peso y los esfuerzos horizontales que actúan en parte sobre ellos. Aquí el número de pisos alcanzable no depende de la estructura propia de los MT
sino de la estructura independiente que los soporta.
Los pesos de los módulos influyen en la estabilidad del
edificio pero no rigidizan la construcción, salvo que estén unidos entre sí. En la Fig. 7 se aprecian dos tipos de
estructura en esqueleto:
V
A
B
A
H
H
H
Empotramientos
Apoyos
H
H
Planta
Corte B-B
B
C
V
V
V
V
V
H
V
H
B
H
C
Corte A-A
Corte C-C
Fig. 7: Nudos con empotramiento en A (Corte B-B) y nudos
con articulación en B (Corte C-C)
V
A
H
V
A
B
H
H
V
H
H
H
Deformación
V
V
V
V
H
Planta
Planta
B
H
V
C
V
Corte B-B
V
V
V
V
H
H
H
H
H
Corte
B
Corte A-A
Corte
Fig. 6: Esquema de edificio de MT portantes. Conservación de
la forma y posición por MT rígidos, su propio peso y por las
uniones entre los MT
C
Corte C-C
Fig. 8: En A tabiques de mampostería y cruces de San Andrés
(B-B), en B: MT y núcleos rigidizadores (C-C)
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
189
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 190
Juntas entre módulos:
No difieren de las utilizadas para los grandes paneles, la
Fig. 12 b ilustra sobre algunas de ellas.
Instalaciones en módulos
tridimensionales (MT).
Fig. 9: Conjunto “Habitat 67”, construido en Montreal
(Canadá) para la Exposición Universal de 1967
- Columnas empotradas, Fig. 7 izquierda y
sección B-B.
- Columnas articuladas, Fig. 7 derecha y
sección C-C.
Usando también la estructura primaria de
esqueleto se recurre a
tabiques de cerámica
como arriostramientos
articulados para esfuerzos horizontales
Fig. 8 izquierda y sección B-B.
En la misma figura se
ilustran las riostras con
cruces de San Andrés
y con núcleos rigidizadores, Fig. 8 derecha
y sección C-C. Los núcleos rígidos se han
usado en estructuras
poco convencionales
por la seguridad que
brindan (también en
las tradicionales), a las
Fig. 10: Torre Nagakin-Tokio
torsiones generadas en
(Japón) del Arq. Kurukawa
asimetrías de rigidez.
Muestras muy especiales de edificios de MT
portantes con construcciones primarias son los mostrados en las Fig. 9 “Hábitat 67”, Canadá, y en la Fig. 10
“Torres Nagakin”, de Tokio (Japón), donde núcleos resistentes se unen a módulos de chapa de acero con estructura interior metálica de elementos lineales livianos.
Son una parte importante en cualquier edificio y deben
ser correctamente coordinadas cuando se usan MT. Por
razones económicas es deseable que tengan recorridos
cortos de cañerías y concentración en la conducción.
Todos los MT están conectados a las instalaciones pero
no obligatoriamente a las redes conductoras. Como en
la construcción tradicional, las redes de conducción se
agrupan jerárquicamente en centrales, principales y secundarias. La red sanitaria de agua, desagües y ventilaciones tienen secciones importantes, lo que afecta a veces la configuración de la planta.
De la observación de diseños de edificios con MT surgen dos criterios para las conducciones centrales:
- Son parte del MT individual.
- Las conducciones centrales son llevadas a zonas separadas independientes de los MT.
Cualquiera de los criterios que se adopte influye decisivamente en el diseño del edificio con MT. La Fig. 11
ilustra sobre las posibilidades mencionadas para las conducciones centrales.
Aislaciones térmicas
Los materiales y disposiciones son similares a las usadas
con los grandes paneles, en la Fig. 12 b, aparecen algunos ejemplos de su colocación.
Procesos de fabricación de los MT
1) Módulos tridimensionales pesados.
Los antecedentes más cercanos se remontan a mediados
de la década del cincuenta cuando en Europa y América del Norte aparecen células funcionales sanitarias en
hormigón armado. Se buscaba mejorar en la calidad y
acelerar una etapa en la cual la construcción tradicional
dependía de la mano de obra especializada y se acumulaban roturas que después había que reparar.
Estos módulos se aplicaban principalmente en edificios
a base de grandes paneles, para evitar un mayor fraccionamiento de elementos constructivos.
Existen variados procedimientos para la fabricación de
MT pesados con encofrados adaptados a las formas elegidas, en la Fig. 12 a se aprecian algunos de los componentes tridimensionales.
En la Fig. 12 a se ve un equipo de moldes del sistema
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
190
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 191
MO-HA que trabaja con distintas formas de módulos.
La Fig. 12 b muestra algunos detalles constructivos de
sistemas con MT.
Entre algunos que tuvieron mucha bibliografía, se
encuentran los moldes giratorios de la Fig. 13 que buscaban el hormigonado en horizontal de las caras del
MT. Otro sistema de llenado es la elaboración de paneles próximos al módulo y unidos en sus bordes conformando el paralelepípedo o la forma adoptada.
Con las tecnologías mencionadas se obtenían prismas de
paredes delgadas de espesor 5-7 cm, anchos máximos
de 3,0 m, alturas también de no más de 3,0 m y hasta 9
ó 10 m de longitud.
En el sistema desarrollado en el País (MO-HA) los marcos de carpinterías y cañerías se colocan sobre la cara
interior de los moldes laterales que arrancan de la losa
inferior ya ejecutada. En el medio va la aislación térmica. Con separadores adecuados se conforman los espacios de cada capa y se cierra con las caras de los moldes exteriores para proceder al vertido del hormigón.
Ultimamente, con la premisa permanente de disminuir
peso en el transporte y montaje se trabajaron hormigones con áridos livianos o con incorporadores de aire o
gaseosos, que obligan a tener precauciones especiales,
tales como protección de armaduras, curados con las
temperaturas necesarias y tiempos distintos, etc.
Transporte y montaje
La idea básica de los MT es que ya fraguado el hormigón y terminadas sus caras y sus insertos, se trasladen a
obra para el montaje. En fábrica se dispondrá de los pór-
Caja en el interior
yyy
,,,
yy
,,
,,
yy
40 40
Esquema de instalaciones centrales, integrantes de la
MT, y accesibles desde el interior
120
120
Esquema de instalaciones
centrales, independientes
de la célula. Caja y MT
2 3
120
120
120
120
120
Caja en el borde
1
50 30 70
1-Instalaciones centrales
2- Módulo tridimensional
3- Célula sanitaria en MT
Fig. 12b: Detalles Constructivos. Juntas
Fig. 11: Distintos tipos de instalaciones en MT
Fig. 12a: Industrialización de módulos tridimensionales
(MO-HA)
Fig. 13: Moldes giratorios
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Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 192
elemento
tridimensional
elemento
tridimensional
diedro
elemento
tridimensional
triedro
elemento
tridimensional
"C" "U" " I "
elemento
tridimensional
Fig. 12c: Elementos tridimensionales
ticos y grúas necesarias para mover y colocar sobre el
vehículo de transporte los pesados módulos. En todos
los movimientos que se realizan en fábrica y en la carga a los móviles, se usan vigas metálicas, bastidores y
piezas especiales para evitar esfuerzos de tracción o torsión no admisibles ya que el hormigón generalmente no
ha alcanzado su resistencia total.
Al igual que sucede con los grandes paneles la manipulación de estos elementos no debería hacerse en playa
u obra cuando soplen fuertes vientos.
Los volúmenes que se mueven son de pesos normalmente superiores a las 10 toneladas con varias caras expuestas a ráfagas intensas que las desplazan y rotan
cuando están suspendidas.
El transporte por carretera, frecuentemente, se realiza
con camiones, tractores o con semirremolques bajos.
En ellos se incorporan gatos hidráulicos, un bastidor auxiliar rectangular con la misión de no aplicar a los módulos otros esfuerzos que no sean los verticales. Los MT
a pesar de su tamaño y peso son frágiles y se fisuran fácilmente, tampoco es conveniente que reciban vibraciones como consecuencia de irregularidades del camino.
Las mismas precauciones que para el transporte deben
tomarse para el montaje. Todos los movimientos de los
módulos para su colocación se analizarán junto con su
ubicación definitiva en los puntos de apoyo previstos
para evitar esfuerzos incontrolados.
En este sistema constructivo las tolerancias juegan un
importante papel, ya sean de producción o de montaje,
ver Fig.14 a.
La colocación en obra se hará, como se dijo en forma
δy
Y
δz
δx
Z
X
Fig. 14a: Tolerancias de montaje. La adaptación al sistema
espacial de referencia lleva consigo una complejidad mucho
más elevada que cuando se trabaja con elementos planos
directa o indirecta, sobre puntos que sean regulables en
altura para evitar asientos diferenciales. Si se han previsto elementos de junta (barras, soldaduras, tornillos, piezas especiales, etc.) se realizarán y se sellarán con mortero de nivelación, para que sirva de regulación de la altura, de nivel y de vínculo con otros módulos.
A veces la regulación en altura se hace con piezas especiales o simple acuñamiento permanente.
Cuando el punto de unión sea puente térmico o acústico se colocarán las aislaciones correspondientes.
La colocación en su lugar de estos apoyos, mencionados
como “puntos”, tienen sus dimensiones verificadas por
el cálculo estructural. Siendo superficies que concentran
tensiones debe cuidarse que en el montaje no se fisuren
o agrieten.
Para la mayoría de los proyectos de vivienda, de dimen-
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1
4
2
5
3
6
Fig. 14b: Secuencia de la construcción de un módulo tridimensional liviano (Viviendas Quebco, Quebec, Canadá)
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Fig. 14c: Vivienda construida con módulos livianos en Canadá
siones reducidas sin grandes luces ni alturas excesivas,
la junta entre el módulo superior y el inferior es el
roce que origina el peso propio del elemento superior contra el inferior, de ahí el cuidado que debe
tenerse en un correcto “acoplamiento” entre las superficies de los mismos. La situación no es la misma en zonas de fuertes vientos o sísmicas, donde
sin dudas la junta debe ser materializada.
El montaje con este sistema de MT es muy rápido y
prácticamente no incide en el período constructivo total,
pero también es un sistema que no permite improvisaciones en el montaje. Los errores que se cometan
en el diseño o en el proceso de montaje son muy difíciles de salvar en obra.
2) Módulos tridimensionales livianos.
La necesidad de alivianar los módulos pesados, está determinada no sólo por el precio del transporte, sino por
el equipo para movimientos en fábrica, de montaje y su
herramental. Esto hizo que se empezara a pensar en MT
más livianos manteniendo la idea básica de entregar cada unidad terminada en su interior, usando materiales y
tecnologías distintas (fig. 14 b y 14 c).
La vivienda de USA sirvió como primer modelo a imitar
para los MT livianos. Las reglas de la industria que fracciona componentes y termina en el lugar algunos productos determinó la nueva tecnología a implantar. Ya
Henry Ford en 1922 analizó la ventaja del mayor aprovechamiento del vagón ferroviario, y en vez de 8 coches
armados por vagón alcanzó a mandar 130 desarmados,
terminándolos en talleres locales. Este sistema de transporte es el que se emplea con los MT livianos.
Procedimientos de fabricación
de MT livianos:
(Ver fig. 14 b)
- Ejecución total en fábrica, similar a los MT pesados.
- Fabricación de los módulos fragmentados en paneles
terminados (panelización). Se arman en talleres ubicados en la obra.
Materiales usados en los MT livianos
Metales:
El acero se usa con dos funciones y formas distintas:
a) Perfiles “U” y “C” de chapa plegada como estructura
portante; y
b) Chapa plegada como cubiertas y cerramientos en muros exteriores. El aluminio se usa para carpinterías y en
divisiones interiores. Los metales tienen como ventajas
la precisión que se alcanza en las dimensiones y el poco peso de sus elementos, como inconveniente la degradación o corrosión, la escasa resistencia a las temperaturas altas y fuego, que lo deforman perdiendo capacidad de carga.
Madera y sus derivados:
Es un material trabajable muy apto para la construcción.
Nuestro país permite con su producción actual no menos de 10.000 viviendas anuales con uso mayoritario de
madera, lamentablemente su producción no es racional
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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35
Cuatro
cabriadas
Poliestireno expandido
según cálculo
Piso
7.10
Capa interior de
hormigón armado
3.70
Módulo
258
Tabique
exterior
Capa exterior de
hormigón armado
Carpintería metálica
Rev. ext. de aluminio
Aislación lana de vidrio 38 mm
Rev. int. fibra extradura
Bulón ø 8 x 200 mm
Piso plástico 1.6 mm
Madera aglomerada 19 mm
200
125
19
Terreno natural
Mallas de acero soldada
Relleno de mortero
8
Bulón ø 6 x 55 mm
Patín ø 80 mm
Submuración
20 x 20 x 40 cm
Soldadura
Aislación hidráulica
Fundación de Hº Aº
Varilla de anclaje
Terreno compactado
Fig. 15: Sistema “EDIL-SUD”
Terreno natural
Fig. 16: Sistema “MO-HA”
100
200
125
Junta elástica embutida
Conducto para paso de bulón
Hormigón liviano
45°
2200
Aislación poliuretano expandido
Hormigón arcilla expandida
Armadura malla
ø 4,2 de 15 x 15 cm
200
100
Módulo de pared
Cámara de descompresión
Módulo de piso
Conducto para paso de bulón
Fabricación de MT livianos
200
Dado de hormigón
Fig. 17: Sistema “TRI-COMB”
y se usan especies no renovables de la foresta natural.
Nuestra industria maderera trabaja con la tabla para encofrado o para la elaboración de muebles. Otro problema lo constituye el rechazo al tratamiento protector contra la humedad e insectos xilófagos. Su uso en los MT livianos sería en las estructuras, carpinterías y paneles exteriores con multilaminados tratados para exterior o interior.
Plásticos como elementos de revestimientos no estructurales:
Los más usados son: Poliester reforzado con fibras de vidrio, policloruro de vinilo o PVC, para cañerías y perfiles
de carpintería, poliuretano expandido como aislante, etc.
Otros materiales:
Placas de fibrocemento, GRC o mortero de cemento
blanco con fibras de vidrio, hormigones livianos en paneles, etc.
El proceso es industrializado y los pasos siguen la correlación siguiente:
- Armado de la cara inferior del prisma.
- Montaje de la estructura de paredes sobre la base.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 196
Perspectiva
axonométrica
panel
mortero de relleno
copa con agujero
10
Bulón ø1/2" x 3 1/2"
Inserto roscado ø1/2"
Detalle de
uniones
Montaje de células
262
Fig. 19: Sistema “SUPERCEMENTO”
Corte
vertical
tipo
Zapata
Vista esquemática de una célula
Fig. 19b: Transporte de un módulo de “SUPERCEMENTO”
Fig. 18: Sistema “SIGMA”
- Colocación de estructura de techo y cubierta.
- Incorporación de marcos de carpintería, cañerías y cajas de instalaciones y aislaciones.
- Colocación de revestimientos de pisos, paredes exteriores, cielorraso, revestimientos interiores y tabiques divisorios.
- Colocación de artefactos y accesorios.
- Colocación de hojas de carpinterías, vidrios y tratamientos de superficies interiores y exteriores.
- Traslado a stock de fábrica o salida a obra.
En obra deben estar ejecutadas las fundaciones en espe-
ra de los módulos o si corresponde, la estructura independiente de apoyo.
Si se utiliza el sistema de “panelización” o fragmentación
de componentes se formarán los elementos planos para
aprovechar el espacio del móvil o también usar el encaje de módulos, plegado de planos u otros artificios con
el mismo objeto. Los componentes se embalarán para
protección. El armado del módulo se realizará en el
obrador o directamente sobre las fundaciones ya construidas, siguiendo un proceso similar al descripto arriba.
En nuestro país desde fines de la década del sesenta
aparecieron los sistemas de módulos tridimensionales,
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
196
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 197
algunos de ellos siguen trabajando actualmente.
Mencionamos:
EDIL-SUD: (desde 1968), MT liviano, con estructura de
madera. (Fig. 15)
MO-HA: (desde 1974), MT pesado, de hormigón armado en PB y pisos altos. (Fig. 16)
TRICOMB: (desde 1978), MT pesado, de hormigón con
arcilla expandida. (Fig.17)
SIGMA: (desde 1979), MT pesado, de hormigón armado, juntas abulonadas. (Fig. 18)
SUPERCEMENTO: (desde 1980) MT pesados de hormigón, uniones ensambladas con bulones. (Fig. 19)
Sistema constructivo “MO-HA”
Se trata de un sistema cuyo elemento generatriz es el
módulo tridimensional transportable de hormigón liviano, desarrollado y patentado en el país por el Ing. Daniel A. Vico en el año 1974. Hasta la fecha se han construido 4500 viviendas aproximadamente y diversos edificios tales como escuelas, hospitales, comisarías, etc.
Ver Fig. 20.
Ventajas y desventajas de los MT
Como sucede en todos los procedimientos constructivos, el uso de MT conlleva a aceptar sus virtudes y carencias. Su elección para una determinada obra se debe
a que es el más adecuado para ella de los que ofrece el
mercado.
Entre las ventajas podemos nombrar:
- La mayoría de las tareas se hacen en fábrica, muy pocas a la intemperie.
- Se conforma una línea de producción industrial, con
puestos de trabajo controlables y acotados.
- El sistema de calidad permite verificar conformidades
a normas y acuerdos.
- La especialización de tareas y de uso de equipos da
una repetitividad que permite acelerar tiempos e introducir mejoras.
- El personal no necesita especialización en la construcción, sólo idoneidad para manejar maquinarias simples.
Entre las desventajas se encuentran que:
- Algunos sistemas transportan mucho “aire” es decir volúmenes grandes, que inciden en los costos de transporte.
- Los proyectos son rígidos y admiten pocas variaciones
de diseño por estar acotados en dimensiones, pesos y
equipos.
- Necesitan volúmenes importantes de producción para
ser rentables.
- El equipamiento de fábrica y de montaje necesita pórticos, grúas y tractores pesados.
Desde luego que cada diseñador encontrará otras ventajas e inconvenientes a medida que analice el sistema
que se le proponga en todos sus aspectos: ajuste a los
objetivos del proyecto, costos, tiempos de obra, facilidad y operabilidad de los MT, seguridad y estética del
producto final, adaptabilidad para zonas donde no hay
mano de obra y otros vinculados a la obra en sí.
Fig. 20: Viviendas con módulos tridimensionales MO-HA
Capacidad:
En la actualidad están en funcionamiento dos plantas:
una ubicada en Bragado, provincia de Buenos Aires y la
otra en el Dpto. de Rivera de la República Oriental del
Uruguay. Para una producción mínima de 1000 m2 de
viviendas puede resultar ventajoso montar una fábrica
en el lugar de la obra.
Fábrica:
Constan básicamente de tres sectores:
a) Una nave para dos líneas de producción provista de
los siguientes elementos:
- Pórticos y puentes grúas para el manipuleo de moldes
y equipos.
- Planta de hormigón con batidora, silos, estrella de áridos y dosificadora. La planta no será necesaria si se usa
hormigón elaborado.
- Dos juegos de moldes metálicos para los distintos elementos de muros, losas y de carga de techos.
- Vías y carros porta-módulos y su aparejo para el movimiento.
- Redes de distribución de agua, vapor, aire comprimido, etc.
b) Una nave de talleres y servicios provista de:
- Taller para preparación de armaduras, instalaciones sanitaria, gas y electricidad, pintura, vidrios, etc.
- Caldera para la provisión de vapor, compresor, tableros y pañol de herramientas.
c) Playa de acopio y carga con:
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- Zona de suelo consolidado para el almacenamiento y
circulación de los vehículos de transporte y carga de
módulos.
- Pórtico para retiro de los módulos a fin de línea y traslado.
7.40
3.00
3.05
1.00
3.00
5.90
7.60
1.20
Sistema estructural:
Se resuelve de dos maneras:
a) Tomando los módulos como elementos resistentes y
portantes de todo el edificio.
b) Utilizando una estructura adicional, tipo esqueleto, o
un núcleo que toma las fuerzas horizontales. Fig. 21.
Cuando los módulos son portantes, sus paredes se comportan como láminas (ménsulas) empotradas y así se dimensionan. Los muros reciben su propio peso y las
reacciones de las losas, las que pueden considerarse como triangulares o rectangulares, dependiendo si son
unidireccionales o cruzadas. La acción del viento es
transmitida por los muros exteriores a los entrepisos que
a su vez, si se cumplen ciertas condiciones, son láminas
planas que las distribuyen en los muros de carga que finalmente la llevan a las cimentaciones.
Los espesores y armaduras de los muros de los módu-
Nexo entre paneles
1.40
3.00
Módulo 1
Entrada
Módulo 2
Fig. 22: Planta prototipo de vivienda de dos dormitorios
los y las acciones actuantes se calculan con los reglamentos estructurales CIRSOC. Para el caso del sismo debe agregarse la norma antisísmica NAA 80 que establece los distintos coeficientes y los valores particulares para las uniones entre elementos.
Al ser los MT elementos rígidos, se comportan como
bloques que en planta pueden tener secciones I, L o U.
Distribuyendo así las cargas horizontales se incrementan
los momentos de inercia de las secciones resistentes. Todos los módulos deben “atarse” con un zunchado perimetral para que en realidad se forme la gran placa resistente y distribuidora. Estas armaduras de zunchado se
continúan en las uniones con los elementos de la junta
que deben transmitir los esfuerzos, barras en espera, soldadura de insertos u otros.
En el caso de estructuras independientes se resuelven
normalmente pero con el agregado de la verificación de
las juntas estructura-módulo.
Tipos de edificios:
Los más comunes construidos con el sistema son viviendas unifamiliares de una o dos plantas (Neuquén) Fig.
22; multifamiliares de tres o cuatro plantas, Fig. 23 y
edificios en altura de doce pisos utilizando la alternativa
estructural tipo b) antes mencionada (Brasil).
Medida y peso de los elementos:
Fig. 21: Módulos de servicio unidos al núcleo
El ancho standard de los módulos es de 3,00 m en el interior y 3,20 m en el exterior y una longitud variable
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198
260
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Módulo
superior
N x 260
(Techo plano)
Módulo
superior
(Techo con
pendiente)
N x Módulos
intermedios
Fig. 24: Moldeo de losa piso en el sistema MO-HA
20
Capa interior de
hormigón armado
Capa exterior de
hormigón armado
Módulo
inferior
Mallas de acero soldada
Poliestireno expandido
20
Soldadura
Aislación hidráulica
Terreno natural
Varilla de anclaje
Fundación de Hº Aº
Fig. 23: Corte vertical de módulos del sistema MO-HA.
hasta 10 m. La altura interior es de 2,60 m y 3,00 m en
el exterior. Se fabrican módulos con mayor altura en cubiertas inclinadas. El peso es de aproximadamente 800
Kg/m2. Las dimensiones usuales de los módulos son:
7,60 x 3,20 m y un peso de 19,5 toneladas.
Tipo de fabricación:
La fabricación es lineal, secuencial, seriada y continua,
donde se aprecian dos sectores:
a) según el tipo de proceso y b) según las tareas realizadas.
En a) hay estaciones fijas y móviles. En la primera etapa
se moldean las losas del piso. Ver Fig. 24. Las losas techo se preparan en moldes y mesas fijas y los tabiques
interiores o sanitarios en mesas rebatibles. El pórtico retira la pieza moldeada y la traslada a la próxima estación.
La etapa móvil consta de carros portamódulos, que corren por vías sobre los que se colocan las losas piso
construidas en la etapa anterior. Ya en los carros se colocan los encofrados de los muros exteriores (Fig. 25)
se moldean, se posicionan los tabiques interiores y sanitarios y se ubica la losa de techo (Fig. 26). Se hacen las
terminaciones en una serie de estaciones, Fig. 27.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
199
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 200
Fig. 25: Colocación de aislación sobre moldes de muros
En b) se distinguen la etapa de la construcción de la cáscara de hormigón y la etapa de terminaciones.
La losa piso comienza con la colocación de las armaduras sobre moldes metálicos y de la viga trapecial perimetral que se ve en la Fig. 23, con su escalón para recibir
después los encofrados de muros. Se dejan barras de anclaje para vincularlas con las mallas de los muros. También si hay núcleo sanitario se deja el hueco correspondiente. Se cuela el hormigón utilizando vibradores de inmersión.
Al mismo tiempo se prepara la losa de techo con sus armaduras y sus reglas de borde ranuradas para permitir
el paso de estribos salientes de los muros que conformarán la costura húmeda entre losa y muro.
Simultáneamente se arman los tabiques interiores con
las cañerías y marcos que correspondan, llenando luego
con hormigón. Después de las coladas de estos elementos se aplica calor para el curado con vapor que se suministra desde la instalación bajo las mesas.
Fraguada la losa piso se procede a su desencofrado y retiro mediante el uso del pórtico o puente que la traslada hasta la etapa “muros” colocándola sobre un carro
portamódulos. Se aplican los moldes metálicos ajustándolos en el escalón de la viga previsto y nivelándolos.
Sobre los moldes interiores se aplican las armaduras,
marcos, cañerías y cajas, también en este paso se coloca la aislación térmica.
Finalmente se colocan los moldes exteriores de muros
vinculándolos con varillas roscadas que atraviesan el
muro a través de tubos con el espesor del mismo, que
se retiran una vez desencofrados. En la parte superior de
los muros se dejan los estribos para la junta con la losa
techo.
El colado del hormigón debe efectuarse con ciertas condiciones: mezclas con alta fluidez y vibradores de contacto de alta frecuencia.
Fig. 26: Colocación de moldes exteriores para el llenado
de hormigón de los muros (MO-HA)
Fig. 27: Terminaciones del módulo MO-HA
Este vibrado y las presiones del hormigón exigen un
buen ajuste de los moldes para no afectar los niveles y
escuadras en los muros.
Para acelerar el proceso se aplica calor y ya fraguado el
hormigón avanza el módulo a la próxima estación donde se procede al retiro de los moldes, colocación de tabiques interiores y posicionamiento de la losa de techos
sobre los muros.
A continuación, en el borde superior de los muros se colocan los perfiles que encofran la “costura húmeda” entre los muros y la losa techo agregándose varillas de acero longitudinales que vinculan los estribos de ambas
piezas procediéndose luego al colado del hormigón.
Terminada esta etapa el módulo avanza a la zona de
“terminaciones”. Esta tiene 3 ó 4 estaciones según el
tipo de módulo; aquí se ejecutan carpetas y pisos, red
cloacal y vinculación al panel sanitario, cableado eléctrico, colocación de artefactos, ajuste de carpinterías, pintura, colocación de vidrios, etc.
Terminadas las tareas en el sector de producción salen
los módulos de la línea y son transportados a los luga-
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200
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 201
Fig. 28: Acopio de módulos
Fig. 30: Transporte del módulo MO-HA
Fig. 29: Interior de escuela. Detalle del nexo entre módulos
Fig. 31: Movimiento del módulo en obra
res de almacenamiento, Fig. 28, o se los carga en los
transportes mediante el uso de un pórtico automóvil.
Transporte
El acarreo de los módulos a su emplazamiento definitivo se realiza en semirremolques o camiones convencionales, Fig. 30. Si la altura requerida por los módulos supera los gálibos máximos permitidos se recurre al uso
de carretones de piso bajo. En ningún caso se fijan los
módulos al transporte, sólo se usan elementos que impiden el desplazamiento respecto al plano de apoyo.
Montaje
Ya los módulos en obra se colocan sobre las fundaciones o sobre otros módulos mediante grúas adecuadas a
la carga, distancia y altura de colocación, Fig. 31. Para
el caso de edificios de una planta se usan también elevadores hidráulicos que los ubican sobre las fundaciones y los bajan hasta apoyarlos sobre las mismas.
Consumo de mano de obra
El rendimiento estadístico de la mano de obra después
de casi 200.000 m2 construidos es de 16,8 horas hombre/m2 en fábrica y de 2,5 hh/m2 en obra.
Manual de Construcción Industrializada
Descripción de la obra
a) Cimientos: pilotines, bases aisladas o zapatas corridas. Se necesita la rigurosa nivelación de las superficies
de apoyo de los módulos evitando torsiones que provocarían fisuras a muros y losas.
b) Módulos: Pueden ser homogéneos de hormigón liviano o multicapa de Hº Aº, poliestireno y Hº Aº, dimensionados para cumplir la exigencia higrotérmica de la
zona bioambiental donde serán usados.
El hormigón liviano con el que se trabaja es de 1600
Kg./m3, aproximadamente, y se han utilizado distintos tipos de áridos tales como arcillas expandidas, tobas o
arenas volcánicas, etc., en general de zonas cercanas a
las obras. Para el caso de áridos naturales, previamente
se realizan los ensayos no sólo de resistencia sino también los de comportamiento respecto a los restantes materiales y los de durabilidad.
Las armaduras son las barras y mallas de uso en la construcción.
La cuantía promedio es de 28 Kg. por m3 de hormigón.
El poliestireno es de densidad 15 Kg./m3, el espesor lo
determina el cálculo higrotérmico.
201
Capítulo 08 24/04/2001 2:55 PM Page 202
Fig. 32: Juntas típicas entre módulos en el sistema MO-HA
c) Escaleras: Se moldean en fábrica en Hº Aº convencional.
d) Instalación sanitaria: Se coloca en el tabique sanitario ejecutado totalmente en fábrica incluyendo los artefactos.
e) Instalación eléctrica: Se prevé lo que corresponda
en cada módulo y sale completa de fábrica.
f) Calefacción: Dentro de cada módulo se instala en fábrica.
g) Terminaciones: Los revestimientos interiores y exteriores se aplican en fábrica.
h) Tareas “in situ”: Se ejecutan las fundaciones, se anclan los módulos, se conectan las instalaciones a las redes y entre módulos y se toman las juntas con masillas
o burletes (Ver fig. 32). La junta entre células es hidráulica y de dilatación, no hay transmisión de esfuerzos, es
decir: no es estructural.
Finalmente se hacen retoques de pintura que pueda haber sido dañada en el transporte o montaje ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 203
CAPITULO 9
Sistemas Livianos
Definiciones
S
e define a los sistemas livianos como aquellos
cuyos componentes pesan menos de 100 kg.,
es decir pueden ser manipulados sin auxilio de
equipo pesado.
Hoy en día tienen una presencia en el mercado nacional mucho más importante que los sistemas pesados.
Esta circunstancia se puede atribuir a la menor inversión
que requiere el desarrollo de un sistema liviano. Los
costos fijos de las plantas que elaboran sistemas pesados
son elevados y requieren un flujo de producción importante, en cambio los sistemas livianos, en general, compran a otras industrias buena parte de sus componentes
(chapas, perfiles, madera y placas), de tal manera que
prefabrican un porcentaje menor.
Las dimensiones reducidas de sus componentes permiten una flexibilidad para adaptarse a distintos proyectos.
Esta circunstancia sumada al bajo costo de transporte favorece la venta de viviendas en unidades aisladas,
abriéndole así un mercado mayor.
Los sistemas livianos en Norteamérica, son la forma tradicional de construir viviendas, estructuras de madera y
últimamente de acero son revestidas por distintos tipos
de tableros u otros cerramientos. Tiene como ventajas
respecto a la tradicional mampostería argentina, la velocidad con que se terminan las obras. Un sistema liviano
puesto a punto no debería exceder el mes y medio de
obra. La habilidad del artesano no incide en el producto terminado y se puede controlar fácilmente el tendido
y calidad de las instalaciones.
Los sistemas livianos usan materiales de poco espesor,
que necesitan más atención de parte del ocupante de la
vivienda que la mampostería común. Esta circunstancia,
que de ninguna manera es relevante técnicamente, alimenta algún tipo de prejuicios.
El mismo origen tiene la “prueba de los nudillos”, nombre con el que se designa al comportamiento automático e inevitable que tiene el argentino medio cuando se
le dice que una casa es industrializada, y golpea las paredes para escuchar cómo suenan.
El ruido a “hueco” ha sido una barrera para los sistemas
livianos, sin embargo con el paso de los años este prejuicio va en disminución.
Los distintos sistemas livianos emplean una gran diversidad de materiales y de formas de combinar los mismos. Maderas y sus tableros derivados, metales, yeso,
poliéster reforzado con fibra de vidrio etc.
Clasificación
Una forma de clasificar los sistemas livianos para simplificar su análisis es la siguiente:
I) Sistemas livianos con estructura independiente:
I.1 Estructura de esqueleto (madera o metálico)
I.2. Estructura de entramado o “framing” (madera o
metálico)
II) Sistemas livianos de paneles portantes:
Esta división no es simplemente de funcionamiento estructural, sino también agrupa las distintas formas de
montaje y el índice de prefabricación que tiene el sistema.
En las estructuras independientes en obra se procede a
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 204
Fig. 1a: Edificio de viviendas con estructura metálica
independiente. Sistema Súbitas
Fig. 1b: Estructura independiente de madera para vivienda
en Planta baja. Sistema DC
Fig. 2a: Panel portante de madera
Fig. 2b: Panel portante de hormigón liviano. Sistema CIBECO
revestir con tableros, placas, etc., un esqueleto que se
ha montado previamente. Esta estructura puede ser de
madera o acero, venir prearmada de fábrica o armarse
en el lugar. En la figura 1a se observa una etapa de la
construcción de un edificio de viviendas con el Sistema
Súbitas, que comienza a ser recubierto exteriormente
con placas de hormigón. La estructura independiente es
de perfiles laminados de acero. En el interior se recubre
con placas de yeso.
En la foto de la figura 1b se observa la estructura de
madera encolada del sistema “DC” (Ex sistema Cúbico), que será revestido exteriormente de un tablero de
fibrocemento e interiormente con uno de yeso.
En cambio, los paneles portantes tienen parte o todo el
cerramiento integrado a la estructura, incluyendo en
ocasiones las cañerías de las instalaciones y las aislaciones. En estos paneles la parte resistente puede ser una
estructura interior solidaria con el revestimiento, o como
sucede en algunos muros sandwich, el conjunto cerramiento interior, aislante y cerramiento exterior, conforman un elemento estructural capaz de tomar cargas.
En la figura 2a se observa un panel portante de madera, que proporciona las dos caras del muro. La foto de
la figura 2b muestra un panel de hormigón liviano portante, del sistema CIBECO, que desarrolló uno de los
precursores de la industrialización en la Argentina, el Ing.
Ernesto García Olano; estos paneles ofrecen una cara del
muro y la restante se resuelve con placas de yeso.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 205
Existen sistemas livianos que no se ajustan exactamente
a esta clasificación, que sólo tiene por objeto orientar el
estudio.
I) Sistemas Livianos de Madera con
estructuras independientes
La madera
La madera como todo material de construcción, ofrece
ventajas y desventajas que deben ser consideradas; conocer el material es imprescindible para sacar el mayor
provecho a sus virtudes y eludir los efectos de sus limitaciones.
El conocimiento de la madera debe cubrir su comportamiento mecánico, su producción y tratamiento, los criterios de uso y protección por diseño, y los procesos de
montaje y terminación. Por ejemplo, los cambios volumétricos que presenta la madera al equilibrar su contenido de humedad con la del ambiente, debe ser contemplado en la tolerancia dimensional para las juntas y
uniones.
En nuestro país el desconocimiento o el mal uso de la
madera en la vivienda ha dejado importantes secuelas.
El proyectista debe ser consciente de las limitaciones de
la madera. Es sin duda preferible no usar madera si existe alguna duda sobre su idoneidad para el requerimiento. Finalmente, en la mente del proyectista debe estar
presente el tema de los desperdicios de la madera. Al
venir “hecho” por la naturaleza el material tiene dimensiones que deben ser estudiadas para evitar cortes irrecuperables.
Ventajas de la madera
1. Material renovable: Con las adecuadas precauciones de reforestación y conservación de los bosques es
de los pocos recursos renovables.
2. Bajo consumo de energía para su producción: especialmente comparado con el acero y el cemento.
3. Buena trabajabilidad: la mecanización de la madera es muy sencilla.
4. Buena resistencia mecánica y elasticidad: la resistencia que ofrece la madera es suficiente para los requerimientos estructurales de las viviendas.
5. Buen aislante térmico: su estructura porosa lo convierte en un buen aislante. Es varias veces mejor aislante que la mampostería.
6. Buen aislante acústico: la misma porosidad lo lleva
a amortiguar el sonido. La absorción superficial de sonido es 10 veces mayor que la del revoque.
7. Bajo peso: facilita el transporte y montaje, bajando
además las solicitaciones de peso propio en la estructura.
8. Experiencia y tecnología disponible: es un material ampliamente conocido y su tecnología está en permanente desarrollo.
9. Costo competitivo: no sólo del material sino del ahorro de tiempo y mano de obra para la construcción.
10. Apariencia agradable.
Limitaciones de la madera
Son los posibles ataques de los agentes:
Fig. 3: Durabilidad natural de las maderas
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 206
A. Biológicos que atacan la madera
1. Hongos: provocan la pudrición de la madera.
2. Insectos xilófagos (xilón = madera)
B. Climáticos
C. Fuego
Tratamientos de la Madera
Existen maderas que por sus características especiales
tienen una resistencia natural a algunos de los ataques citados anteriormente. En especial las maderas duras de la
zona norte de nuestro País. Ver cuadro I de la figura 3.
Allí se observa la durabilidad natural de las maderas más
comunes.
Para elevar la durabilidad natural existen distintos tratamientos de la madera:
A. Ataques biológicos
Ante ellos se aplican un conjunto de técnicas conocidas
como de preservación. Para ello se utilizan compuestos
químicos.
A.1. Creosotas: productos oleosos derivados del alquitrán. Se usan hace muchos años, insolubles en agua. Actúan contra los hongos e insectos. No son corrosivos.
Pero despiden olor fuerte, impiden el pintado y encolado. Sólo en condiciones especiales se pueden usar en
viviendas.
La creosota debe responder a las Normas IRAM 9512 y
9593/83.
A.2. Orgánicos: El pentaclorofenol y pentaclorofenato
de sodio. El primero soluble en aceite y el segundo, derivado del primero soluble en agua. Es muy eficaz contra hongos e insectos xilófagos. Irrita la piel y las mucosas. El Ministerio de Salud y Acción Social de la Nación,
por Resolución 356 del 29 de diciembre de 1994, prohibe la fabricación, importación y uso del Pentaclorofenol
y sus derivados, por considerar al producto como un
riesgo innecesario para la salud de la población. En algunos estados de EE.UU., se permite bajo estrictas condiciones de control que lo utilicen industrias matriculadas, periódicamente vigiladas.
A.3. Inorgánicos: Son compuestos en forma de sales
que se mezclan con agua para penetrar en la madera,
para modificar su composición química y hacerlo no
apetecible a los agentes biológicos que la atacan.
Sales de Cromo Cobre Arsénico (CCA): es un compuesto que tiene esos ingredientes activos a partir de sus óxidos o sales. Es un eficaz preservante. La Norma IRAM
9515 define su composición química.
Sales de Cromo Cobre Boro (CCB): Estas sales son de eficaz comportamiento como fungicida e insecticida. Al no
contener arsénico son menos tóxicas que las anteriores.
Métodos de tratamiento
Superficiales
A pincel: es el método más simple pero su protección
es limitada.
Pulverización: algo de líquido preservante logra penetrar.
En estos dos casos el preservante debe ser del tipo oleoso (creosota o pentaclorofenol, con lo cual no adecuado para el uso en viviendas).
Inmersión: se introduce la madera seca en recipientes
que permiten mantenerla sumergida, cuanto más prolongado es el tratamiento mejores son sus resultados,
dependiendo de las características de las maderas y del
preservante.
Baño caliente frío: consiste en la inmersión de la madera seca en baños alternativos en soluciones calientes
y frías del preservante. Este proceso se realiza con las
creosotas y el pentaclorofenol, con lo cual tampoco es
adecuado a la generalidad de las viviendas.
Métodos a presión
El preservador se aplica a la madera dentro del autoclave, utilizando presiones distintas a la atmosférica. En estos métodos pueden regularse las condiciones de tratamiento, de modo que es posible variar la penetración y
retención de los preservadores. Son los procedimientos
que mejor se adaptan a la producción en gran escala de
madera tratada. El equipo básico está compuesto por
bombas de vacío, de presión, y tanques de almacenamiento, mezcla y medición.
Grado de penetración
Se refiere a la profundidad que puede alcanzar el preservante en la madera. Se definen 3 niveles;
Penetración superficial: la profundidad media del
preservante alcanza como mínimo 3 mm.
Penetración media: es superior a 3 mm. y no supera
el 95% de la zona impregnable.
Penetración profunda: la profundidad media alcanzada por el preservante supera el 95% de la zona impregnable.
Categoría de riesgo de ataque de agentes
biológicos:
a. Sin riesgo de humedad: la madera se mantiene con
la humedad que tenía al llegar a obra. No hay riesgo de
ataque de hongos pero sí de insectos.
Ejemplo: puertas interiores, cielorrasos, etc.
b. Riesgo de humedad accidental: existe la posibilidad de entradas accidentales de agua y escasa ventilación para su rápido secado.
Ejemplo: estructura de techos y muros.
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c. Riesgo de humedad intermitente: periódicamente la
madera está expuesta a fuertes variaciones de humedad.
Ejemplo: carpinterías y revestimientos exteriores.
d. Riesgo de Humedad Permanente: la madera está
permanentemente expuesta a la humedad.
Ejemplo: Maderas en contacto con el suelo.
En la figura 4 se observa el Cuadro II, donde se resumen los tipos de riesgo y los tratamientos adecuados
con sus correspondientes retenciones. Este cuadro es el
que aconseja el Manual Técnico de la SVOA.
Cantidad de preservante
La cantidad de preservante a incorporar depende del
riesgo y del tipo de preservante. Se expresa en kg./m3
(kilogramo de producto por metro cúbico de madera
impregnable). La Norma IRAM 9505 establece las cantidades mínimas para los distintos usos.
Especificaciones de la madera
El empleo de madera tratada obliga al proyectista y
constructor a disponer de los siguientes datos sobre la
madera que empleará:
1. Identificación del ente que realizó la impregnación
2. Método de tratamiento
3. Especie de la madera
4. Preservante usado
5. Calidad del preservante (los análisis químicos y ensayos se harán según Norma IRAM 9512, 9515, 9593, y
9594).
6. Retención y penetración
7. Fecha del tratamiento
B. Efectos del Clima
El ataque consiste en la degradación superficial provocada por la lluvia, radiación solar y la abrasión de la arena y polvo con el viento.
Para evitarla se desarrollan formas de protección superficial. Existen protecciones de dos tipos los que forman
película y los que no.
Entre los primeros se encuentran las pinturas y barnices.
Las pinturas incorporan pigmentos opacos que protegen
a la madera al reflejar la radiación ultravioleta (UV) (Ver
figura 5). En el esquema se representa que a mayor
cantidad de pigmentación, mayor será la luz reflejada.
Normalmente los barnices forman películas transparentes que dejan ver la superficie de madera, no detienen
la radiación UV.
Las películas son una excelente protección contra la
abrasión y la lluvia.
C. Fuego
Junto con las dudas sobre su durabilidad el prejuicio
más difundido contra la madera se debe a que “se quema”. En el capítulo 3, se mencionó cómo el fuego afecta a todos los materiales, ciertamente el ladrillo tradicional es el que mejor se comporta. Sin embargo en varios
países la mayoría de las viviendas se hacen de estructura de madera.
Los tratamientos contra el fuego en las maderas buscan
por un lado reducir el grado de combustibilidad de las
mismas, efecto retardador, y evitar que la llama se propague rápidamente.
La resistencia al fuego se define como el tiempo que un
elemento continúa en aptitud de seguir cumpliendo su
Fig. 4: Categorías de riesgo de la madera en la vivienda. Exigencias de tratamiento
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Fig. 5: Efectos de la pigmentación en la protección de la
madera
función. Si es un elemento:
1. estructural: resistiendo cargas sin colapsar,
2. de cerramiento: impidiendo el paso de llamas y gases calientes (estanquidad o integridad)
3. aislamiento térmico: impidiendo que del otro lado
del fuego la temperatura promedio aumente más de
140°C sobre la inicial.
4. ausencia de emisión de gases inflamables.
En todos los casos se debe cumplir:
Para columnas y muros de carga: 1 y 4.
Para pisos y entrepisos: 1, 2 y 4.
Para muros medianeros: 1, 2, 3 y 4.
Se debe evitar que pueda haber emisión de gases venenosos hacia el interior de la vivienda.
Como referencia para el proyecto se pueden tomar de
las normas inglesas los valores que figuran en los cuadros de las figuras 6 y 7. En la fig. 6 se resumen los ensayos sobre el comportamiento al fuego de los materiales. Sobre esta referencia se confecciona la tabla de los
requerimientos para cada elemento de una vivienda (figura 7).
Las Normas nacionales se encuentran en proceso de
ajuste con la posibilidad de los laboratorios de realizar
los ensayos:
Tratamientos ignífugos
Hay dos métodos de emplear retardadores químicos o
ignífugos.
1. Método de recubrimiento
Consiste en aplicar revestimientos de pinturas intumescentes. Algunas de estas pinturas permiten a su vez ser
recubiertas con pinturas comunes.
Debido a las características de algunos de los ingredientes, ante la presencia del calor se hinchan formando una
espuma que actúa como aislación protectora ante la acción del fuego.
Si estos revestimientos son aplicados correctamente se
puede reducir hasta un 75% las posibilidades de propagación de la llama.
2. Método de impregnación
Mediante este tratamiento se pretende que la madera no
arda fácilmente cuando es sometida a la acción de las
llamas o de calor intenso, produciéndose una carbonización sin llama, que evita la propagación al resto de la
vivienda. Este tratamiento reduce la cantidad de calor li-
Fig. 6: Resumen de los ensayos de comportamiento ante el fuego. Normas inglesas.
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Fig. 7: Resumen de las exigencias ante el fuego, para viviendas. Normas inglesas
Fig. 8: Esquema de carbonización de la madera
berado durante la combustión, lo que permite que la llama se extinga cuando es retirada la fuente de calor.
Los productos de impregnación son sales que se aplican
por tratamientos de presión como las sales CCA y CCB.
Las más comunes son las basadas en el fosfato monoamónico y diamónico, sulfato de amonio, cloruro de zinc,
tetraborato de sodio y ácido bórico. Hay que tener presente que estos procesos debilitan la resistencia mecánica de la madera entre un 10 y un 15%.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 9: Detalles cortafuego
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 210
Formas para que los elementos de madera cumplan
los requerimientos contra el fuego
La resistencia al fuego: entre 1/2 h y 1 h, se alcanza con
el uso de secciones sobredimensionadas a las solicitaciones de carga, de tal manera que esa madera que se
carboniza inicialmente aislando al resto durante el tiempo necesario: Ver figura 8.
La otra forma de aumentar la resistencia al fuego es revestir la sección de madera con placas de yeso, amianto, revoque, pinturas intumescentes, etc.
La Resistencia a la propagación de la llama, clase 1, se
consigue con los tratamientos ignífugos. Para alcanzar la
clase 0, se necesita de revestimientos, yeso, amianto, cemento, pinturas intumescentes, etc.
Detalles de diseño contra el fuego
Cavidades
Los revestimientos interiores y exteriores sobre la estructura de madera definen cavidades o espacios huecos,
que favorecen la propagación del fuego. Se debe tener
especial cuidado que las mismas no sean de más de 8
m de largo ni sus superficies de más 25 m2. Para conseguir su compartimentación se emplean tablas de 2” como contrafuegos para limitar las cavidades. En la figura
9 se observan dos detalles de cortafuegos que acotan
cavidades.
Las cañerías que pueden tener altas temperaturas deben
ser envueltas en algún elemento aislante (lana de vidrio), al atravesar la madera.
La instalación eléctrica no se debe colocar sobre los muros medianeros.
Conductos de humo
De estufas a leña, carbón o petróleo deben ser separados 20 cm., rellenos de material incombustible de la madera.
De estufas o artefactos a gas, deben ser separados 5 cm.
empleando material incombustible al atravesar muros y
techos.
Comportamiento de los materiales relacionados a
la construcción con madera
Madera: Se enciende entre los 250 y 300 grados, se carboniza a una velocidad de 0.6 mm por minuto (0.8 mm
para secciones de menos de 1”).
La madera laminada con empleo de resorcinol, se comporta como la maciza. Las maderas de densidad de más
de 400 kg./m3, tienen una propagación clase 3, el resto
es de clase 4.
Contrachapado (Terciados) y aglomerado: Se comportan igual a la madera maciza.
Tablero de fibras: Los tableros duros se comportan
igual a la madera maciza pero para los blandos la velocidad de carbonización es mayor.
Fig. 10: Tablas de tiempos de resistencia al fuego
Tablero o placa de Yeso (Tipo Durlock): No contribuye a propagar la llama y sirve de protección a los elementos estructurales. Aumentando su espesor se consigue aumentar la resistencia al fuego del elemento recubierto.
Tablero de Amianto-Cemento (Fibrocemento de 9
mm a 2.5 mm): Al ser incombustible, es un escudo
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contra el fuego, pero conduce el calor, por lo tanto se
debe aislar por detrás. Se puede conseguir con 9 mm,
1 hora de resistencia al fuego y 1 hora con 12 mm.
Fibra de Vidrio y lana mineral: Se comportan de manera similar, son incombustibles. Muy empleadas como
cortafuegos. Con una tela metálica de armado, con 40
mm de espesor, puede resistir hasta 1 h de fuego. Sin armar el fuego directo le provoca importantes cambios de
forma en pocos minutos (de 5 a 10 ).
Vidrio: Si es armado puede resistir hasta una hora dependiendo también de la correcta fijación en el marco.
Productos de Cerámica y cemento: Son incombustibles y resisten hasta que se quiebran.
En las Tablas 1 y 2 contiguas (figura 10) se muestran dos
cuadros de la NRC de Canadá donde se le asigna a cada
tipo de cerramiento un tiempo de resistencia al fuego.
Sistemas estructurales
Dentro de la clasificación inicial de Sistemas Livianos
con estructura independiente o revestida, se pueden
analizar dos grupos.
1. Sistema de esqueleto, o lineal
2. Sistema de entramado (framing)
1. Sistema de Esqueleto Lineal o de columnas, vigas o cabriadas. Tradición Centroeuropea. (Ver fig. 11)
Esta forma de estructura tiende a concentrar las cargas
en vigas o cabriadas que a su vez descargan en columnas. Las distancias entre columnas son de por lo menos
1.20 metros y superiores. Las luces de las vigas no suelen exceder los 4 metros y las cabriadas se emplean de
los 6 metros en adelante.
Ventajas
- Permite construir en planta baja y especialmente en pisos altos.
- En cuanto al armado de la estructura en sí, economiza
mano de obra y material al ubicar a ésta donde es estrictamente necesario. Generalmente no se requieren
dinteles para puertas y ventanas.
- Permite diseños muy flexibles.
- Es ventajosa para las zonas donde la vivienda debe estar elevada, por ejemplo zonas anegadizas.
- Velocidad de montaje.
- Cuando se emplean cabriadas se dispone de una superficie interior totalmente libre para disponer la tabiquería interior.
Fig. 11: Sistema de esqueleto o tradicional centroeuropea
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Fig. 12: Balloon Framing o casa sueca
Fig. 13: Platform Framing. Casa inglesa
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Fig. 14: Ilustración de tipos de entramados. Extraído del
Graphics Standards. Ramsey & Sleeper
Limitaciones
- Al ser tan flexible, es frecuente la aparición de detalles
especiales no tipificados, lo cual entorpece la industrialización.
- La presencia de las columnas dificulta la continuidad
de las aislaciones.
- El tipo de revestimiento de las paredes está limitado
por la distancia entre columnas.
2. Sistemas de entramado
Básicamente se utilizan tablas de secciones reducidas espaciadas entre 40 y 60 cm.
Generalmente tienen el mismo espesor y varían en su
longitud. Con estos entramados se construyen las estructuras de muros y entrepisos, que luego se cubren con
placas u otro revestimiento. Es la forma tradicional de
construir viviendas en América del Norte. En la figura
12 se puede observar el entramado global (balloon framing o tradicional sueca) y en la figura 13 el de plataforma (platform framing o tradicional inglesa). La figura 14 reproduce una antigua publicación norteamericana que es testimonio de lo tradicional de los sistemas de
entramado.
El balloon framing tiene como característica principal el
largo de los parantes (studs) que alcanza a cubrir dos pisos. Ello permite que las viguetas de entrepiso se claven
sobre estos parantes.
Esta forma constructiva ha sido dejada de lado y es
reemplazada casi totalmente por el platform framing. En
este entramado los muros tienen la altura de un piso,
apoyan sobre la “plataforma” de base y reciben la “plataforma” del entrepiso. Si bien requiere la doble solera
superior para el apoyo del entrepiso, ya no necesita tablas tan largas.
Fig. 15: TABLA A. Característica de los grupos de maderas.
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Fig. 15: TABLA B. Agrupación de las maderas
El platform framing permite prearmar tramos de muros
o sea “panelizar” las estructuras, aumentando así la eficiencia en el montaje. Otra ventaja es la de ofrecer plataformas de trabajo limpias para trabajar o prearmar. La
doble solera superior ofrece un corta fuego natural, que
en el caso del balloon framing hay que colocar tablas al
efecto.
La distancia entre los parantes normalmente varía entre
los 40 y 60 cm. según la carga que soporta la pared y el
tipo de recubrimiento que se le colocará.
En América del Norte se emplean dos procedimientos
Manual de Construcción Industrializada
Fig. 15: Tabla C. Fórmulas para dimensionado de madera
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para realizar el entramado de las paredes, uno es en la
misma obra, en posición horizontal utilizando el bastidor armado y luego se levanta (tilt up) y se coloca en su
emplazamiento definitivo. La otra forma es comprar a un
proveedor los bastidores hechos y montarlos en obra.
La doble solera superior ayuda a unir los distintos bastidores al solaparse las mismas.
La modalidad del platform framing es la que se emplea
en la mayoría de los casos.
Clasificación de las maderas y propiedades
mecánicas:
Las maderas empleadas en la construcción se agrupan
según su función en estructurales y no estructurales: revestimientos y carpinterías.
Se han clasificado a las maderas más comunes en nuestro medio, en seis grupos de acuerdo a su resistencia. En
las tablas A y B de la figura 15 se dan los valores del
Manual del uso de la Madera de la SVOA. En la tabla A
se asignan valores de tensiones, densidades y módulo
de elasticidad a flexión de cada grupo de madera. La tabla B permite identificar a 19 tipos de maderas con un
grupo que representa a las que tienen similares características físico - mecánicas.
En la tabla C de la misma figura, se resumen las fórmulas básicas para verificar las secciones de madera.
Formas de tomar las fuerzas horizontales:
Fig. 16: Tipos y detalles de contraventeos y cruces de San
Andrés
Los sistemas de madera emplean en general dos tipos de
arriostramiento ante las fuerzas horizontales.
1. Contraventeos o cruces de San Andrés
(Ver figura 16)
Las formas o inclinación pueden ser diversas, y dejar de
ser cruces, pero el principio es conducir el esfuerzo horizontal a sus apoyos por medio de la compresión y tracción de elementos verticales e inclinados.
Son los más apropiados para los sistemas estructurales
basados en columnas y vigas, en los sistemas de entramado también son empleados pero requieren un trabajo de corte de parantes.
Las cruces de San Andrés son muy eficientes para el
arriostramiento, sin embargo eso le provoca que se concentren los esfuerzos. Esta concentración puede llevar a
tener uniones muy solicitadas y por lo tanto ser muy distintas a las del resto de los elementos. Una forma de evitarlo es disponer una cantidad adecuada de cruces para
distribuir los esfuerzos.
Si la cruz se dispone sobre un entramado pueden emplearse tablas, que al estar clavadas sobre los parantes
disminuyen las luces de pandeo.
Se emplean también flejes de chapa de acero galvanizado, tensores de hierro redondo o perfiles para las diagonales de tracción. El proyectista debe tener en cuenta
que el arriostramiento no consiste sólo en las diagonales,
pues estas no funcionan sin los elementos verticales y
sus anclajes toman y transmiten los esfuerzos.
2. Tableros rígidos:
Se aprovecha la capacidad de cierto tipo de tableros para tomar por corte en su plano, las fuerzas horizontales
en uno de sus extremos y conducirlos a otro. Ver ejemplos en figura 17. Para ello se requieren tres condiciones mínimas:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
215
Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 216
• Resistencia al corte del material: El material del tablero debe ser resistente al corte y su espesor adecuado
a las solicitaciones. Los más utilizados son los contrachapados, también llamados terciados o compensados (ply-
wood), que se fabrican en diversos espesores, maderas
y adhesivos, por lo tanto ofrecen distintos valores de
corte. En Norteamérica su fabricación está normalizada
y el proyectista dispone, por ejemplo en UBC (Uniform
Building Code) de los valores para el cálculo.
Otros tipos de tableros como los cementicios, de fibra,
aglomerados e incluso los de yeso, ofrecen diversos valores de resistencia al corte. En nuestro país no se dispone del sistema de fabricación bajo normas para asegurar esos valores, por lo tanto sólo podemos valernos
de ensayos o de hipótesis muy desfavorables.
• Condiciones de bordes: deben asegurarse que el esfuerzo horizontal se transmita al tablero y por lo tanto
deberán verificar las uniones, de igual manera donde el
tablero descarga, es decir en su parte inferior. Estamos
hablando de tableros que se clavan o atornillan a las columnas, vigas o a los entramados, esos clavos o tornillos
deben asegurar el pasaje de esfuerzos.
• Prevenir el abollamiento: (pandeo de placas). Las
tensiones que se generan en los tableros pueden hacer
que estos se “abollen” o arruguen. Para evitarlo se acotan los paños con rigidizadores, es decir elementos que
ofrecen resistencia al pandeo del tablero. Cuando estas
placas se clavan sobre los entramados los parantes intermedios ofician de rigidizadores.
El uso de tableros o placas como arriostramientos es típico de los sistemas de entramado donde debido a la
forma constructiva y modulación de los parantes se
cumplen perfectamente las condiciones anteriores.
El diseño en Canadá y EE.UU. se simplifica con tablas
(UBC) donde se suministran los valores de corte admisible para cada tipo de tablero, su espesor, la separación
de los elementos del entramado, su sección, el tipo de
clavos y su cantidad por unidad de longitud.
Fig. 17: Tableros que toman el esfuerzo horizontal
Fig. 18: Esfuerzo de corte admisible en kg/m para muros de tableros contrachapados (Plywood)
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216
Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 217
A modo de ejemplo se transcribe una tabla del UBC, ver
figura 18, donde se tabulan los esfuerzos de corte que
puede tomar un muro de madera contrachapada (terciado) con armazón de pino Douglas. Es válido cuando los
bordes de los tableros están apoyados sobre un entramado de 2” o más. La madera contrachapada se coloca
horizontal o verticalmente y los clavos espaciados a 6” a
lo largo de los miembros intermedios del entramado para contrachapado de 3/8” colocado sobre montantes separados a 24”. Estos valores son para cargas de viento y
sismo. Para cargas normales se deberán reducir los valores en un 25%.
Uniones
Mecánicas
Clavadas
La forma deseable de trabajo para estas uniones es al
corte, para evitar salidas de los clavos. La capacidad de
los clavos de transmitir carga depende de su diámetro y
del tipo de maderas que une. Como dato orientativo se
puede tomar que el diámetro de los clavos debe ser una
décima parte del menor espesor de las maderas a unir.
La longitud del clavo debe ser tal que penetre por lo
menos 10 veces su diámetro (d) en la madera última y
Fig. 19: Uniones clavadas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 218
Fig. 20: Uniones con chapas, flejes y cartelas
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Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 219
no menos de 7 d en la primera madera (si es contrachapado será 3d).
Cuando se clava una placa, el largo del clavo debe ser
por lo menos 3 veces el espesor de la placa y en lo posible no más grueso que 1/3 del espesor de la placa. Por
ejemplo, placas de 9 mm se clavan con clavos de 2.6
mm. Ver figura. 19.
Los clavos lanceros o inclinados deben colocarse con
una inclinación entre los 30° y 45°, reduciéndose proporcionalmente su resistencia si el paso por la primera
pieza es de menos que 7d.
No se permitirán clavos de acero sin tratamiento anticorrosivo. Ni clavos de aluminio o cobre para usos estructurales.
Estas especificaciones son válidas para estructuras de no
más de 7 metros de altura y vientos de referencia de menos de 40 m/seg.
Ventajas: Es una unión económica, se usan clavadoras
automáticas portátiles y el control es sencillo.
Desventajas: Por su escasa sección requiere gran número de clavos para resistir esfuerzos importantes.
Chapas y multiclavos
Son una extensión de las uniones clavadas y resuelven,
aprovechando la resistencia de la chapa, uniones que
serían demasiado complicadas con clavos.
Los clavos que atraviesan estas chapas resisten un 25%
más. Las chapas deben ser galvanizadas y de por lo menos 1.2 mm de espesor. Ver figura 20.
Los conectores, o chapas que traen incorporados sus
propios clavos, se rigen por normas que especifica el fabricante a través de ensayos.
Pernos y Tornillos
Los tornillos ofrecen una resistencia al arranque de dos
a tres veces mayor que la de los clavos, y permiten el
desmontaje.
El largo del perno o bulón debe ser tal que sobresalga
por lo menos una vuelta de rosca después de la tuerca.
Se deben usar arandelas para la cabeza y para la tuerca.
Como valor orientativo del diámetro del perno se debe
tomar un tercio del espesor de las maderas a unir.
Los pernos con elementos auxiliares como los conectores (platos dentados, anillo partido, etc.) permiten aumentar la capacidad de la unión y según su diseño evitar su rotación (Ver figura 21). Es de fundamental importancia evitar la corrosión de los elementos de unión.
Encoladas
Las uniones encoladas permiten aprovechar mejor la
madera y transmiten completamente los esfuerzos de
corte. El ideal es hacerlas en fábrica, donde se pueden
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 21: Tornillos, pernos y accesorios
219
Capítulo 09 24/04/2001 3:32 PM Page 220
controlar. Se debe asegurar que la cola empleada sea resistente a la humedad y a los ataques biológicos. Ver figura 22.
Encastradas
Este tipo de uniones que trabaja por forma, necesita
complementarse con alguna de las fijaciones anteriores
para inmovilizarla. Ver figura 23.
presente que la barrera de vapor va hacia el interior de
la vivienda.
Finalmente como recomendación se sugiere cuidar especialmente la continuidad de las barreras, y en la medida de lo posible prever una segunda línea de defensa,
es decir que ante el fallo de una de las barreras hidrófugas o entrada accidental de agua, exista la posibilidad
Cerramientos
Para completar los muros, sobre la estructura de madera se pueden disponer diversos tipos de cerramientos.
El muro debe contar con los elementos tales (Ver figura 24) que aseguren el correcto funcionamiento:
•Aislación hidrófuga:
En general se usan papeles alquitranados o similares,
que no sean estancos al paso del vapor de agua, es decir que permitan respirar al muro.
•Aislación térmica:
Las cavidades entre las caras de los muros permiten utilizar cualquier tipo de aislante en espesores importantes.
•Barrera de aire:
Cuando el cerramiento exterior permite el paso del aire,
como por ejemplo el entablado o los siddings de chapa
estampadas se necesita poner un freno al viento. Lo
usual es emplear el papel alquitranado o de otro tipo,
sobre un tablero de apoyo, por ejemplo un contrachapado. Existen en el mercado norteamericano los llamados tableros de tormenta que cumplen las dos funciones.
•Barrera de vapor
Una vez analizado, si existe riesgo de condensación intersticial, según Norma IRAM 11625 se emplean, en general, films de polietileno detrás de los tableros interiores.
Existen también algunos aislantes que la traen incorporada, en estos casos el profesional debe tener siempre
Fig. 22: Uniones encoladas
Fig. 23: Uniones encastradas
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Fig. 24: Funcionamiento de los muros con estructura de madera. Corte vertical
de que el agua acumulada se pueda secar en una estación más favorable. En este sentido son útiles las ventilaciones y la correcta colocación de los materiales en el
interior.
Tipos de cerramientos
Madera
En tablas solapadas o machihembrados, tejuelas Ver figuras 25 y 26, siempre se debe asegurar el escurrimiento del agua. En el caso de las tablas exteriores el espesor mínimo debe ser de 19 mm. Se debe prestar especial atención a los clavos para evitar su corrosión.
Cuando se coloca un cerramiento de madera hay que
prever los movimientos que tendrá por los cambios de
humedad.
Por detrás del entablado debe poder circular aire que le
permita secar cualquier tipo de humedad accidental excesiva. Los extremos de las tablas deben estar protegidas como se muestra en la figura 25. Se debe procurar
que los aleros sean generosos para resguardarlos de la
lluvia y el sol.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 26: Variedad de revestimientos con madera
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Fig. 27: Detalle de revestimiento con revoque
Fig. 25: Esquemas de distintos cerramientos con madera
Revoques
Deben tener por lo menos 2 cm. de espesor y se proyectan sobre una malla de metal desplegado o de algún
plástico estable ante la presencia del cemento. Los revoques generalmente son en base a cemento y arena con
agregados sintéticos para evitar las fisuras y aumentar la
adherencia. Ver figura 27.
Fig. 28: Detalle de cerramientos con tableros de fibra
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Fig. 30: Detalle de cerramiento con chapas estampadas
Fig. 29a: Detalle de cerramiento con mampostería
Fig. 29b: Cerramiento con mampostería
Placas de Fibrocemento o similares
Cuando se emplea este tipo de cerramiento se cubre con
una capa delgada, 2 mm, de revoque plástico para cubrir las juntas de los tableros. Ver figura 28.
Mampostería
La mampostería en estos casos se apoya directamente
sobre la fundación. Se debe vincular a la estructura de
alguna manera, para ello es común el uso de planchuelas flexibles e inoxidables, aproximadamente 6 por metro cuadrado.
La práctica común es dejar una cámara de aire de 2,5
cm. que separa la mampostería y el tablero donde se
aplica la barrera de viento. Esta cámara de aire debe
contar con drenajes para evitar cualquier acumulación
de agua que ingrese accidentalmente. Ver figura 29.
Siddings de metal, plásticos, etc.
Imitando el aspecto de la madera o con diversas texturas, se clavan o atornillan sobre un tablero que les sirve
de respaldo. Ver figura 30 ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 225
CAPITULO 10
Sistemas con estructura de madera en la Argentina
Introducción
E
n nuestro país el empleo de madera en los sistemas constructivos es muy escaso, esta realidad no se compadece con la idoneidad del
material ni con los recursos forestales argentinos. Han
existido y existen valiosos emprendimientos locales, sobre todo en la zona norte del país, que no han alcanzado difusión nacional.
Hay empresas que ofrecen viviendas de estructura de
madera con tecnología norteamericana y en ciertos casos con materiales de esa procedencia.
Por último existe un mercado marginal de “subviviendas”
o “prefabricadas” que emplea madera sin ningún tratamiento ni control, con graves errores de diseño y sin
cumplir mínimas normas de habitabilidad, que hacen asociar el concepto de empleo de madera con baja calidad.
Estas subviviendas o casillas difícilmente duren más de
Fig.1: Vivienda en San Salvador de Jujuy. Sistema MDN
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
225
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 226
7 u 8 años y su costo para la prestación que ofrecen es
alto. La forma de comercializarlas es lo que les permite
a los fabricantes de estos productos dominar el mercado informal de los suburbios de las grandes ciudades.
En este capítulo se expondrán sistemas que ofrecen viviendas de calidad que cumplen con las normas de seguridad, habitabilidad y sobre todo de durabilidad.
El primero, será un sistema del norte de nuestro país: el
Sistema MDN. En segundo lugar se mostrará la forma de
construir tradicional en América del Norte que ha sido
adoptado por varias empresas nacionales, y el tercer
ejemplo es el sistema DCkit que ya lleva varios años de
comercialización en nuestro medio.
Finalmente, si la industrialización de la vivienda es un
desafío, el empleo de la madera en la misma lo es aún
más, sin embargo en el país donde más viviendas se
construyen en el mundo, los Estados Unidos, casi el 90%
de las mismas se construyen con madera.
Sistema MDN
Fig. 2: Encuentro de esquina del entramado. Sistema MDN
Es un sistema que ha obtenido el C.A.T. recientemente
y pertenece a la empresa Maderera del Norte de la ciudad de San Salvador de Jujuy, ha sido desarrollado en
esa zona del norte de nuestro país con aportes técnicos
de expertos peruanos. Ver figura 1.
la colocación de diagonales en las esquinas de sección
2” x 3”.
Para las viviendas de planta alta, ver figuras 3 y 4, las
secciones de los elementos estructurales de la planta baja se aumentan de 3” a 4”. El entrepiso se arma con vigas 4” x 8” cada 40 cm, y sobre ellas se clava un entablado de 3/4” de espesor.
Para todas las uniones clavadas se emplean clavos espiralados.
Para la estructura del techo, se emplean cabriadas de
madera cuya sección responde al cálculo estructural.
Descripción:
Se trata de un sistema liviano con estructura de madera
que se arma en el lugar.
Permite la construcción de viviendas en planta alta. Realizadas las fundaciones se monta la estructura de parantes, travesaños y diagonales de maderas de pino Elliotis
producidas en la zona y tratadas con CCA.
Los muros llevan aislación térmica y acústica de lana de
vidrio y se revisten ambas caras con machihembrado de
madera. Los locales húmedos en su interior llevan placa
de yeso especial. Los entrepisos son de vigas de madera como así también las cabriadas del techo. Las instalaciones se embuten en los muros, techos y pisos. No se
emplea tabique sanitario.
Estructura:
Para las viviendas de planta baja solamente:
Está compuesta por una solera inferior de sección 2” x
3”, ancladas a la fundación. A esta solera se fijan parantes de 2” x 3” cada 48 cm entre ejes. Ver figura 2.
Para reforzar esta unión se emplean planchuelas de acero en L de 60 x 60 x 2 mm, clavadas al parante y a la
solera. A su vez, a los parantes se clavan travesaños de
sección 2”x 3” cada 60 cm como máximo de eje a eje.
Según el requerimiento del cálculo estructural, se prevé
Revestimiento exterior:
Se emplean tablas de madera machihembradas o en tingladillo, con un espesor de 3/4”.
Revestimiento interior y de cielorraso:
Se utilizan tableros o machimbre de 1/2” de espesor. En
los locales húmedos placa de yeso especial de 12,5 mm.
Aislación hidrófuga y de viento:
Papel TYVEK.
Aislación térmica:
Lana de vidrio de 5 cm de espesor y 10 kg/m3 de densidad.
Barrera de vapor:
Film de polietileno de 50 micrones.
Proceso de montaje
Preparado el terreno y dispuesta la zanja para la instalación sanitaria se ejecutan las fundaciones, que de acuerdo al suelo pueden ser de zapata corrida o platea. En
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Fig. 4: Detalle de junta vertical en esquina. Sistema MDN
Fig. 5: Solera sobre viga de fundación. Sistema MDN
Fig. 3: Detalles de juntas horizontales para Planta Alta.
Sistema MDN
ambos casos se debe prever una elevación del piso terminado de la vivienda 30 cm por sobre el exterior. Ver
fotografía de figura 5.
En el hormigón de las fundaciones se dejan en espera
bulones de 8 mm con rosca para fijar las soleras. Fijadas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 228
éstas, se les clava sobre el exterior el botaguas, ver figura 6, y luego se comienza a montar el entramado de columnas y travesaños que se prearma sobre el contrapiso. Simultáneamente se comienza el clavado de las soleras de los muros interiores (Ver figura 7). Se clavan
los parantes sobre la solera y se refuerzan las uniones
con las planchuelas en ángulo. En las figuras 8, 9 y 10,
se observan detalles de los arriostramientos, cabriadas y
aberturas.
El papel hidrófugo se clava sobre la cara exterior de la
estructura solapando los extremos.
Se comienza el clavado del entablado exterior y de los
tapajuntas de esquina. A partir de este momento se puede armar el entrepiso o colocar las cabriadas, apoyadas
en los muros exteriores. Armada la estructura superior y
colocada la cubierta se procede a colocar la aislación y
barrera de vapor para luego terminar con el revestimiento interior.
Fig. 6: Colocación del botaguas. Sistema MDN
Conclusiones:
La disposición de recursos naturales y la baja calificación
de la mano de obra necesaria permite que un sistema
como este, u otros similares, se desarrollen y ofrezcan
una alternativa a la construcción tradicional de la zona.
La diferencia más notable con los sistemas norteamericanos es el empleo de la sección de 2” x 3” en los pa-
Fig. 9: Entramado de muros y cabriadas. Sistema MDN
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 7: Entramados de muros interiores. Sistema MDN
Fig. 8: Detalle de arriostramientos. Sistema MDN
228
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 229
Fig. 11: Construcción de entramado de madera
tecnología usada con buenos resultados en los EE.UU. y
el Canadá. Entre otros se pueden contar MODULEX, Las
Marías, EMB que han obtenido el Certificado de Aptitud
Técnica.
Fig. 10: Detalle de aberturas. Sistema MDN
rantes en las viviendas en planta baja y el empleo de
machimbre interior. Sus soluciones constructivas no son
completamente moduladas ni industrializadas.
Sistemas Norteamericanos
de entramados de madera
(Wood frames houses)
Desde fines de la década del 70, se están introduciendo
en nuestro país sistemas constructivos que emplean la
Descripción general:
Se basan en el empleo del entramado (frame), de parantes (studs) de madera de sección de 2”x 4” cada 40 cm
y soleras (plates) superior e inferior. Usando el sistema
de plataforma (o de casa inglesa), construyen los muros
externos portantes revestidos de distintos tipos de placas o tableros. La estructura de entrepisos se resuelve
con vigas de madera cada 40 cm. Para los techos se emplean cabriadas ligeras, también de madera, cada 40 cm.
El sistema constructivo basado en este entramado estructural permite que el mismo se arme a pie de obra,
ver figura 11, o que se panelice el bastidor en fábrica.
Fig. 12: Entramado panelizado del Sistema EMB
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Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 230
Fig. 13: Encuentro de muro y techo. Sistema EMB
Efectivamente existen numerosas empresas que a partir
de los planos de arquitectura de una vivienda elaboran
los entramados y los remiten a obra donde son montados y fijados a las fundaciones. Estos paneles pueden
ser simplemente los parantes y las soleras de madera o
además traer clavado el tablero de contrachapado o la
barrera de viento. En el sistema EMB, viene panelizado
el tablero fenólico, 1.22 m x 2.44 m con 3 columnas, ver
figura 26. Este panel se clava sobre la solera previamente fijada a las fundaciones y a la columna de esquina
que inicia el entramado.
El recubrimiento interior es mayoritariamente la placa de
yeso (Gypsum board), que se atornilla al entramado. La
placa de uso en Norteamérica es de 1,22 m de ancho
por 2,44 de alto y espesores variables, la usual de muros es 1/2”.
La aislación en general ocupa los 10 cm del ancho del entramado y para ello se emplean distintas clases de lanas
de vidrio y minerales e incluso algunas espumas rígidas.
La barrera de vapor suele colocarse por separado de la
aislación para poder darle continuidad. Lo más común
son los filmes de polietileno y cintas engomadas para evitar los cortes de la barrera en sitios con instalaciones.
Las terminaciones o revestimientos hacia el exterior se
ajustan a lo descripto en capítulo anterior.
En el certificado de aptitud técnica (CAT) de Modulex,
Fig. 14: Cronograma para la construcción de una vivienda. NAHB
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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se le aprobaron 4 variantes de terminación: a) Tingladillo de madera, b) Machihembrado de madera, c) Sidding
de P.V.C. y d) Mampostería de ladrillo.
El Sistema E.M.B. presenta como revestimiento exterior
un tablero de terciado fenólico que se utiliza como respaldo de un salpicado cementicio impermeable ejecutado en el lugar previa interposición de un cartón embreado continuo y una malla metálica.
Los cordones inferiores de las cabriadas del techo o las
vigas del entrepiso ofrecen cada 40 cm una sección de
madera donde clavar el cielorraso de placas de yeso (de
9 mm de espesor como mínimo) (Ver figura 13).
Antes se debió colocar la aislación y barrera de vapor del
techo, en general del mismo tipo que la de los muros.
Los tabiques divisorios interiores también se realizan
con entramados de madera y se acostumbra, cuando se
desea aumentar la aislación acústica, colocar aislación
en el interior.
Fig. 15: Montaje de los entramados. Sistema Modulex
Fig. 16: Montaje del techo. Sistema Modulex
Proceso de montaje
Una de las ventajas que presenta este sistema respecto a
nuestra forma tradicional de construir con mampostería,
es la velocidad con que se construye la vivienda. Tomaremos como referencia para describir el tiempo normal
de construcción de una vivienda tipo el que da la Guía
del centro de constructores NAHB (National Association
of Home Builders) de EEUU. (ver figura 14).
La primera semana se emplea en la preparación del terreno, replanteo y las excavaciones para la fundación y
las instalaciones sanitarias. Antes de ejecutar las fundaciones se procede a la 1ra. inspección de las instalaciones subterráneas y la exactitud del replanteo.
En la segunda semana después de las fundaciones comienza el montaje del entramado de madera y las aberturas exteriores. Ver figura 15.
En la tercera semana comienza a cerrarse el exterior del
entramado y los entablados de entrepisos (Ver figura 16).
También se distribuyen las cañerías de las instalaciones.
En la cuarta semana se coloca la cubierta del techo y se
termina el exterior o la cáscara de la vivienda, pudiéndose proceder al pintado exterior. Ver figura 17.
Mientras tanto se completan las cañerías de ventilación,
calefacción y aire acondicionado y son colocados los
equipos. Ver figura 18.
Así al comienzo de la quinta semana se puede realizar la
2da. inspección denominada de entramado abierto (open
framing inspection). Se controlan las especificaciones estructurales, el cerramiento exterior y las instalaciones.
Tras esta inspección se colocan las aislaciones y las barreras de vapor, ver figura 19, para luego colocar las
placas de yeso que cierran los entramados. Lo mismo se
hace con los cielorrasos.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 17: Cerramientos. Sistema Modulex
Fig. 18: Colocación de instalaciones en muros interiores
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En la sexta semana se recubren los tabiques interiores, se
colocan las puertas y placares. Durante la séptima semana continúan los trabajos interiores, incluyendo pintura y
colocación de pisos y revestimientos de baños.
En la octava semana se terminan las instalaciones y se
colocan los artefactos sanitarios. En la novena semana se
colocan las alfombras, se finalizan las terminaciones
pendientes y se hace la inspección final.
Detalles constructivos
El proyectista o constructor que emplee esta forma constructiva, ampliamente probada en otros países, debe tener presente ciertos detalles que pueden hacer fracasar
el proyecto o la construcción.
Hemos observado en viviendas de este tipo construidas
en nuestro País, errores groseros de proyecto y de construcción. Efectivamente, algunas de estas viviendas de
estructura de madera, se compran completas por catálogo en una fábrica de EE.UU., y sin mayores referencias
del lugar donde van a ser implantadas. Tal es el caso de
un edificio de planta baja y 2 pisos altos que se debía
emplazar en zona sísmica y de fuertes vientos y no tenía ninguna prevención en ese sentido, eso sí tenía techos de fuerte pendiente para la nieve.
A continuación se describen algunos detalles constructivos a tener en cuenta:
Fig. 19: Colocación de aislaciones
Estructurales
Como en todas las viviendas livianas el arrancamiento
de techos y muros por efecto del viento es común. Por
eso se deben prever piezas de unión del tipo de los que
se observan en la figura 20 en cabios o cabriadas. El espesor de la pieza y la cantidad de clavos dependerán de
la solicitación.
Los anclajes de los muros deben estar calculados para
evitar su arrancamiento, debe siempre evitarse la concentración de esfuerzos, que puede provocar la rotura o
desgarramiento de la madera (Ver figura 21). Ante cierta magnitud de esfuerzos el clavado no alcanza y se recurre al abulonado, siempre verificando la resistencia de
la madera a la tracción.
En las construcciones con más de un piso alto se debe
prestar atención a la transmisión de los esfuerzos de un
piso a otro. En la construcción tradicional de mampostería la continuidad de columnas de hormigón, o el peso propio de los ladrillos no requiere esta comprobación, sin embargo es un detalle clave en los sistemas livianos y en zonas ventosas o sísmicas. En la figura 22
se observa cómo se le da continuidad a los parantes de
los muros de corte, sin esta planchuela o perno, la transmisión de esfuerzos de tracción en el diafragma vertical
sólo se materializa a través del clavado, y éste puede ser
Fig. 20: Uniones metálicas para evitar la voladura de techos
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Fig. 21: Refuerzo en el anclaje de muros
Fig. 22: Uniones metálicas para continuidad de piso a piso
Fig. 23: Vinculación clavada de muros de distintos pisos
insuficiente. La falta de este tipo de elemento estructural obliga a otros elementos, como por ejemplo los revestimientos, a tomar esfuerzos para los cuales no están
preparados, originando fisuras.
Se debe verificar la continuidad en los diafragmas de entrepiso y su unión con los muros de corte. Como se vio,
estos deben ser diafragmas rígidos para distribuir los esfuerzos horizontales a los muros de corte. Cuando se les
practica una abertura, como el pasaje de una escalera,
hay que reconstituir esa continuidad con refuerzos.
No debe olvidarse la unión que vincula el entrepiso con
los muros de corte. En el detalle de la figura 23 se ob-
serva la forma normal de vincularlos; se debe calcular si
los esfuerzos por metro lineal pueden ser soportados por
los clavos o si es necesario colocar más clavos por metro.
El proyectista tratará de distribuir en varios muros de
corte el esfuerzo para evitar su concentración.
Fundaciones
En la figura 24, se observa el detalle de una fundación
sobre zapata corrida, que puede o no formar una unidad con la losa que hace de contrapiso en el interior de
la vivienda. La elevación del nivel de piso terminado sugerida es de por lo menos 20 cm por sobre el terreno
natural. Se recomienda una aislación vertical por delante de la zapata de fundación que dificulta el escape del
calor por el piso. Este tipo de precaución es válida para
cualquier sistema constructivo y es fundamental su co-
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6
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Referencias
12
1. Parante
2. Solera del entramado
3. Tablero de piso
13
14
4. Viga de piso
5. Solera de anclaje
6. Anclaje
Fig. 25: Detalle de fundación con piso sobre vigas
Referencias
1. Parante
2. Siding
3. Papel de cerramiento
4. Tableros de cerramiento
5. Aislación y barrera de vapor
6. Tabiques de yeso
7. Zinguería
8. Aislación rígida
9. Tablero de fibrocemento
10. Terreno natural
11. Piso cerámico
12. Losa de hormigón
13. Terreno compactado
14. Fundación de Hº Aº
1"
Fig. 24: Detalle de fundación sobre zapata corrida
locación en las zonas frías y muy frías de nuestro país.
La aislación deberá estar protegida, en este caso por un
tablero de 1/2” de fibrocemento. El papel embreado que
hace de barrera de viento solapa sobre un perfil o zinguería que asegura la impermeabilidad frente al agua de lluvia del tablero anterior. La solera inferior del bastidor se
sella contra la fundación con algún producto bituminoso
que garantice su estanquidad ante el agua y el aire.
Bajo la losa es una buena precaución colocar un film de
polietileno que ofrece una barrera a la humedad del terreno y ayuda a un mejor curado del hormigón.
En la figura 25, aparece un detalle donde el piso se coloca sobre un sótano o sobre un recinto ventilado, se
emplean dos soleras, una de apoyo de las vigas de piso
y la otra forma el entramado. La segunda solera apoya
sobre el tablero donde se apoyará el piso. Se debe verificar la transmisión de esfuerzo entre las dos soleras para asegurar el funcionamiento de los muros de corte.
Entramado
En la construcción del entramado, se debe prestar atención a los encuentros de muros. En la figura 26 se observan variantes para las esquinas, el diseño debe ser tal
que siempre se ofrezcan puntos de apoyos a las placas
de revestimiento. En la figura 27 hay alternativas para
los encuentros intermedios.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Metal plegado
para respaldo
de tableros
Solera
inferior
Fig. 26: Detalles de encuentro de muros en esquina
234
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 235
A)
1
1
2
3
7
2
B)
4
Referencias
1. Solera superior
2. Viga del entrepiso
3
5
4
6
5
3. Entramado de
tabiques interiores
4. Solera inferior
5. Tablero de piso
6. Viga del entrepiso inferior
7. Tablas auxiliares
Fig. 28: Fijación de entramado de muros interiores
1
2
3
4
5
6
7
8
Referencias
1. Piso cerámico
2. Mortero adhesivo
3. Concreto
4. Papel o film impermeable
5. Tablero de entrepiso
6. Vigas de entrepiso
7. Tablero de piso
8. Suplemento de apoyo
Fig. 29: Detalle de piso cerámico
Para los tabiques interiores que separan ambientes los
entramados se deben fijar al piso y al entrepiso o techo.
En la figura 28 se muestran las dos posibilidades, a)
cuando la solera superior es perpendicular a las vigas
del entrepiso o cabriadas, y b) cuando es paralela y por
lo tanto hay que colocar tablas de suplemento.
Revestimientos
Fig. 27: Detalles de encuentro de muros
En la figura 29 se observan las prevenciones que se deben tener para la colocación de pisos cerámicos.
La figura 30 muestra el detalle para combinar dos tipos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
235
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 236
1
2
3
4
5
1
6
2
7
3
4
5
8
9
10
1
2
5
Referencias
1. Estructura
2. Cierre interior
3. Espacio con aislante
4. Tablero de respaldo
5. Papel impermeable
6
4
>1"
6. Malla metálica
7. Revoque
8. Zinguería
9. Botagua
10. Siding de tingladillo
Fig. 30: Encuentro de dos tipos de revestimientos
1
Parantes alternados
7
8
Planta
9
Parantes
alternados
10
2
4
Tableros
de yeso
Doble entramado
Referencias
1. Tablero de piso
2. Vigas cada 40 cm
3. Perfil
4. Tablero de yeso
5. Vigas de cielorraso
Planta
Doble entramado
6. Aislación acústica
7. Tirantillos de 1" x 3"
8. Papel de fibrocemento
9. Tablero de 1/2" (fibras blandas)
10. Fenólico machihembrado 5/8"
Fig. 32: Formas de aislación acústica en entrepisos
Con perfiles
Planta
Perfil especial
para aislar
sonidos
Tablero aislante
de sonidos
Fig. 31: Formas de aislación acústica en muros
de revestimientos exteriores, revoque y tingladillo, asegurando el correcto funcionamiento del muro.
Aislación acústica
Es un punto de particular atención en los sistemas livianos. Para aumentar la aislación acústica de los muros,
existen varias soluciones, algunas de ellas se aprecian
en la figura 31. En la primera se muestra el doble en-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
236
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 237
tramado, alternando los parantes que independizan los
tableros de cada ambiente. Adicionalmente se pueden
duplicar los tableros.
La segunda variante es duplicar el entramado por separado, a costa de aumentar el espesor de la pared.
La tercera opción es colocar una estructura auxiliar de
perfiles transversales a los parantes para reducir la transmisión acústica.
En la figura 32 se detallan soluciones para aumentar la
aislación acústica de los entrepisos. En el primer detalle
se observa una técnica similar a la de los muros con una
estructura perpendicular adicional. El segundo detalle
duplica la estructura, una para sostener el piso y otra para el cielorraso, ambas separadas por 1”. Sobre el cielorraso se dispone la aislación acústica, por ejemplo lana
de vidrio.
El último detalle muestra una solución donde se separa
con tirantillos y aislación al último tablero de piso.
Instalaciones
La figura 33, muestra un detalle del pasaje de las instalaciones sanitarias en un entrepiso y la forma de resolver el entramado de vigas.
Finalmente como prevención, el proyectista debe cuidar
el origen de la madera que emplea y sus tratamientos.
En ese sentido la madera usada en la construcción en
Norteamérica viene con sellos que certifican su procedencia y su aptitud para el uso que se le dará. En nuestro país comienza a desarrollarse esa costumbre, en
efecto existen empresas que en los remitos de entrega
del producto certifican la calidad y garantizan los resultados de los tratamientos. De igual manera se debe
prestar atención al acopio en obra de la madera y a la
secuencia constructiva para evitar excesivos cambios de
humedad.
Sistema DC
Es un sistema liviano abierto producido en Moreno, Pcia.
de Buenos Aires. Desde 1986 cuenta con Certificado de
Aptitud Técnica. Con los años desarrolló variantes del
original Sistema Cúbico al actual “DC Kit”. Ver figura 34.
Descripción
El sistema consiste en bastidores y cabriadas de madera
que al unirse forman una estructura modular independiente capaz de resistir todos los esfuerzos a los que es
solicitada una vivienda (Ver figura 35). Sobre esta estructura, se aplican tableros o distintos tipos de revestimientos con aislación de lana de vidrio. Originalmente
eran de fibrocemento y laminado fenólico, luego hacia
el interior se comenzó a emplear el tablero de yeso y como variante exterior entablados de madera machihembrada o solapada.
Elementos del sistema
Fundaciones
Inicialmente el sistema empleaba unos dados de hormigón premoldeado que se disponían sobre pilotines. Estos dados permitían el apoyo de vigas, también de hormigón premoldeado que a su vez soportaban losetas pa-
Instalación sanitaria
Vigas de piso
Cabezal de vigas
Fig. 33: Pasaje de instalación sanitaria por entramado de piso
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
237
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 238
Fig. 34: Vivienda en Chubut. Sistema “DC”
ra el piso. Ver figura 36.
Posteriormente se desarrolló una metodología para fundar con platea donde se dejaban insertos del tipo de los
que se ven en la figura 37. La práctica actual consiste
en incorporar los anclajes a la estructura de madera y
prearmar la misma antes de hormigonar la platea de
fundación como se ve en la figura 35.
Estructura de madera:
El Anchico colorado, madera dura y de gran peso, fue
la primera que se empleó para la estructura. También
se utiliza pino con tratamiento de sales CCA y madera
multilaminada. A la obra llegan los componentes, con
los cuales se arma la estructura. Ver figura 38.
Estos son:
1. Columnas esquineras o de refuerzo: sección: 4“ x
4“.
2. Bastidores de muros: son de 1.21m de ancho y de
2.40 m de alto, los parantes son de sección 2“ x 4“.
Rev. fenólico 8 mm
Lana de vidrio
100 mm
Loseta de Hº Aº
premoldeada
Piso cerámico
Carpeta de
concreto
Vigueta de Hº Aº
premoldeada
Dado interior
de Hº Aº
premoldeado
,,,,,,
,,,,,,
Pilotín
de Hº Aº
Fig. 35: Estructura de madera independiente. Sistema DC
Fig. 36: Fundaciones premoldeadas en el Sistema DC
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
238
Capítulo 10 24/04/2001 3:37 PM Page 239
Bastidor
Planchuela de fijación
Barras de encadenado
Base de hormigón
Fig. 37: Insertos para colocar en platea de fundación
Bastidores
Cabriadas
1,21 m
2,60 m
3. Encadenados: tablas de 2“ x 4“ que sirven de vinculación superior entre bastidores y de apoyo a la cabriada.
4. Cabriadas: de forma triangular y de 20 grados de pendiente que cubren una luz de 3.60 metros entre apoyos.
Uniones estructurales:
De acuerdo al tipo de madera del bastidor, pueden ser
uniones con chapas de acero, atornilladas, clavadas o
encoladas. En chapa de acero, se ve en la figura 39, el
apoyo de la cabriada y un encuentro de bastidores.
Muros exteriores:
Ver figura 40. Sobre la estructura de madera, se colocan
placas de fibrocemento de 8 mm de espesor, lana de vidrio con barrera de vapor y laminado fenólico de 8 mm
de espesor. Las juntas entre las placas de fibrocemento
se cierran con tapajuntas que aprietan sobre perfiles de
caucho sintético. Las juntas entre las placas interiores se
toman con tapajuntas de madera. Actualmente para el
interior se emplean placas de yeso.
Techo:
El techo se resuelve con cabriadas de madera sobre la
cuales se disponen las correas que soportan la cubierta.
Esta puede ser de chapas de fibrocemento, chapas de
acero u otras según el proyecto. El cielorraso que empleaba originalmente placas de laminado fenólico ahora
utiliza placas de yeso.
3,63 m
3,63 m
Cerrado
Ventana
Puerta
Proceso constructivo:
Fundaciones:
En el caso del uso de los dados, vigas y losetas premoldeadas, el procedimiento es el siguiente: luego de la
limpieza y nivelación del terreno, se replantea la posición de los pilotines y se ejecutan las excavaciones. Se
colocan las armaduras de los pilotines, los dados premoldeados y se llenan con hormigón los pilotines hasta
el dado. Luego se colocan las vigas y losetas premoldeadas para el posterior colado de hormigón en las juntas.
A partir de aquí se puede proceder al montaje de la estructura de madera.
En el caso de emplear platea de fundación y anclajes, estos se colocan ajustados a los moldes del borde de la platea y una vez replanteados se procede al colado del hormigón. Posteriormente y sobre los anclajes previstos se
comienza a erigir la estructura (Ver figura 41).
Cuando los anclajes vienen incorporados a los bastidores,
se arma la estructura sobre el terreno, como se vio en la
figura 35 y cuando ésta se encuentra posicionada y ajustada se procede a llenar la platea o viga de fundación.
7,26 m
Tramo de encadenado
Columnas
de 4"x4"
Fig. 38: Componentes del sistema DC
Fig. 39: Uniones entre bastidores y cabriadas. Sistema DC
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
239
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Cubierta de
fibrocemento
Lana de vidrio
Barrera de vapor
Machimbre 3/4"
Cabriada
Encadenado
Tapajunta de
madera dura
Placa interior de yeso
Barrera de vapor
Lana de vidrio
Placa de fibrocemento
Zócalo
Solado de madera
Carpeta hidrófuga
Sellador
con silicona
Perfil
esmaltado
Sellador
bituminoso
,,,,,
,,,,,
Fundación
Terreno
muro-techos
Junta horizontal muro-fundación
Tapajunta
de madera dura
Lana
de vidrio
Columna
EXTERIOR
Moldura
Bastidor
INTERIOR
Fig. 41: Platea de fundación con anclajes en espera.
Sistema DC. Cariló, Pcia. de Buenos Aires
Montaje de la Estructura:
Estructura de muros
Se comienza a partir de la columna esquinera, ver figura 42, yuxtaponiendo sucesivamente los bastidores que
se unen con los bulones, los intermedios, y los tirafondos en las esquinas. Luego de emplazados los bastidores
se colocan los encadenados y en las esquinas una planchuela que refuerza el ángulo. Ver figura 43.
Posteriormente se continúa con el montaje de la estructura de techos, las cabriadas se apoyan cada 1.20 m en
el eje de cada unión de bastidores y se aseguran con un
ángulo de hierro, fijado previamente al encadenado. Ver
fotografía de figura 44.
Cerramientos:
Techos:
Sobre las cabriadas se clava el machimbre de 19 mm de
espesor. La aislación térmica es de lana de vidrio con barrera de vapor (film de polietileno de 50 mn), que se co-
Junta vertical de esquina
INTERIOR
Junta vertical de muros
interior-exterior
Fig. 40: Detalles de juntas del Sistema DC Kit
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 42: Comienzo del montaje de los bastidores
240
Capítulo 10 24/04/2001 3:38 PM Page 241
loca sobre el machihembrado. La barrera de vapor se
ubica del lado interior de la vivienda.
Sobre la aislación se colocan las correas para recibir las
chapas de fibrocemento de la cubierta que se fijan a través de clavos con arandelas de goma.
Muros:
Se comienza con la colocación de las aberturas, tanto
puertas como ventanas se aploman y se fijan por medio
de tirafondos a los bastidores.
Luego se procede a la colocación de los revestimientos
exteriores, en el caso de que se elija el fibrocemento se
coloca como indica la figura 40. En la parte inferior se
coloca un perfil Z para recibir la placa, y sobre el bastidor un sellador que se ajusta por medio de un tapajuntas atornillado cada 12 cm.
En el caso de usar como revestimiento exterior entablados, se procede como se ve en las fotos de las figuras
45 y 46, primero un tablero de madera que sirve de
apoyo para el papel impermeable que actúa como barrera contra el viento y luego el entablado, en este caso
machihembrado de timbó.
Fig. 45: Vista desde el interior de cerramientos y
entablado de techo
Fig. 46: Papel impermeable y machimbre exterior
Fig. 43: Colocación de solera y refuerzos de esquina
Fig. 44: Montaje de las cabriadas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 47: Tapajuntas de esquina
241
Capítulo 10 24/04/2001 3:38 PM Page 242
Concluido el revestimiento exterior se procede a la colocación de las instalaciones y de la aislación térmica
(lana de vidrio con film de polietileno), cuidando la continuidad de las barreras de vapor.
Es entonces cuando se colocan los tableros interiores,
placa de yeso o laminado fenólico, empleando tapajuntas para simplificar la tarea. Ver figura 47.
Finalmente se ejecutan las terminaciones, pisos cableados, artefactos, etc.
Conclusiones:
Este sistema constructivo ofrece una particularidad que
lo diferencia del resto de los hasta aquí analizados y es
la posibilidad de la autoconstrucción y la venta por separado de los componentes del sistema.
La empresa Equipos DC, ofrece una Escuela de Autoconstrucción, completos manuales de montaje y Servicios de Asistencia Técnica. Esta alternativa aparte de la
tradicional “Llave en mano”, permite a un importante
sector de la sociedad acceder de manera progresiva, según su capacidad de ahorro, a componentes de una vivienda de calidad.
En este caso, la estricta modulación del sistema, su bajo
peso y uniones simples facilitan la tarea del montaje al
personal no calificado ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
242
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 243
CAPITULO 11
Sistemas livianos con estructura de acero
Introducción
E
n nuestro país los sistemas constructivos livianos
que más se han empleado en la construcción de
viviendas son los que emplean estructura de
acero. Al contrario de lo que sucede en Norteamérica,
donde se ha utilizado mayoritariamente la madera.
El empleo del acero para las estructuras ciertamente tiene muchas ventajas, es un material que con bajo peso,
soporta grandes esfuerzos y es estable ante los cambios
de humedad.
Es especialmente adecuado para elaborar productos en
serie como requiere la industrialización, con total exactitud de formas en las piezas.
Por otra parte se observa en el mundo un descenso de
los precios del acero y puede ser suministrado en grandes cantidades. No es atacado por los insectos y es reciclable.
Su empleo en la construcción de viviendas permite
montajes sencillos y rápidos, que no requieren mano de
obra especializada. Como todos los sistemas livianos, las
dimensiones reducidas de sus piezas les permiten adaptarse a proyectos o plantas especiales.
El acero es producto de una industria que desde hace
mucho tiempo trabaja sobre la calidad, lo que contribuye a lograr la calidad final de la vivienda.
En el mismo sentido los elementos de la estructura de
acero de un edificio pueden fabricarse, en su mayor parte, en procesos industriales altamente automatizados y
de sencillo control.
Estructuras
Tipos
Según se vio en el capítulo 9 las estructuras de los sistemas livianos pueden ser del tipo “esqueleto” o del tipo
entramado o “framing”. Para revestir estos esqueletos o
“mecanos” de acero se emplean diversos tipos de placas, tableros, etc. En la figura 1, se puede ver un esqueleto de edificio en el cual se utilizó el sistema Súbitas,
donde una estructura de perfiles laminados de acero será revestida por placas de hormigón liviano premoldeadas. ver Figura 3.
El entramado de acero o “steel frame”, es de empleo
más reciente en nuestro país y utiliza exclusivamente
perfiles de chapa plegada. Ver figura 2.
Elementos estructurales
Los elementos estructurales de acero, que se emplean
son básicamente:
Perfiles Laminados en caliente
Fueron los primeros en emplearse en la construcción industrializada. Su empleo es la continuación natural de la
construcción metálica tradicional, que se utilizó en nuestro país hasta las primeras décadas de este siglo. Permiten una construcción robusta y el empleo de placas de
mayor peso como cerramiento, ofreciendo así una imagen de gran solidez. Ver figura 3.
Como contrapartida, los elementos de perfiles laminados son significativamente más pesados que las otras al-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
243
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 244
Fig. 3: Perfiles laminados revestidos de placas de
hormigón premoldeado
Fig. 1: Estructura tipo esqueleto. Edificio en Ushuaia.
Sistema Súbitas
Secciones "C" y "U"
Secciones "Z" y "L"
Fig. 2: Estructura de Entramado. Vivienda unifamiliar
ternativas metálicas. La amplitud de sus secciones ha
permitido que construcciones hechas con perfiles laminados puedan soportar por más tiempo el ataque de la
corrosión.
Perfiles de chapa doblada
El empleo de perfiles de chapa delgada, hasta 3 mm,
plegada, comenzó reemplazando a los perfiles laminados para conseguir reducir kilos de hierro en la estructura. Ciertamente la posibilidad de obtener la sección
deseada por plegado ofrece gran libertad al proyectista.
Ver figura 4.
Secciones Omega
Secciones Doble T
Fig. 4: Variedad de secciones con chapa delgada plegada
Una segunda etapa del empleo de la chapa plegada, fue
la adopción de sistemas constructivos norteamericanos
donde se reemplazaba la madera de los entramados. En
este caso, las secciones de los perfiles de chapa dobla-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
244
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 245
1
2
Fig. 5b: Pandeo en secciones de chapa delgada sin rigidizar
(1) y rigidizados (2)
Fig. 5a: Vivienda con estructura de chapa plegada
da serán del tipo U o C, siguiendo las dimensiones de
los elementos de madera. Ver figura 5a.
Las estructuras de chapa delgada plegada, se comportan
de manera muy distinta a las tradicionales de perfiles laminados. El cálculo de los elementos estructurales se caracteriza por la atención a los fenómenos de inestabilidad elástica, sobre los cuales nos ilustran los esquemas
de la figura 5b, donde se aprecia la abolladura y pandeo de placas, que pueden sufrir las láminas delgadas.
Excede el alcance de esta publicación profundizar sobre
estos fenómenos, la Recomendación CIRSOC 303 y recientemente la Guía IRAM-IAS cubren ampliamente el tema.
De todas maneras resulta sencillo comprender cómo los
plegados de la chapa la rigidizan y le limitan las posibilidades de abolladura.
El poco espesor obliga a tener precauciones en los apoyos de estos perfiles, especialmente cuando están muy
cargados, para evitar aplastamientos y deformaciones.
Lo mismo ocurre con las cargas concentradas o apeos.
Se debe analizar cómo la pieza toma las cargas.
Sellador
Placa de
premoldeado
de hormigón
(244x42x6 cm)
Columna
Columna
metálica
estructural
Correa
lateral
Fija panel
de hormigón
Placa de
asiento
de columna
Varillas
roscadas
soldadas
Armadura
de base
7a
Fijación de
correa lateral
soldada a
la columna
Perfiles para
fijación de
las placas
de yeso
Lana de
vidrio
Barrera de
vapor
Placas
de yeso
Correa
lateral
Sección de
la correa
7b
Fig. 7a: Estructura de Enrejado de perfiles ángulo y redondo. Sistema A.E.D. (Ex Vieytes).
Fig. 7b: Corte Horizontal de encuentro de muros exteriores en esquina. Sistema A.E.D. (Ex Vieytes).
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
245
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 246
Estos perfiles requieren especial cuidado en su protección contra la corrosión, como es lógico su delgada sección no admite disminuciones.
Su bajo peso y la relativa facilidad con que se los corta,
son ventajas que se reflejan en la economía de su empleo.
Tubos
Se los puede considerar una extensión de los perfiles de
chapa plegada. Ver figura 6.
En general son de espesores menores a los 2 mm y aprovechan la buena aptitud para tomar esfuerzos que les da
su geometría. Su protección ante la corrosión es crítica
por la posibilidad de acumular humedad en su interior.
Fig. 6: Secciones Cerradas tubulares a partir de chapa plegada
agujeros de un milímetro de diámetro mayor que el del
vástago. Los de uso común son los de acero A37 y deben
cumplir las Normas IRAM 5214, 5220 y 5304.
Los tornillos de alta resistencia utilizados en uniones antideslizantes, aprovechan las fuerzas de rozamiento desarrolladas al apretarlos fuertemente. La fuerza de apriete origina en el tornillo un esfuerzo de tracción muy elevado, el cual comprime las piezas a unir, dando lugar a
fuerzas de fricción que impiden el deslizamiento. Por lo
tanto la capacidad de transmitir el corte de la unión depende de la intensidad de la tracción sobre el tornillo y
del coeficiente de rozamiento conseguido en las superficies a unir.
Autorroscantes
Esta clase de tornillo, de empleo en chapa delgada, forma su propia contrarrosca por impronta de su rosca.
Existen dos formas de emplear este tipo de tornillos:
La primera es perforando previamente las chapas a unir
con un taladro y posteriormente colocar el tornillo. Ver
figura 9a.
La segunda se basa en el empleo de tornillos que por el
diseño de sus puntas permiten taladrar directamente las
Enrejados
Con mayor cantidad de piezas y trabajo de taller se consigue aligerar la estructura y aumentar su resistencia
geométrica. En la figura 7a se observa una columna de
esquina del sistema AED, (Ex Vieytes). Este sistema coloca columnas de enrejado cada 2,40 m y entre ellas tres
correas horizontales sobre las cuales se fijarán las placas
de cerramiento de hormigón liviano premoldeado.
Estas piezas estructurales tienen una gran inercia y aprovechan eficientemente el acero. Las uniones con otras
piezas requieren de elementos de acople o transición
(planchuelas). La figura 7b, muestra un detalle completo del corte horizontal del muro exterior en la esquina.
El cerramiento interior es de placas de yeso que se fijan
a un entramado secundario de perfiles de 35 mm.
Fig. 8: Unión de tornillos comunes en elementos de chapa
doblada
Uniones
Las distintas alternativas para materializar las uniones
dependen del tipo de elementos que componen la estructura y del tipo de cerramientos que se emplearán.
Los más empleados son:
Uniones atornilladas
Tornillos Comunes
Requieren perforar previamente las piezas a unir y verificar la exactitud en el maquinado de las mismas (ver figura 8). Tienen a su favor el fácil control, tanto de su
cantidad como de su posición. Trabajan al corte. Los tornillos ordinarios (no calibrados) requieren por lo menos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
a) Tornillos
autorroscantes
(Parker)
b) Tornillos
autoperforantes
y autorroscantes
Fig. 9: Tornillos autorroscantes y autoperforantes
246
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 247
chapas al colocarlos con equipos neumáticos, se denominan “autoperforantes”. Ver figura 9b. Ciertamente el
desarrollo de maquinaria que facilita la colocación de
estos tornillos, y su bajo costo ha contribuido a que su
empleo se haya generalizado en las chapas delgadas.
Tienen como limitación el espesor de las chapas a unir,
pero para espesores menores de 1 mm no tienen restricciones, superando esos espesores deberá analizarse el tipo de tornillo, la máquina y el tipo de unión.
Uniones Soldadas
Este tipo de unión basada en la acción del calor se puede realizar directamente entre las dos piezas a unir o
con el aporte de algún otro material. Al contrario de las
uniones puntuales, como las de los tornillos, su desarrollo en cordones le permite vincular las piezas de una
manera continua.
Como desventaja, suele mencionarse la necesidad de su
ejecución por personal calificado y también su inspección. En uniones muy comprometidas e importantes este concepto desfavorable tiene su peso, sin embargo en
uniones no comprometidas y con amplios márgenes de
seguridad no debe descartarse a priori la soldadura por
esta razón.
Precauciones
La corrosión y las posibles tensiones originadas en un
mal diseño de la unión, son cuestiones importantes a resolver. El tipo de soldadura más difundido es la de arco,
donde se provoca un arco eléctrico entre las piezas a unir
y un electrodo que será el material de aporte.
El electrodo puede ser revestido o no, en el caso de no
serlo el material de aporte no se encuentra protegido
contra la corrosión, obteniéndose así una soldadura de
inferior calidad que necesitará rápida protección. En el
caso de tener revestimiento, este se funde con el material
de aporte y lo protege de la corrosión. Existen diversos tipos de revestimientos y distintas calidades de protección.
La soldadura de arco sólo es recomendable para espesores de las piezas a unir superiores a los 2 mm, en espesores menores se deben usar electrodos de muy poco diámetro y gran precisión para no traspasar las chapas a unir.
Sin embargo existe otra forma de soldadura para las chapas delgadas, la de puntos por resistencia, donde no hay
aporte material sino que se funden en un punto las piezas a unir. Este tipo de soldadura se debe proteger de la
corrosión inmediatamente. Es muy importante la preparación de las superficies.
En síntesis, la soldadura como forma de unión entre elementos de sistemas livianos, se puede hacer, y se hace
en fábrica por arco, generalmente para perfiles lamina-
dos y por puntos para perfiles de chapa doblada. En
obra se hace solamente por arco, sin embargo si el sistema liviano tiene gran cantidad de uniones, no es práctico ejecutarlas con soldadura. Cualquier soldadura en
obra implicará la inmediata protección anticorrosiva.
Funcionamiento estructural
Cargas verticales
Como en todo sistema liviano las cargas de peso propio
no son determinantes, en cambio son las sobrecargas reglamentarias o de nieve y hielo las de mayor significación.
Techos
Los techos, en los sistemas de esqueleto suelen resolverse con cabriadas separadas por lo menos cada 1,20 m,
éstas permiten cubrir una luz importante de manera económica y se pueden apoyar en las columnas exteriores
y finalizar rápidamente la cáscara. Ver figura 10.
Fig. 10: Cabriadas como estructura de techo
Las estructuras de entramado en general tienen muros
interiores portantes, consecuencia del empleo generalizado de los parantes de perfiles C cada 40 ó 60 cm, y
por lo tanto pueden resolver la estructura del techo con
vigas, cabios y correas. Ver figura 11.
Siguiendo el espíritu de cada sistema estructural, es coherente que para los entramados que ofrecen una resistencia uniforme y continua lo más simple, adecuado y
económico sea distribuir las cargas del techo. En el otro
extremo la concentración de cargas que se produce en
los apoyos de las cabriadas puede descargarse puntualmente y sin problemas en las columnas del esqueleto.
Estas estructuras de techo en la mayoría de los casos son
del mismo tipo de elemento metálico que los muros perfiles laminados, chapa plegada, tubo o enrejado.
Entrepisos
Las variantes para resolver los entrepisos se pueden
agrupar en:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
247
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 248
Fig. 11: Cabios o vigas, que apoyan en paredes interiores,
como estructura de techo
1. Entrepisos Secos
La estructura del entrepiso se realiza con viguetas metálicas sobre las cuales se coloca un tablero que servirá de
base para el solado. El tablero o placa puede ser de contrachapado, de fibras, con cemento u otros. La ventaja
de esta solución es la rapidez y sencillez de ejecución.
También es muy importante su bajo peso. Ver figura 12a.
2. Entrepisos Húmedos
Al igual que en el anterior se emplean viguetas metálicas,
pero ellas reciben una chapa que servirá como un encofrado para recibir una capa de hormigón. Ver figura 12b.
Hay diversas formas de fijar la chapa a las viguetas, de
manera que haya colaboración entre ambas. Hay muchas formas de chapa, desde las más sencillas, las onduladas hasta algunas que permiten una distancia mayor
entre las viguetas. Efectivamente, la rigidez de la chapa
será la que determine la máxima separación entre las viguetas.
Finalmente, la losa de hormigón de 4 cm o más puede
tener una armadura en forma de malla en su interior,
siendo siempre recomendable. El hormigón puede ser
estructural o no.
Las ventajas de los entrepisos húmedos son: que ofrecen
una sensación de solidez mucho mayor que la del tablero; las losas de hormigón permiten una colaboración
con las viguetas para hacer más eficiente la estructura, y
pueden ser consideradas un diafragma rígido para distribuir fuerzas horizontales.
Columnas y parantes
Las columnas y parantes de la estructura (esqueleto o
entramado), en general no tienen problemas para soportar las cargas verticales normales de una vivienda. Sin
embargo, se debe verificar que tengan restringido el
pandeo en su eje más débil. Ver figura 13.
Fig. 12a: Entrepiso seco. Viguetas con tablero
multilaminado
Fig. 12b: Entrepiso húmedo. Chapa y malla de acero
sobre la cual se colará el hormigón. Sist. Súbitas
y
x
y
y
x
x
x
y
Fig. 13: Restricción del pandeo en el eje de menor inercia
Cargas horizontales
La carga de viento que incide en los muros de un sistema liviano provoca flexión en la estructura de las paredes. Esta flexión puede ocasionar deformaciones exageradas y fisuras o daños a las placas de cerramiento. Ver
figura 14.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
248
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 249
VCV = Viga contra viento
f
Presión
de viento
Zona de
fisuración
Fundación
articulada
f
Zona de
fisuración
Presión
de viento
Fundación
empotrada
Fig. 14: Deformaciones (f) de los muros ante la presión del
viento
Arriostramiento Horizontal
Para restringir las deformaciones la forma más económica es tener un elemento rígido, a nivel de cielorraso. Según se vio en los Capítulos 4 y 9 sobre sistemas de madera, se pueden emplear los tableros de multilaminado
fijados sobre una estructura de cielorraso que la sostenga y rigidice. Según el tipo de tablero, la estructura donde se fije se tendrá valores de corte admisible. Las estructuras de entramado son las que mejor se adaptan a
esta solución. Ver figura 15.
En los techos con pendiente se puede aprovechar la ri-
Fig. 15: Arriostramiento horizontal por tableros
multilaminados en el techo
gidez de los faldones con tableros, justificando los valores de corte adoptados.
Cuando se trata de un entrepiso, además de los tableros
puede recurrirse, si existe, a la losa, siempre y cuando
se haga la verificación necesaria.
Las estructuras de esqueleto suelen emplear las vigas
contraviento armadas aprovechando los cordones inferiores de la cabriadas.
Arriostramientos verticales
Al igual que en los sistemas vistos en el Capítulo 9, se
pueden emplear tableros que tomen cortes fijados sobre
entramados. Sin embargo, en los sistemas de esqueleto
la solución más común es la de las cruces de San Andrés con sus diferentes posibilidades.
Para materializar estas cruces se emplean perfiles, hierros redondos lisos o flejes. Las limitaciones a tener en
cuenta cuando se recurre a las cruces son los elementos intermedios que puedan interferir, la fijación a las
columnas pueden provocar excentricidades. Constructivamente hay que resolver la puesta en tensión de la cruz
y su replanteo.
En las columnas metálicas, la compresión que provoca
el funcionamiento de la cruz, alcanza valores importantes que deben ser tenidos en cuenta desde el anteproyecto estructural. La forma de disminuir la compresión
en las columnas será aumentar la cantidad de cruces o
aumentar la separación entre las columnas (ver figura
16a). Un buen predimensionado en los sistemas livianos
es lo que permite aprovechar sus ventajas. Al estar tan
ligada la estructura con los cerramientos, cualquier singularidad, por ejemplo una columna especial, puede introducir costosas modificaciones en la producción o en
el montaje.
Detalles de uniones entre los arriostramientos
horizontales y verticales y sus anclajes
Los elementos estructurales anteriores pueden estar correctamente diseñados, sin embargo de nada sirven si la
vinculación entre ellos no es correcta.
En la unión de la estructura de techos con las columnas
o muros además de verificar la carga vertical, se debe
contemplar la succión del viento.
Las uniones entre los arriostramientos horizontales y
verticales, en especial cuando se emplean losas de hormigón como diafragmas rígidos, deben ser definidos en
las etapas de predimensionado.
Los anclajes de las cruces de San Andrés concentran cargas. Ver figura 16b.
En las zonas sísmicas las uniones deben ser diseñadas
con un coeficiente de seguridad mayor. Como para todas las construcciones se deben evitar las concentraciones de cargas y las plantas irregulares.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
249
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 250
1.20
H = 100 kg
1.20
a)
2.40
Ca
H = 100 kg
T
Ca
2.40
C
Ca = 100 kg
H = 100 kg
b)
2.40
Cb
1.20
C = 200 kg
2.40
Cb
Cb = 100 kg
Fig. 16a: Posibilidades de disminuir la compresión en las columnas de
las cruces de San Andrés
Durabilidad de las estructuras
de acero
Fuego
Si bien el acero es un material incombustible sus propiedades mecánicas (tensiones de fluencia y módulo de
elasticidad) dependen de la temperatura. La temperatura de colapso depende de la tensión a la cual este trabajando el acero, pero simplificadamente se puede establecer que el colapso de la pieza se produce entre los
550 y 650°C.
Número de plantas
Función
Elemento
Estructural
Columnas
Vigas
Entrepisos
Techos
F30
F30
F30
F30
F90
F90
F30
F30
F90
F90
F90
F30
Separación
entre
locales
Paredes
interiores
F30
F30
F30
Paredes
medianeras
F90
F90
F90
Hasta 2 de 3 a 5 más de 5
Fig. 17: Resumen de Normas Alemanas sobre Resistencias al
Fuego requeridas
Protección contra el fuego de las
estructuras metálicas
Para uniformar las exigencias que debe cumplir el diseño de elementos estructurales de un edifico de vivienda
unifamiliar o multifamiliar, resumimos un conjunto de
normas alemanas al respecto, que determinan la resistencia al fuego mínima según la función estructural. Ver
tabla de figura 17.
Fig. 16b: Detalle anclaje de columna con cruces de
San Andrés
Recubrimiento
Se recubre la pieza con placas o tableros, sin ajustarse a
su desarrollo, siguiendo generalmente forma de cajón.
Los materiales de las placas pueden variar: yeso, fibrocemento, amianto, vermiculita, perlita, etc. Ver figura 19.
Revestimientos
Pinturas intumescentes
se llama así a las protecciones hechas con materiales
que se adhieren al elemento metálico y que siguen todo
su perfil. El espesor de estos revestimientos depende de
del material y del grado de resistencia al fuego que se
desee alcanzar. Es común el empleo de revoques aplicados por proyección, los morteros mas empleados son
los basados en vermiculita o amianto y malla metálica.
Ver figura 18.
Al aplicarse estos productos su apariencia no difiere de
las pinturas tradicionales, sin embargo al manifestarse la
presencia del calor, adquieren un espesor que aísla al
perfil.
En la figura 20 se transcriben las Tablas 29 y 30 del Reglamento CIRSOC 301 de Estructuras de Acero para Edificios, donde se especifican los distintos recubrimientos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
250
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 251
Fig. 18: Revestimiento de elementos estructurales para aumentar
su resistencia al fuego
que deben tener los elementos metálicas para alcanzar
las distintas resistencias al fuego.
Corrosión
El acero común se corroe en contacto con la humedad
y forma herrumbre, con aumento de volumen. Esta herrumbre es escamosa y de débil consistencia no formando una protección que impida que la corrosión continúe. Es por lo tanto necesario disponer una capa que
proteja las piezas de acero contra la corrosión.
La formación de herrumbre depende básicamente de la
humedad relativa y de la agresividad del aire. El cuadro
de la figura 21 representa una muestra la relación entre
la formación de óxido y la humedad relativa del aire, allí
se aprecia que por encima del 70% es muy importante.
Para evitar que el oxígeno del aire con elevados contenido de humedad ataque el acero, se pueden disponer
dos tipos de protecciones:
Pasiva
Es un recubrimiento uniforme, sin interrupciones que
impide que el oxígeno tome contacto con el acero.
Activo
Este recubrimiento contiene metales que se combinan
con el oxígeno y forman con él compuestos que protegen al acero. Entre estos figuran el cinc, cadmio, plomo
(minio) etc.
La protección pasiva tiene el inconveniente de que ante
cualquier falla de recubrimiento, por mínima que sea,
comienza el proceso de oxidación. Efectivamente al oxidarse el, acero aumenta su volumen y provoca el desprendimiento del resto del recubrimiento.
La protección activa, es mas efectiva, pero ante condiciones muy exigentes su eficiencia decae con el tiempo.
El ideal de eficacia y duración, se alcanza combinando
ambas protecciones, que consiste en una capa de fondo
activa y una capa pasiva o de acabado.
Los distintos tipos de galvanizado constituyen un excelente tratamiento de fondo, y según la exposición final
del elemento, se puede evitar la pintura del acabado.
También funcionan adecuadamente el minio de plomo
Pérdidas por
oxidación
0
Fig. 19: Recubrimiento de elementos estructurales para
aumentar su resistencia al fuego
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
20
40
60
80
100
%
Humedad relativa
Fig. 21: Relación entre las pérdidas por oxidación y la
humedad relativa
251
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 252
Tabla 29. Entrepisos de acero
Tipo de revestimiento
Espesor mínimo (cm) a aplicar como pavimento o cielorraso aislante por encima y
debajo de las estructuras de entrepiso para las siguientes resistencias al fuego
Resistencia al fuego
15
30
60
90
120
180
Mortero común
0
2
3,3
4,5
—
—
Mortero aislante
0
1
2,5
3,0
3,7
4,5
Tabla 30. Vigas y columnas
Espesor mínimo (cm) del revestimiento a aplicar en vigas y columnas
para las siguientes resistencias al fuego
Tipo de protección
Resistencia al fuego
15
30
60
90
120
180
Revoque de mortero de cemento
o cemento y cal o cal y yeso
0
2
3,3
4,5
5,8
—
Revoque de vermiculita (1)
y yeso (4)
0
1,8
2,5
3,3
3,8
5,3
Vermiculita (1)
Cemento (4)
0
1,3
2,3
3,0
3,8
4,8
Perlita (1)
Yeso (2)
0
1,3
2,0
3,0
3,8
5,8
Capa de amianto sobre metal
desplegable o sobre acero
0
0,5
1,8
2,8
4,0
6,8
Placas de
yeso
0
0,8
3,0
5,0
7,3
8,0
Placas de
fibra de amianto
0
1,5
2,5
3,0
4,0
5,0
Hormigón
común
0
1,5
3,0
3,5
4,5
6,0
Nota: los números entre paréntesis indican proporciones de los integrantes del mortero
Fig. 20: Tablas del CIRSOC 301. Sobre resistencias al fuego de los revestimientos y de los recubrimientos
y las pinturas anticorrosivas al cromato de zinc, pero necesitan de protección al desgaste. Dos capas con disolución de betún o alquitrán también han demostrado efectividad.
Las pinturas pasivas o de terminación, impiden la llegada de sustancias agresivas a las de fondo y la protegen
del desgaste mecánico.
Las piezas especialmente expuestas a la corrosión son la
que quedan al aire libre y en las cuales se deposita el
polvo y la suciedad que ayudan a elevar el contenido de
humedad. Se debe evitar en el diseño la posibilidad de
que el agua se acumule, permitiendo el rápido secado.
Cerramientos
El tipo de cerramientos de los sistemas con estructura
metálica, se basa en las consideraciones hechas en los
sistemas con estructura de madera pero contemplando
la solución de los puentes térmicos.
Para completar los cerramientos a partir de la estructura
metálica, se emplean principalmente elementos planos,
placas y tableros.
Si la estructura es del tipo “esqueleto” y los elementos
estructurales se encuentran muy separados unos de
otros se puede necesitar un bastidor auxiliar para colocar las placas de poco espesor.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
252
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1
2
3
11
12
13
14
4
15
16
5
32
a)
100
5 13
20
17
6
7
8
18
9
19
10
20
b)
Corte Vertical
Encuentros del muro exterior con
el techo y las fundaciones
c)
17
12
14
6
15
7
16
Planta
Encuentros de muros exteriores entre sí
Referencias
1. Cubierta de chapa
2. Correa de techo
3. Perfil cornisa
4.Revestimiento del alero
5. Sellado por fuera
6. Chapa del muro
7. Cámara de aire
8. Sellador
9. Fieltro
10. Bulón de anclaje
11. Tapajunta de madera
12. Solera superior
13. Aislación lana de vidrio
14. Barrera de vapor
15. Listón de 20x50 mm
16. Aglomerado de 13 mm
17. Columna
18. Zócalo de 3/4" x 3"
19. Metal desplegado
20. Poliestireno expandido
Fig. 22: Esquema estructural de muros exteriores. Sistema
Dannemann
En cambio la estructura tipo entramado o “framing” la
poca separación entre columnas permite fijar placas delgadas, 1.2 cm de espesor, sobre las mismas.
Las placas de uso mas frecuente son las de yeso, para
los interiores, los tableros de multilaminados fenólicos,
tableros de fibra y otros para exteriores. Completados
con aislaciones y distintos tipos de recubrimientos
El empleo de placas premoldeadas de hormigón en espesores superiores a los 2.5 cm, es una buena solución
para cubrir espacios de mas de un metro entre columnas. Ver figura 7b (Sistema AED, ex Vieytes).
En las figuras 22a, b y c, se observan detalles del cerramiento del sistema “ Dannemann” que emplea como cerramiento exterior chapas conformadas, que se fijan a 3
correas que a su vez descargan en columnas de chapa
plegada. Además se aprecia la correcta solución de la
aislación y puentes térmicos.
Puentes térmicos
El acero es un material que conduce el calor con una
gran facilidad, su conductividad térmica,
λ = 58 W/m. K,
mientras que la del ladrillo común es de
λ = 0.91 W/m. K,
y la de la madera, en promedio, es
λ = 0.25 W/m. K.
Estos datos muestran que la estructura de acero debe tener un tratamiento, en cuanto al aislamiento térmico distinto del de los otros materiales. Los elementos de acero de la estructura constituirán discontinuidades en los
cerramientos, techos y muros, es decir puentes térmicos
según se analizó en el capítulo 4.
Además, al tratarse de elementos que pueden sufrir corrosión se deben controlar estos puentes para que no
produzcan condensaciones intersticiales.
La pérdida en la aislación del cerramiento es muy importante y en zonas frías son inadmisibles.
El esquema de la figura 23 ilustra sobre la concentración
de flujos de calor por la zona menos aislada del muro. La
pérdida de aislación con puede alcanzar hasta un 50%.
La magnitud de las fugas de calor a través de los cerramientos con puentes térmicos depende en gran parte de
la cantidad de elementos metálicos por unidad de longitud. Los sistemas con estructura del tipo entramado serán entonces los que requieran mayor atención pues en
cada parante existe un potencial puente térmico.
Resolución de los puentes térmicos
Existen por lo menos dos tipos de soluciones:
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
253
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 254
1
2
3
4
1
2
3
4
5
1. Perfiles de chapa doblada
2. Aislación térmica
6
3. Tableros de cierre
4. Líneas de flujo de calor
7
Fig. 23: Esquema de concentración del flujo de calor en los
puentes térmicos
1
2
3
4
5
6
1
2
Referencias
1. Placa de yeso (12,5 mm)
2. Barrera de vapor
3. Montante
4. Aislación de lana de vidrio
5. Placa rígida atornillada
6. Barrera impermeable
7. Muro de ladrillos
Fig. 25: Revestimiento exterior con ladrillo. Soluciona los
puentes térmicos por aislación
3
4
exterior
1
5
2
6
3
4
1. Perfiles de chapa doblada 4. Entramado de madera c/40 cm
2. Placa exterior
5. Barrera de vapor
3. Aislación térmica
6. Placa de yeso
Fig. 24: Solución del puente térmico por Corte con entramado
secundario
A. Cortar el puente térmico
Esta forma originada en las necesidades de las estructuras de esqueleto, es la de disponer un entramado secundario que interrumpe el contacto entre la estructura y la
placa de cerramiento. Ver figura 24. El entramado se fija a la estructura principal y sirve de apoyo a las placas
de cerramiento. El puente térmico continuo se corta y
Manual de Construcción Industrializada
5
6
interior
1. Revoque ext. de protección
2. Placa de material aislante
rígido
3. Tablero fenólico
4. Perfiles de chapa
doblada
5. Barrera de vapor
6. Placa de yeso
Fig. 26: Revestimiento con placas aislantes revocadas.
Solucionan el puente térmico
quedan solo puntos de unión entre el entramado auxiliar y la estructura principal. En las figuras 7b y 22d, se
pudo apreciar como los sistemas AED y Dannemann,
emplearon este recurso.
254
Capítulo 11 25/04/2001 8:29 AM Page 255
El entramado secundario puede ser de listones de un
material aislante, por ejemplo de madera, o de perfiles
metálicos. Ciertamente en el primer caso es óptima la
solución, sin embargo también es satisfactoria la segunda variante.
B. Aislar el puente térmico
Para disminuir los efectos de los mismos en las estructuras metálicas, otra solución es colocar por delante de
la misma un cerramiento con la suficiente capacidad de
aislación. Existen diversas formas de conseguir esta aislación. Una es el empleo de materiales con espesores
importantes como el muro de la figura 25. Para minimizar el espesor del muro, se emplean placas aislantes como se describe en la figura, que luego serán protegidas
por un revestimiento cementicio aplicado sobre una malla de metal o de material sintético adecuado (ver figura 26). Estas placas de aislante deben ser lo suficientemente rígidas como funcionar correctamente como cerramiento exterior ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
255
Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 257
CAPITULO 12
Sistemas livianos con estructura metálica
en la Argentina
D
esde 1970, se ha desarrollado en nuestro país
una importante cantidad de sistemas empleando estructuras de acero, en general con aceptables resultados. El Sistema Súbitas por su continuidad
en el mercado, cantidad de viviendas construidas y las
inquietudes de avance tecnológico, se describe a continuación. También, completando el panorama nacional,
se analizarán los sistemas que hoy tienen mayor difusión: los de entramado metálico (Steel Frame), que si
bien son de tecnología norteamericana, ya se han adaptado a nuestro país.
Sistema Súbitas
Introducción
Es un sistema liviano con estructura de acero y placas
premoldeadas, modulado en 1.20 metros.
El prototipo que se observa en la foto de la figura 1,
construido en 1972 en Gral. Pacheco, puede visitarse actualmente y se encuentra en buenas condiciones. Una
ventaja de los sistemas livianos, es la de poder construir
en zonas de difícil acceso. En la foto de la figura 2, se
aprecian dos viviendas en Dúplex en la provincia de
Santa Cruz, con estas viviendas se fundó el pueblo del
Chaltén en la zona de Lago del Desierto.
Con el sistema Súbitas, en sus distintas variantes, se han
construido más de 2.000 viviendas, escuelas, centros de
salud, edificios militares, naves industriales, hoteles y
edificios de hasta 6 plantas. En todos los climas, desde
Salta hasta las Islas del Atlántico Sur. Ver figuras 3 y 4.
Fig. 1: Primera vivienda con el Sistema Súbitas. Gral.
Pacheco, 1972
Descripción general
Se trata de un sistema constructivo liviano, modulado,
de montaje en seco, formado por una estructura metálica independiente y un cerramiento exterior de placas de
hormigón armado. Los cerramientos interiores y cielorrasos son de placa de yeso, existiendo también variantes con otro tipo de terminación interior. En la figura 5
se aprecian los distintos detalles característicos del sistema.
Fundaciones
Las fundaciones pueden ser tanto una platea de hormigón armado con un refuerzo perimetral o una zapata co-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
257
Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 258
rrida según el terreno. La carga de los muros es menor
a 250 kg por metro.
Estructura metálica
Se usan perfiles convencionales para su ejecución; éstos
pueden ser laminados o de chapa plegada.
La estructura del techo se resuelve con cabriadas cada
1.20 ó 2.40 m según los vientos o la posibilidad de nieve en la zona de emplazamiento. Sobre estas cabriadas
se disponen correas de madera o de perfiles de acero
que soportan la cubierta. En el cordón inferior de la cabriada se fijan las placas de cielorraso.
Las cabriadas apoyan en columnas, pudiendo ser una
doble T de 80 mm o un perfil omega de 2 mm de espesor, que se colocan cada 1.20 m en el perímetro de la vivienda. A estas columnas se fijarán las placas de cierre.
Todos los elementos metálicos no galvanizados reciben
dos manos de pintura antióxido y protección asfáltica.
Fig. 2: Viviendas en Dúplex, Pcia. de Santa Cruz
Fig. 3: Escuela en Ushuaia. Tierra del Fuego
Fig. 4: Conjunto de viviendas en Ushuaia
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
258
Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 259
1
2
Techado asfáltico o
film de polietileno
Cubierta
tradicional
Cercha
metálica
4
5
Placa
interior
6
7
5b
3
8
Corte vertical
Encuentro de muro
y cubierta
10
Lana
de vidrio
9
Tabique exterior
de placas
de Hº Aº
11
12
13
14
5c
Columnas
de IPN 8
Corte vertical
Encuentro de muro
y fundaciones
17 18 19
Fig. 5a: Vista Axonométrica del Sistema Súbitas
15
16
5d
Corte horizontal
Detalle de muro
7
10
8
11
12 13 14
Fig. 6a: Vista interior. Placas y Estructura: columnas,
cabriadas y viga contraviento
Referencias
1. Tirantillo de madera
2. Teja
3. Perfil de cielorraso
4. Cabriada metálica
5. Placa de cenefa
6. Encadenado
7. Burlete de asiento
8. Sellador
9. Fijaciones de placas de Hº
Fig. 5: Detalles del Sistema Súbitas
10. Placa de Hº Aº
11. Columna. Perfil Omega
o IPN 80
12. Aislación térmica
13. Barrera de vapor
14. Placa de yeso
15. Perfil de borde
16. Anclaje
17. Solado
18. Carpeta hidrófuga
19. Contrapiso
El sistema de arriostramiento se resuelve con vigas contraviento a nivel del cielorraso, que se arman aprovechando los cordones inferiores de las cabriadas. Estas vigas descargan sobre cruces de San Andrés que se disponen en el perímetro (ver figura 6a). Cuando las solicitaciones son bajas estas cruces se materializan con hierros redondos, para mayores exigencias se emplean perfiles de ángulo laminados. Este tipo de arriostramiento
se adapta al módulo de 1.20 m que domina el sistema y
le otorga gran rigidez a la estructura.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
259
Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 260
Muros exteriores
Están compuestos desde el exterior hacia el interior por
una placa de hormigón armado convencional o de arcilla expandida, cámara de aire, lana de vidrio, barrera de
vapor y placa de yeso.
Las placas premoldeadas de hormigón son de 1.20 x
0.80 m y tienen un espesor máximo de 5 cm. En los bordes en coincidencia con el refuerzo se encuentran los
insertos para su fijación a las columnas metálicas. Ver figura 6a y 6b.
Fig. 7a: Vista Panel y bloque sanitario de una Vivienda en
Planta Baja
Instalación eléctrica
Se recurre a un “pulpo eléctrico” que se prepara en fábrica y se distribuye en la obra a través de cielorrasos y
muros, conteniendo las cajas, el tablero, los conductos y
el cableado. Ver foto de figura 7b.
Fig. 6b: Conjunto de placas de hormigón del Sistema
Súbitas. Terminación rugosa
La placa pesa aproximadamente 50 kg. y se puede mover y colocar con dos operarios.
Las juntas entre las placas tiene un doble sellado, burlete y masilla, y la cámara de aire por detrás de las mismas funciona como una segunda línea de defensa para
evacuar cualquier entrada de agua.
Las placas se revisten con un enlucido impermeable o
con un revoque plástico.
La lana de vidrio con un espesor mínimo de 2.5 cm tiene en una de sus caras incorporada la barrera de vapor.
El cerramiento interior de placas de yeso se atornilla a
un entramado de perfiles o listones de madera que cortan el puente térmico de las columnas metálicas, según
se trató en capítulo 11.
Muros interiores
Los tabiques interiores de placas de yeso, bloques de
yeso o madera y sus derivados.
Cubierta de techo
Se emplea cualquier cubierta tradicional, desde tejas
hasta diversos tipos de chapa.
Instalación Sanitaria
El tabique sanitario se utiliza para la provisión de agua
y un bloque sanitario para las descargas, según muestra
la figura 7 a.
Fig. 7b: Distribución de la instalación eléctrica sobre el
cielorraso
Carpintería
Se puede utilizar carpintería de madera, de chapa BWG
18 o aluminio que se atornillan a las columnas.
Entrepisos
La estructura del entrepiso la constituyen viguetas de
perfiles metálicos, laminados o de chapa doblada, sobre
los cuales se coloca una chapa que sirve de encofrado
perdido para una losa de hormigón armado de 5 cm de
espesor.
Proceso de montaje
Tras la limpieza, nivelación y perfilado del terreno, ver
Fig. 8, se coloca un film de polietileno de 200 micrones
sobre el cual se ejecutará la platea de fundación. Según
el cálculo, cada 1.20 m lleva los anclajes de las columnas. Ver Fig. 9.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 261
Fig. 11: Colocación de placas de cerramiento
Fig. 8: Preparación del terreno, profundizando en
refuerzo de platea. 224 Viviendas en Río Grande
Fig. 12: Montaje de la estructura de hall frío
Fig. 9: Platea lista para erigir la estructura metálica
Fig. 10: Montaje de la estructura metálica para un edificio
de viviendas
Cuando éstas son de perfiles laminados cada una se fija
a través de bastones roscados dejados en la fundación.
En el caso de las columnas de chapa plegada la fijación
se realiza empleando anclajes adheridos con resinas
epoxi en perforaciones hechas en el hormigón.
Montadas las columnas se procede a colocar los perfiles
de encadenado, a nivel del cielorraso. Ver fig. 10.
Después se apoyan las cabriadas y se las fija. A partir de
ese momento y verificado el replanteo y escuadra de la
estructura, se ponen en tensión las cruces de San Andrés
y las vigas contraviento.
Todas las piezas de la estructura, incluyendo las cabria-
Fig. 13: Vista interior: Arriostramientos y armadura del
entrepiso
das se pueden mover y colocar en su posición sin emplear medios mecánicos.
Las uniones son abulonadas y no requieren de mano de
obra especializada.
Posteriormente, ver figuras 11 a 13, se colocan la cubierta y las placas de cierre, ajustadas a las columnas,
colocando entre ellas un sellador. Finalizada la cáscara
se procede al llenado de la losa de entrepiso. Se atornilla la carpintería a la estructura y se coloca la lana de vidrio y el entramado auxiliar para fijar las placas de yeso
interiores. Los paños de lana de vidrio, que tienen incorporada la barrera de vapor, se solapan para darle
continuidad.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
261
Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 262
Se colocan las cañerías y finalmente se atornillan las placas de yeso. De la misma manera se procede con el cielorraso. Luego se realizan los tabiques interiores y terminaciones. Las juntas de las placas exteriores se vuelven a
sellar, procediéndose a un revoque plástico. Figura 14.
Fig. 14: Vista del conjunto de dúplex terminados
Edificio industrializado (tipo torre)
en Ushuaia
hotel, viviendas u oficinas y que se ajustara a la región
cordillerana patagónica (frío y accesos difíciles) con vistas a definir un prototipo de edificación para construir
en la zona.
2. La estructura debía ser regular, adaptada al módulo
del sistema Súbitas (1.20 m), para zonas sísmicas y con
vientos muy fuertes, con piezas de perfiles laminados de
producción standard y de largos tales que resulten manejables con pequeños aparejos (sin grúas).
3. Para la construcción: Se buscó un montaje sencillo sin
necesidad de especialistas, soldadura en obra, ni maquinaria pesada, rápida y seca.
En resumen los criterios de simplicidad, piezas livianas,
mano de obra no especializada, rapidez de montaje,
imagen de solidez y soluciones técnicas probadas, se
mantuvieron a pesar de la magnitud de la construcción.
Descripción
El proyecto definitivo es de un edificio de Planta Baja con
5 pisos altos, con un largo de 28.8 m y un ancho de 18 m.
Se adoptó una cuadrícula de 3.60 x 3.60 m y la orientación de vigas como se muestra en la fig. 15.
Introducción
Para mostrar las posibilidades de la industrialización en
sistemas constructivos, se describirá desde el proyecto
hasta la construcción, un edificio de más de 3100 m2 distribuidos en planta baja y 5 pisos altos ubicado en Ushuaia, Pcia. de Tierra del Fuego, Antártida e Islas del
Atlántico Sur.
El emprendimiento fue llevado a cabo por el comitente
Hoteles del Sur S.A., con proyecto y dirección del Estudio de Arquitectura Félix Ruiz Martínez y Asociados, la
empresa constructora Construcciones Súbitas y como
Asesores los autores del presente trabajo.
La combinación de arquitectos, ingenieros y empresa
constructora en el diseño fue sumamente productiva para optimizar los recursos económicos y los tiempos
constructivos.
El trabajo conjunto permitió aprovechar la experiencia
de construir viviendas con sistemas no tradicionales y en
la zona patagónica, para optimizar el diseño.
A veces se observa cómo son desperdiciadas las posibilidades de un sistema industrializado, cuando el proyectista o el constructor no contemplan sus particularidades
ni aprovechan sus ventajas.
Los objetivos propuestos fueron:
1. El diseño buscaba resolver dentro del desarrollo del
Sistema constructivo Súbitas, un edificio de varias plantas que se adaptase a diversos destinos: hotelería, apart-
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
3.60
A
A
A
A
3.60
A
A
A
3.60
3.60
= arriostramientos
3.60
= vigas
columnas
Fig. 15: Planta de estructura de entrepiso típico. Edificio en
Ushuaia. S. Súbitas
Techos
Se eligió un techo de chapa fijado a correas que apoyan
sobre cabriadas, que son de perfiles laminados.
Paredes exteriores
Se resolvieron a manera de un curtain wall conforme al
Sistema constructivo Súbitas. De exterior a interior: Está
compuesto por una placa premoldeada de Hormigón Li-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 12 25/04/2001 8:36 AM Page 263
viano, perfiles portaplacas verticales (IPN 80 cada 1.20
m), cámara de aire, aislación térmica, barrera de vapor
y placa de yeso al interior.
Paredes interiores
Se resolvieron con un sistema de construcción en seco
que consiste en placas de yeso sobre bastidores de perfiles de chapa plegada.
Losas
Las losas para el entrepiso en sus dimensiones quedaron
definidas por el paso de 3.60 m entre las columnas, que
debían cumplir la función de piso y de diafragma horizontal para distribuir las fuerzas horizontales a los
arriostramientos verticales.
Después de evaluar costos y velocidad de ejecución en
las condiciones particulares del edificio, se optó por una
losa de hormigón con armadura de malla electrosoldada hormigonada sobre un encofrado perdido de chapas
acanaladas sobre viguetas de IPN 80. Esta losa se vincula con la estructura alrededor de las columnas donde se
engrosa la losa y abraza la columna, armándose para
evitar fisuras y quedando vinculada a las vigas principales a través de pasadores. Esta unión tiene por única
función la de transferir los esfuerzos horizontales en el
plano de la losa a los arriostramientos, por otra parte y
por razones de seguridad en la construcción, la parrilla
de viguetas se suelda a cada viga principal y la chapa
ondulada se suelda también a las viguetas formando en
la práctica un elemento rígido. Debido a la cantidad de
estas soldaduras y a lo difícil de su control a un costo
razonable se optó por el engrosamiento y armado de
esos “ojales”. Perimetralmente esta losa también tiene un
engrosamiento y se vincula directamente a las vigas
principales y de borde donde se le colocó también una
armadura de confinamiento.
Vigas
Se definieron las vigas simplemente apoyadas con perfiles Doble T, abulonadas a las columnas.
Arriostramientos
De acuerdo con los objetivos buscados desde el punto
de vista constructivo se deseaba evitar la soldadura de
elementos estructurales en obra. Además la resolución
de aporticamientos con tornillos resultaba muy costosa
y el edificio hubiera sido demasiado flexible para las solicitaciones de viento, considerando la sección pequeña
de las columnas. (Nota: por aporticar entendemos el hacer rígida la unión viga-columna).
Se adoptó como arriostramiento, un tipo como el que se
describe en la fig. 16. Este tipo de arriostramientos permiten dejar un vano para la circulación o ventanas. Es-
Fig. 16: Esquema y mecanismo de funcionamiento de los
arriostramientos
te punto es decisivo en edificios que buscan adaptarse
a distintos destinos. Cumple con los objetivos de poder
ser atornillado fácilmente, es poco deformable y sobre
todo posee una gran capacidad de disipar energía (mucho mayor que las clásicas Cruces de San Andrés). Efectivamente ante un gran esfuerzo horizontal, sismo destructivo, en lugar de colapsar la columna con el consecuente derrumbe, se plastifica el dintel como se observa
en el esquema, de tal manera que le permite a la estructura disipar energía de movimiento sin afectar a las columnas. En la posición de los arriostramientos se buscó
la mayor simetría posible para evitar concentración de
esfuerzos y grandes momentos torsores. En cada piso todos los arriostramientos son iguales, simplificando así la
fabricación, el montaje y evitando detalles especiales.
Esta distribución pareja de los esfuerzos en los arriostramientos, se reflejó en la simplicidad del esquema de
fundaciones.
Bases
El suelo es de roca, teniendo que efectuar voladuras en
algunos sectores para alcanzar los niveles de fundación.
En las fundaciones predominó el tiro de los arriostramientos para definir las secciones de las vigas de fundación; éstas formaron una cuadrícula de 3.60 por 3.60 m,
funcionando como emparrillado. Ver fig. 17.
Los datos de cálculo fueron:
Nieve: 90 kg/m2,
Presión de viento cara a Barlovento: 192 kg/m2,
Succión sobre el techo: 88 kg/m2.
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3.60
3.60
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3.60
3.60
riostras
Emparrillado de
vigas de fundación
Fig. 18: Ejecución de vigas de fundación. Ushuaia. Tierra
del Fuego
Fig. 17: Planta de fundaciones
La previsión contra el fuego consistió en revestir la estructura con placas de yeso superpuestas. La protección
anticorrosiva consistió en pinturas antióxido protegidas
por asfalto. Los ascensores son hidráulicos.
Proceso constructivo:
Prefabricación
La estructura metálica se fabricó en un taller de mediano equipamiento en la Provincia de San Luis y fue transportada por tierra hasta la Isla.
Las partes principales de la estructura metálica son:
-a-1. Columnas: 2 Perfiles U enfrentados por la boca y
con presillas soldadas. Tramos de no más de 8.50 m de
largo en las columnas; en las mismas se colocaron las
piezas de unión con los anclajes, los puntales de los
arriostramientos, los descansos de las vigas y los empalmes a tramos superiores de columna o apoyos de cabriada.
-a-2. Vigas: perfiles doble T, todos de largo menor que
3.60 m y con las perforaciones para el pasaje de los tornillos. Las vigas de los arriostramientos se preparaban
con la unión a los puntales y soldadas.
-a-3. Puntales de arriostramientos: ídem columnas.
Las placas de cerramiento exterior se fabricaron en una
planta de premoldeado en la Provincia de San Luis y
fueron transportadas por tierra hasta la Isla.
-b. Fundaciones: Practicadas las necesarias voladuras
de roca, se procedió a realizar el emparrillado de vigas
de fundación, donde se dejaron en espera los bastones
de anclaje de las placas bases de las columnas. Ver foto
de la figura 18.
-c. Estructura metálica: Las piezas más pesadas de la
estructura son los tramos iniciales de las columnas los cuales no requirieron grúas para su montaje. En la fotografía
de la figura 19 se observa cómo con simples aparejos se
Fig. 19: Etapa inicial del montaje de columnas, vigas y
arriostramientos
montaron las piezas de la parte inferior de la estructura,
que era la de tramos de columnas de mayor peso.
También se puede apreciar cómo la poca variedad de
piezas simplifica el acopio. Se completó el montaje en
dos meses.
-d. Losas: Ver figs 20 y 21. Sobre las vigas de la estructura se colocaron perfiles doble T de 80 mm cada 60 cm
a manera de viguetas. Sobre estas viguetas se colocaron
como encofrado perdido, chapas acanaladas soldadas a
las viguetas y sobre ellas se hormigonó una losa con armadura de malla electrosoldada. Se dispuso la armadura necesaria para que la losa soporte los esfuerzos como
diafragma horizontal.
El dispositivo de ejecución de las losas permitió que se
hormigonasen las 5 plantas en menos de un mes.
-e. Cerramientos exteriores: Ver figs. 22 y 23. Verticalmente se disponen perfiles doble T de 80 mm cada
1.20 m, estos perfiles se vinculan a la estructura principal en cada piso. Las placas premoldeadas se van atornillando sobre los Doble T, y las carpinterías tienen un
diseño especial de contramarco para fijarlo a los perfiles
portaplacas y cerrar con las placas. El techo de chapas
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Fig. 20: Hormigonado de losas de entrepiso
Fig. 22: Fijación de perfiles portaplacas y colocación de
placas
Fig. 23: Etapa final de colocación de placas
Fig. 21: Vista de la estructura y losas completas
prepintadas se fijó sobre correas metálicas que se atornillaron a los perfiles ángulo de las cabriadas. El cerramiento fue completado en dos meses.
-f. Interiores: Las divisiones interiores se resuelven con
tabiques de placas de yeso sobre bastidores de chapa
plegada. Los cielorrasos también se resolvieron con placas de yeso sobre perfilería de chapa que se fija a las viguetas Doble T. Ver figs 24 y 25.
Las cañerías de las instalaciones se disponen en el interior de los tabiques, y sobre los cielorrasos entre las viguetas, los tramos horizontales de descargas sanitarias se
resolvieron bajando el cielorraso. En la fig. 26 se observa el edificio con sus terminaciones.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 24: Montaje de estructura para fijar placas de la
tabiquería interior
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Capítulo 12 25/04/2001 8:37 AM Page 266
Fig. 25: Terminaciones interiores
aporta posibilidades de mayor precisión y control sobre
los materiales y la estructura, sin embargo se introducen
variaciones en la aislación térmica, que deben ser contempladas y resueltas correctamente.
La forma en que se está tratando de comercializar este
sistema constructivo es distinta a lo que han hecho el
resto de los sistemas en nuestro país. Como se hace en
Norteamérica, los distintos fabricantes del sistema venden sus componentes y nadie es el “titular o dueño” del
sistema. Los fabricantes de la chapa de los perfiles, los
fabricantes o importadores de placas de cerramientos,
los fabricantes de aislantes, y otros, se conjugan para
promover la construcción con el entramado de acero.
De manera tal que la calidad y correcta ejecución de la
construcción quedará en manos de los profesionales
que intervengan en el proyecto y en el constructor, como ocurre en la construcción tradicional.
Esto permite una gran libertad; cualquiera que lo desee
compra los componentes a distintos proveedores y
construye sin intermediarios. Desde luego es fundamental el asesoramiento, tanto en el proyecto como en la
construcción, de profesionales idóneos en el sistema y
en los requisitos de seguridad, habitabilidad y durabilidad de una vivienda.
En nuestro país la empresa Steel Wall ofrece el servicio
de adaptación de proyecto, panelización y construcción.
Ver fig. 27.
Fig. 26: Etapa final del edificio Finisterre
Este edificio sufrió durante su construcción los efectos
de la hiperinflación, para lo cual no había sido calculado. La estructura metálica había sido montada en dos
meses, y una vez terminada, la obra se paralizó por cinco años, transcurridos los cuales, en pocos meses se ejecutaron las losas y demás terminaciones. El destino inicial de hotel se adaptó a las actuales oficinas y viviendas.
Sistemas con entramado de acero
(Steel Framing)
Introducción
Las ventajas que tiene el uso del acero en las estructuras fueron enumerados en el Capítulo 11. Además de
ellas, al uso del entramado metálico, se le agrega el hecho de que es continuación de una tradición constructiva: la de los entramados de madera.
Efectivamente, gran parte de los materiales complementarios, como placas o aislantes, se pueden usar en ambos sistemas estructurales indistintamente. El acero
Fig. 27: Vivienda Prototipo en Buenos Aires. Steel Wall
El entramado de Acero
Los perfiles
Los entramados de acero se basan en dos componentes
de chapa doblada que encajan perfectamente uno dentro del otro. Ver fig. 28.
Los parantes, studs, son secciones “C” en chapa doblada. Los plegados del borde le permiten lograr mayores
resistencias. Las soleras, tracks o runners, son secciones
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Capítulo 12 25/04/2001 8:37 AM Page 267
mente es de 40 cm para muros portantes.
Una ventaja del acero sobre la madera es que permite
aumentar la capacidad de carga del muro aumentando
el espesor de la chapa del perfil permaneciendo las dimensiones exteriores constantes. Ante incrementos de
carga localizados es una buena solución que permite
mantener el espesor de las paredes.
En nuestro país se ha progresado hacia la normalización
de los perfiles con Normas IRAM- IAS 500. Bajo la denominación Perfil Galvanizado, PG, se tabulan las secciones U y C. Las piezas de mayor aplicación son las que
aparecen en la tabla de la figura 29.
Estas secciones, para las viviendas corrientes, responden
a razones constructivas, y como ya se dijo es la continuación de la tradición maderera del 2” x 4”.
Para los techos y entrepisos se emplean secciones “C”,
cuya separación se busca hacer coincidir con la de los
parantes.
Fig. 28: Componentes básicos de los entramados de acero
en “U”, o perfiles canal, que sirven de apoyo superior e
inferior de los parantes. En principio no están diseñados
para tomar cargas por sí solas.
La combinación de perfiles permite obtener otros elementos estructurales.
Según sea la carga que deba soportar un muro, o su altura, se puede aumentar la sección o el espesor de los
parantes y consecuentemente se aumentará la sección
de las soleras. La separación entre los parantes normal-
Los tornillos
Son el medio de unión entre las piezas del entramado,
entre éste, el resto de la estructura y la forma de fijar las
placas. En la figura 30 se observan los distintos tipos
empleados en una vivienda. Los tornillos 1, 2 y 6 son de
cabeza hexagonal y con arandela incorporada, son empleados en los perfiles de mayor espesor al permitir
aplicarle mayor momento de torque. Se usan para unir
SECCIONES MAS UTILIZADAS
USO
PERFIL C
Nombre
Alma mm
PERFIL U
Espesor
Nombre
Alma mm
Calibre
Espesor
BGW
Paredes interiores
"
portantes
"
"
"
"
"
"
PG C
PG C
PG C
PG C
PG C
x
x
x
x
x
90
100
100
150
150
x
x
x
x
x
0,89
1,24
1,60
0,89
1,24
PG U
PG U
PG U
PG U
PG U
x
x
x
x
x
90
100
100
150
150
x
x
x
x
x
0,89
1,24
1,60
0,89
1,24
20
18
16
20
18
Entrepisos poca luz
"
luz media
"
luz grande
"
"
PG C
PG C
PG C
PG C
x
x
x
x
200
200
250
250
x
x
x
x
1,24
1,60
1,60
2,00
PG U
PG U
PG U
PG U
x
x
x
x
200
200
250
250
x
x
x
x
1,24
1,60
1,60
2,00
18
16
16
14
Techos - cabriada
Cabriada y cabios
Cabios
PG C x 100 x 1,24
PG C x 150 x 1,24
PG C x 150 x 1,60
PG U x 100 x 1,24
PG U x 150 x 1,24
PG U x 150 x 1,60
18
18
16
Fig. 29: Tabla de Secciones más empleadas. Según IRAM-IAS 500
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8
9
Fig. 33: Losa mixta de entrepiso (Steel Deck)
Fig. 30/31: Tipos de tornillos y de puntas de tornillos para
entramados de acero
Parante
Cordón superior
Solera
inferior
Placa de
entrepiso
Rigidizador
de apoyo
Cordón
inferior
Cenefa
Rigidizador
de apoyo
Angulo
Viga
Solera
Parante
Solera
Fig. 34: Detalle de entrepiso seco
Parante
Fig. 32: Detalle de apoyo de la estructura de techo
por ejemplo columnas o vigas al entramado.
Los tornillos 3, 4, 7 y 8 se emplean para fijar las distintas placas al entramado, la cabeza cónica les permite
hundirse en el material deformable de los cerramientos.
Para armar los entramados, parantes y soleras, se emplean tornillos como el 5. Al ser los espesores menores
no es necesaria la cabeza hexagonal, que por otra parte
estorbaría por su volumen la colocación de las placas a
filo de los perfiles. Cuando es necesario que la cabeza
del tornillo sea aún más chata se emplean los de cabeza “pancake” (panqueque). Como regla general se pue-
de decir que los tornillos que presentan hacia la rosca
una superficie plana (arandela incorporada) son para
unir los perfiles de chapa. Los de cabeza cónica son para fijar placas.
En la figura 31 aparecen distintas puntas, la de arriba le
permite ir haciendo su propia rosca (autoroscante) al
atravesar los perfiles de chapa. Pero para funcionar necesita un perforado previo de los elementos a unir, a
menos que sean de poco espesor. El tornillo cuya punta aparece en la parte de abajo permite perforar (autoperforante) espesores mayores que 1 mm y hacer su propia rosca para unir las chapas.
Finalmente la punta que aparece en el centro permite fijar la madera al metal. Después de la punta y antes de
la rosca tiene dos pequeñas alas que le ayudan a perforar la madera y que al chocar con el metal y comenzar
a perforarlo se desprenden.
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Techos:
Sobre el entramado portante se pueden apoyar estructuras de techo tanto de madera como de perfiles de acero. Para ser coherente con el sistema de entramado los
elementos estructurales, cabios o cabriadas, se colocan
con la misma separación que los parantes, 40 ó 60 cm
(ver fig. 32). De tal manera la colocación de las placas
de cielorraso será similar a las de muro.
tración de esfuerzos se recurre a las cruces de San Andrés. Ver fig. 35.
Anclajes:
Actualmente se emplean los anclajes químicos: varilla
roscada fijada con epoxi al hormigón de la platea. Por
lo menos se debe colocar uno, cada 1.20 metros y bajo
los paños de arriostramiento lo que indica el cálculo
(corte y arrancamiento).
Entrepisos:
El empleo de una losa mixta, hormigón de 5 cm de espesor sobre una chapa (deck) conformada, es la forma
más difundida. Las chapas se colocan sobre las vigas
que apoyan en los entramados portantes. Ver fig. 33.
También se pueden emplear entrepisos en seco, como
los descriptos en los sistemas de entramado de madera,
dispuestos sobre vigas metálicas. Ver fig. 34.
Montantes
En "T"
Arriostramientos:
Tornillos según
se requieran
El empleo de las placas que toman corte, por ejemplo
tableros contrachapados, fijados a los entramados son
los más difundidos y se rigen por los mismos principios
que cuando se emplea madera. Cuando existe concen-
Encuentro
de paneles
Fleje sección
rec.: 100 x 1,6
Tornillo en
c/parante
Parante doble
s/se requiera
en los extremos
En esquina
Fig. 36: Detalle de encuentros de muros
Solera
inferior
Anclaje s/se
requiera
Tornillos s/se
requiera
Fig. 35: Detalle de anclaje de cruz de San Andrés
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Fig. 37: Vivienda de entramado de acero revestida con
poliestireno expandido. Steel Wall, Arg.
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Encuentros
En la fig. 36, se muestra la forma correcta de resolver
los encuentros de muro, siempre se debe garantizar el
apoyo para las placas de cerramiento.
Revestimientos
El entramado de acero como continuador de la tradición
de los de madera tiene las mismas posibilidades de terminación. Sin embargo como se vio en el capítulo anterior la gran conductividad de calor del acero, nos obliga
a realizar distintas consideraciones.
Una de las formas de resolver este problema, se puede
apreciar en las fotografías de las figuras 37 y 38.
Sobre el lado exterior de los perfiles después de ser fijados al tablero, el contrachapado fenólico, y la barrera
de aire y agua, (p. ej. Papel Tyvek), se colocan planchas
de poliestireno expandido de 2.5 cm de espesor, pudiendo ser otro aislante rígido, sobre el cual se aplica un
revoque embebido en una malla de fibra de vidrio resistente al cemento.
En las figuras 39 a y 39 b, se observa un revestimiento
de ladrillo tradicional. La unión con el entramado se realiza con grampas que atraviesan el tablero, la barrera de
aire y agua y se fijan a los parantes.
Cuando la zona es de clima templado cálido, la del siding de madera sobre un tablero de suficiente espesor,
puede ser una solución al puente térmico, como se observa en la fig. 50.
También existe un sistema norteamericano, AFS, donde
se colocan entramados auxiliares de perfiles de pequeño calibre y sección que cortan los puentes térmicos.
Los puentes térmicos deben ser verificados con la Norma IRAM 11605. No solamente se debe verificar que no
haya condensaciones superficiales, sino también que la
diferencia de temperaturas sobre el muro no superen los
dos grados. Este es el límite a partir del cual el polvo del
aire comienza a depositarse sobre las zonas frías y produce las conocidas como marcas fantasmas (ghost marks).
Durabilidad
La durabilidad del sistema depende del cuidado de los
detalles constructivos, hay que evitar las condensaciones
y entradas de agua, y tener muy en cuenta la calidad de
los materiales. En ese sentido los perfiles galvanizados deben estar respaldados por normas IRAM o equivalentes.
También es muy importante la calidad de los tornillos.
Fig. 38: Terminación con revoque final de 3 mm sobre
malla de fibra de vidrio. Steel Wall, Arg.
Fig. 39b: Corte de revestimiento de ladrillo. Steel Wall, Arg.
Fig. 39a: Corte de revestimiento de ladrilllo. Steel Wall, Arg.
Fig. 40: Paneles de entramado metálico rumbo a la obra.
Steel Wall, Arg.
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49
Fig. 41 a 50: Proceso constructivo de una Vivienda con entramado de acero. Steel Wall, Arg.
Proceso constructivo
El entramado de acero se puede armar en el lugar, tal
como los de madera, o ser panelizado en fábrica.
Por panelizado se entiende prearmar el entramado en
secciones de largo variable y con la altura del muro. El
proceso de panelizado comienza determinando sobre el
proyecto de la vivienda cómo se realizará el entramado
y cómo se subdivide en paneles.
La empresa Steel Wall, tiene en San Fernando, Pcia. de
Buenos Aires, una planta donde fabrica los paneles de
muros y cabriadas. Ver figura 40.
Estos paneles pueden ser simplemente los elementos de
acero o incluir también el tablero de contrachapado.
Como todo sistema liviano puede fundarse con platea o
vigas de fundación perimetrales y bajo los muros portantes. En la primer fotografía de la secuencia de figuras 41 a 50, se observa la platea donde se montará la
estructura metálica. Es importante el nivel y la perfecta
terminación de la misma porque la solera inferior del
entramado no debe ser forzada ni abollada. Un sellador
sintético se coloca entre la solera y el hormigón. Para el
anclaje se utilizan varillas de hierro roscadas que se insertan en perforaciones hechas en el hormigón y se fijan con resinas epoxi. También se pueden dejar anclajes
en espera u otro anclaje mecánico.
El panelizado simplifica el montaje, y el tablero incorporado al panel le da mayor rigidez facilitando los movimientos, fig. 42. La viga de entrepiso, al fijarse sobre los
paneles, les da continuidad y sirve a su alineamiento,
fig. 43. Completando el entrepiso se ve cómo las vigas
apoyan sobre un muro interno, fig. 44. Obsérvese el detalle del correcto refuerzo por empalme en el apoyo. Se
completa el entramado de la planta alta y la colocación
de cabriadas, figs. 45 y 46. Se puede apreciar cómo se
van colocando los tableros que unen los entramados de
planta alta con los de planta baja. En esta forma el muro de ambas plantas se comporta solidariamente y se
asegura el pasaje de los esfuerzos horizontales, viento o
sismo, a las fundaciones. Si no se adoptase esta solución
habría que disponer de elementos de unión para transmitir el corte de una planta a la otra.
En la figura 47 se observa la colocación del papel Tyvek, que es la barrera de agua y aire. La fig. 48, muestra el interior donde se están colocando las cañerías. La
aislación térmica, lana de vidrio, también se coloca en el
entrepiso por sus cualidades acústicas, fig. 49. Posteriormente se colocará un film de polietileno como barrera
de vapor y las placas de yeso.
Finalmente la fig. 50 muestra la casa terminada con el
sidding de madera exterior.
Conclusión:
El empleo del acero para los entramados permite construir con rapidez y controlar efectivamente la calidad del
producto. Su empleo permite proyectos flexibles y terminaciones de calidad. Para su buen desempeño es
esencial resolver correctamente los detalles constructivos y controlar los materiales, dependiendo de ello su
durabilidad ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
272
Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 273
CAPITULO 13
Sistemas Livianos de Paneles Portantes
Introducción
C
on la expresión “paneles livianos portantes” se
describe a los elementos de muros o de techos,
que resuelven parcial o totalmente el cerramiento y cumplen además una función estructural.
Para que los paneles sean de poco peso y a la vez aislantes existen dos alternativas. La primera es emplear un
único material que sea portante y liviano, como los hormigones celulares, que se vieron en el capítulo 6 de
grandes paneles, empleando un hormigón celular de
800 kg/m3, 10 de espesor modulado a 40 cm de ancho,
y 2.50 de alto, con lo cual se obtiene un panel de 80 kg
de peso.
La segunda manera es combinar capas de materiales,
unos proporcionaran la resistencia y otros la aislación.
La relación masa/resistencia de los materiales de uso frecuente obliga a que las capas resistentes sean de poco
peso, esto lleva a tratar de disminuir su espesor. Son
muchas las formas en que colaboran las placas de cerramiento y la aislación, de manera tal que en conjunto
pueden soportar cargas que separadamente no podrían.
El principio que rige este tipo de elementos es un núcleo aislante liviano y rígido de entre 5 y 10 cm de espesor, cubierto en ambas caras por placas. El problema
de las placas para tomar cargas es que su poco espesor
las pone en peligro de pandear o “abollarse”; para que
esto no suceda se debe arriostrar o “estabilizar” esa placa y ello se consigue uniéndola al núcleo, en general
aislante, que tiene mayor espesor. Las placas de cerramiento empleadas son de yeso, contrachapadas o cementicias, y los aislantes suelen ser de poliuretano rígi-
do o de poliestireno expandido. Sin embargo, como veremos, esta enumeración no es excluyente.
A estos paneles portantes, se los puede definir como
grandes paneles sandwich hechos con materiales livianos, o en el otro extremo como sistemas livianos completamente panelizados en fábrica.
Estos sistemas comparten las ventajas descriptas para los
sistemas livianos, y se les agrega la velocidad de montaje al tener resueltos estructuras y cerramientos al mismo
tiempo.
Por las características de los materiales y el proceso de
ensamble, estos sistemas requieren mayor control que
los livianos cuya estructura queda a la vista durante el
montaje.
En general tienen un funcionamiento estructural no convencional que hace que para justificar su capacidad portante se requieran ensayos. Como mínimo deben ser requeridos los ensayos a compresión, flexión, e impacto
duro y blando.
Las juntas y el control de las deformaciones son los puntos del diseño donde se debe prestar mayor atención.
Los paneles livianos portantes buscan conseguir economizar la de mano de obra, las instalaciones y lograr la
rapidez de montaje de los grandes paneles de hormigón.
Las ventajas de los sistemas livianos son que no requieren de inversiones intensivas de capital para las fábricas.
A su vez tienen limitaciones para adaptarse a proyectos
fuera de su módulo y emplean materiales elaborados de
costos altos.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
273
Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 274
Un beneficio no despreciable es que los muros de estos
sistemas no “suenan” a hueco y por lo tanto no deben
vencer esa barrera cultural.
Vista del panel
Detalle de celdilla
19 mm
3 m máximo
Sistemas de Paneles livianos
portantes en la Argentina
PROVELCO
Descripción general
Se trata de un sistema liviano para viviendas de planta
baja (fig. 1) que emplea paneles con función estructural. Estos paneles constan de un núcleo alveolar de fibra
celulosa (Honey Comb) y dos caras de chapa lisa de
acero galvanizadas (ver fig. 2).
En la Argentina se han construido más de 400.000 m2
empleando estos paneles. Cuenta con una fábrica, capaz
de producir paneles para 4.500 viviendas por año.
Fig. 1: Viviendas en Planta Baja. Sistema Provelco. P.
Podestá, Pcia. de Buenos Aires
7,5
cm
1
7,5 cm
2
1.20 m ó 0.60 m
3
Ex
ter
ior
Int
er
i
or
Referencias:
1: Interior Chapa galvanizada lisa calibre 27
2: Celdilla nido de abeja de fibra celulosa Kraft
3: Exterior Chapa galvanizada gofrada prepintada calibre 24
Panel estructural “Honey Comb” (Fig. 3)
Este tipo de paneles se emplea en nuestro país desde
hace varios años, originalmente se importaban desde los
EE.UU., siendo en la actualidad de fabricación nacional.
La tecnología tiene su origen en la industria aeronáutica, por sus características resistentes y por el reducido
peso de los paneles.
Detalle del panel
Fig. 3: Esquema del Panel “Honey Comb
El núcleo interior es una trama estructural de fibra celulósica larga de Kraft de 114 gr/m2 impregnada en resinas
fenolformoldehídicas en un 11% del peso del papel. La
impregnación le permite al papel aumentar su resistencia mecánica, lo hace ignífugo e imputrescible.
La trama estructural se asemeja a la de los panales de
abejas por su forma hexagonal. Las láminas del papel
impregnado son unidas espacialmente entre sí con adhesivos vinílicos.
El radio de las celdas puede ser de 12.5 mm hasta 19 mm.
Las resistencias a compresión del núcleo resultante, colocando las aberturas de las celdas perpendicularmente a
las caras, alcanzan los 6 kg/cm2 y al corte 1.9 kg/cm2.
El adhesivo empleado para pegar las caras de acero al
núcleo, es a base de resinas neoprenefenólicas, activadas a 80 grados de temperatura. Es impermeable, no altera sus propiedades con los cambios de temperatura y
no es atacado por hongos ni insectos.
Las caras de las chapas lisas de acero de 0.4 mm, se trabajan en bobinas y deben estar perfectamente libres de
grasa y suciedad.
Muros exteriores
Fig. 2: Paneles de muros. Sistema PROVELCO
En base al panel descripto, de altura hasta 3 m, 7.5 cm
de espesor y modulado en 60 y 120 cm de ancho, se debe agregar la aislación térmica necesaria para el K re-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
274
Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 275
querido por la Norma IRAM 11605, por su ubicación
bioclimática. El aumento de aislación se puede conseguir por ejemplo con planchas de poliestireno u otros
aislantes rígidos que revisten el panel y sobre el que se
coloca una placa de yeso. Otra solución para obtener
mayor aislación consiste en el agregado de copos de poliestireno en las celdas del núcleo. Es la solución a la
que responden los detalles de la fig. 4.
La cara exterior de los muros puede ser terminada con
cualquier tipo de revestimiento que asegure su adherencia a la chapa. Hacia el interior la terminación habitual
es la placa de yeso.
La capacidad portante, analizada por ensayos a la compresión, en paneles de espesor entre chapas de 7.5 cm
y de 1.20 de ancho, mostró que sólo alcanzaron la rotura o abollamientos importantes, al superar los 1700 kg
de carga. Estos valores se explican por la colaboración
y el arriostramiento que ejerce el núcleo sobre las chapas de acero.
Muros interiores
Se pueden usar los paneles del sistema o cualquier otro
de tabiquería: entramado de perfiles de chapa y placas
de yeso, bloques de yeso, etc.
Techos
El sistema permite emplear los paneles Honey Comb para el techo, también admite cualquier tipo de techo convencional de cabriadas de madera o acero.
Unión panel exterior
con techo y alero
Detalle de encuentro de paneles
exteriores en esquina
1
7
2
12
5
3
12
3
4
INTERIOR
EXTERIOR
3
6
Corte vertical
Perfiles para ensamble de paneles
Canal base exterior
(aluminio pintado)
7
11
3
10
Frentín tapajunta de techo
(aluminio pintado)
Perfilería de
encuentro
esquinero
(aluminio pintado)
8
9
Perfil ángulo de 55°
(aluminio pintado)
Referencias de los detalles
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Panel de techo
7. Panel exterior
Bulón de 1/4"
8. Zócalo de madera
Tornillo galv. ø 4 mm 9. Disparo Hilti
Frentín tapajunta
10. Canal base
Perfil de vinculación 11. Sellador butílico
Cielorraso
12. Perfil esquinero
Perfilería de vinculación
de techo
(aluminio pintado)
Chaveta plástica
(P.V.C. estabilizada
a la luz ultravioleta)
Hay variantes en chapa
Fig. 4: Juntas del Sistema Provelco. Variante con aislación incluida en las celdas
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
275
Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 276
Juntas y Uniones
Entre los paneles se disponen perfiles especiales que
materializan la junta y que a través de tornillos, permiten unirlos mecánicamente. Estos perfiles son de aluminio extruido en aleación (A65), anodizado de propiedades estructurales. Para la junta entre paneles consecutivos, se emplea un perfil de chapa galvanizada o de PVC
estabilizado al Ultravioleta con la forma que se detalla
en la figura 4.
Proceso de Montaje
continuidad del muro. También los sucesivos paneles se
van atornillando al perfil canal cada 30 cm.
Las instalaciones eléctricas vienen incorporadas al interior de los paneles como se aprecia en la fig. 2.
Habiendo montado todos los paneles se colocan los
perfiles superiores alineando y rigidizando el conjunto,
con tornillos cada 30 cm. Sobre este perfil se fijan las cabriadas del techo. Fig. 9. Sobre ellas se colocarán correas de chapa doblada donde se fijan los tableros fenólicos que sirven de apoyo a la cubierta, en este caso sí-
Las fundaciones pueden ser una platea con refuerzos de
borde o zapata corrida. Habiendo fraguado el hormigón
y verificado el replanteo, se fijan los perfiles canal por
medio de anclajes, fig. 5. Entre el perfil y el hormigón
se colocan dos cordones continuos de masilla plástica
para asegurar la estanquidad al agua. Este sellado se repite entre el panel y la parte superior del perfil canal.
Se comienza el montaje a partir de una esquina, fijando
los paneles a través de los perfiles de junta con tornillos
autorroscantes zincados de 4 mm de cabeza hexagonal
cada 30 cm, fig. 6. Posteriormente se van agregando paneles, fig. 7, y en su junta vertical se desliza el perfil, en
este caso de chapa galvanizada, fig. 8, que asegura la
Fig. 6: Paneles de muro atornillados a perfiles canal
Fig. 5: Perfiles canal anclados a la platea
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 7: Montaje de paneles y colocación del perfil de junta
276
Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 277
mil pizarra. Figs. 10 y 11.
Cuando se está concluyendo el techo, exteriormente se
toman las juntas entre paneles con masillas elásticas, fig.
12, y se colocan las carpinterías. En el interior se coloca el block cloacal en el hueco dejado en la platea o
contrapiso, fig. 13. Se procede luego a la colocación de
las placas de yeso de la tabiquería interior. En la fig. 14,
se aprecia la terminación interior alcanzada. La fig. 15
muestra el revoque plástico de alta adherencia con que
se revisten los paneles en el exterior.
Fig. 8: Detalle de la junta entre paneles
Fig. 11: Vista interior del tablero fenólico del techo
Fig. 9: Detalle de terminación de paneles e inicio de la
estructura del techo
Fig. 10: Estructura de cabriadas del techo
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 12: Masillado de juntas exteriores entre paneles
277
Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 278
Fig. 13: Colocación del block cloacal
Fig. 15: Perfil de esquina y revestimiento de revoque
plástico
COIMPRO
Descripcion general
Fig. 14: Vista interior de vivienda terminada. S. Provelco
Conclusión
El proceso de protección (imprimación) de la celulosa
del núcleo, es lo que asegura su duración así como la
calidad de los adhesivos empleados para fijarlo a la chapa del acero.
Los detalles constructivos y en especial el cumplimiento
de las Normas IRAM de Acondicionamiento Térmico
asegurarán para cada obra la calidad del producto.
En nuestro país el sistema cuenta con C.A.T. desde hace más de 10 años y se adapta especialmente para las
zonas sísmicas por su bajo peso.
Es un sistema constructivo de reciente aparición en el
mercado, recoge la tecnología de los astilleros que fabrican embarcaciones de plástico reforzado con fibra de vidrio, y se emplea en construcciones de planta baja. Ver
figura 16.
Se basa en la utilización de paneles para muros que presentan caras planas de fibra de vidrio aglomerada con
resina poliester auto extinguible (PRFV: plástico reforzado con fibra de vidrio) con un núcleo aislante de espuma rígida de poliuretano en su interior. El techo puede
ser tradicional o emplear paneles de techo que constan
de una superficie superior conformada de PRFV y del lado inferior un aislante en base a espuma de poliuretano
con agregado de vermiculita exfoliada para mejorar su
resistencia. Los bordes de los paneles presentan aletas
reforzadas en las cuales se efectúan las uniones utilizando bulones. Los paneles son producidos en fábrica y
montados en obra.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 13 25/04/2001 8:42 AM Page 279
Panel exterior 2,60 (vista)
A
B
Alto 2,75 m
B
Fig. 16: Vivienda en planta baja. Sist. COIMPRO.
San Isidro, Pcia. Bs. As.
Ancho 2,60 m
Componentes del Sistema
Tabiques interiores
Al igual que los muros exteriores los paneles de la tabiquería interior constan de dos caras de PRFV de 3 mm
de espesor y un interior de espuma rígida de poliuretano de 30 kg/m3 de densidad. Ambas caras del panel presentan una textura similar al revoque fino.
Para las puertas interiores se coloca en el panel un premarco de madera de sección 3” x 1”.
Paneles de Techo
Además del techo tradicional liviano, se tiene la opción
de paneles de techo de 3.11 m de largo por 1.30 m de
ancho. Ver fig. 18. Su cara superior es de PRFV de 6 mm
de espesor y presenta una superficie que se asemeja a
A
P.R.F.V. de 3 mm
8 cm
Muros exteriores
Los paneles de que se utilizan como muros exteriores son
de 8 cm de espesor, están compuestos por dos caras de
PRFV de 3 mm de espesor separadas por espuma rígida
de poliuretano de 30 kg/m3 de densidad. Ver fig. 17.
Los paneles exteriores tienen una altura de 2.75 m y largos variables que alcanzan hasta los 3.90 m, siendo la
usual 2.60 m.
En los bordes de los paneles se juntan las caras de tal
manera que conforman un perfil o aleta que facilita la
vinculación con otros paneles.
La cara del muro que esta expuesta al exterior tiene la
textura de un muro de ladrillo visto con junta enrasada,
que se obtiene con la matricería empleada. La cara interior del muro presenta en cambio una textura semejante al revoque fino.
Para las puertas y ventanas se dispone en el interior del
panel un premarco de madera de sección 3” x 2”, al cual
se ajustará luego el marco de la carpintería correspondiente.
Panel exterior 2,60
(secc. A-A y B-B)
Perforación para el pasaje Espuma rígida de
5 cm
de bulones 1/4" c/20 cm
poliuretano 7,4 mm
Fig. 17: Sistema COIMPRO. Detalles de juntas
la teja francesa. En sus cuatro bordes presenta aletas que
le confieren rigidez y le permiten al ser traspasadas por
bulones constituir uniones con los paneles contiguos.
En coincidencia con el lugar donde se inicia el alero
presenta una aleta de PRFV de 6 mm vinculada a la superficie exterior del panel de techo que se utiliza al vincularla al muro.
El cielorraso se realiza con placas de yeso que se atornillan a una estructura de sostén de perfiles de chapa.
Sobre las placas de yeso-cartón se coloca la barrera de
vapor consistente en un film de polietileno de 50 micrones. Los perfiles de la estructura del cielorraso se fijan
sobre la parte superior de los paneles de muro con tornillos tipo Parker.
Uniones y Juntas
Juntas verticales
La junta entre paneles contiguos se realiza según detalle
de fig. 18 con la colaboración de una planchuela de
acero de espesor 6 mm, que une las aletas de los paneles. La unión mecánica se materializa con bulones de
1/4” (6.3 mm) diámetro cada 20 cm. La junta se completa con el agregado de dos planchas de poliestireno expandido de 2 cm de espesor a cada lado para reconstituir la aislación de los paneles que se corta en las aletas. Finalmente se termina la junta colocando tapajuntas
de PRFV de 3 mm de espesor que se fija con remaches
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Unión panel exterior
con techo y alero
Encuentro de
paneles esquina
18
2
19
20
22
4
6
7
3
21
20
5
160 mm
4
80 mm
17
1
17
23
19
3
8
18
3
11
4
cm
EXTERIOR
Encuentro de
paneles en
yuxtaposición
INTERIOR
Detalle de anclaje de
paneles en platea
80 mm
80 mm
4
3
60 cm
11
12
13
14
15
16
9
10
Referencias
1- P.R.F.V. DE 6 mm
2- Poliuretano expandido con
vermiculita de 5 cm
3- Espuma rígida de poliuretano
de 74 mm
4- P.R.F.V. de 3 mm
5- Aleta de fijación laminada en
P.R.F.V. (6 mm x 160 mm) y
bulón de 1/4"
6- Film de polietileno de 50
micrones (b. de v.)
7- Perfilería del cielorraso
8- Placa de yeso cartón de 9 mm
9- Sellador sintético base butílico
10- Vereda perimetral
11- Carpeta niveladora
12- Mortero de asiento
13- Solado (Baldosas o cerámico)
14- Anclaje horizontal Ø 6 mm
c/60 cm
15- Malla Ø 6 mm c/30 cm
16- Hormigón (espesor 12 cm)
17- Tapajunta de P.R.F.V.
18- Planchas de poliestireno
expandido de 2 cm
19- Planchuela de sujeción
20- Remache Pop
21- Tapajunta de PVC
22- Aleta del panel
23- Bulón de 1/4" x 3/4"
Fig. 18: Sistema COIMPRO. Detalles de juntas
pop a las caras del panel. La junta entre paneles de esquina, se resuelve de manera similar, un ángulo de acero de 6 mm se atornilla con bulones de 1/4” cada 20 cm
a las aletas de los paneles. Se colocan planchas de poliestireno expandido de 2 cm de espesor para reconstituir la aislación y se coloca el tapajunta externo de PRFV
de 5 mm fijado con remaches pop, del lado interior se
colocan tapajuntas de PVC fijadas con adhesivo sintético.
Juntas Horizontales
Junta del panel de muro con la fundación: según se ve
en la fig. 18. La aleta del panel se introduce en el hormigón de la fundación. La armadura de la fundación
atraviesa a la manera de pernos pasantes la aleta del panel. Del lado exterior se coloca un sellador sintético y del
lado interior se resuelve como un piso tradicional.
Proceso de producción de los paneles
de muros y techos
COIMPRO, Construcciones Industrializadas Multipropósito, instala la fábrica en Tigre, Pcia. de Buenos Aires, en
1996. La capacidad actual es para producir aproximada-
mente una vivienda de 50 m2 por día. Esto representa
una producción estimada de 300 casas por año.
La fabricación es semejante a la de todos los laminados
en PRFV (Poliéster reforzado con fibra de vidrio), siendo éste basado en matricería acondicionada para tal fin
utilizándose máquinas proyectoras de gelcoats y aspersoras de material específicas.
Una vez laminadas las dos caras del panel se procede a
unir ambas con un núcleo de espuma de poliuretano expandido, mediante resinas poliéster, colocándose el conjunto (las dos caras laminadas y el poliuretano), en una
cámara de vacío para asegurar la adherencia total entre
los elementos. Este procedimiento le confiere una gran
rigidez y asegura la homogeneidad del producto. Posteriormente se realizan las tareas de refilado de los bordes
y terminaciones finales.
Una vez terminado el panel se clasifica por tamaño y en
posición vertical, descansando sobre un apoyo, se separa de los otros con planchas de poliestireno para evitar
deterioros.
El almacenaje es aproximadamente una semana, y lue-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
280
Capítulo 13 25/04/2001 8:43 AM Page 281
go es entregada a destino. El transporte se realiza en camiones con acoplados o semirremolque donde es posible transportar dos viviendas tipo de 50 m2 de superficie.
Proceso de Montaje
Habiendo procedido a la limpieza y nivelación del terreno, se replantea y ejecuta una platea de hormigón armado. Al hormigonar la platea se dejarán huecos de 30 cm
de diámetro, ver fig. 19, que se introducen además
30 cm en el terreno. En esos huecos en forma de pilotines se empotrarán con un relleno de hormigón “in situ”
los ángulos y planchuelas de acero que se utilizan en la
unión de los paneles.
La platea además presenta una canaleta de 4 cm de ancho por 10 cm de profundidad, en coincidencia con el
apoyo de los paneles de muro. Cada 60 cm se practica
un “rebaje en el espesor de la platea que deja al descubierto la armadura de la misma. Por ese “rebaje se introducirá una varilla de hierro de 6 mm que atraviesa la
aleta inferior del panel y se vincula a la malla de la platea. Al hormigonar luego de colocado y replanteado el
panel se materializará el anclaje. Además se deja en la
platea un hueco para la colocación de las descargas de
la instalación sanitaria.
Montaje de los paneles
Finalizada la platea se comienza con la colocación de
los paneles de una esquina, fig. 20, se une un panel con
otro por medio de las solapas de ensamble con un ángulo de acero, que se introduce 50 cm en el orificio ya
previsto y descripto en la platea de fundación, fig. 21.
Se suelda al hierro que se encuentra dentro del orifico
(pilotín). De esta manera sucesivamente se van montando los restantes paneles, fig. 22, y empotrando los perfiles de sus uniones.
Cada ángulo o planchuela usada en la unión es de 6 mm
de espesor y se unen a los paneles en sus aletas con 28
bulones de 1/4” por 2”, tuercas y arandelas zincadas. Entre las planchuelas o ángulos y las aletas de ensamble se
coloca un sellador sintético en base a caucho butílico.
En el encuentro de las aletas de ensamble de las paredes exteriores e interiores con la platea, la aleta es perforada y atravesada por hierros de 6 mm que se vinculan a la armadura de la platea.
En el posicionamiento de paneles se utilizan puntales
provisorios mientras se va verificando la escuadra y el
plomo y procediendo a su ajuste. Se colocan en esta etapa los marcos de las aberturas que se atornillan a los
premarcos previstos en los paneles. Se procede enton-
Fig. 19: Platea de fundación con los huecos para anclaje
Fig. 21: Montaje de paneles interiores
Fig. 20: Comienzo de montaje. Paneles de esquina
Fig. 22: Colocación de perfil de unión en esquina
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
281
Capítulo 13 25/04/2001 8:43 AM Page 282
ces a llenar con hormigón los huecos donde se anclan
los perfiles de unión entre paneles y las canaletas donde apoyan los paneles de muro.
Los paneles de techo se vinculan al muro a través de la
aleta que se atornilla a la aleta superior del muro y en
el otro extremo al panel que conforma la otra agua del
techo. Se atornilla cada panel a ambos lados, con bulones zincados de 1/4” con sus correspondientes arandelas y tuercas. Para la junta entre paneles se utilizan selladores en base a caucho butílico. Se procede a armar
el cielorraso. Para ello se utiliza el entramado de perfiles
metálicos para luego colocar las placas de yeso-cartón y
el film de polietileno como barrera de vapor.
La instalación sanitaria se resuelve de la manera tradicional.
La instalación eléctrica, se realiza utilizando cañería de
1/2” que se encuentra embutida en los paneles y tiene
salidas para empalmes en la parte superior de los paneles. Dichas salidas se empalman con cañerías que corren
sobre el cielorraso hasta los centros.
Las juntas verticales entre paneles se terminan con una
plancha de 2 cm de poliestireno expandido y un tapajuntas de PRFV fijado con remaches pop.
La junta horizontal entre los paneles de muro y la vereda perimetral se sella con un producto en base a caucho
sintético.
las soluciones ácidas. La concentración de pigmentos de
color debe ser la mayor posible para dar la máxima protección, evitando así la exposición del vehículo al UV.
Sin duda con el correr de los años se producirá un desgaste de este recubrimiento, por lo tanto para que se
conserven las propiedades se debe hacer un mantenimiento para mantener el color del mismo. Esto se consigue con un pintado de las superficies afectadas.
COIMPRO para asegurar la duración de su producto, toma las siguientes precauciones:
- Utilización de pigmentos inorgánicos de alta concentración de grafito coloidal, rojo ferrite, azul ferrite verde
y amarillo ferrite.
- Resinas isoftálicas que son resistentes a las soluciones
ácidas.
- Un espesor importante en el recubrimiento del techo,
más allá de lo necesario por resistencia mecánica, para
prolongar la vida útil del elemento aún sin mantenimiento de pintado.
Las precauciones antedichas garantizan una duración de
10 a 15 años sin ningún tipo de conservación. Si se realiza el correspondiente pintado de mantenimiento no
hay problemas de deterioro como lo indican la experiencia de las embarcaciones de este material que superan largamente los 30 años de uso en las peores condiciones.
Características y especificaciones
especiales de los materiales
EUROCASA
Resina poliéster: No inflamable y con retardante de
llama.
Densidad del poliuretano: 30 kg/m3
Características del adhesivo: resinas poliéster Tereftálicas, no inflamables.
Peso del panel de muro por m2: 14 kg/m2
Peso del panel de techo por m2: 10 kg/m2
Consideraciones sobre la durabilidad
Las causas del posible deterioro de los laminados de
PRFV a la intemperie pueden resumirse en el comportamiento de los componentes de las superficies expuestas
a los ataques de la radiación ultravioleta (UV), a soluciones ácidas, y a las acciones abrasivas, en distintas condiciones de temperatura. Para protegerse se cuenta con
recubrimientos protectores que deberán soportar estas
condiciones. En el común de los casos estos están constituidos por dos componentes: color y aglutinante o vehículo. El color lo aportan los pigmentos que deberán
ser inorgánicos ya que estos son los encargados de reflejar la luz y proteger el aglutinante que es orgánico.
Los rayos UV no afectan a los compuestos inorgánicos.
A su vez el aglutinante o vehículo debe ser resistente a
Descripción general
El sistema Eurocasa, fig. 23, cuenta con C.A.T. desde
1994, y ha sido aprobado por el INPRES para construir
viviendas en planta baja en todas las zonas sísmicas. Está basado en el acople de paneles portantes, formados
por dos placas, la exterior de terciado fenólico y la interior de yeso, separadas por una capa de espuma de poliuretano expandido. Ver fig. 24.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 23: Vivienda en planta baja. Sistema EUROCASA
282
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1
Panel unificado
de tres elementos
entre columnas
2
3
1,22
m
2,44 m
4
5
1
2,44 m
7
6
2
3
4
1,22 m
Vista frontal
Sección vertical
Sección Horizontal
7
6
12,5 cm
7
49,5 cm
5
5
6
4
8 cm
Referencias:
Referencias de los detalles
1. Perfil de unificación 40-80-40
2. Tornillo de fijación Ø 6 mm
3. Bastidor horizontal 30-50-30
4. Placa de yeso
5. Poliuretano inyectado
6. Terciado fenólico
7. Bastidor vertical 30-50-30
Fig. 24: Esquema del panel de muro
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Planchuela rigidizadora panel-panel
Planchuela rigidizadora panel-columna
Columa de esquina
Panel tipo de 1,22 m
Platea con viga y pilotines
Planchuela rigidizadora panel-platea
Tornillos de fijación.
Fig. 25: Axonométrica de muro entre columnas de acople
Estos elementos se vinculan a un bastidor de perfiles de
chapa doblada de tal manera que conforman la longitud
deseada de muro. Ver fig. 25. Estos paneles se vinculan
mediante columnas de chapa, rellenas de poliuretano,
en forma de H que permiten el encastre. El sistema permite la utilización de cubiertas tradicionales. Las cañerías de las instalaciones eléctricas, de agua y gas quedan
embutidas dentro de los paneles.
En la fig. 26 muestra los detalles de juntas horizontales
y verticales que definen el sistema.
Fabricación de los paneles
En fábrica se preparan los bastidores de chapa, con perfiles C, y se revisten con las placas, en ese procedimiento también se procede a la colocación de las cañerías.
Luego se coloca el panel en la prensa de inyección. Allí
se lo fija y se vierte en la cavidad la mezcla reactiva. Esta se expande y llena el espacio entre las placas. El espesor final de la capa inyectada tiene de 5 a 7 cm según
el proyecto y la densidad del aislante es de 55 kg/m3.
Las prensas evitan que el panel se curve.
Fig. 27: Acopio de paneles en fábrica
Los paneles terminados se acopian verticalmente y se
disponen para ser transportados a obra en trailers diseñados al efecto. Ver figs. 27 y 28.
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Detalle de encuentro entre paneles
con el techo y el solado
8
ATICO VENTILADO
9
10
1
Detalle de vinculación entre paneles de esquina
2
3
11
Moldura EPS
EXTERIOR
14
2
INTERIOR
3
11
3
3
15
11
4
5
12
6
EXTERIOR
12
13
7
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Referencias
Cielorraso con rejilla de ventilación
Terciado fenólico y revoque plástico
Placa de yeso
Perfil de unificación 40 x 80 x 40
Bastidor horizontal 30 x 50 x 30
Sellador
Contrapiso de la vereda
Aislación hidrófuga
9.
10.
11.
11.
12.
13.
14.
15.
Lana de vidrio con barrera de vapor
Cielorraso de placa de yeso
Poliuretano inyectado
Zócalo de madera
Junta de Compriband
Platea de hormigón
Parante vertical del bastidor
Columna doble "H" inyectada con poliuretano
Fig. 26: Sistema EUROCASA. Detalle de juntas
Proceso de Montaje
Previa nivelación del terreno se procede a replantear y
ejecutar la platea de hormigón armado según requerimientos del cálculo, fig. 29.
Los paneles de muro pueden ser trasladados y ubicados
en su posición sin emplear equipos pesados. Fig. 30.
En la platea se han dejado sin hormigonar los espacios
para colocar las columnas. Se comienza el montaje por
una esquina en la cual la columna vincula a los paneles
que se encuentran en la misma, fig. 31. Los paneles se
asientan sobre tiras de espuma de poliuretano embebida en asfalto y luego es sellada la junta, fig. 32, cerrando así el paso de agua bajo los paneles. Una vez colocados todos los paneles se procede a verificar su posición
y aplomado, luego se los fija a las columnas esquineras
por medio de planchuelas en ángulo al que se atornillan.
La misma solución se adopta para el anclaje a la fundación. Allí se emplean bulones de 1/2” pulgada.
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Fig. 28: Transporte de paneles sobre trailer
Fig. 31: Montaje de paneles
Fig. 29: Nivelado de la platea de fundación
Fig. 32: Sellado de junta entre paneles y platea
Fig. 30: Movimiento del panel en obra sin maquinaria
pesada
Se comienza en ese momento el llenado con hormigón,
a través de las columnas de los huecos dejados en la platea. Así el relleno de hormigón en la base de la columna sirve de anclaje de la misma que queda embebida en
la fundación. La parte superior de la columna se rellena
con poliuretano.
La fijación del techo, fig. 33, se efectúa con soportes que
vinculan a las cabriadas con el perfil de unificación superior Para ello se emplean tornillos autorroscantes.
Finalmente las paredes exteriores son revocadas con un
revestimiento texturado plástico en base a resinas de tipo
poliester y elástomeros de alto peso molecular, fig. 34.
Conclusión
El sistema ha sido empleado con favorable aceptación en
casas de nivel medio, en zonas templadas, con detalles
de terminación similares a la construcción tradicional. La
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Capítulo 13 25/04/2001 8:43 AM Page 286
Fig. 36: Fábrica de paneles Hy-systems. Sudáfrica
Fig. 33: Estructura de techo apoyada sobre los paneles
Fig. 37: Vivienda mínima. Hy-Systems. Sudáfrica
Fig. 34: Revestimiento texturado plástico sobre los paneles
Fig. 38: Paneles portantes de madera. Los Repollos.
El Bolsón, Río Negro
terminación interior de placa de yeso, el exterior de revoque salpicado, el sonido a sólido de sus muros y el
techo tradicional favorecen su aceptación cultural.
El control de los detalles constructivos y el cumplimiento de las Normas IRAM, garantizarán su durabilidad.
Otros sistemas de Paneles
Livianos Portantes
Fig. 35: Corte de panel portante de núcleo de poliestireno
expandido y caras de fibrocemento
Para ilustrar sobre la gama de variantes que se han desarrollado, se describirán someramente algunos sistemas.
Las figuras 35, 36 y 37 muestran un sistema sudafricano, Hy-Sistems, al que se le otorgó el CAT en nuestro
País en 1994, y que se basa en un panel de caras de fi-
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Capítulo 13 25/04/2001 8:43 AM Page 287
Fig. 41: Montaje de paneles de S. Putalo-oy. Tierra del Fuego
Fig. 39: Cabios del techo. Los Repollos
Fig. 40: Colocación de la barrera de vapor en panel de
Sistema Putalo-oy. Finlandia
brocemento y núcleo de poliestireno expandido de alta
densidad, que se obtiene por medio de adhesivos y
prensados. El muro obtenido es de buena resistencia
mecánica.
En las figuras 38 y 39 se observa el sistema del aserradero “Los Repollos”, del Bolsón, Pcia del Chubut, que
consiste en un panel que tiene tablas machiembradas en
ambas caras fijadas sobre un bastidor de madera. En su
interior se incorpora la aislación térmica. Este sistema
fue desarrollado por el Ing. Ernesto García Olano.
Finalmente en las figs. 40 y 41, se aprecian los paneles
del sistema Putalo-oy, de tecnología y componentes finlandeses con los que se construyeron en la década del
‘80, gran número de viviendas en la Isla de Tierra del Fuego con buen suceso. Los paneles basados en maderas tratadas presentan un revestimiento exterior muy durable ✘
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Capítulo 14 25/04/2001 8:47 AM Page 289
CAPITULO 14
Sistemas Industrializados “in situ”
Introducción
L
os sistemas “in situ” son los que realizan una
parte importante de la obra en el lugar y usan
equipos y máquinas en obra gruesa y terminaciones, para reemplazar la mano de obra. Por esto se los
incluye dentro de los industrializados.
La característica que los define es que las “fábricas” no
son fijas y desaparecen cuando termina la obra. Exigen
una planificación previa ya que a los requerimientos de
la obra en terreno y construcción hay que sumarle los
espacios y movimientos que se necesitan para la fabricación de los componentes.
Hay algunos sistemas “in situ” que no podrían utilizarse en áreas reducidas o en zonas densas de construcción, ya que el uso de grúas y otras máquinas se encarece debido a las prevenciones y trabajos que se deben
realizar. Por lo general, las construcciones cercanas e
instalaciones condicionan su utilización.
Los sistemas “in situ” lo son por el lugar de fabricación,
y no por el peso de los elementos que los componen
como hemos estado viendo hasta ahora con los livianos
y pesados. Son usados para distintos tipos de obras: viviendas, escuelas, hospitales, industrias, etc. Los materiales dominantes pueden ser: hormigón en sus distintas
variantes, acero, aluminio, cerámicos, madera, etc., aclarando que el único límite en el uso de materiales y tecnologías está dado por la imaginación del profesional en
el diseño y producción del sistema. Volviendo a la Tabla
3 del Capítulo 2º se observa que en las clasificaciones
enumeradas en la mayoría de los casos podría incluirse
al sistema “in situ”. Completando la idea: lo que se
puede hacer en fábrica y se hace en obra es un producto “in situ”: vivienda, estructura o cerramientos.
Estos sistemas, anulan el transporte y favorecen el montaje, disminuyen los plazos de amortización de equipos
pero la calidad no es tan controlable como sucede en fábrica, el equipo es más deteriorable y menos durable, el
clima afecta más al sistema y a la mano de obra. En general por esto último los plazos se alargan. No se puede hacer una afirmación de su calidad, las circunstancias
dependen de muchos factores: técnicos, económicos,
climáticos, capacidad del personal, disposición de equipos y otros que definirán su adecuación a cada obra y
lugar.
Clasificación de los sistemas
“in situ”
Por lo expuesto antes es difícil hacer un clasificación de
todas las tecnologías que podrían emplearse, por lo que
hemos optado por hacer un análisis de las que se han
usado en la República Argentina, y que se ordenan en
el Cuadro Nº 1.
1. Sistemas “in situ” con encofrados
Consisten en conformar recintos con superficies encofrantes incluyendo sus armaduras, insertos, cañerías y
carpinterías, procediendo luego al colado del hormigón.
Fraguado éste quedan los muros y losas vinculados en-
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289
Capítulo 14 25/04/2001 8:47 AM Page 290
tre sí y el conjunto es comúnmente la estructura portante de la vivienda, de un gran monolitismo que absorbe
los esfuerzos generados por la aplicación de cargas y sobrecargas. Ver Fig. 1.
Estos sistemas con encofrado son uno de los de mayor
competitividad en la construcción de conjuntos habitacionales y algunos de ellos se encuentran entre los más
usados en las operatorias masivas de viviendas sociales
a nivel mundial. Ver. Fig. 2.
Las superficies encofrantes mayormente son de chapa
de acero de 3 a 5 mm, también se usan en menor escala chapas de aluminio con diversas improntas. La estructura del encofrado con travesaños y parantes de ángulos
o tubos, transfiere las fuerzas generadas por el peso y el
empuje del hormigón volcado.
Las tecnologías del hormigón colado en encofrados
varían con los materiales dosificados y por la ejecución y confección de los planos resistentes.
Cuadro 1
Hormigones
convencionales
Sistemas "in situ"
Con encofrados
Hormigones livianos,
aireados,
con áridos volcánicos
y otros.
Con elementos
prefabricados
“in situ”
paneles,
losas,
vigas,
columnas,
entrepisos,
estructuras en HºAº,
Hº Aº pretensado,
de madera,
acero,
mampuestos,
tableros, etc.
Capas de mortero
sobre mallas
En el primer caso, los materiales pueden agruparse en
los de comportamiento conocido por su uso y reglamentos que los regulan, que llamaremos:
a) Hormigones convencionales y los otros menos conocidos en sus características básicas pero distintos a los
anteriores que conforman un grupo muy numeroso que
aumenta día a día, por la permanente investigación y
que podemos ejemplificar como,
b) Hormigones livianos en su gran variedad, aireados,
de cenizas volcánicas, puzolánicos, gaseosos, con agregados de escorias y muchos otros.
Para la ejecución de los hormigones, también es amplia
la variedad de encofrados ya que depende de: los materiales (pesados o livianos), tipo de obra (hidráulica, vivienda, industrial), movimientos, repetición, etc.
Entre los más usados podemos distinguir:
1. Encofrados para tabiques y mesas para las losas.
2. Encofrados trepadores. Fig. 3.
3. Encofrados semi deslizantes y deslizantes.
4. Encofrados túnel.
Los segundos y terceros casos se usan en obras industriales, viales, hidráulicas y pocas veces en edificios de
viviendas, excepción hecha de tanques, depósitos y
conductos para circulaciones. Requieren de una mano
de obra calificada que sincronice los movimientos del
encofrado, gatos y grúas.
El primer caso se aplica en obras singulares, es de madera y no se repite, armándose para una única obra. Finalmente, los encofrados túnel son los más idóneos para edificios de vivienda repetitivos.
El manejo de los encofrados, su colocación, los huecos,
cierres, pasarelas de trabajo y seguridad y finalmente la
rotación, requieren de personal entrenado. Los errores
son costosos para corregir por el tiempo que insumen y
la posibilidad de accidentes que generan.
Dejando de lado el caso 1) ya que es un procedimiento tradicional bien conocido, analizaremos el sistema,
Fig. 1: Los muros y las losas rígidamente unidos forman la
estructura de hormigón armado
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 2: Conjunto de 600 viviendas en Puerto Rico
ejecutadas en 12 meses con encofrado tunel
290
Capítulo 14 25/04/2001 8:47 AM Page 291
que es un típico caso de racionalización e industrialización en vivienda.
Encofrado túnel para edificios de vivienda
Este sistema permite realizar estructuras formadas por
muros de carga y losas, de tal manera que el hormigonado de ambos se realice en forma simultánea. Como
característica común es que no aparecen vigas o columnas que formen mochetas horizontales o verticales que
son causa de demoras para las terminaciones de paredes y entrepisos. Los paneles metálicos tienen una altura generalmente de 0.50 a 3.0 m, en la Fig. 4 se esquematiza el conjunto. Los encofrados con forma de “U” invertida se colocan uno junto a otro y al verter el hormigón en los espacios entre caras verticales y horizontales
conforman la estructura. Los marcos de las carpinterías
y las cajas de instalaciones e insertos conforman huecos
que se fijan fuertemente al encofrado. Las cañerías ligadas a las armaduras quedan embebidas en el hormigón.
Fig. 5: Cono de extracción
clave
Fig. 6: Esquema del desencofrado tipo “U” invertida
Primera Fase
Segunda Fase
Fig. 3: Encofrado trepador
zócalos
espaldera
red de
seguridad
puntales
separadores
Fig. 4: Esquema del conjunto de encofrados
Para el montaje se parte de zócalos o resaltos, con armadura de cálculo sobre una losa que sirven de referencia y
constituyen el inicio de los muros.
Al realizar el hormigonado aparecen esfuerzos laterales
entre los paneles verticales que son absorbidos por barras de acero (separadores) que se sitúan a tres niveles
en altura y que son recuperables por alojarse en un cono de acero que se extrae. Fig. 5.
El sistema puede variar pero la absorción del esfuerzo
es inevitable ya que de no hacerse habría que incrementar los espesores de las láminas metálicas.
Los esfuerzos verticales sobre los paneles horizontales,
(los de la losa), se transmiten por puntales a los zócalos.
El encofrado tunel se completa con dispositivos de nivelación, ruedas para el desplazamiento y plataformas de
trabajo.
Existen dos tipos de encofrado túnel:
- Los de forma de “U” invertida como único elemento.
El esquema de la Fig. 6 muestra una forma usada para
el desencofrado, mediante una pieza (clave), otra es
usando una articulación “tijera”, Fig. 7.
- Los de dos elementos de forma de “L” invertida (semitúnel) que unidos forman el túnel. Figs. 8 y 9.
En la Fig. 9 pueden apreciarse los paneles horizontal y
vertical, los puntales, las ruedas de desplazamiento, los
tornillos de nivelación, el encofrado para zócalos de
principio de muro, el lateral de la losa y el panel de fondo para el cierre del túnel.
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291
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Fig. 8: Encofrado “L” invertida, semitúnel
Fig. 7: Desencofrado mediante una articulación tijera
Panel horizontal
Panel vertical
Fraguado el hormigón, con los mecanismos del molde
se bajan las superficies encofrantes interiores y las ruedas facilitan el desplazamiento hasta el extremo del túnel donde una plataforma permite correrlo para que lo
tomen los aparejos que lo llevan a la nueva posición.
Los encofrados de “L” invertida son más aptos para
obras de viviendas porque resultan más livianos en el
movimiento y las longitudes de semitúnel son mucho
mayores.
Las paredes de los encofrados deben ir protegidas con
Encofrado de principio
de muro
Lateral de losa
Hueco en losa
Panel de fondo
Puntal
Columna de apoyo
Hueco en
muro
Tornillo de nivelación
Rueda de desplazamiento
Fig. 9: Encofrado semitúnel con componentes verticales y horizontales y piezas de desencofrado y desplazamiento
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
292
Capítulo 14 25/04/2001 8:47 AM Page 293
una película desencofrante, que se aplica con rociador
antes de la colocación de los encofrados.
En los hormigones convencionales para poder desencofrar los túneles en doce horas (tiempo que depende mucho de la masa de hormigón a calentar y enfriar
y de la temperatura ambiente) se hace necesario acelerar el fraguado inicial del hormigón para alcanzar la resistencia mínima necesaria. Cualquier procedimiento de
curado, vapor, aire caliente y estufas que creen una atmósfera de 70°C en el interior de los túneles son suficientes para alcanzarla y lograrlo en mucho menor tiempo.
En los muros de fachada de estos sistemas hay que
resolver la aislación térmica ya que la resistencia
térmica del hormigón estructural es baja. Las soluciones adoptadas para esto van desde: el muro “sandwich” con la aislación incorporada en el proceso de colado, usando capas con aislación que se aplica posteriormente al muro, o en forma tradicional con mampostería. En la Figura 10 se muestran estos casos.
El cálculo de esfuerzos y dimensionado de los componentes está determinado en los Reglamentos CIRSOC.
Con la prevención respecto a la aislación en las fachadas comentada, el hormigón simple (teóricamente sin
refuerzos de acero) para edificios de no más de tres
plantas es una solución económica por su poca armadura y aptitud resistente ya que no hay esfuerzos de izado
ni de montaje como en los paneles premoldeados. En algunas obras, de PB y un piso alto, con muros de hormigón simple y armaduras mínimas construidas hace ya
unos cuantos años, no se observan fisuras u otras fallas
de tipo estructural.
Las elementos estructurales se calculan y ejecutan de
acuerdo a las fórmulas y prescripciones de los reglamentos mencionados. En el caso del hormigón simple,
se establecen armaduras y espesores mínimos de acuerdo a la clase de hormigón y la continuidad o no de las
losas que en ellos apoyan.
Reiteramos que en todos los casos debe existir una armadura mínima y que debe haber en los muros de hormigón simple un encadenado perimetral para los esfuerzos horizontales y la contracción del hormigón.
Los esquemas estructurales de las plantas son los que
utilizamos en la construcción tradicional.
Los arriostramientos para acciones horizontales de viento y sismo son los mismos tabiques y las uniones de losas y tabiques son continuas a lo largo de la junta lo que
hace bien definida la situación tensional y en consecuencia la determinación de la armadura resistente.
Respecto a los que denominamos b) Hormigones livianos, aireados, con agregados volcánicos y otros,
hay sistemas “in situ” que los usan.
Hormigón
armado
Barrera
de vapor
Ext.
Aislante
a) Muro sandwich
de hormigón
y aislante
Capa interior
(Madera, siding
placa de hormigón)
Barrera
de vapor
Ext.
Aislante
Hormigón
armado
b) Solución inconveniente.
La aislación debería
proteger al hormigón portante
Hormigón
armado
Ext.
Barrera
de vapor
Aislante
Mampostería
c) Solución correcta
para zonas templadas
Fig. 10: Algunas soluciones para muros de fachada
En el Capítulo 6 efectuamos un análisis de los materiales y métodos para prefabricar paneles y losas con ellos
cuyas peculiaridades ya analizamos. Lo que varía es la
ejecución en obra por lo que deben ajustarse a los requisitos que esta forma constructiva plantea. Reglamentariamente el uso de los hormigones livianos de estructura compacta se rigen por las prescripciones del CIRSOC 201 y 202 y la norma IRAM 1567 de agregados livianos para hormigón estructural. Lógicamente no contemplan éstos la amplia variedad de materiales que ofrece el mercado. No se impide sin embargo trabajar con
ellos, el camino a seguir es: Efectuar estudios del material, ensayos y experiencias realizadas, elementos
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Capítulo 14 25/04/2001 8:47 AM Page 294
verificados, viviendas construidas, reglamentos
existentes en otros países, aprobaciones técnicas
conseguidas y diseños tecnológicos adecuados de
elementos y viviendas.
La arcilla expandida tipifica el procedimiento mencionado ya que desde hace más de treinta años se usa en el
país con gran aplicación en sistemas constructivos, pero
previamente y para cada uso se implementó un sistema
que garantizara el cumplimiento de los requisitos que
para cada producto (vivienda, aislación, resistencia, etc.)
se exigen.
Cuando se trabajó con agregados puzolánicos los resultados de su uso fueron disímiles, como al tratar los
requisitos de durabilidad se hizo notar. Si se efectuó un
estudio previo con ensayos de distintas muestras y canteras, reacciones químicas con otros materiales, dosificaciones adecuadas y otras verificaciones necesarias, no
hubo problemas. Por el contrario cuando no se hizo así,
el fracaso constructivo del hormigón acompañó a la
obra, y al poco tiempo de la finalización, empezaron las
reparaciones.
Entre los hormigones gaseosos generados con sales
de aluminio y arenas finamente molidas, colados en
moldes metálicos verticales se producen en altura, zonas de distintas densidades, más densas abajo y menos arriba, variando en consecuencia sus resistencias térmicas y su capacidad aislante.
Además la retracción de este hormigón se mostró
excesiva. Por este motivo en Europa sólo lo cuelan para la fabricación de paneles en moldes horizontales
minimizando este comportamiento. Los hormigones gaseosos de origen europeo se trabajan con tecnologías
particulares y en fábrica.
Otra variante utilizada con encofrados es el hormigón
“no finess”, sin finos, de origen inglés, elaborado sin
arena y que conforma una estructura de gruesa porosidad, con la particularidad de no ejercer presiones apreciables contra los encofrados. La experiencia en el país
se reduce a la construcción de prototipos.
2. Sistemas “in situ” con elementos
prefabricados
Una alternativa cada vez más usada en la industrialización y donde las condiciones, principalmente climáticas
lo permiten, es la elaboración de elementos prefabricados al pie de obra. Las ventajas que se logran es la eliminación del transporte y el manipuleo de estos elementos siempre sujetos al riesgo de deterioros por golpes, caídas o corte de cables.
Consiste en la fabricación de componentes: paneles, vigas y losas en galpones o tinglados próximos al terreno
de la obra. El utilaje ya no es el molde completo sino
Fig. 11: Moldeo de una losa de 8 x 4 m alivianada con
casetones de poliestireno expandido. Sistema PRENOVA
Fig. 12: Moldeo de paneles de pared en batería con
ladrillos comunes. Sistema PRENOVA
parte de él. Figs. 11 y 12. (S.C. PRENOVA).
En el sistema de grandes paneles, en muchos casos, las
losas de entrepisos y techos desde hace ya tiempo se fabricaban al pie de obra.
La colocación del aislante en la parte superior de la losa o la no necesidad del mismo, la escasa cantidad de
insertos y sin carpinterías complicadas hacen conveniente este criterio. Hoy en día la obligación de bajar costos
para competir, la menor inversión en equipamiento para la producción y montaje ha hecho que los cerramientos verticales también se produzcan en fábricas más pequeñas eliminando el transporte y también su riesgo.
El diseño tecnológico de los elementos debe adecuarse
a las condiciones de ejecución en obra, a la imposibilidad en muchos casos de tener piezas salientes para
uniones entre paneles y losas o con fundaciones. Los
perfiles de las carpinterías, y los pases de las instalaciones se ven igualmente condicionados a la producción
“in situ”.
La producción en batería horizontal de grandes elementos requieren el uso de perfilerías de bordes distintos a
los de fábrica y la superposición de los mismos en pilas,
debiendo asegurar el fácil despegue entre ellos en el de-
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Fig. 14: Paneles y cabriadas de madera fabricados en obra
En la Fig.14 se observa la fabricación del bastidor y tableros de cerramiento en una vivienda de madera individual y de simple diseño. Las cabriadas se elaboraron
igualmente en la obra.
3. Sistemas “in situ” con capas de morteros
sobre mallas.
Fig. 13: Fabricación de placas de HºAº en obra (CIBECO)
sencofrado. La separación de las superficies de los elementos ya fraguados se efectúa de distintas maneras recurriendo a films de polietileno, PVC o más eficientemente con aditivos químicos.
La construcción “in situ” de pequeñas placas de premoldeados de hormigón puede ser muy conveniente con esta tecnología de producción, ya que no requiere generalmente equipos importantes para su movimiento y colocación definitiva. Ver Fig. 13, S.C. CIBECO.
En sistemas constructivos de madera la prefabricación
“in situ” de elementos es usada con frecuencia en viviendas individuales, ya que aún cuando los elementos
son livianos, el transporte se encarece por el volumen
de los mismos. El armado de paneles y cabriadas sólo
requiere de herramientas manuales, de poco peso y sierra circular o sinfín pequeña.
Las uniones de la madera las provee la industria metalúrgica, desde los clavos hasta cualquier unión imaginada entre componentes. En el mercado, el diseñador la
encontrará resuelta en forma segura y económica.
A fines del siglo pasado Rabitz y Monier, sobre una red
ortogonal de varillas de hierro fijaban metal desplegado
y aplicaban sucesivas capas de variados morteros para
conformar muros divisorios y exteriores. Nervi en las décadas del ‘50 y ‘60 diseñó con tecnología similar atrevidas estructuras.
En 1968, en el Centro Experimental de la Vivienda Económica (CEVE), de la provincia de Córdoba, los Arqs. H.
Berretta y H. Massuh, P. Stieffel y E. Latzina, racionalizan
paneles de pared y techo y construyen un primer prototipo fabricando los paneles en taller.
En 1969 uno de los autores que escriben estas líneas
junto con los arquitectos Berreta y Ruiz Martínez, manteniendo las mismas pautas constructivas señaladas y
agregando el aislante térmico, desarrollaron el sistema
Ferrocemento al que se le otorgó el Certificado de Aptitud Técnica en la Secretaría de Vivienda.
En la actualidad con máquinas para fabricar las mallas,
conformar los paneles con el aislante colocado y aplicar
los morteros, el sistema se ha industrializado mucho y
difundido en el mundo con tecnologías norteamericanas
y europeas.
El objetivo básico es el mismo: obtener un muro con capacidad resistente a acciones verticales y horizontales,
resistencia térmica y acústica y durabilidad suficiente.
Las ventajas del sistema son: liviandad de los componentes para el transporte, uniones simples, fácil eliminación de puentes térmicos, viviendas livianas aptas para
zonas sísmicas, flexibilidad para el diseño, adecuada re-
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Capítulo 14 25/04/2001 8:47 AM Page 296
sistencia estructural de muros y techos, elementos ensayados favorables y la existencia de muchas viviendas de
durabilidad comprobada.
Como inconvenientes no insalvables: el uso correcto de
mezclas en el diseño del muro (los morteros muy ricos
en ligantes originan fisuraciones), consumos altos de
morteros por máquinas de aplicación inadecuadas, mano de obra experimentada en la colocación de morteros
(plomo, línea, espesores constantes), condicionamiento
climático en zonas de fuertes vientos y temperaturas extremas, etc ✘
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
296
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 297
CAPITULO 15
Sistemas “in situ” desarrollados en la República Argentina
FERROCEMENTO
(Arqs. H. Berreta - F. Ruiz Martínez - Ing. H. Mac Donnell y Centro
Experimental de la Vivienda Económica, CEVE de Córdoba, 1969). (Fig. 1).
Descripción
E
l sistema está constituido por grandes armaduras
metálicas, hechas en taller (obra seca), que contienen placas aislantes de poliestireno expandido y llevan incorporadas los marcos de carpintería metálica, cañerías y accesorios de las instalaciones. Ver Fig. 2.
Cada armadura es una parte de pared o techo que se
une por soldadura en obra para ser revocadas posteriormente con mantos de concreto (obra húmeda) que finalmente conforman la obra gruesa y algunas terminaciones de la vivienda.
Elementos del sistema
Fig. 1: Sistema Ferrocemento.
Ocho viviendas en Talar de Pacheco
Paredes y techo
Son armaduras integradas por vigas de celosía de
2 ø 8 mm y escalerilla de ø 4.2 mm, colocadas cada metro en los muros y cada 0.50 m en los techos, perpendicularmente al plano de las superficies de muro y techo.
A ambos lados de las vigas se sueldan mallas electrosoldadas de 0.15 x 0.15 m y diámetro ø 4.2 mm. La separación entre mallas es de 0.068 m y entre ellas se colocan placas de poliestireno expandido de 0.025 m de espesor (Fig. 3). Unidas a las vigas de celosía o a las mallas, se colocan los marcos de carpinterías, cañerías y cajas. Para el caso del techo también se reemplaza la malla inferior por metal desplegado y la superior con bovedillas o se forma un ático ventilado con una cubierta
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 2: Paneles fijados por soldadura en espera de los
mantos de mortero
297
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 298
2
1
3
4
3,5
2,5
9,5
3,5
1
1. Mortero
2. Malla electrosoldada φ 4,2 mm c/ 15 x 15 cm
3. Escalerilla 2 φ 8 mm y estribos de 4,2 mm
4. Poliestireno expandido
5
5. Refuerzos 2 φ 8 mm
2
3
4
5
6
1. Chapa de la cubierta
2. Perfil guía de borde
3. Malla electrosoldada
4. Metal desplegado
5. Lana de vidrio
6. Revoque a la cal o yeso
1
2
3
Fig. 5: Unión de panel a la chapa del techo
5
5
Fig. 3: Tramo de panel
Fig. 6: “Pulpo” eléctrico en pared y techo
1. Escalerilla ø 8 mm
2. Malla electrosoldada ø 4,2 mm (15 x 15 cm)
3. Estribos de 4,2 mm
4. Soldaduras c/ 40 cm
3
de chapa galvanizada conformada y autoportante. En este caso las barras de las vigas de celosía deben ser dimensionadas por cálculo.
En forma similar se arma el panel sanitario con caños de
hierro galvanizado.
Para la instalación eléctrica se conforma el “pulpo eléctrico” con caños plásticos flexibles (Fig. 4). Antes de revocar se prueba la instalación.
4
Montaje
1
2
Fig. 4: Unión lateral
Los elementos descriptos elaborados se trasladan a obra y
por soldadura se unen entre sí con las barras de anclaje
de la fundación, y la platea de HºAº, ya efectuada. Fig. 5.
Ubicadas las paredes en su lugar definitivo se sueldan
los perfiles metálicos y guías de borde, en las armaduras de frente y contrafrente. Apoyada en los paneles laterales se suelda la viga metálica cumbrera.
Los perfiles de borde y la cumbrera reciben las chapas
conformadas autoportantes.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
298
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 299
sadores soldados inclinados entre mallas creando una
estructura nueva para la repartición de esfuerzos en las
capas de morteros. Las máquinas revocadoras son más
aptas hoy en día y consecuentemente más económicas.
1
2
3
4
Vivienda SEMILLA
Centro Experimental de la Vivienda Económica
(CEVE) de Córdoba. Fig. 8.
5
7
6
Descripción
8
9
10
Referencias
1. Revoques esp. 3,5 cm
2. Refuerzos ø 8 mm
3. Malla electrosoldada
4. Telgopor 25 mm
5. Anclajes 2 ø 8 mm
6. Zócalo
7. Piso
8. Contrapiso
9. Platea de hormigón
10. Terreno natural
Fig. 7: Anclaje entre panel y fundación
En la totalidad de las armaduras metálicas y sobre ambas caras se aplican las capas de mortero de cemento y
arena 1:3 que cubren las barras de las mallas. Alcanzados los espesores de 2.5 cm en las capas se termina con
un mortero de cal hasta llegar a los 3.5 cm de espesor
total para cada capa.
En ensayos realizados con la Norma ASTM C-236 la
transmitancia térmica de un muro de pared era K = 1.12
Kcal/m2h + 10% y sin condensaciones para las zonas
templadas y cálidas.
Este sistema siguió desarrollándose en el Centro Experimental de la Vivienda Económica (CEVE) de Córdoba,
con la Dirección del Arquitecto Horacio Berreta, patentado bajo el Nº 218692, compartiendo la titularidad con
los Arqs. Massuh, D. Pipa y G. Bosio, el mismo continúa
en uso.
La bondad del sistema está demostrada por la durabilidad de las viviendas construidas, pudiéndose comprobar luego de más de treinta años de uso. También demostró la adaptabilidad a obras masivas por su calidad
y precios, dudas que existían durante el desarrollo de
sus componentes.
Los inconvenientes que se podrían señalar son los expresados anteriormente y en forma general a esta metodología de construcción.
Hay que agregar que la tecnología sobre el mismo principio, lleva a reemplazar las escalerillas mediante los pa-
Son edificios de planta baja que se construyen con placas de cerámicos armados y ventanas de hormigón que
se anclan a las fundaciones. En su parte superior se abulonan a una viga metálica, “collar” que recibe las vigas
y correas del techo. La aislación térmica está prevista y
la cubierta es de chapas metálicas onduladas. Las terminaciones son las tradicionales y las instalaciones se resuelven en paneles o módulos sanitarios, bloque cloacal
y para la electricidad se usan los conocidos “pulpos
eléctricos”.
La ejecución de la vivienda se efectúa progresivamente
en tres etapas bien definidas. Con los componentes ya
fabricados en obra o en taller comienza la primera etapa que consiste en el montaje en seco de las placas,
vigas reticuladas, puertas y ventanas y techo de chapa.
La segunda etapa es la del montaje húmedo con el
tomado de juntas entre placas y la realización de los nervios horizontales inferiores que aseguran la estabilidad
estructural.
Con estas etapas completas el futuro usuario tiene
la posibilidad de ingresar a la vivienda con seguridad estructural e instalaciones a un bajo costo y en
tiempos reducidos, objetivo básico del proceso.
La planta básica tiene como muros interiores sólo los
que limitan la superficie del baño ubicado en un ángulo de la misma.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 8: Viviendas terminadas en primera y segunda etapa
299
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 300
Luego, comienza la tercera etapa a cargo del usuario
quien decide cuándo y cómo hacerla, comprendiendo
tareas tales como revestimientos, aislaciones, cielorrasos
y otros.
Elementos del sistema
La vivienda se construye sobre una plataforma de hormigón armado de 0.04 m de espesor enmarcada en una
vereda de HºAº de 0.65 x 0.12 m que contiene una viga
de 0.20 x 0.08 m con 4 ø 8 y estribos ø 4.2 cada 0.20 m.
En la viga se han previsto anclajes para la sujeción de
los paneles, ver Fig. 9.
Placas para muros y tabiques
Las placas son de cerámica armada de 2.40 m de alto
por 0.43 m de ancho y 0.035/0.055 m de espesor según
el ladrillo utilizado y un peso total de 45 a 50 kg. Están
armadas con 1 ø 4.2 mm como armadura entre ellas
(Fig. 10). Se vinculan a una estructura reticulada de vigas que rigidizan el plano superior contra las acciones
1,15 m
1,15 m
1,15 m
1,15 m
Fig. 11: Fabricación de placas de cerámica armada en el
Sistema Semilla. CEVE
1,15 m
0.12 m
1
0.14 m
2
6,11 m
A
3
Detalle de un
gancho de sujeción
4
0.20 m
B
0.08 m
6,11 m
Detalle de la
viga perimetral
0.50 m
0.12 m
4
0.80 m 0.45 m
6
7
1
2
Detalle de vereda
1.77 m
0.85 m
3.05 m
Referencias
Planta
Sección A-B
Puerta
5
4
3
2
1
1. Vereda perimetral
2. Viga de encadenado inferior
3. Plataforma hormigón 1:3:3
4. Ganchos de sujeción
5. Terreno natural
6. Trinchera sanitaria
7. Conexión cloacal bajo viga
Fig. 9: Planta de la platea de fundación de hormigón armado. Sistema SEMILLA
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
300
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 301
cubierta de chapa lisa
perfil normal L 1"
Planchuela
perfil normal L 1"
viga reticulada
o.43
Bovedilla
1.55 m
Nervio de encofrado
1.55 m
1.55 m
1.55 m
Vista de cabriada
6.20 m
viga 1- perímetro
Hierro ø 4,2 mm
2.40 / 2.36
Nervio de encofrado
6.20 m
Hierro ø 4,2 mm
tensor
viga 3 - correa
viga 2 - tímpano
Placa de bovedilla
viga baño
viga baño
Corte transversal
viga 2 - tímpano
Planta
Hierro ø 4,2 mm
plataforma de hormigón
Fig. 13: Planta de la estructura
Elevación
Fig. 10: Planta y corte de la placa de cerámica armada
de viento y sismo y en la parte inferior con los anclajes
de la fundación. Las placas y ventanas se fabrican en la
actualidad en taller, pero pueden hacerse en obra, como
se hacían en el sistema BENO (también desarrollado en
el CEVE), antecedente inmediato del semilla. Fig. 11.
6,20 m
.15 m
.15 m
Estructura metálica de vigas reticuladas
Vista superior y lateral
Está compuesta por vigas perimetrales, vigas tímpano,
correas y tensores calculadas para las acciones reglamentarias gravitatorias, de viento y sismo. Estas vigas se
unen mediante soldadura. En la Fig. 12 se muestran detalles de la viga perimetral y en la Fig. 13 una planta típica de estos elementos.
Fe Ø 8
Fe Ø 10
Fe Ø 8
Fe Ø 6
Fe Ø 8
Fe Ø 10
Sección
Axonométrica
12
5
150
mm
50
mm
Uniones entre elementos
Fe Ø 6
Fe Ø 8
m
m
Detalle del cabezal
Fig. 12: Viga perimetral. Sistema Semilla, CEVE
La Fig. 14 muestra algunas de las uniones más frecuentes en el sistema.
Montaje de la vivienda
Formando un diedro en las cuatro esquinas con las placas, apuntaladas y aplomadas se apoya la estructura me-
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301
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 302
10 cm
14 cm
Unión entre placas del tramo
Cordón inferior de
la viga perimetral
Planchuela de 3mm
y gancho de fijación
Placa
Unión entre placa y ventana
Cordón inferior de
la viga perimetral
Planchuela de 3 mm
y gancho de fijación
Fig. 16: Placas de muro del baño abulonadas a la viga
superior. Sistema Semilla. CEVE
Placa
Unión en esquina
Molde de chapa doblada para
llenado de columna
Columna llenada con
mortero 1:3:3 + grancilla 1-3
Placa
Unión entre
placas y viga
Fig. 14: Diferentes tipos de uniones. Sistema Semilla. CEVE
Fig. 17: Colocando una ventana. Sistema Semilla. CEVE
Fig. 15: Comienzo del montaje de una vivienda. Sistema
Semilla. CEVE
tálica de vigas de borde, tímpanos, correas y tensores
arriostrantes (Fig. 15). Materializadas las uniones entre
placas y elementos metálicos, previa verificación de la
escuadría mediante los tensores se comienza la colocación del resto de las placas exteriores. Esto se ejecuta
con los ganchos galvanizados, planchuelas, arandelas
reforzadas y otros elementos. Terminado el cerramiento
vertical exterior puede iniciarse el techado con las chapas galvanizadas. Se perforan las chapas en correspondencia con la posición de las vigas y se sujetan mediante los ganchos con arandelas de neoprene y plomo.
Resta la colocación de las placas del muro del baño abu-
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 303
lonadas a la viga superior Fig. 16 y la materialización
del tabique sanitario y el block cloacal que llegan prearmados a la obra.
Sigue la colocación de ventanas y puertas (Fig. 17).
Posteriormente se procede al tomado de las juntas en
cada unión de placas y el llenado de los nervios en las
esquinas previa colocación de la armadura y usando un
pequeño encofrado metálico que se apoya en los nervios. Por último se cuela el hormigón en el cordón inferior reforzándolo con una varilla ø 8 que vincula los anclajes de la fundación fijándola con ataduras de alambre.
La terminación con pintura es la tradicional en la construcción.
a
un
Fig. 18: Conjunto de viviendas con el sistema PlastBau
en Río Grande
Conclusión
El sistema constructivo Semilla es un caso atípico de
construcción industrializada, ya que parte importante de
la obra queda a cargo del usuario, pero el conjunto de
la obra completa es la que comentaremos.
Obviaremos el análisis técnico del sistema, ya que sus
componentes han sido probados en numerosas construcciones del CEVE y están formados con materiales conocidos como el ladrillo o bovedillas, hormigón y acero. Las fundaciones no comunes podemos suponer que
debido a cargas gravitatorias bajas y de viento y sismo
no importantes no tienen problemas de seguridad. De
cualquier forma es un tema que debe analizarse con cuidado debido a la variedad de suelos que se presentan
en el país. Existiendo la comprobación de no haber inconvenientes en las viviendas ya construidas, la durabilidad estaría cubierta. Pensamos que es el fin el que avala este tipo de desarrollo. Llegar a un sector social sin financiación privada y muy poca pública, y darle en corto plazo una “semilla” de vivienda a bajo costo, motiva
al usuario a terminarla pero ya con un techo para su familia. La vivienda una vez terminada puede ser una “vivienda digna”.
Es factible en el sistema industrializar más su producción
para el caso de operatorias masivas.
Fig. 19: Armado de fachadas con PlastBau en encofrados
túneles
Sistema Constructivo PLASTBAU
núcleo de poliestireno expandido. Las máquinas para
prefabricar estos elementos son sencillas y de buena
productividad. Cualquier proyecto de vivienda puede
resolverse, es un sistema con una gran flexibilidad de diseño (Fig. 18). Los paneles livianos abaratan el costo del
transporte a obra y también su colocación, sin requerir
equipos pesados para su movimiento.
Colocados los morteros, el conjunto de paredes y entrepisos obtenido es de una gran resistencia estructural, liviano y de excelente aislación térmica, lo que lo hace apto para todas las zonas sísmicas y bioambientales del país.
Este método constructivo es también apto para ser empleado como cerramiento en fachadas de encofrados túnel. Fig. 19.
DYCASA - DRAGADOS Y CONSTRUCCIONES ARGENTINA S.A.
Elementos del sistema
Descripción
El sistema PlastBau forma parte de una familia de procedimientos constructivos desarrollados en los Estados
Unidos y desde la década del ochenta difundidos en Inglaterra, Francia, Alemania, Australia, Italia y Suiza. El
fundamento básico es el que definimos como capas de
morteros aplicadas sobre mallas electrosoldadas, unidas
Paneles compuestos por planchas de poliestireno expandido de 7/10 cm de espesor y 12-15 kg/m3 de densidad y dos mallas de ø 3 mm / 100 mm que se unen
entre sí mediante conectores de acero galvanizado
ø 3 mm que atraviesan el poliestireno y se sueldan a
ellas, ver Fig. 20. Los paneles de 1,20 m de ancho se arman en fábrica con la máquina que se ve en Fig. 21. La
altura de los paneles es igual a la altura entre plantas y
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
303
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 304
Panel PlastBau
B
2
3
Altura variable
1
A
la unión entre ellos se realiza en obra por superposición
de las mallas contiguas. Si fuera necesario el panel sale
con la barrera de vapor incorporada (pintura asfáltica).
El tercer elemento integrante del panel son las dos capas de “microhormigón” de 3 cm de espesor cada
una. El microhormigón es una denominación adoptada
para un mortero con arena de un tamaño máximo fijado,
de calidad controlada y que durante el estudio del material fue sometido a distintos ensayos que permitieran asegurar su capacidad como elemento estructural.
Para techos y entrepisos se utilizan variantes del panel
de muro o forjados prefabricados compatibles con los
muros, es decir con las dos capas como apoyo.
Tipología constructiva
1. Poliestireno expandido
2. Malla metálica 100.100.3.3
3. Conector galvanizado
Sección B
1.20
0.94
0.10 0.10 0.10
Sección A
Fig. 20: Composición de paneles del sistema PlastBau
Los paneles PlastBau se usan:
a) Para edificios de hasta dos plantas (sin estructura independiente).
b) Como cerramiento de fachadas.
c) Para divisiones interiores.
También se adaptan para obras de pequeño y mediano
volumen ya sean de vivienda, escuelas, hospitales y
obras industriales.
Ensayos realizados
En España y en Argentina se realizaron gran cantidad de
ensayos con resultados satisfactorios para los requerimientos de una vivienda. Entre otros pueden mencionarse: compresión, flexión, impacto duro y blando, durabilidad de mallas, de flexión de paneles y forjados,
cargas excéntricas, de aislamientos y acústico, etc.
La transmitancia térmica del muro PlastBau con aislante
de espesor 7 cm es:
K = 0.47 W/m2 °C (s/N.Iram 11601)
Montaje
La fundación requiere una zapata corrida con una viga
de encadenado que deje varillas de 6 mm en espera ca-
Fig. 21: Fabricación de paneles. Vista de la máquina de
soldar. Las cajas numeradas tienen los conectores que se
inyectan en el poliestireno por sistemas neumáticos
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 22a: Apuntalamiento de los paneles asegurando su
alineación y verticalidad
304
Capítulo 15 25/04/2001 8:58 AM Page 305
Fig. 22b: Alineado y aplomado de paneles. Sistema PlastBau
Fig. 24: Proyección de microhormigón
Fig. 23a: Apertura de canaletas mediante aire caliente
Fig. 23b: Instalaciones de electricidad y sanitarias
da 30/50 cm para vincular los paneles. Las paredes externas e internas se montan con los elementos de apuntalamiento y aplomado tradicional. Fig. 22a y 22b.
Sigue el montaje con la colocación de carpinterías especialmente diseñadas para evitar condensaciones por
puentes térmicos. Se procede simultáneamente a la colocación de la cañería y accesorios de las instalaciones.
Fig. 23a y 23b.
Comienza entonces la proyección mecánica o manual
del “microhormigón” en capas hasta alcanzar los 3 cm
de espesor en cada cara (Fig. 24). Una vez fraguado el
mortero quedan conformadas dos láminas resistentes estructurales. Por esto las especificaciones de dosificaciones, espesores y formas de proyección son estrictas. La
granulometría de la arena es importante ya que no sólo
afecta la resistencia del mortero sino que puede dificultar el bombeo del material. Las capas de mortero se aplican en dos veces y ya colocado es muy sensible a las
temperaturas extremas de frío y calor. El viento fuerte
afecta el fraguado y también la limpieza del mortero. La
terminación de la superficie se hace con revestimientos
o pinturas adecuadas.
Las Figs. 25 y 26 muestran detalles constructivos de algunos encuentros de elementos.
En la aplicación del sistema no se han presentado inconvenientes que afecten a la calidad de la obra. Los paneles producidos por la máquina se ajustan al diseño de
los mismos y los conectores soldados entre las mallas
materializan la estructura metálica rígida buscada. En los
paneles no se notan deterioros en el aislante. El mortero aplicado se ajusta también a lo previsto y se realizan
controles en su producción.
Como dijimos antes, la mano de obra juega un papel importante en el aplomado, línea y terminación de las capas de morteros y hace la diferencia que se aprecia a veces en distintas obras de la misma empresa. Para evitar
el desperdicio del mortero además de la mano de obra,
influye el funcionamiento de la máquina revocadora pa-
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150
mm
150
mm
4
150
mm
150
mm
2
3
3
150
mm
5
150
mm
1
5
150
mm
2
150
mm
3
Referencias
Encuentros
entre muros
1. Poliestireno expandido
2 . Malla metálica 100.100.3.3
3. Armadura de unión ø 3/100
4. Muro
5. Cubierta con malla según cálculo
2
Encuentros entre
losas y muros
Fig. 25 y 26: Detalles de distintos tipos de encuentros en el sistema PlastBau
ra que no se produzca un impacto violento del material
contra la superficie del poliestireno y caiga al piso. En
alguna obra visitada en España pudimos apreciar este
inconveniente.
El espesor de 7 ó 10 cm del aislante y la prevención de
evitar puentes térmicos aseguran un correcto funcionamiento higrotérmico.
Las terminaciones superficiales son de revoque fino a la
cal, distintos enlucidos, salpicados cementicios, revestimientos plásticos, etc.
Sistema Constructivo PentaWall
Descripción
Está basado en el uso de paneles formados por dos mallas de acero electrosoldadas de alta resistencia, unidas
por tensores de alambre galvanizado y una placa de poliestireno expandido (EPS) entre las mallas.
Sobre una platea o vigas de fundación se montan los paneles a través de las barras de anclajes y entre sí con mallas de unión dando continuidad al acero. Se colocan las
cañerías y marcos de carpintería.
Proyectado el conjunto con el mortero, queda conformada una estructura monolítica apta para absorber esfuerzos verticales y horizontales. Las instalaciones y terminaciones de muros, piso y techo son las tradicionales.
La planta de producción está instalada en Pilar, Pcia. de
Buenos Aires y cuenta con el equipamiento y asistencia
técnica de EVG de Austria. Si bien no podemos hablar
de un sistema de desarrollo nacional, cuenta con una fábrica en el país, y creemos que representa una ampliación de lo ya conocido en nuestro medio.
Puede ser empleado en cualquier tipo de edificios y
cuenta con el Certificado de Aptitud Técnica (CAT) otorgado por la S.S. de Vivienda para PB y cuatro pisos altos. La Fig. 27 muestra una vivienda con el sistema.
Elementos del sistema
Los paneles “standard” de muros son de 1.20 m de ancho por 2.70 m de alto con espesores de poliestireno expandido de 50 mm y 100 mm; la cuadrícula de la malla
es de 50 x 50 mm y el espesor de las barras es de 3 mm.
En el caso de losas, la cuadrícula y el diámetro de las
barras se mantienen pero el espesor del poliestireno es
de 100 mm y la altura de los paneles es de 3.20 m. Los
conectores entre mallas, “cross-wires”, son en ambos casos de ø 3.8 mm.
Fig. 27: Vivienda construida con el Sistema PentaWall
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
306
Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 307
marco de la carpintería
12 / 18
malla MU 2 / MU 1
(según corresponda)
Poliestireno expandido removido
para amure de las grapas del marco
Fig. 28: Corte de un panel PentaWall
Fig. 31: Detalle de fijación de carpinterías (jambas)
malla ML1
malla ML2
Barras ø 10 mm
Material epoxi
Aislación hidrófuga
Fig. 29: Detalle de encuentro de esquina. Sistema PentaWall
12 / 18
Mallas según cálculo
malla MI 1
malla ML2
12 / 18
Fig. 32: Detalle de unión de muros a la fundación (corte)
malla ML2
Fig. 30: Encuentro de muro exterior con tabique interior
Las vinculaciones entre mallas son para muros de 100
por m2 y para losas de 200 por m2.
Para las uniones de los componentes se usan cortes de
mallas que han sido normalizadas y se entregan con los
paneles metálicos.
En la Fig. 28 se observa una axonométrica de un muro
completo con el mortero aplicado.
Se suministran tablas para ayuda en el diseño con las características técnicas de los paneles y de las mallas de
unión.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
307
Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 308
Mortero resistente
El mortero de las capas es 1:3, cemento-arena, en espesores de 3.5 cm y podría agregarse en la capa exterior
un aditivo hidrófugo. Una dosificación tipo para una vivienda de una planta podría ser:
Agregado (0 a 5 mm): 1700 - 1750 Kg
Cemento: 300 - 350 Kg
Agua: 150 Kg
Peso total: 2200 Kg
La relación agua-cemento adquiere importancia por su
influencia en la resistencia del mortero.
De acuerdo con las acciones a soportar se dimensionan
los muros y losas a compresión y flexión, con coeficientes de reducción por la existencia del poliestireno expandido. Para el corte se limita la capacidad portante
por el pandeo de los alambres transversales. Trabajos
realizados en la Universidad Técnica de Graz, en Austria
en 1985 y en las instalaciones de Insteel en Brunswick
de EE.UU. en 1990 verificaron que el PentaWall puede
ser diseñado con los procedimientos tradicionales de
cálculo que se aplican al hormigón armado.
En los entrepisos y techos del sistema la capa de compresión no debe ser inferior a 5 cm. Es posible el uso de
losas comunes de HºAº para concretarlos.
La aislación térmica para dos capas de concreto de espesor e=0.035 m y l=1.16 W/m°C y poliestireno expandido de espesores 50 y 100 mm con l = 0.037 W/m°C las
transmitancias térmicas son:
Muro con aislante de 50 mm (M50):
K = 0.63 W/m2 °C
Muro con aislante de 100 mm (M100):
K = 0.34 W/m2 °C
Fig. 33: Colocación de paneles entre los anclajes de la base
Fig. 34: Colocación de paneles de cubierta
Fabricación
Detalles constructivos. En la Fig. 29 se observa un encuentro entre paneles de esquina. La Fig. 30 muestra la
unión del muro exterior con uno interior. En la Fig. 31
se detalla la fijación de un marco de carpintería.
Montaje
Las fundaciones usuales de plateas y zapatas corridas se
utilizan en el sistema, con la precaución de dejar barras
a trebolillo en espera de 10 mm para la unión con los
paneles cada 50/60 cm. Se usa igualmente una vez fraguada la fundación hacer perforaciones, rellenarlas con
epoxi y colocar las barras de anclaje. Fig. 32.
La longitud y anclaje de las barras se obtienen del cálculo estructural.
Replanteada la ubicación de los muros y los vanos, se
ubican los anclajes entre la capa de poliestireno y la malla. Fig. 33.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Fig. 35: Vano de ventana
308
Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 309
Se procede a la aplicación de los morteros de muros comenzando por el sector exterior del edificio (Fig. 36). Se
usa la máquina elegida para la proyección: revocadoras
o para proyección en pequeñas obras (Hopper gun).
También se hace directamente en forma manual. La capa de compresión en losas debe ser de hormigón y no
inferior a 5 cm y se ejecuta después de 2 días de fraguados los morteros de los muros.
La Fig. 37 muestra el revoque del cielorraso y las cañerías eléctricas.
Terminaciones
Fig. 36: Aplicación de mortero en el exterior
Son las mismas que se usan en la construcción tradicional.
El sistema PentaWall es de reciente aplicación en el país
no pudiendo por eso hablar de la experiencia todavía.
Técnicamente no hay objeción que formular, el diseño
original europeo es correcto en la parte estructural y térmica, ya que proviene de un país con temperaturas de
invierno muy bajas. En tal sentido deben cuidarse los requisitos higrotérmicos cuando se adopten técnicas constructivas comunes en nuestro país, con las mayores poblaciones en zonas templadas, por el peligro de la aparición de puentes térmicos tan olvidados o desconocidos por muchos profesionales del diseño.
Las máquinas para la fabricación de los paneles y el proyectado del mortero son adecuadas y eficientes.
Sistema PRENOVA
Descripción
Fig. 37: Carga del cielorraso y cañerías eléctricas
Se comienza con el montaje de los paneles por las esquinas. Usando los cortes de mallas mencionados se solapan sobre éstas con alambre o herramienta neumática.
Se marcan las aberturas de puertas y ventanas, en la misma forma se procede con las cajas y se marcan las cañerías. Este paso se puede realizar también haciendo antes los cortes y colocación de marcos como se hace en
la mampostería tradicional; requiere mayor cuidado para evitar movimientos de ángulos. Se colocan los paneles de cubiertas y entrepisos (Fig. 34) respetando los encuentros con los muros y las pendientes de techo. Se
apuntalan con travesaños o vigas los paneles colocados.
Si no se hizo antes, se procede a los cortes de aberturas
y colocación de marcos y cañerías. Fig. 35.
Es un sistema de producción “in situ” de los componentes de una vivienda: paneles exteriores e interiores portantes o no y losas de entrepiso o techo. La elaboración
de estos elementos se realiza por superposición; fraguado un elemento sirve de fondo de molde para el siguiente, con bordes laterales metálicos, (moldeado en
batería horizontal). En las figs. 11 y 12 de este Capítulo se muestran las baterías para la producción de losas
y paneles.
El sistema emplea materiales tradicionales y se usa en viviendas individuales o edificios en altura, escuelas,
Fig. 38, hospitales, plantas industriales, etc. La empresa
suministra la ingeniería completa de la obra incluidos los
planos de moldes, asesoramiento para la producción “in
situ”, planta de fabricación, entrenamiento y capacitación
del personal, montaje de elementos y manual operativo.
Descripción del proceso
Comienza el proceso realizando el diseño y la ingeniería de obra, se dimensionan los elementos del sistema
de acuerdo con los reglamentos estructurales CIRSOC y
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
309
Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 310
Fig. 38: Escuela en Ituzaingó
Fig. 40: Izaje de un panel elaborado en batería
Fig. 39: Construcción de viviendas con paneles y losas
fabricados “in situ”. Sistema Prenova
las aislaciones cumpliendo las normas IRAM higrotérmicas. A través de maquetas de los componentes se simula el montaje en obra.
En una platea perfectamente nivelada y alisada se moldean las distintas losas y paredes por superposición, en
batería, separándolas y evitando el pegado entre ellas
con aditivos adecuados. Fig. 39.
Para el montaje y anclaje de plateas, paredes y losas entre sí, se colocan insertos metálicos en estos elementos
que se unen después mediante soldaduras. Para el izaje
se prevén anclajes con tuercas. Con el uso de una grúa
se levantan los paneles de muros soldándolos a la platea y entre sí en su parte inferior, media y superior. Posteriormente, se apoyan las losas y se sueldan a los insertos metálicos dejados en los muros.
Describiremos algunos de los elementos más utilizados
por la empresa:
Losas
Tiene una losa sanitaria con orificios para conectar los
artefactos a los caños embutidos en ella.
Para la instalación eléctrica se prevén cajas de anclaje en
la parte superior para vincular los caños y cables.
La luz máxima entre apoyos y sin vigas es de 9.00 m y
el ancho para este caso es de 5.00 m. Utilizan losas nervuradas con relleno de poliestireno expandido. Las armaduras de las losas normalmente son mallas electrosol-
Fig. 42: Cien viviendas en Bragado. Sistema Prenova
dadas, para algunos casos se colocan mallas arriba y
abajo para reforzar la compresión o prever esfuerzos
elevados.
Paredes
Un panel usual en el sistema consta de una capa de hormigón de arcilla expandida de espesor de 4 a 9 cm, un
aislante de poliestireno expandido de 3 cm y otra capa
de hormigón no portante que cuelga de la interior a través de una armadura en zig zag cada metro. Los paneles pueden ser ciegos o con carpintería incorporada,
además de las cañerías de instalaciones.
Los paneles interiores se hacen con hormigón de arcilla
expandida o de ladrillos huecos o macizos.
Aislaciones
Se ajustan a las disposiciones de las Normas IRAM y se
usa el aislante más apropiado, lana de vidrio, poliestireno, hormigones livianos, etc.
Terminaciones
Revoques comunes, llaneados o revestimientos de ladrillo, piedra, plásticos y otros.
En las Figs. 40, 41 y 42 se aprecian algunas partes del
proceso y obras ejecutadas con el sistema. Las Figs. 43,
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
310
Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 311
Fig. 41: Escuela en Ituzaingó, patio cubierto con estructura de techo metálico. Sistema Prenova
55 25 40
mm mm mm
1
2
3
1
2
55
mm
25
mm
40
mm
3
4
4
5
6
7
5
6
Referencias
4
1. Teja cumbrera
2. Grout
3. Membrana 4 mm
4. Revoque color
5. Tuerca de izaje
6. Fe ø 12 mm
Referencias
1. Zig-zag Fe 6 c/metro
2. Revoque de color
ladrillo incorporado
texturado de 1 cm
3. Barrera de vapor
4. Poliestireno expandido
5. Perfil normal UPN
6. Grout
7. Planchuela de 6 mm
Fig. 43: Encuentro entre el muro exterior y la fundación
Fig. 44: Encuentro de las losas del techo. Sistema Prenova
44 y 45 muestran algunos detalles constructivos de componentes del sistema.
Conclusiones
El sistema utiliza distintos materiales tradicionales y tecnologías variadas, siguiendo una premisa para cada
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
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Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 312
120 mm
1
2
3
4
25 mm
5
35 mm
6
7
obra: Los materiales y procedimientos constructivos que
se utilicen serán los más eficientes para el proyecto a resolver. Se emplean variedades muy amplias de tecnologías sin encasillarse en una determinada, aparecen así
mamposterías, hormigones, estructuras metálicas, grandes paneles de hormigón, etc. También se adaptan a los
requerimientos funcionales o técnicos de los comitentes.
Es un criterio válido en la construcción industrializada,
ya que no limita su accionar.
Como sistema “in situ” posee las ventajas y desventajas señaladas al principio. Analizar los requisitos a cumplir, las
épocas climáticas, el terreno de la obra, el transporte, calidad de la mano de obra y otros, pero fundamentalmente la calidad, el costo y los plazos que se logran, decidirán la elección tecnológica “in situ” ante cada proyecto ✘
120 mm
8
9
10
Referencias
1. Revoque
2. Ladrillo hueco
3. Zócalo
4. Piso cerámico
5. Carpeta de asiento
6. Fe φ 8
7. Grout
8. Planchuela 6 mm
9. UPN 8
10. Nervio de H° A°
con 1 m de Leca
(arcilla expandida)
Fig. 45: Encuentro de muros interiores con el contrapiso
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
312
Capítulo 15 25/04/2001 8:59 AM Page 313
Bibliografía utilizada en el
MANUAL DE CONSTRUCCION DE
VIVIENDAS INDUSTRIALIZADAS
1. Proyecto de Edificios Industrializados. Ing. Bohdan
Lewicki.
23. Saber Construir. Gerard Blachére.
2. Manual de Productos. Master Builders Technologies.
24. Una Visión de la Construcción Industrializada. Richard Bender.
3. L’Isolation Thermique. Michel Frenot - Nabih Sawaya.
25. Prefabricación en Viviendas. K. Berndt.
4. Healty Buildings’ 88. Swedish Council for Building
Research.
26. Manual de la Construcción Prefabricada. Dr. Ing.
Tihamer Koncz.
5. Gypsum Construction Handbook. United States Gypsum Company.
27. Guías para el Uso de Concreto Prefabricado en
Edificios. Sociedad del Concreto de Nueva Zelandia.
6. La Edificación y su Patología. Inst. Eduardo Torroja
de la Construcción y del Cemento.
28. Manual de Planificación y Diseño con Estructuras
Prefabricadas. Fédération Internationale de la Precontrainte (FIP).
7. Informes de la Construcción. Inst. Eduardo Torroja
de la Construcción y del Cemento.
8. Better Buildings. CMHC - CANMET. Canadá.
29. Construir con Células Tridimensionales. Steffen
Huth.
9. Timber Structures and Fire. Swedish Council for
Building Research.
30. Wood Frame House Construction. National Association of Home Builders.
10. Estructura Tradicional y Prefabricada en Hormigón.
S. Pereswiet - Soltan.
31. Las Tecnologías de la Industrialización de los Edificios de Vivienda. Alfonso del Aguila García.
11. Rivista de la Prefabricazione e Industrializzazione
dell´Edilizia.
32. La Construcción con Grandes Elementos Prefabricados. R. Von Halasz y G. Tantow.
12. Methode de Qualitel. France.
33. La Prefabricación. Walter Röhm.
13. Monografías del Instituto E. Torroja de la Construcción y del Cemento.
34. Manual del Aislamiento. ISOVER.
14. Reglamentos del CIRSOC (Centro de Investigación
de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las
Obras Civiles).
36. La Humedad en la Construcción. R. T. Gratwick.
35. Patología de la Construcción. Friedrich Eichler.
37. Humedad y Temperatura en los Edificios. Maurice
Croiset.
15. Normas IRAM. Instituto Argentino de Normalización.
16. Building Thermal Performance. M. D. Syberg.
17. Cooling and Heating. Load Calculation Manual. Faye Mc Quiston. Jeffrey Spilter.
18. Publicaciones varias del ASHRAE. (American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers).
19. Uniform Building Code. International Conference of
Buildings Officials.
Nota:Completan la lista artículos varios, normas y reglamentos de otros países y prospectos de productos y materiales.
Reconocimiento.
Agradecemos al personal de la Revista Vivienda, quien
en todo momento nos ayudó, facilitando nuestro trabajo para que este Manual pueda ser realizado.
20. Constructividad. Stewart Adams.
21. Infiltración de Aire en Viviendas. Swedish Council
for Building Research.
22. Tecnología de la Construcción Industrializada. Gerard Blachére.
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
Ing. Horacio Mac Donnell e
Ing. Horacio Patricio Mac Donnel
313
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ANEXO
Certificados de Aptitud Técnica Vigentes y en trámite de
renovación al 31 de Diciembre de 1998.
Fuente: Presidencia de la Nación. Secretaría de Desarrollo
Social. SS. de Vivienda. Dirección de Tecnología e Industrialización: Av. 9 de Julio 1925, Piso 16, Oficina 1601;
C.P. 1332, Capital Federal; Tel./Fax: (011) 4381-0736.
TABLA 1: ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
DENOMINACION
TIPO
APTITUD DE USO
CAT Nº
DIRECCION/TEL
•Av. Mitre 1233 - Florida-Bs.As.
/ 4761-4172
•Calle 65 N° 5920 -Villa Ballester
Bs.As./4738-9000
•San Lorenzo Oeste 605
-Concordia, Entre Ríos;
/ 0345-4219437
•Ruta 8 km. 50 - Pilar-Bs.As.;
/ 01328-426726/487415
•Av. L. N. Alem 986 - P. 4° y 5°
-Cap. Fed./ 4311-1635
•Av. Del Libertador 16184
-San Isidro/ 4743-7309
-EXACTA 125 - EXACTA 250
LIMITADO ENCOFRADO MODULAR
2180
-HEBEL
LIMITADO
MAMPUESTOS
2242
-JUEGO DE BLOQUES
MODULARES ENSAMBLABLES
LIMITADO
MAMPUESTOS
2331
-PLACA ECOLOGICA T - PLAK
LIMITADO
PLACA
2334
-TABIQUE PLASTBAU
GENERAL
MUROS
2041
-TABIQUE SUBITO
GENERAL
TABIQUES
1249
TABLA 2: SISTEMAS CONSTRUCTIVOS SEMIPESADOS
DENOMINACION
TIPO
ZONA
PISOS
CAT Nº
-S.E.I.D.E.C.O.
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2247
-TECNOCASA
LIMITADO
I a IV
PB
2301
-VIAPA
LIMITADO
I a VI
PB
2220
-VIDHA
LIMITADO
I a IV
PB
1901
-VIVIENDA MODULAR CASSINA
LIMITADO
I a IV
PB
2275
-VIVIENDA MODULAR CASSINA 1 LIMITADO
I a IV
PB
2303
-VIVIENDA SHAP
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2338
-WEST HOUSE
LIMITADO
I a IV
PB
2201
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
DIRECCION/TEL
•Jujuy 151, Tandil, Bs. As.
/ 02293-450663
•Perticone y Paimún, Neuquén
/ 0299-442400
•Av. Ameghino 1404, Esquel, Chubut
/ 02945-452067
•Español 1344, Wilde, Bs. As.
•Maipú 474, 5°P., Cap. Fed.
/ 4394-8152/1293
•Maipú 474, 5°P., Cap. Fed.
/ 4394-8152/1293
•Av. Santa Fe 3711, PB “C”, Cap. Fed.
/ 4832-4920/4184
•Reconquista 609, 1° P., Cap. Fed.
/4311-3666/4404/4354
314
Anexo 25/04/2001 9:02 AM Page 315
TABLA 3: SISTEMAS CONSTRUCTIVOS LIVIANOS
DENOMINACION
TIPO
ZONA
PISOS
CAT Nº
-ACE
LIMITADO
I a IV
PB y 3 pisos
2082
-ALFIL MODULAR
LIMITADO
I a IV
PB
2207
-ALTEC II
LIMITADO
I a IV
PB
2230
-CASA CONTEMPORANEA
GENERAL
I a IV
PB
1640
-CASAPLAN
-CO.I.M.PRO
GENERAL
LIMITADO
I a IV
I a VI
PB
PB
2009
2273
-CONFORT LIFE
LIMITADO
I a IV
PB
2321
-CONSTRUCCIONES DE
ESTRUCTURA DE MADERA
CON SISTEMA ESTRUCTURAL
DE PLATAFORMAS
-DEUSCHE SHNELBAUTEN
LIMITADO
I a VI
PB y 1 piso
2278
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2288
-DINARA
LIMITADO
I a IV
PB
2215
-EDIL - SUD
GENERAL
I a VI
PB
1111
-EMB
LIMITADO
I a IV
PB
2135
-EQUINOX
-HITECH COMPO SYSTEM
LIMITADO
LIMITADO
I a IV
I a IV
PB
PB
1414
2119
-INDUMAD
LIMITADO
I a IV
PB
2187
-INDUSTRIA FOURCADE
LIMITADO
I a IV
PB
2195
-JORGE MARTINEZ CASAS
GENERAL
I a IV
PB y 1 piso
1451
-NORTE
LIMITADO
I a IV
PB
1768
-NOVOA
LIMITADO
I a IV
PB y 2 pisos
1269
-ÑANDE ROGA
GENERAL
I a IV
PB
1698
-PENTAWALL
LIMITADO
I a IV
PB y 3 pisos
2236
-PREMOLDEADOS DALVIAN
GENERAL
I a IV
PB
1146
-RAPI-PANEL
GENERAL
I a VI
PB
2159
-ROYAL HOUSING SYSTEM
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2163
-SANMO
LIMITADO
I a VI
PB
1772
-SEMILLA II
LIMITADO
I a IV
PB
2268
-SIC-M
GENERAL
I a IV
PB y 1 piso
2090
-SIDERAR CONSTRUCCION
RACIONALIZADA LIVIANA
-SISTEMA CUBICO 726
LIMITADO
I a VI
PB y 1 piso
1647
GENERAL
I a VI
PB
1628
-SISTHEMA P/P.B. Y DOS PISOS
ALTOS
-SUBITAS
LIMITADO
I a IV
PB y 2 pisos
2128
GENERAL
I a VI
PB y 3 pisos
720
-TERMOCASA
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2297
-THERMA HOUSE
LIMITADO
I a IV
PB
2246
-VIPAR
LIMITADO
I a IV
PB
1976
-VIVIENDAS BAHIA BLANCA
GENERAL
I a VI
PB
1646
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
DIRECCION/TEL
•Adolfo Alsina 1360, 2° P., Nº 202 Cap.
Fed./ 4383-4937/8146
•B° de Italianos 901, Wilde, Bs. As.
/ 4227-5920/4207-4378
•Ruta 302 km 7, Cevil Pozo-Tucumán
/ 0381-4260843/453
•Pueyrredón 995, Salta
/0387-4395366/4230893
•Hernandarias 354, Santa Fe
•Colectora 1672. La Horqueta,
San Isidro, Bs.As./4719-6132/33
•Argensola 740, B° Alta Córdoba
/0351-4731245/4731127
•Martín y Omar 450, San Isidro, Prov.
de Buenos Aires /4747-6675
•Alsina 154, Ramos Mejía, Bs. As.
/4654-2447
•Libertad 1352. 2° B, Cap. Fed.
/4813-2630
•Grillo (ex 110) y Ortega (Ex 130)
Comodoro Rivadavia, Chubut.
/02967-4473091/72246
•Florida 638, 3°P., Cap. Fed.
/4394-4027/4322-1122
•Pte.J.E.Uriburu 1565, PB /4806-5216
•Av. Santa Fe 2861, 2°F, Cap. Fed.
/ 4731-1967/68/70
•Av. J.M. Rosas 5650, San Justo
Bs.As./ 4651-0785/3283
•San Martín 948, 4°P., Cap. Fed.
/4313-7871/4762-2056
•Ayacucho 139/147, 1°P., Córdoba
/ 0351-4237904
•Av. Calchaquí 4480, Quilmes
/4255-0474
•Stgo. del Estero 2151, Of. 305
Mar del Plata, Bs. As. /0223-4929185
•San Lorenzo 2152, Posadas,
Misiones/ 03752-447904/00
•Arieta 4720, Tablada, Bs. As.
/4484-5731/32
•Av. 7 colores, Consejo Residen.
Dalvian-Mendoza/0261-4444628
•Av. Libertad 279, Rawson, Chubut
/ 02965-481669
•Suipacha 1111, P.25°, Cap. Fed.
/4314-8997
•Av. Parchappe 854, B. Blanca, Bs.As.
/ 0291-4529005
•Calle Igualdad 3585, Villa Siburu
Estafeta 14, Córdoba /0351-4894442
•Sgto. Cabral 122, P.7°, Rosario,
Sta. Fe/ 0341-440944/4262766
•Av. Belgrano 1255, Cap. Fed.
/4222-5575
•Av. Gaona 4625, km 35, Moreno
Bs. As./ 228-425825
•Deán Funes 611, 8° “B”, Córdoba
/ 0351-4256864
•Av. del Libertador 16184, San Isidro,
Bs. As./ 4743-7309
•Calle 49 Nº 843, La Plata, Bs.As.
/0221-4780064
•M. Fiorucci 84, Santa Rosa,
La Pampa/ 02954-438844/8724
•Tomás Flores 2665, Bernal Oeste,
Bs. As./ 4270-9301
•Av. Roca y Ruta 3, Barrio Industrial,
Comodoro Rivadavia/ 0297-4484906
315
Anexo 25/04/2001 9:02 AM Page 316
TABLA 4: SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PESADOS
DENOMINACION
TIPO
ZONA
PISOS
CAT Nº
-CABE
GENERAL
I a IV
PB y 1 piso
2061
-CIMALCO
GENERAL
I a IV
PB y 3 pisos
1465
-CONSTRUCCIONES IND.
FATTORELLO
-FATTORELLO 2
GENERAL
I a VI
PB
1462
LIMITADO
I a VI
PB
2137
-PRETHOR
GENERAL
I a IV
PB
811
-SES DUMEZ A1
LIMITADO
I a IV
PB
1481
-SISTEMA WM P/PB Y 2 PISOS
ALTOS
-SIVHA
GENERAL
I a IV
PB y 2 pisos
998
GENERAL
I a IV
PB y 1 piso
1321
-TKACIK
GENERAL IIIa/IIIb
PB y 1 piso
1295
-VIV. INDUSTRIALIZADAS
TENSOLITE
GENERAL
PB
1347
I a IV
DIRECCION/TEL
•C. Ardiles y Fray L. Beltrán, La Banda
Santiago del Estero/ 0385-4370038
•Chuquisaca 200, Villa Hipódromo,
Godoy Cruz-Mendoza/ 0261-4272024
•La Pampa y La Quiaca, Neuquén
/ 0299-4433436
•La Pampa y La Quiaca, Neuquén
/ 0299-4433436
•24 de Septiembre 675, PB, S. Miguel
de Tucumán/ 0381-4302110
•Cerrito 1054, P. 13°, Cap. Fed.
/ 4812-0332
•José Martí 2425, Martínez, Bs. As.
/ 4798-1356
•Av. Uruguay 3367, Posadas-Misiones
/ 03752-427930/425509
•Ruta 205, km 101, Lobos, Bs. As.
/ 02227-422046
•Ruta 9, km 1298, Los Pocitos,
Tucumán/ 0381-4372218/15
TABLA 5: SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DE EJECUCION IN SITU
DENOMINACION
TIPO
ZONA
PISOS
CAT Nº
-AION
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
1541
-ARCON
LIMITADO
I a IV
PB
2208
-CASAS DEL SUR
LIMITADO
I a VI
PB y 1 piso
2310
-CASSAFORMA
GENERAL
I a VI
PB y 2 pisos
1708
-DRAGADOS PLASTBAU I-II
LIMITADO
I a VI
PB y 1 piso
1818
-MAPAL
LIMITADO
I a IV
PB
2311
-MDN
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2266
-MISIONERO
LIMITADO
I a IV
PB y 1 piso
2314
-MP
LIMITADO
I a IV
PB
1638
-PERCON
GENERAL
I a IV
PB
1337
Manual de Construcción Industrializada. Ings. Mac Donnell
DIRECCION/TEL
•Sarmiento 552, P. 12°, Cap. Fed.
/ 4314-3821
•1° de Mayo, Esq. Panamá, Bahía
Blanca, Bs. As./ 0291-4562851
•Sarmiento 347, Río Gallegos, Santa
Cruz/ 02966-420484
•Viamonte 1328, 3°P., Cap. Fed.
/ 4374-3437/7661
•Av. L. N. Alem 986, P. 4° y 5°, Cap.
Fed., 4311-1635
•Tucumán 523 (N), Chimbas, San
Juan/ 0264-4313452/3355
•Av. H. Yrigoyen 1116, S.S. de Jujuy
/ 0388-224563/232339
•Santa Fe 1446, Posadas, Misiones
/ 03752-439613/423105
•Olazábal 1215 “B”, Cap. Fed.,
/ 4787-1422
•Serrano 1230, Cap. Fed./ 4777-2455
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