Lluvia, nieve o fuego: la resistencia del prefabricado de hormigón

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La resiliencia se define como la “capacidad de un material, mecanismo o sistema para recuperar su estado inicial cuando ha cesado la perturbación a la que había estado sometido”.

Fuente: ANDECE

A principios de año publicábamos el artículo “Construcciones resilientes: el debate entre ligereza o pesadez” [1] a raíz de los devastadores efectos que tuvo el temporal de nieve Filomena y que provocó numerosos y cuantiosos daños, cebándose especialmente con muchas estructuras ligeras de edificios, lo que nos motivó a poner en valor la capacidad de resistencia y estabilidad estructural que ofrecen los edificios con estructura de hormigón este, como solución masiva y pesada.

Este pasado verano hemos atendido a otro fenómeno climático que ha atacado con especial virulencia a edificios e infraestructuras en varias zonas de España, poniendo de relieve que las consecuencias del cambio climático son evidentes, como pone de manifiesto este reciente estudio científico que prevé un aumento en la frecuencia de estas anomalías climáticas, motivado por alteraciones en el vórtice polar estratosférico [2].

La neutralidad climática que deberá alcanzarse en el año 2050 en Europa es uno de los hitos que ya están alterando muchas de las formas de comportarse con el fin de proteger los ecosistemas del planeta.

Es el caso de la construcción que, en general, tiene una influencia extraordinaria en todas las vertientes de la sostenibilidad: medioambiental, económica y social, por lo que se deberían siempre adoptar soluciones que maximicen el equilibrio entre las tres dimensiones, como vía para contribuir a mitigar las consecuencias del cambio climático, algo que nos atañe a todos, para que actuemos de forma responsable según nuestro rol, partiendo de las administraciones públicas, los sectores industriales, pasando por empresas y hasta llegar a nuestro papel como individuos.

Luego aquí cabe hacer una reflexión profunda sobre qué es lo que podemos aportar desde la industria del prefabricado de hormigón, cuyo granito de arena no será suficiente evidentemente, pero que sí supondrá una contribución más a tener en cuenta dentro de este conjunto de acciones que todos debemos llevar a cabo.

Este análisis lo comenzamos hace tiempo, con la publicación de distintas guías y artículos técnicos que pretenden facilitar la labor de las empresas y del resto de agentes que gestionan en algún momento soluciones constructivas que incorporen elementos prefabricados de hormigón, a través de, por ejemplo, la economía circular [3], la eficiencia energética [4] o la certificación de la sostenibilidad de edificios o infraestructuras [5].

La reglamentación actual a través de Directivas Europeas, normas, procedimientos o reglas de cálculo, es cada vez más sensible a incorporar requisitos que se alineen con la necesidad de hacer frente al cambio climático.

El recientemente aprobado Código Estructural [6] de entrada en vigor en noviembre de 2021, aunque no lo refleja de forma directa y específica, sí que puede interpretarse y aplicarse atendiendo a cómo materializar esta respuesta ante el reto que supone el cambio climático. En este sentido, se destaca la introducción por vez primera de la exigencia de robustez y redundancia, de forma que las estructuras deberán ser proyectadas de manera que cualquier evento extraordinario no produzca consecuencias desproporcionadas respecto a la causa original. Cuando así lo establezca la propiedad, el proyecto deberá contemplar la selección de un esquema estructural y un diseño conceptual que asegure que la eliminación accidental de un elemento o de una parte limitada de la estructura origina daños proporcionados y limitados, de forma que, además, el resto de la estructura no afectada sea capaz de asegurar la estabilidad mínima de la misma.

Figura.- Colapso de una estructura por fallo de una sus columnas y efecto catenaria en las vigas. Fuente: ICITECH

El cumplimiento de la exigencia de robustez y redundancia no es exclusivo de las estructuras prefabricadas de hormigón obviamente, pero sí que podemos afirmar que los procesos constructivos industrializados ofrecerán unas mayores garantías de partida para lograrlo, pues además de otras ventajas relativas a distintas etapas del proceso constructivo y que ya están ampliamente aceptadas (eficiencia en los procesos, aseguramiento de la calidad a través de un control más riguroso, menos residuos, mayor rapidez y menor alteración de las zonas adyacentes durante la construcción, etc.), el diseño estructural se realiza con una mayor concreción (véase incremento del empleo de programas informáticos de modelado BIM), destacando también aquí el rol que de forma creciente asume el prefabricador, participando en las decisiones de proyecto al ser quien mejor conoce el comportamiento de su estructura.

En este sentido el diseño con prefabricados para garantizar los requisitos de seguridad y estabilidad estructural tiene sus particularidades, más allá de aplicar correctamente la mayoración de las acciones y la minoración de la resistencia de los materiales, de forma que se asegure a priori que materiales y sistemas constructivos sean resistentes y estables en el escenario más desfavorable. Conocemos cómo hay que diseñar, fabricar y ejecutar correctamente. Pero centrados en la etapa inicial que es el diseño y que queda vinculada al resto de etapas para crear primero elementos prefabricables y por último sistemas constructivos ejecutables, es fundamental no subestimar ni obviar nunca cualquier posible variable. Véase, por ejemplo, el caso de los edificios logísticos o industriales donde los elementos prefabricados que conforman estructura y fachadas se han impuesto como la opción predominante. En este caso, las cubiertas de distinto tipo (deck, chapa, etc.) que se sustentan en las estructuras prefabricadas a través de las correas, sean macizas o huecas, donde debe preverse que puedan ocurrir fenómenos de lluvias cada vez más intensas y esporádicas y que, si no se asegura una pendiente mínima (aunque la cubierta sea “plana”), puedan producirse encharcamientos o balsas de agua que generen estados tensionales muy superiores a los previstos y esto ponga en riesgo a toda o parte de la estructura y cuyas consecuencias sean imprevisibles. Y lo mismo podría decirse si se produce una nevada, fenómenos climáticos cada vez más intensos e impredecibles, donde como ya expusimos en dicho artículo anterior [1], la capacidad resistente de las estructuras prefabricadas de hormigón debería ser un motivo más para decantarse por una opción más fiable ante otras alternativas más ligeras.

Figura.- Colocación de correas de cubierta sobre estructura también prefabricada de hormigón.

El aseguramiento de la durabilidad se presenta como otro factor de diseño inherente a este concepto de la sostenibilidad y, por tanto, a cómo respondemos ante los efectos del cambio climático. El propio Código Estructural supone la última etapa de un desarrollo normativo que ha tenido a la durabilidad como uno de los bloques temáticos de mayor importancia, definiendo un amplio abanico de aspectos que permitan asegurar al menos el cumplimiento de la vida útil de la estructura (50 años en los edificios y 100 en las infraestructuras civiles). El empleo por lo general en las fábricas de prefabricados con hormigones más compactos, menos permeables al agua (el mayor agente agresivo de los productos de construcción) y más controlados, facilita la consecución de las exigencias normativas de la durabilidad.

Figura.- Sustitución de las antiguas pasarelas de madera de acceso a playa por pasarelas prefabricadas de UHPC (hormigón de muy altas prestaciones) con imitación a la propia madera, como solución al desgaste acusado en un ambiente agresivo y reducir los costes de mantenimiento.

Y por último, el fuego, como fenómeno que se puede producir de forma artificial. Aquí debemos diferenciar las exigencias de la reglamentación, en cuanto a la resistencia al fuego por un lado y a la clase de reacción al fuego que deben garantizar los materiales por otro. En el caso de la resistencia al fuego, además de un diseño adecuado que proteja a los elementos metálicos (más débiles en caso de incendio) los propios recubrimientos que hay que definir por durabilidad, pueden ser asimismo válidos para garantizar la seguridad ante el incendio. Y en cuanto a la reacción al fuego, el propio hormigón está considerado como A1 (incombustible, sin necesidad de ensayo), haciendo que sea una opción especialmente idónea en el caso de las fachadas de edificios, bien a través de soluciones masivas (paneles de hormigón arquitectónico) o más ligeras (paneles de GRC, UHPC) [7].

Figura.- Paneles de fachada que actúan también como vigas de carga, aglutinando en un solo elemento el cumplimiento de las distintas exigencias reglamentarias.

En conclusión, ante acciones ambientales cada vez más inciertas y posiblemente más intensas, con una reglamentación más sensible a incorporar una amplia gama de exigencias derivadas de la inevitable respuesta para frenar el cambio climático, las soluciones constructivas con elementos prefabricados de hormigón ofrecen una batería de características que, a través de un diseño adecuado, optimizado y debidamente adaptado a cada caso y proyecto específico, las presentan como una opción idónea en la mayoría de circunstancias.

Referencias

[1] Construcciones resilientes: el debate entre ligereza o pesadez. CEMENTO HORMIGÓN

[2] Linking Arctic variability and change with extreme winter weather in the United States. SCIENCE

[3] Guía técnica de elementos prefabricados de hormigón: transición hacia una economía circular. ANDECE

[4] Hacia el objetivo de los edificios de consumo de energía casi nulo: la masa térmica en los prefabricados de hormigón. ECOCONSTRUCCIÓN

[5] Guía técnica de elementos prefabricados de hormigón en los sistemas de certificación de la sostenibilidad. ANDECE

[6] Real Decreto 470/2021, de 29 de junio, por el que se aprueba el Código Estructural

[7] Guía técnica de aplicación del Código Técnico de la Edificación a las soluciones constructivas con elementos prefabricados de hormigón. ANDECE

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