La prefabricación debe entenderse hoy en día simplemente como la "industrialización de la construcción", esto es, la aplicación de las técnicas de producción en instalaciones fijas de alto rendimiento, con elevados niveles de control y calidad, que conducen, no sólo a mejores acabados, sino también a mejores precios -por las economías de escala y el empleo de medios y técnicas de producción especializados- de los que puedan alcanzarse en realizaciones in situ.
Aunque cualquier tipo de edificio o construcción puede, en principio, prefabricarse, en el campo de aplicación más lógico y competitivo de esta técnica se encuentra en aquellos edificios que requieran estructuras con luces, alturas o cargas importantes:
- Naves industriales
- Edificios de varias plantas con destino a:
· Centros comerciales y de ocio
· Oficinas
· Edificios docentes (colegios, universidades, etc.,...)
· Museos y centros de exposición
- Aparcamientos
- Polideportivos y plazas de toros
- Edificios penitenciarios
- Núcleos de servicios en edificios de viviendas, etc.,...
En general, este tipo de edificios se prefabrican con elementos lineales: pilares, vigas, viguetas y correas, y de superficie: losas huecas, vigas TT, prelosas y elementos de fachada. Estos componentes pueden complementarse con otros, como cubiertas de fibrocemento o chapa, cerramientos metálicos, de bloques de hormigón o cerámicos.
EL CONOCIMIENTO DEL MATERIAL
DEFINICIONES Y ABREVIATURAS
El hormigón es un material de construcción "tradicional" que presenta numerosas ventajas derivadas de sus propiedades reológicas y de su afortunada simbiosis con el acero, capaz de proporcionar estructuras resistentes y durables.
Este material ha sabido renovarse, abandonando su aspecto gris e inexpresivo y entrando en una nueva dimensión de texturas, colores, acabados y formas, que proporcionan al proyectista una gran flexibilidad para realizar las más atrevidas creaciones arquitectónicas.
Por otro lado, la prefabricación ha permitido modificar la idea de monolitismo e inmovilidad de las estructuras de hormigón, al permitir modificaciones o ampliaciones futuras e incluso cambios de emplazamiento. Estas actuaciones serán tanto más sencillas cuanto mayor haya sido su previsión en el tiempo, si bien las resinas epoxi y los tornillos de expansión constituyen valiosos aliados en las uniones y prolongaciones no previstas inicialmente.
Las posibilidades que presenta hoy en día este material han sabido ser aprovechadas y optimizadas por la industria de la prefabricación.
COMPONENTES
Tres son los componentes esenciales del hormigón más las armaduras:
El cemento
A partir de clínker, mediante la unión de diversos componentes, se obtienen los cementos comerciales:
- Cemento Pórtland
- Cemento puzolánico
- Cemento de alto horno (cemento siderúrgico)
- Cemento para obras hidráulicas
- Cemento aluminoso
- Cementos blancos
- Cemento férricos
- Cemento férricos puzolánicos
Los áridos
Propiedades de los áridos:
- no deben absorber agua
- larga duración sin degradación
- resistencia al hielo
- dureza y resistencia mecánica mayor o igual a la de los cálculos del hormigón
- limpieza
Tipos de áridos:
- Áridos redondos
- Áridos triturados
- Áridos húmedos
El agua
El agua a emplear en la mezcla de hormigón debe ser suficientemente pura y no tener cantidades apreciables de sustancias nocivas, como limos, arcillas, ácidos orgánicos, álcalis y sales. El agua del mar, aun no siendo aconsejable, puede, no obstante, ser utilizada caso que faltase la dulce.
FUNCIONES DEL HORMIGÓN PREFABRICADO ESTRUCTURAL
Podemos decir que los elementos prefabricados de hormigón disfrutan de las ventajas derivadas de sus materias primas, hormigón y acero, que desempeñan unas funciones como:
Resistencia estructural:
El hormigón posee una elevada resistencia a compresión que, en instalaciones industriales de prefabricación, alcanza valores comprendidos entre los 600 y 1.000 kp/cm2 (60 y 100 N/mm2). El acero embebido en el mismo, tanto en piezas armadas como pretensadas, proporciona al conjunto una adecuada resistencia de los esfuerzos de tracción, dando lugar a elementos capaces de alcanzar grandes luces y soportar grandes cargas.
La utilización del pretensado permite la ausencia de fisuras en piezas dimensionadas en estado I y II, evitando la pérdida de rigidez con lo que pueden alcanzarse elevadas relaciones luz/canto sin que se produzcan problemas de deformaciones (flechas).
Resistencia al fuego:
Al ser el hormigón un material incombustible presenta la ventaja adicional de no arder y no contribuir a la producción de humos y gases letales, así como de construir una barrera de contención para el fuego, minimizando el daño y aumentando la efectividad de los sistemas de extinción.
Al ser ambos función de espesores y masas, los paneles de hormigón, tanto en forjados como en paramentos verticales, presentan coeficientes satisfactorios, del orden de 0,60 Kcal./h.m2.ºC y reducciones acústicas del orden de 50 dB., fácilmente incrementables hasta cualquier cota incorporando otros materiales aislantes (poliestireno expandido, arcillas expandidas, áridos ligeros, etc.) durante la fabricación de este tipo de paneles.
La calidad moldeable de este material permite formas curvas, angulosas, lisas, con relieves de cualquier forma y tamaño, con posibilidades potenciales hasta el infinito al combinarse con distintos tipos de acabado superficial (pintura, áridos vistos mediante chorreado de agua y/o arena, hormigones blancos o pigmentados) cuya única limitación es la imaginación del usuario y el presupuesto de la obra.
En este aspecto, el hormigón proporciona una adecuada protección a las armaduras y elementos metálicos en él embebidos gracias a su elevada basicidad, y a las condiciones de colocación alcanzadas durante su fabricación en instalaciones industriales: utilización de cementos adecuados a cada tipo de ambiente agresivo, y elevada compacidad del hormigón conseguida a través de dosificaciones y medios de compactación rigurosamente controlados, que por el contrario, la producción in situ en la obra no se consiguen tan rigurosos.
de tipo técnico:
- El hormigón prefabricado tiene la posibilidad de alcanzar grandes luces y soportar grandes cargas. En el caso de las cubiertas para edificios de uso industrial o comercial pueden rebasarse luces de 40 metros, mientras que en aparcamientos es fácil disponer amplios pasillos de doble dirección, zonas de maniobra y mayor capacidad de estacionamiento.
- De tipo económico:
- Posibilidades para el proyectista:
- Posibilidad de realizar diseños originales y no repetitivos que presenta la prefabricación, sin tener que recurrir a piezas especiales sino simplemente utilizando piezas de catálogo.
Esencial para la consecución de una buena mezcla de hormigón es la determinación de las propiedades más oportunas de cemento, áridos y agua que deben ser amasados entre ellos para obtener una mezcla homogénea que presente las siguientes características:
LA DURABILIDAD
En este aspecto, el hormigón proporciona una adecuada protección a las armaduras y elementos metálicos en él embebidos gracias a su elevada basicidad, y a las condiciones de colocación alcanzadas durante su fabricación en instalaciones industriales: utilización de cementos adecuados a cada tipo de ambiente agresivo, y elevada compacidad del hormigón conseguida a través de dosificaciones y medios de compactación rigurosamente controlados, que por el contrario, la producción in situ en la obra no se consiguen tan rigurosos.
LA CONSTRUCCIÓN
APILADO DE VIGUETAS: POSICIONADO DE LISTONES
En toda semi-vigueta pretensada existen dos tipos de materiales:
- El hormigón. (que resiste compresiones)
En caso contrario, las viguetas pueden romperse, o, lo que es más peligroso, pueden fisurarse sin que se pueda constatar visualmente.
Figura 1: Posiciones correctas:
Tal como se puede observar, las viguetas, debido al peso, tienen una tendencia (exagerada en la figura) a deformarse de tal manera que la parte de abajo (donde esta el acero) tracciona y por tanto la posición es correcta, ya que la vigueta esta preparada para este tipo de cargas.
Figura 2: Posiciones Incorrectas:
En este caso, las viguetas, debido al peso, tienen una tendencia (exagerada en la figura) a deformarse de tal manera que la tracción se produce en la parte de arriba de la vigueta, y por tanto la posición es incorrecta, ya que la vigueta no dispone de acero en la parte de arriba para aguantar la tracción que se produce y por tanto se puede romper fácilmente.
DESCRIPCIÓN Y PUESTA EN OBRA DE PILARES PREFABRICADOS " EEPSA "
Descripción del sistema
El Pilar EEPSA, es un elemento prefabricado con capacidad para la transmisión de momentos entre tramos del mismo pilar, así como entre el pilar y el resto de la estructura:
Consiste en un pilar de varios tramos unidos axialmente por armadura, y con el hormigón interrumpido a la altura de los forjados para su correcto enlace con los mismos, y que permite su rápida y sencilla colocación en obra con la ayuda de una grúa y sin necesidad de encofrar, desencofrar y hormigonar, de tal forma que inmediatamente después de su colocación puede soportar las cargas propias de la fase de ejecución de la estructura.
Ventajas respecto al pilar tradicional:
- No hay que encofrar, ni colocar barras de acero, ni desencofrar, ni tampoco comprar, transportar y limpiar el material de encofrado.
Montaje en obra
Con la grúa adecuada, un pilar de 12m, puede pesar 2.600 y 4.700 Kg.), se suspenderá el pilar por los anclajes previstos en él.
Una vez el pilar está en posición vertical, se procederá a insertarlo, aplomarlo y rejuntarlo en su alojamiento.
Una vez colocado el pilar se rejuntará rellenando los espacios con un hormigón de alta resistencia, fraguado rápido y sin retracción.
RECEPCIÓN DE VIGUETAS PRETENSADAS EN OBRA
1 -Comprobación de cantidades y medidas:
Es muy importante, a la hora de elegir proveedor, decantarse por uno que sea ágil en el suministro. Esto permite realizar a pie de obra, una vez realizados los encofrados de jácenas, la medición exacta del forjado, tanto en cuanto a medidas como a cantidades. Si además, nuestro proveedor, como en el caso de EEPSA, tiene siempre todas las medidas en stock cortadas de cinco en cinco centímetros, podremos ajustar todas y cada una de las viguetas a las necesidades exactas de nuestra obra.
Vamos a considerar dos tipos de defectos:
2.1.1.- Viguetas parcialmente pegadas
El único problema que nos va a traer este defecto, es que no nos va a entrar la bovedilla y habrá que hacer un "invento" para simularla.
2.1.3.- Tiene rebabas
La máquina moldeadora avanza por una pista dejando la vigueta fabricada en el suelo. Si los moldes no ajustan bien contra ese suelo, se producen fugas del hormigón de la vigueta hacia los lados por debajo del molde. Estas fugas, al fraguar, quedan adheridas a la vigueta provocando las rebabas.
Una vigueta está torcida cuando no tiene los hilos equilibrados dentro de su propia sección. Este defecto siempre es consecuencia de unos hilos fuera de sitio, o de una vigueta mal diseñada. En este caso es aplicable todo lo expuesto en el apartado anterior (2.1.4)
Por avería en marcadores si se marca mecánicamente, o bien por ausencia del operario marcador, o bien por las prisas para entregar un material, pueden salir viguetas de una fábrica sin el debido marcaje. Esto dificulta enormemente el correcto posicionado de la vigueta en obra ya que cuesta mucho más de identificar. Legalmente no debería admitirse. En la práctica supone que hay que medir y contar los hilos de cada vigueta.
2.1.7.- Arrastre del hormigón superior
Si en el hormigón cae una piedra de mayor tamaño del normal debido, por ejemplo, a la rotura de una de las cribas de los áridos, es posible que esa piedra, sea arrastrada por la maquina moldeadora por la superficie de la vigueta. Esto provoca un desgarro en la parte superior de la vigueta, sin la mayor importancia (en el caso de semiviguetas, si no es muy profundo) ya que quedará totalmente resuelto en el momento en que llenemos el forjado.
2.2.1.- Falta hormigón
2.2.2.- Alambres fuera de sitio
Tal como se dice en el apartado 2.1.4, los alambres de las viguetas deben estar donde dicen las fichas técnicas del fabricante. Si la diferencia de sitio excede de un milímetro, el defecto es grave, y puede ocasionar graves distorsiones entre lo que se supone de debe cumplir la vigueta y lo que realmente cumple. Una vigueta con los hilos como la de la imagen es muy probable que no cumpla con los requisitos de momento, cortante y recubrimientos que constan en sus fichas técnicas.
Un detalle muy importante de este defecto, es que nos permite saber si el fabricante tensa como es debido sus armaduras.
Al desplazar los hilos, desequilibramos las secciones de acero con respecto a la del hormigón. Esto debe arquearnos la vigueta. Si una vigueta con los hilos desplazados más de un milímetro no está considerablemente arqueada, significa que los hilos no están tensados como debieran, y eso es un defecto grave, ya que la vigueta no resistirá lo que dicen las fichas técnicas, y, si consigue resistir las solicitaciones de nuestra obra, lo hará con mucha más flecha de la prevista.
En algunos diseños de vigueta, se disponen los alambres en dos grupos diferenciados, un grupo en la parte inferior de la vigueta, y otro en la parte superior, dejando el alma sin prácticamente armadura. Esto se hace así debido a la dificultad de hormigonar el alma de la vigueta si está llena de alambres.
Como mucho, se puede asimilar esa vigueta con el alambre escurrido, a una vigueta de tipo inferior que corresponda a los alambres que no están deslizados.
2.2.6.- Viguetas totalmente pegadas
Elementos Estructurales
1.-Estructuras reticulares aporticadas:
· Pilotes:
· Zapatas aisladas
· Riostras entre zapatas
b) Elementos Lineales
· Pilares
· Vigas
- Pórticos mono o triarticulados
- Graderios
c) Elementos Planos
· Forjados de vigueta y bovedilla
· Forjados de losas alveolares
· Forjados de prelosas
· Forjados con paneles TT
1.-Estructuras de paneles:
Se forman con elementos planos pared y forjado. Cada elemento constituye la pared completa de una habitación, interior o exterior, o el forjado correspondiente a un módulo de vivienda. En el caso de módulos excesivamente grandes (salón de la vivienda, aula de un colegio, etc.) las paredes y forjados pueden dividirse en varios elementos que sean fácilmente transportables.
1.-Estructuras de módulos completos:
Consisten en la yuxtaposición de módulos prefabricados formados por las paredes, suelo o techo de cada espacio individual del edificio.
Elementos de Cubierta
1. Cubiertas con pendiente:
· Cubiertas con vigas peraltadas
· Cubiertas con vigas de sección constante
· Cubiertas en "diente de sierra"
· Correas
2. Cubiertas planas:
· Plana sobre forjado
· Plana sobre entramado de vigas y correas
3. Cubiertas especiales con elementos superficiales: