El problema de resolver estructuras de losas sin vigas de bajo peso y grandes luces, encuentra una solución usando esferas plásticas para alivianar las losas mediante el reemplazo del hormigón no necesario estructuralmente en la masa de la losa por esferas de aire. Se recrea así una estructura similar al ala de un pájaro o estructura ósea, conformando una esteroestructura como las metálicas pero construida en hormigón armado, permitiendo un ahorro en contrapisos, carpetas, cielorrasos, membranas y protecciones hidráulicas.
Las losas con esferas se componen de dos mallas que encierran esferas plásticas separadas entre si ordenadamente y de distintos diámetros de acuerdo a la luz a cubrir. Estas abarcan desde 6m a 35m.
Se usan esferas inflables o infladas, de acuerdo a la localización de la obra.
Un conjunto de tabiques portantes dobles termina de conformar un conjunto sismorresistente de gran flexibilidad de uso y sin límites de altura, con una economía del 40% de concreto y 30% de acero, todo esto patentado por los arquitectos Ricardo Levinton y Luciana Levinton, directores de la empresa de tecnología Prenova.
El campo de acción es de edificios torre, entre medianeras, residenciales y no residenciales, oficinas y aeropuertos en particular con grandes paños de fachada vidriados.
Estructuras de H.A. alivianadas con esferas
El sistema estructural de losas sin vigas es una solución muy valorada por los proyectistas porque permite diseñar sin restricciones la distribución de las plantas de los edificios.
“Los edificios sin vigas son preferidos por los arquitectos”, pero es muy caro realizar una losa maciza con fondo plano. La clave sería quitarle peso al entrepiso, sin perder la cualidad de un cielorraso plano.
A este concepto apunta el sistema desarrollado y patentado por los arquitectos Ricardo Levinton y Luciana Levinton que consiste en un forjado alivianado con esferas de plástico.
Las losas se prefabrican bajo el formato de prelosas o se cuelan sobre encofrado de madera in situ.
Las luces a cubrir dependen del espesor de la losa, siendo el espesor promedio de L/35. Para luces entre columnas de 35m el espesor es de 1m, mientras que para luces de 9 m entre medianeras el espesor es de solo 23/25cm.
La eliminación de cargas muertas es fundamental para la economía, permite eliminar los contrapisos, carpetas y cielorrasos, usando el piso fratasado mecánicamente como piso terminado.
Aun haciendo las plantas diferentes de piso a piso, se logran luces entre apoyos y voladizos mayores.
Fue utilizado bajo licencia de Prenova
En la construcción del aeropuerto nuevo de Yerevan, actualmente en funcionamiento y en la actual construcción de la segunda etapa, estructuralista Ingeniero Jorge Fontan Balestra.
En la torre de Punta del Este Parada 7 y la Brava de 12 pisos altos, se empleo el sistema sin los pórticos sismorresistentes, combinados con tabiques premoldeados complementados con un hormigón de segunda etapa.
En el edificio de Malabia 1638, en las oficinas de Rincón de Milberg, Villa Urquiza, Nuñez, en los edificios de Villa Allende, Córdoba, el geriátrico de La Plata y otros se usaron losas con esferas sin pórticos ni vigas, calculados por el Ingeniero Carlos Calissano de Buenos Aires e Ingenieros Bonelli y Haulet de Cordoba.
El sistema es como un “Lego” conformado por pretabiques y prelosas
- Desde los cimientos
Los aeropuertos armenios están situados en una zona sísmica equivalente a la Provincia de San Juan, por lo que todas las decisiones que contribuyeran a disminuir el peso del edificio eran prioritarias. Así se logro reducir un 40% del volumen de hormigón y peso de la losa, respecto de una losa maciza. Las losas se ejecutaron en dos etapas, primero se fabricaron en un obrador prelosas de 6 cm de espesor con las mallas y tralichos, montadas con una sola grúa. Se vertió hormigón de segunda etapa sobre las prelosas y los pórticos, siendo el espesor total de 24cm con esferas de 180mm de diámetro en el aeropuerto 1 y de 28cm y esferas de 22cm de diámetro en el aeropuerto 2.
Se realizaron 15000m2 en solo 4 meses y temperaturas por debajo de los 20 grados bajo cero.
Por otra parte en el aeropuerto 1 y 2 se plantean soluciones muy novedosas de bases aisladas. Consiste en una serie de apoyos de goma y plomo que evitan que la estructura se dañe ante las oscilaciones horizontales que produce un terremoto. “Es como si el edificio estuviera montado sobre ruedas”. Esta decisión también contribuye a alivianar la estructura de hormigón, un edificio con solicitaciones horizontales hubiera resultado mucho mas pesado. Por otro lado el sistema de bases aisladas hace posible emplear cerramientos vidriados.
Otra particularidad de este edificio es que no se han proyectado juntas en sus 130mts de largo. Según los cálculos estructurales, la deformación de los apoyos ante las solicitaciones de sismo seria del orden de los 50cm . Esto hubiera determinado juntas de nada menos que 1,20m de ancho para evitar la colisión entre los bloques. Los proyectistas decidieron evitarla porque encarecían la obra y exigía diseñar tantos sistemas de instalaciones independientes como juntas. Además, había un componente psicológico: en presencia de la actividad sísmica, las personas verían moverse los bloques entre juntas en forma independiente.
- Curvas sin vigas
La torre O esta terminada en la Parada 7 y la Brava, Punta del Este y tiene 12 pisos. El diseño irregular de caracol de la planta con apoyos distanciados 8,5m entre columnas dio como resultado una losa sin vigas de solo 24cm de espesor terminada, con un peso un 40% menor que la maciza, y voladizos de 3m. La ventaja comparativa de esta solución respecto de la nervurada es la forma multidireccional de su comportamiento estructural y el fondo plano que otra armada en una sola dirección, con un ahorro económico evidente.
En este espesor queda resuelta el aislamiento térmico y acústica y todas las instalaciones embutidas. Aquí a diferencia que en el aeropuerto la losa fue colada in situ mientras que los tabiques fueron prefabricados en el suelo e izados y colados con hormigón de segunda etapa, un H25 asentamiento 18 con granulometría 6-20, que reemplaza al contrapiso y carpeta.
El avance de la estructura fue de 700m2 cada 10 días, tabiques incluidos.
- Losas de relleno
Las losas de relleno aplicadas sobre losas de estacionamiento donde se requieren bajísimo peso propio, pendientes de desagüe, impermeabilización, ausencia de juntas y alta resistencia al impacto se solucionan con la aplicación de una capa de esferas compactadas con una relación aire-hormigón de 30% a 70% o sea un 70% mas liviano que el hormigón. Ver ficha técnica adjunta.
Losa de 7*11 m. apoyada en 4 bordes, isostática.
Espesor total 22 cm.
Armada con una malla Fe 8 10*10 cm abajo.
Malla Fe6 10*10 arriba.
Conectores cada 50 cm.
Se cargo con 40tn de arena, paso por encima una niveladora para comprobar su resistencia a la carga dinámica, no afecto su integridad. Tuvo una deformación plástica de solo 5 mm.
La Losa según los tests realizados actúa como una losa maciza. La consecuencia es que sigue las mismas reglas y regulaciones y se calculan igual que las losas macizas con una masa reducida en un 40% mas las ventajas adicionales que siguen:
Ventajas para el medio ambiente
El ahorro de material hasta un 40% resulta en los siguientes beneficios para el medio ambiente:
- Menor consumo de cemento, agregados, agua, acero. Ej.: 1kg de plástico reciclado reemplaza a 100kg de concreto
- Menor consumo energético durante la producción, transporte y montaje.
- Menor emisión de gases tóxicos CO2 (50% menos)
Mejores condiciones de trabajo
- Mejoramiento de las condiciones de trabajo
- Reducción de riesgos durante el montaje, debido a la reducción de peso como también al menor numero de izajes con la pluma.
- Reducción de molestias en aeroparque, obra limpia.
- Menos ruido en las inmediaciones-
Protección contra incendios
Aislamiento sonoro
Se distribuye las fuerzas excepcionalmente mejor que ningún otro sistema debido a la estructura tridimensional y la forma curva que elimina los esfuerzos cortantes de aristas y no causan ningún tipo de reducción de capacidad portante.
