En las secciones anteriores se ha mencionado la debilidad del concreto para resistir tensión. El refuerzo convencional solo puede usarse económicamente si se acepta fisuración en el concreto. El preesforzado es una solución alterna a este problema y permite que los miembros se mantengan sin fisuración en un rango de cargas más amplio, con ventajas adicionales de deflexiones pequeñas y una durabilidad mucho mayor, por su menor fisuración y la posibilidad de cubrir mayores luces, para la misma altura.
Figura 3.10: mecanismo resistente en el concreto preesforzado
El principio básico del preesforzado consiste en aplicar una fuerza de compresión en la sección, que contrarreste los esfuerzos de tracción producidos por la flexión. Este preesfuerzo es aplicado generalmente mediante una fuerza excéntrica producida por un cable paralelo o con inclinación ligera respecto al eje del elemento. Estos cables de acero de alta resistencia denominados tendones, pasan a lo largo del elemento y transmiten su fuerza generalmente en los extremos; pueden ser alambres o hilos individuales (usualmente de diámetro 5mm) o torones trenzados de 7 hilos (generalmente de diámetros de 3/8, 1/2 o 5/8 pulgadas). Según el momento de aplicación del preefuerzo al concreto se consideran dos clases: concreto pretensado, concreto postensado.
Figura 3.11 Métodos de pretensado
Los tendones en el concreto pretensado están adheridos al concreto a lo largo del elemento, como en el refuerzo no tensionado y transmiten su fuerza por adherencia. Para construir un elemento pretensado es necesario que antes de colocar el concreto se mantengan tensionados los tendones o alambres entre anclajes externos, hasta que el concreto se haya endurecido; entonces se pueden liberar los tendones y se produce la transmisión del preesfuerzo al elemento (figura 2.12).
Los tendones postensados se tensionan después de que el concreto de la viga se ha endurecido y se anclan mecánicamente en los extremos, mediante cuñas.
Figura 3.12 Colocación de ductos en viga postensada
Es necesario que antes de colocar el concreto se haya dejado un ducto con los tendones dentro de la viga; en algunos pocos casos los tendones pueden ir por fuera; este sistema denominado «postensado exterior» es muy usado para la repación o mejoramiento de la capacidad de carga de puentes o estructuras (figura 2.13).
Figura 3.13: ensayo en laboratorio, de la UPC-Barcelona, de vigas con postensado exterior
El postensado requiere de un gato portátil y anclajes permanentes; su costo hace que sea empleado para miembros de gran luz, pesados, cuyo transporte no es económico.
Figura 3.14 Uso de vigas postensadas en pórticos y vigas de puentes de gran luz
En cambio, el pretensado se usa para elementos livianos que se pueden construir en planta y transportar fácilmente.
Figura 3.15 Uso de viguetas pretensadas en sistemas de piso aligerados
